CN102809713A - 一种海底电缆断点探测方法 - Google Patents
一种海底电缆断点探测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102809713A CN102809713A CN2012102725571A CN201210272557A CN102809713A CN 102809713 A CN102809713 A CN 102809713A CN 2012102725571 A CN2012102725571 A CN 2012102725571A CN 201210272557 A CN201210272557 A CN 201210272557A CN 102809713 A CN102809713 A CN 102809713A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- subsea cable
- magnetic field
- cable
- breakpoint
- subsea
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Locating Faults (AREA)
- Laying Of Electric Cables Or Lines Outside (AREA)
Abstract
本发明公开了一种海底电缆断点探测方法，其具体步骤如下：1)利用时域反射技术、对海底电缆断点进行理论上定位；2)在海底电缆登陆点，利用直流电源、海底电缆铜芯及海水构造直流回路，以增强海底电缆周围磁场的异常分布；3)利用磁力仪在海底电缆断点理论位置周围进行磁场扫描探测，根据磁异常分布判断断点位置。本发明的优点在于：本发明通过时域反射技术，参照自动船舶识别系统AIS确定海底电缆断点的理论位置，根据登陆点实际情况构造直流回路，增强海底电缆磁场异常，通过海上磁力仪实测，根据磁场异常分布，可确定海底电缆断点实际位置，从而可为海底电缆断点打捞提供可靠依据。
Description
技术领域
本发明涉及一种海底电缆检测领域，特别是一种海底电缆断点探测方法。
背景技术
我国海岸线漫长，领海面积广阔，岛屿和海上工作平台众多，海底电缆对保障海岛居民的生产生活和海上工作平台正常运行起关键作用。
随着海洋开发利用活动的日益增加，海底电缆受落锚、抛锚、渔业捕捞、船只拖拽、岸基作业等破坏时有发生，断缆事故频繁出现。由于船舶拖拉和海水冲刷等因素的影响，导致海底电缆发生移位，对海底电缆断点的准确定位以及断缆线头的打捞困难，影响了事故抢修和损失理赔。目前在海洋勘测领域，探测及搜寻海底表面及海底表面以下物体的技术主要有以下几种：侧扫声纳、三维地貌仪、浅地层剖面仪及磁力仪。对于埋藏在海底表面以下的海底电缆，侧扫声纳和三维地貌仪均无能为力，而通常的浅地层剖面仪对于直径在10cm左右的海底电缆探测效果较差。对于探测及搜寻海底电缆，目前主要依靠磁力仪通过探测磁场异常来进行定位，但对于断裂的海底电缆，由于其产生的磁场异常有限，单纯靠磁力仪探测断点不但工作量大，而且容易受海底铁磁物体及海底电缆埋深的影响，很难保证探测的准确性，甚至探测不到目标。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种对海底电缆断点位置进行准确定位的海底电缆断点探测方法。
一种海底电缆断点探测方法，其具体步骤如下：1)利用时域反射技术、对海底电缆断点进行理论上定位；2)在海底电缆登陆点，利用直流电源、海底电缆铜芯及海水构造直流回路，以增强海底电缆周围磁场的异常分布；3)利用磁力仪在海底电缆断点理论位置周围进行磁场扫描探测，根据磁异常分布判断断点位置。
本发明通过时域反射技术，初步断定海底电缆断点的理论位置，而后通过构筑包含断点理论位置在内的海底电缆直流回路，利用通电的海底电缆磁场异常与未通电的海底电缆及断点处的磁场情况，通过海上磁力仪实测，根据磁场异常分布，确定海底电缆断点实际位置，从而为海底电缆断点打捞提供可靠依据。
所述的海底电缆断点探测方法还包括在步骤1中利用自动船舶识别系统AIS帮助确定断点的理论位置。
自动船舶识别系统AIS可以记录船舶历史航迹，若船舶锚挂使得海底电缆断裂，可根据AIS记录判断海底电缆断点大致位置，因而可更加准确地确定断点的理论位置。
所述的时域反射技术或者是电时域反射技术TDR，或者是光时域反射技术OTDR、或者是布里渊光时域反射技术BOTDR、或者是拉曼光时域反射技术ROTDR。
具体的时域反射技术的选用根据海底电缆的具体型号选择对应的反射技术。
直流电源、海底电缆铜芯及海水构造直流回路的方式为：当海底电缆登陆点一侧无地线时，由直流电源、未断裂相缆及断裂相缆构成直流回路。
这种形式的直流回路适用于海底电缆三相三缆铺设方式。
当海底电缆登陆点一侧有地线时，由直流电源、地线及断裂海底电缆构成直流回路。
直流电源电压可以调整，以控制海底电缆中电流大小。
判断海底电缆产生的磁场异常及海底电缆的位置，需要结合海底电缆的走向，考虑到地球磁场的磁倾角，当海底电缆南北走向并南北向通直流电流时，磁场峰值点位于海底电缆东侧，北南向通直流电流时，磁场峰值点位于海底电缆西侧；当海底电缆东西走向并东西向通直流电流时，磁场峰值点位于海底电缆北侧，西东向通直流电流时，磁场峰值位于海底电缆南侧。
其它方向走向的海底电缆，磁场异常分布为上述几种情况的折中。
综上所述的，本发明相比现有技术有如下优点：
本发明通过时域反射技术，参照自动船舶识别系统AIS确定海底电缆断点的理论位置，根据登陆点实际情况构造直流回路，增强海底电缆磁场异常，通过海上磁力仪实测，根据磁场异常分布，可确定海底电缆断点实际位置，从而可为海底电缆断点打捞提供可靠依据。
附图说明
图1海底电缆直流回路1示意图。
图2海底电缆直流回路2示意图。
标号说明1地线 2直流电源 3海底电缆铜芯 4海底电缆断裂处 5海底电缆登陆点 6海底电缆未断裂相缆。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行更详细的描述。
实施例1
一种海底电缆断点探测方法，其分为三步：
1)当海底电缆发生断裂时，首先利用电时域反射技术TDR，以及船舶自动识别系统AIS，确定断点理论上的位置；
当采用电时域反射技术TDR时，通过对海底电缆发射窄脉冲，根据电脉冲发射和电脉冲从断点反射回来的时间间隔，确定海底电缆断点理论上的位置。如果海底电缆是光电复合海底电缆，还可以采用光时域反射技术，例如光时域反射技术OTDR、布理渊光时域反射技术BOTDR、拉曼光时域反射技术ROTDR，通过光脉冲发射与光脉冲从断点反射回来的时间间隔，来确定断点理论上的位置。从断点到脉冲入射端电缆或光纤的长度如公式(1)所式：
L=T·v/2 (1)
公式(1)中，L表示从断点到脉冲入射端电缆或光纤的长度，T表示从脉冲入射到反射信号从断点处返回脉冲入射端的时间间隔。当采用电时域反射技术时，v表示脉冲在电缆芯中传播速度，
μ和ε分别表示海底电缆芯线周围绝缘材料的磁导率和介电常数。当海底电缆为光电复合型时，可采用光时域反射技术时，则v表示光脉冲在光纤中传播速度，v=c/n，c表示光在真空中传播速度，n表示光纤纤芯折射率。
自动船舶识别系统AIS可以记录船舶历史航迹，若船舶锚挂使得海底电缆断裂，可根据AIS记录判断海底电缆断点大致位置。
2)当海底电缆登陆点5一侧有地线时，由直流电源、地线及断裂海缆构成直流回路，如图1所示，以增强海底电缆产生的磁场。直流电源电压可以调整，以控制海底电缆中电流大小。其具体电路如图1由海底电缆登陆点侧的地线1、直流电源2、海底电缆铜芯3及海底电缆断裂处4的电缆铜芯通过海水接地构成。
当海底电缆登陆点一侧无地线时，可由直流电源、海底电缆未断裂相缆6及断裂相缆构成直流回路，如图2所示，以增强海底电缆产生的磁场。这种直流回路适合于海底电缆三相三缆铺设方式，直流电源电压可以调整，以控制海底电缆中电流大小。
3)根据步骤1)所确定海底电缆断点理论上的位置，利用磁力仪在断点周围进行磁场扫描探测。对于图1所示回路，在通电的海底电缆上方磁场异常较强，而断点处和剩余未通电海底电缆上方磁场异常较弱。根据磁场异常分布判断断点位置，若没发现断点，则扩大探测范围，直至探测到断点为止。对于图2所示回路，在断点两端的海底电缆上方磁场异常较强，而断点处磁场异常较弱。海底电缆断裂后，断点两端的两段海底电缆因电缆移位走向通常不同，根据磁场异常分布特点判断断点位置，若没发现断点，则扩大探测范围，直至探测到断点为止。
本实施例未述部分与现有技术相同。
实施例2
所述的海底电缆若为光电复合型的，时域反射技术采用光时域反射技术OTDR、或布里渊光时域反射技术BOTDR、或拉曼光时域反射技术ROTDR中的任一种。
本实施例未述部分与实施例1相同。
Claims (7)
1.一种海底电缆断点探测方法，其特征在于：其具体步骤如下：1)利用时域反射技术、对海底电缆断点进行理论上定位；2)在海底电缆登陆点利用直流电源、海底电缆铜芯及海水构造直流回路，以增强海底电缆周围磁场的异常分布；3)利用磁力仪在海底电缆断点理论位置周围进行磁场扫描探测，根据磁异常分布判断断点位置。
2.根据权利要求1所述的海底电缆断点探测方法，其特征在于：所述的海底电缆断点探测方法还包括在步骤1中利用自动船舶识别系统AIS帮助确定断点的理论位置。
3.根据权利要求2所述的海底电缆断点探测方法，其特征在于：所述的时域反射技术或者是电时域反射技术TDR，或者是光时域反射技术OTDR、或者是布里渊光时域反射技术BOTDR、或者是拉曼光时域反射技术ROTDR。
4.根据权利要求3所述的海底电缆断点探测方法，其特征在于：直流电源、海底电缆铜芯及海水构造直流回路的方式为：当海底电缆登陆点一侧无地线时，由直流电源、未断裂相缆及断裂相缆构成直流回路。
5.根据权利要求3所述的海底电缆断点探测方法，其特征在于：当海底电缆登陆点一侧有地线时，由直流电源、地线及断裂海底电缆构成直流回路。
6.根据权利要求4或5所述的海底电缆断点探测方法，其特征在于：直流电源电压为可调整的变化式电压，以控制海底电缆中电流大小。
7.根据权利要求6所述的海底电缆断点探测方法，其特征在于：判断海底电缆产生的磁场异常及海底电缆的位置，需要结合海底电缆的走向，考虑到地球磁场的磁倾角，当海底电缆南北走向并南北向通直流电流时，磁场峰值点位于海底电缆东侧，北南向通直流电流时，磁场峰值点位于海底电缆西侧；当海底电缆东西走向并东西向通直流电流时，磁场峰值点位于海底电缆北侧，西东向通直流电流时，磁场峰值位于海底电缆南侧，其它方向走向的海底电缆，磁场异常分布为上述几种情况的折中。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210272557.1A CN102809713B (zh) | 2012-08-01 | 2012-08-01 | 一种海底电缆断点探测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210272557.1A CN102809713B (zh) | 2012-08-01 | 2012-08-01 | 一种海底电缆断点探测方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102809713A true CN102809713A (zh) | 2012-12-05 |
| CN102809713B CN102809713B (zh) | 2015-06-03 |
Family
ID=47233469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210272557.1A Active CN102809713B (zh) | 2012-08-01 | 2012-08-01 | 一种海底电缆断点探测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102809713B (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103487722A (zh) * | 2013-08-02 | 2014-01-01 | 深圳市智远能科技有限公司 | 基于tdr的分布式电缆状态检测系统 |
| CN103513147A (zh) * | 2013-09-09 | 2014-01-15 | 华北电力大学（保定） | 一种海底电缆实时监测系统及监测方法 |
| CN104199123A (zh) * | 2014-08-07 | 2014-12-10 | 上海瑞洋船舶科技有限公司 | 海底电缆铺设质量检测系统 |
| CN105553542A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-05-04 | 中英海底系统有限公司 | 基于电磁感应原理的海底缆线故障点探测方法 |
| CN105974269A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-09-28 | 中国海洋石油总公司 | 一种用于脐带缆电缆故障的定位装置及使用方法 |
| CN106814399A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-06-09 | 江苏海上龙源风力发电有限公司 | 一种养殖区海底电缆位置探测方法 |
| CN109004581A (zh) * | 2018-08-02 | 2018-12-14 | 浙江国际海运职业技术学院 | 一种基于测深仪的海底电缆保护装置 |
| CN110345887A (zh) * | 2019-01-08 | 2019-10-18 | 永州市诺方舟电子科技有限公司 | 一种基于tdr技术自适应量程的网线长度测量方法 |
| CN113866696A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-12-31 | 国网浙江省电力有限公司舟山供电公司 | 基于磁矢量数据的海缆故障探测仪实验室精度检测方法 |
| TWI797786B (zh) * | 2021-10-20 | 2023-04-01 | 財團法人金屬工業研究發展中心 | 海底電纜、海底電纜故障監控裝置與海底電纜故障監控方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011052890A2 (ko) * | 2009-10-30 | 2011-05-05 | 한국전력공사 | 해저케이블 고장점 탐색 시스템 및 방법 |
-
2012
- 2012-08-01 CN CN201210272557.1A patent/CN102809713B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011052890A2 (ko) * | 2009-10-30 | 2011-05-05 | 한국전력공사 | 해저케이블 고장점 탐색 시스템 및 방법 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 于波等: "海洋工程测量中海底电缆的磁探测法", 《武汉大学学报.信息科学版》 * |
| 李荣伟等: "分布式光纤传感在海底电缆检测中的应用", 《电力系统通信》 * |
| 许江等: "海底电缆磁场模型及磁异常探测", 《第十四届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集》 * |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103487722A (zh) * | 2013-08-02 | 2014-01-01 | 深圳市智远能科技有限公司 | 基于tdr的分布式电缆状态检测系统 |
| CN103513147A (zh) * | 2013-09-09 | 2014-01-15 | 华北电力大学（保定） | 一种海底电缆实时监测系统及监测方法 |
| CN104199123A (zh) * | 2014-08-07 | 2014-12-10 | 上海瑞洋船舶科技有限公司 | 海底电缆铺设质量检测系统 |
| CN105553542A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-05-04 | 中英海底系统有限公司 | 基于电磁感应原理的海底缆线故障点探测方法 |
| CN105974269A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-09-28 | 中国海洋石油总公司 | 一种用于脐带缆电缆故障的定位装置及使用方法 |
| CN106814399A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-06-09 | 江苏海上龙源风力发电有限公司 | 一种养殖区海底电缆位置探测方法 |
| CN109004581A (zh) * | 2018-08-02 | 2018-12-14 | 浙江国际海运职业技术学院 | 一种基于测深仪的海底电缆保护装置 |
| CN109004581B (zh) * | 2018-08-02 | 2024-04-19 | 浙江国际海运职业技术学院 | 一种基于测深仪的海底电缆保护装置 |
| CN110345887A (zh) * | 2019-01-08 | 2019-10-18 | 永州市诺方舟电子科技有限公司 | 一种基于tdr技术自适应量程的网线长度测量方法 |
| CN110345887B (zh) * | 2019-01-08 | 2020-11-13 | 永州市诺方舟电子科技有限公司 | 一种基于tdr技术自适应量程的网线长度测量方法 |
| CN113866696A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-12-31 | 国网浙江省电力有限公司舟山供电公司 | 基于磁矢量数据的海缆故障探测仪实验室精度检测方法 |
| CN113866696B (zh) * | 2021-07-01 | 2023-09-05 | 国网浙江省电力有限公司舟山供电公司 | 基于磁矢量数据的海缆故障探测仪实验室精度检测方法 |
| TWI797786B (zh) * | 2021-10-20 | 2023-04-01 | 財團法人金屬工業研究發展中心 | 海底電纜、海底電纜故障監控裝置與海底電纜故障監控方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102809713B (zh) | 2015-06-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102809713B (zh) | 一种海底电缆断点探测方法 | |
| US9778097B2 (en) | Location and monitoring of undersea cables | |
| CN108592993B (zh) | 深海海底边界层动态观测装置和方法 | |
| CN106814408A (zh) | 基于rov平台的水下文物集成探测装置 | |
| CN106405662A (zh) | 一种基于水下机器人的水下管线探测仪 | |
| CN206057595U (zh) | 一种基于水下机器人的水下管线探测仪 | |
| CN104730588A (zh) | 一种深海拖曳式的质子旋进磁力测量系统 | |
| AU2011200374A1 (en) | Method for towing marine sensor streamers | |
| CN202093655U (zh) | 水下地质灾害监测系统 | |
| KR101199416B1 (ko) | 해저측량을 통한 수로정보 업데이트 시스템 | |
| CN112612054A (zh) | 基于分布式光纤传感的海底地震数据采集系统及采集方法 | |
| JP6389450B2 (ja) | 海底ケーブルの位置探査方法及び海底管の位置探査方法 | |
| CN217110795U (zh) | 一种海底电缆埋设深度检测系统 | |
| CN111627601A (zh) | 一种适合波浪能发电装置的零重力海底电缆 | |
| JP5297269B2 (ja) | 海底ケーブル探査方法 | |
| US11061160B1 (en) | System and methods of mapping buried pipes underwater | |
| WO2009131485A1 (ru) | Генераторное устройство для морских геофизических исследований | |
| CN203519529U (zh) | 一种海底管道检测装置 | |
| CN106153016A (zh) | 潮间带多点位近底边界层水沙过程同步观测方法 | |
| CN105553542A (zh) | 基于电磁感应原理的海底缆线故障点探测方法 | |
| CN205067766U (zh) | 一种海底地震仪沉耦架 | |
| Summerfield et al. | Marine CSEM acquisition challenges | |
| CN218099637U (zh) | 一种海底电缆路由检测定位系统 | |
| CN218824714U (zh) | 一种海洋漂浮式地震仪 | |
| CN213813975U (zh) | 基于分布式光纤传感的海底地震数据采集系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |