CN213482363U - 基于电磁感应原理的浅海海底线缆故障点探测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种基于电磁感应原理的浅海海底线缆故障点探测装置，其特征在于，包括安装在海上电缆修理船上的电压检测单元，电压检测单元的信号接受端与两根直径为16mm的铜导线的一端相连，两根铜导线的另一端分别与一根铜探棒固定连接，其中，铜导线外包裹有镀锡层，铜导线的端部通过锡焊接结构与铜探棒连接固定，在铜导线与铜探棒的连接处固定有环形铁重块。本实用新型提供的设备结构简单、施工难度低且非常有效，使用本实用新型提供的装置可以高效、可靠地定位海缆故障，实用时对施工船也无特别要求，只需能船速达到4节即可。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种对浅海海底线缆(包括光缆和动力电缆)故障点(全断或者绝缘破坏)进行探测的装置。
背景技术
电磁感应(Electromagnetic induction)是指放在变化磁通量中的导体，会产生电动势。此电动势称为感应电动势或感生电动势，若将此导体闭合成一回路，则该电动势会驱使电子流动，形成感应电流(感生电流)。
海底光缆和动力电缆都是有绝缘材料包裹的带电铜导体。浅海区域，线缆多是埋设在海底。当海底线缆发生故障时，先由管理站计算出故障位置。维修船只通常带有潜水员或者水下遥控机器人(ROV)进行故障精确定位。中国浅海水域基本无能见度，配备潜水员或者水下机器人设备昂贵操作复杂，施工难度大。
发明内容
本实用新型的目的是：提供一种简单并易于操作的设备，以实现对海底光缆故障点的快速定位。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种基于电磁感应原理的浅海海底线缆故障点探测装置，其特征在于，包括安装在海上电缆修理船上的电压检测单元，电压检测单元的信号接受端与两根直径为16mm的铜导线的一端相连，两根铜导线的另一端分别与一根铜探棒固定连接，其中，铜导线外包裹有镀锡层，铜导线的端部通过锡焊接结构与铜探棒连接固定，在铜导线与铜探棒的连接处固定有环形铁重块；电压检测单元的检测信号输出端连接至A/D转化单元的模拟信号输入端，A/D转化单元的数字信号输出端与控制单元相连。
优选地，所述铜探棒的长度为40cm、直径为25mm。
优选地，所述环形铁重块及所述锡焊接结构外包裹有PVC胶带。
优选地，所述铜导线的长度为400m。
本实用新型提供的设备结构简单、施工难度低且非常有效，使用本实用新型提供的装置可以高效、可靠地定位海缆故障，实用时对施工船也无特别要求，只需能船速达到4节即可。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种基于电磁感应原理的浅海海底线缆故障点探测装置的总体结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示，本实用新型提供的一种基于电磁感应原理的浅海海底线缆故障点探测装置包括安装在海上电缆修理船上的电压检测单元4，本实施例中，电压检测单元4可以采用电源Nova拖曳电极接收器(Power Nova Trailed Electrode Receiver，：A403Y)。电压检测单元4的信号接受端与两根直径为16mm、长度为400m的铜导线3的一端相连。铜导线3外包裹有镀锡层。铜导线3的选择尤其重要。铜导线3的电阻对感性信号的强度起非常重要的影响，所以粗重的导线是必须的，本实施例选择16mm的镀锡铜导线。铜导线3要能经受得住高强度的海底拖拉作业。
两根铜导线3的另一端分别与一根铜探棒1固定连接，铜探棒1的长度为40cm、直径为25mm。铜导线3的端部通过锡焊接结构与铜探棒1连接固定。在铜导线3与铜探棒1的连接处固定有环形铁重块2，环形铁重块2及锡焊接结构外包裹有PVC胶带。在铜探棒1和铜导线3的连接处加上环形铁重块1以便使铜导线3及铜探棒1在探测作业时下沉在海底并顺利拖动。
海底光缆故障维修定位时，由海缆基站向待检测的海底缆线内的铜导体输入低频信号。该低频信号可以在光缆登陆站施加。用于产生低频信号的信号音发生器连接在线缆铜导体和外层铠装上或者海底光缆系统的系统接地点。对于海底光缆系统，低频信号的强度可施加90～150mA电流。对于动力电缆，低频信号电流可以加强到250mA。低频信号的频率也对探测距离有影响，常用的频率为16Hz或25H)。
海上电缆修理船行驶至待检测的海底缆线的一端，随后根据海底缆线所处的水深释放两根铜探棒1，使得释放入水的两根铜探棒1均能有效切割海底缆线磁力线。
探测作业时，在海上电缆修理船的船尾后甲板两边施放铜导线3。根据实际经验得出，第一根铜导线3的施放长度一般在2倍水深，第二根铜导线3的施放长度为第一个的基础上加上50m。以上长度数据是一个通常的引用，具体要根据导线拖行速度以及海况做调整，以便得到最佳信号。
海上电缆船向海底缆线预测故障位置行进，在行进过程中，两根铜探棒1分段切割海底缆线产生的磁力线，通过设计海上电缆修理船的行进路线实现对整条待检测的海底缆线的全覆盖，若电压检测单元4检测到正常电压信号，则表明在当前切割段内，海底缆线无故障，若电压检测单元4无正常电压信号输出，则表明在当前切割段内，海底缆线有故障。
为了实现更形象化的故障点探测并有效记录探测过程，本装置加入了A/D数模转化单元5(选用三菱PLC FX2N加入2AD模块)，将电压检测单元4检测到的电压信号转化为数字信号，并接入运行有图形输出软件的控制单元6(图形输出软件选用蓝蜘蛛BlueSpider定位软件)并可记录。
海上电缆修理船船作业时，拖行铜探棒的速度通常为4节，并对光缆路由进行45°Z字型行进。此方式收到的信号强度为最佳。如果信号强度足够，也可以沿着路由直线拖行铜探棒，一直到没有信号为止。如果无法确定故障点具体位置，可进行分段采点式探测。即一处探测到有感应电压信号，回收探棒至船甲板，然后航行到下一个点继续探测。
一旦探测装置失去信号，初步确定故障点后，还需要在两边再进行一次信号音探测，以防止之前的信号失去是由于未明确的路由改变，水深突然变化以及其他干扰。
使用本装置的具体操作步骤如下：
1)预备安排
在信号音探测前，海上电缆修理船与光缆终端站必须建立联系。双方确定好信号音的频率和电流强度。
2)探测船上设置
将两卷探测铜导线全部展开平铺的海上电缆修理船后甲板上。铜导线一端接入电压检测单元(可选用Power Nova Trailed Electrode Receiver，电源Nova拖曳电极接收器)。注意：由于感应原理，不能将多余铜导线仍旧卷在线盘上，那样将影响接受信号。
3)操作
海上电缆修理船以4节速度，由近岸端往外，Z字形沿着光缆路由探测感应信号。通常缆线无故障，可探测到的感应电压1V～5V。如缆线故障，在故障点外侧感应电压将会在0.5V以下。操作人员可以形象的在软件上观察电压变化图形，并做记录和故障定位。
Claims (4)
1.一种基于电磁感应原理的浅海海底线缆故障点探测装置，其特征在于，包括安装在海上电缆修理船上的电压检测单元(4)，电压检测单元(4)的信号接受端与两根直径为16mm的铜导线(3)的一端相连，两根铜导线(3)的另一端分别与一根铜探棒(1)固定连接，其中，铜导线(3)外包裹有镀锡层，铜导线(3)的端部通过锡焊接结构与铜探棒(1)连接固定，在铜导线(3)与铜探棒(1)的连接处固定有环形铁重块(2)；电压检测单元(4)的检测信号输出端连接至A/D转化单元(5)的模拟信号输入端，A/D转化单元(5)的数字信号输出端与控制单元(6)相连。
2.如权利要求1所述的一种基于电磁感应原理的浅海海底线缆故障点探测装置，其特征在于，所述铜探棒(1)的长度为40cm、直径为25mm。
3.如权利要求1所述的一种基于电磁感应原理的浅海海底线缆故障点探测装置，其特征在于，所述环形铁重块(2)及所述锡焊接结构外包裹有PVC胶带。
4.如权利要求1所述的一种基于电磁感应原理的浅海海底线缆故障点探测装置，其特征在于，所述铜导线(3)的长度为400m。
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