CN216050349U - 一种用于大长度光电复合海底电缆的温度在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于大长度光电复合海底电缆的温度在线监测装置，包括两端分别与陆上集控中心和海上升压站相连的海底光电复合缆，海底光电复合缆由两段复合海缆连接构成，两段复合海缆的连接处采用光缆接续盒连接，每段复合海缆中用于海缆温度监测的光纤纤芯在光缆接续盒中与本段中用于海缆温度监测的光纤纤芯对熔环回。本实用新型将复合海缆分为两个独立的监测段，从而增加了海底电缆的温度监测距离，克服了传统方法无法对大长度海底电缆进行准确温度监测的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及海洋资源综合应用技术领域，具体涉及一种用于大长度光电复合海底电缆的温度在线监测装置。
背景技术
海上风电工程光电复合海底电缆(以下简称复合海缆)是将电力传输电缆和通信光纤绞合在一起的电缆，具有技术含量高、生产难度大、价格昂贵的特点，承担着动力传输和通信控制的重要任务。复合海缆的工作环境较为特殊，受本体质量、敷埋地质条件、海洋冲刷、船舶抛锚钩挂、负载电流变化等因素的影响，复合海缆可能出现冲刷暴露、结构受损甚至热击穿等事故。一旦海缆发生故障，将造成巨大损失，需要通过在线监测技术手段保障海缆的安全，对海缆的潜在危险进行预判并有效预防。
目前常见的复合海缆在线测温技术，原理大多基于布里渊散射效应，通过向复合海缆内集成的光纤输入探测光，以光纤为光信号的传感与传输介质，对散射光的强度、频率等进行采样并在时域或频域进行分析，获得复合海缆的温度、应力等数据。复合海缆在线监测常见的测温方法包括BOTDA(Brillouin Optical Time Domain Analysis,布里渊光时域分析)、BOTDR(Brillouin Optical Time Domain Reflector,布里渊光时域反射)等，受监测精度的限制，目前复合海缆温度在线监测的监测长度约为60km。
随着我国海上风电的迅猛发展，目前海上风电场正在向深远海进发，海上风电的离岸距离已达到70～100km左右。这种情况下采用常规布里渊光时域分析或布里渊光时域反射方法受限于监测距离精度较低。因此，传统的海缆在线监测方法已无法满足复合海缆在线监测的需要。因此亟需提供适用于大长度复合海缆的在线监测装置。
实用新型内容
针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于大长度光电复合海底电缆的温度在线监测装置。本实用新型将复合海缆分为两个独立的监测段，从而增加了海底电缆的温度监测距离，克服了传统方法无法对大长度海底电缆进行准确温度监测的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案实现：
一种用于大长度光电复合海底电缆的温度在线监测装置，其特征在于：包括两端分别与陆上集控中心和海上升压站相连的海底光电复合缆，海底光电复合缆由两段复合海缆连接构成，两段复合海缆中用于海缆温度监测的光纤纤芯在光缆接续盒中与本段中用于海缆温度监测的光纤纤芯对熔环回。
进一步的：两段复合海缆的连接处设置硬接头，光缆接续盒处于硬接头内部。
进一步的：两段复合海缆中其余光纤纤芯在光缆接续盒中对侧直熔，陆上集控中心与海上升压站通过复合海缆中对侧直熔的光纤纤芯进行通信；所述陆上集控中心或海上升压站发出的监测光信号通过本段复合海缆中环回的光纤纤芯返回陆上集控中心或海上升压站。
进一步的：所述陆上集控中心包括陆上核心交换机、陆上光纤配线架、工作站、陆上温度监测主机、数据存储服务器以及计算服务器。
进一步的：所述海上升压站包括海上核心交换机、海上光纤配线架、海上温度监测主机。
进一步的：所述陆上核心交换机分别与工作站和陆上光纤配线架采用光纤连接，陆上核心交换机分别与陆上温度监测主机、数据存储服务器以及计算服务器采用网线连接，数据存储服务器与计算服务器之间采用网线连接，陆上温度监测主机与陆上光纤配线架采用光纤连接，陆上光纤配线架与海底光电复合缆相连接。
进一步的：所述海上核心交换机与海上温度监测主机网线连接，海上核心交换机与海上光纤配线架、海上光纤配线架与海上温度监测主机采用光纤连接，海上光纤配线架与海底光电复合缆相连接。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本实用新型通过在复合电缆硬接头处设置光纤接续盒，并在海上和陆上各配置一套海缆监测装置，将两段复合海缆的监测光信号在光纤接续盒处分别返回，把复合海缆分为两个独立的监测段，从而增加了海底电缆的温度监测距离，克服了传统方法无法对大长度海底电缆进行准确温度监测的问题。
本实用新型充分利用复合海缆现有结构，未对复合海缆结构、工艺等进行较大改造，相较中短距离海缆监测，成本增加主要仅在于增配的海缆监测装置及配套服务器，方案投资成本较低，性价比较高。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型海底光电复合缆的路由示意图；
图3是本实用新型海底光电复合缆硬接头内的光纤熔接示意图。
附图标记：1、陆上核心交换机；2、陆上光纤配线架；3、工作站；4、陆上温度监测主机；5、数据存储服务器；6、计算服务器；7、海上核心交换机；8、海上光纤配线架；9、海上温度监测主机；10、海底光电复合缆；11、硬接头；12、光缆接续盒；13、复合海缆。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例对本实用新型的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
如图1至3所示，一种用于大长度光电复合海底电缆的温度在线监测装置，包括两端分别与陆上集控中心和海上升压站相连的海底光电复合缆10，海底光电复合缆10由两段复合海缆13连接构成，两段复合海缆13的连接处采用光缆接续盒12连接，每段复合海缆13中用于海缆温度监测的光纤纤芯在光缆接续盒12中与本段中用于海缆温度监测的光纤纤芯对熔环回，两段复合海缆13中其余光纤纤芯在光缆接续盒12中对侧直熔，其余光纤纤芯用于海缆监测装置的通信以及满足海缆光纤差动保护等其他业务的通信要求。
两段复合海缆13的连接处设置硬接头11，光缆接续盒12处于硬接头11内部。
所述陆上集控中心与海上升压站通过复合海缆13中对侧直熔的光纤纤芯进行通信；所述陆上集控中心或海上升压站发出的监测光信号通过本段复合海缆13中环回的光纤纤芯返回陆上集控中心或海上升压站。
所述陆上集控中心包括陆上核心交换机1、陆上光纤配线架2、工作站3、陆上温度监测主机4、数据存储服务器5以及计算服务器6。
所述海上升压站包括海上核心交换机7、海上光纤配线架8、海上温度监测主机9。
陆上核心交换机1与海上核心交换机7是海缆监测系统各设备间数据交换的核心设备，进行设备间数据的转发，同时实现与其他外部系统的数据交互，如与气象服务器连接获取气象数据。
工作站3是陆上变电站的运维或巡检人员与海缆监测系统的人机交互设备。
陆上温度监测主机4与海上温度监测主机9是为实现海缆温度监测功能配置的监控主机，向作为海缆监测介质的纤芯发送光信号，并对监测介质中返回的光信号进行采集和初步处理。
数据存储服务器5仅于陆上集控中心配置，用于存储海缆监测系统的所有数据。
计算服务器6仅于陆上集控中心配置，用于对海缆监测系统采集的数据进行分析计算，所得的结果通过陆上核心交换机1转发。
陆上光纤配线架2用于将陆上核心交换机1和陆上温度监测主机4引出的光纤与复合海缆13内集成的光纤进行转接。
海上光纤配线架8用于将海上核心交换机7和海上温度监测主机9引出的光纤与复合海缆13内集成的光纤进行转接。
所述陆上核心交换机1分别与工作站3和陆上光纤配线架2采用光纤连接，陆上核心交换机1分别与陆上温度监测主机4、数据存储服务器5以及计算服务器6采用网线连接，数据存储服务器5与计算服务器6之间采用网线连接，陆上温度监测主机4与陆上光纤配线架2采用光纤连接，陆上光纤配线架2与海底光电复合缆10相连接。
所述海上核心交换机7与海上温度监测主机9网线连接，海上核心交换机7与海上光纤配线架8、海上光纤配线架8与海上温度监测主机9采用光纤连接，海上光纤配线架8与海底光电复合缆10相连接。
本实用新型在工作时，陆上温度监测主机4与海上温度监测主机9分别通过陆上光纤配线架2与海上的光纤配线架8向海底光电复合缆10中的光纤发送监测光信号，监测光信号经过与本侧对熔环回的测温用复合海缆13返回本侧主机。陆上温度监测主机4收到返回的光信号并进行光电与模数转换处理后通过陆上核心交换机1中转后送至数据存储服务器5存储；海上温度监测主机9收到返回的光信号并进行光电与模数转换处理后经过海上核心交换机7与海上光纤配线架8，并通过海底光电复合缆10中与对侧直熔的纤芯发送至陆上，经陆上光纤配线架2与陆上核心交换机1，转存至数据存储服务器5。
计算服务器6自存储服务器5获取监测数据后进行数据的处理与分析。经过坏数据剔除、归一化等数据挖掘与分析过程后，所得的海缆温度监测结果通过陆上核心交换机1传输至陆上工作站3，供陆上运维或巡检人员观测使用。同时计算服务器6也可根据海缆温度监测结果以及装置安装前预输入的海缆本体的物理特性数据实现载流量评估等进阶功能，并通过陆上核心交换机1将结果传输至陆上工作站3。计算服务器6的分析和计算结果在存储服务器5中进行储存，用户可在陆上工作站3对存储服务器5中的监测数据以及分析计算结果进行调用。
依据本实用新型的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本实用新型的一种用于大长度光电复合海底电缆的温度在线监测装置，并且能够产生本实用新型所记载的积极效果。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于大长度光电复合海底电缆的温度在线监测装置，其特征在于：包括两端分别与陆上集控中心和海上升压站相连的海底光电复合缆(10)，海底光电复合缆(10)由两段复合海缆(13)连接构成，两段复合海缆(13)的连接处采用光缆接续盒(12)连接，每段复合海缆(13)中用于海缆温度监测的光纤纤芯在光缆接续盒(12)中与本段中用于海缆温度监测的光纤纤芯对熔环回。
2.根据权利要求1所述的一种用于大长度光电复合海底电缆的温度在线监测装置，其特征在于：两段复合海缆(13)的连接处设置硬接头(11)，光缆接续盒(12)处于硬接头(11)内部。
3.根据权利要求1所述的一种用于大长度光电复合海底电缆的温度在线监测装置，其特征在于：两段复合海缆(13)中其余光纤纤芯在光缆接续盒(12)中对侧直熔，陆上集控中心与海上升压站通过复合海缆(13)中对侧直熔的光纤纤芯进行通信；所述陆上集控中心或海上升压站发出的监测光信号通过本段复合海缆(13)中环回的光纤纤芯返回陆上集控中心或海上升压站。
4.根据权利要求1所述的一种用于大长度光电复合海底电缆的温度在线监测装置，其特征在于：所述陆上集控中心包括陆上核心交换机(1)、陆上光纤配线架(2)、工作站(3)、陆上温度监测主机(4)、数据存储服务器(5)以及计算服务器(6)。
5.根据权利要求1所述的一种用于大长度光电复合海底电缆的温度在线监测装置，其特征在于：所述海上升压站包括海上核心交换机(7)、海上光纤配线架(8)、海上温度监测主机(9)。
6.根据权利要求4所述的一种用于大长度光电复合海底电缆的温度在线监测装置，其特征在于：所述陆上核心交换机(1)分别与工作站(3)和陆上光纤配线架(2)采用光纤连接，陆上核心交换机(1)分别与陆上温度监测主机(4)、数据存储服务器(5)以及计算服务器(6)采用网线连接，数据存储服务器(5)与计算服务器(6)之间采用网线连接，陆上温度监测主机(4)与陆上光纤配线架(2)采用光纤连接，陆上光纤配线架(2)与海底光电复合缆(10)相连接。
7.根据权利要求5所述的一种用于大长度光电复合海底电缆的温度在线监测装置，其特征在于：所述海上核心交换机(7)与海上温度监测主机(9)网线连接，海上核心交换机(7)与海上光纤配线架(8)、海上光纤配线架(8)与海上温度监测主机(9)采用光纤连接，海上光纤配线架(8)与海底光电复合缆(10)相连接。
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| CN202121694501.6U CN216050349U (zh) | 2021-07-23 | 2021-07-23 | 一种用于大长度光电复合海底电缆的温度在线监测装置 |
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