一种海底电缆绝缘击穿故障定位检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种海底电缆绝缘击穿故障定位检测装置，包括冲击电压发生器、分布式光纤振动主机和海缆，所述分布式光纤振动主机与海缆通过普通光缆熔接连接，所述海缆的内部设有海缆导体，所述普通光缆内的单模光纤与海缆导体中的单模光纤熔接连接，所述冲击电压发生器通过铜线与海缆内部海缆导体的始端连接。本实用新型专利技术利用分布式光纤振动传感主机实时监测海缆沿线的振动信号,同时测量对海缆击穿时释放的振动信号，对击穿点的振动信号进行时频分析，可有效实现海缆绝缘击穿故障的检测和定位，提高海缆抢修效率；直接利用海缆内复合的单模光纤作为传感器,探测距离可达50km,可以分辨间隔10m的两个同时发生的事件,单点采样率1000Hz。

An Insulation Breakdown Fault Location and Detection Device for Submarine Cables

The utility model discloses a fault location and detection device for insulating breakdown of submarine cables, which comprises an impulse voltage generator, a distributed optical fiber vibration host and a submarine cable. The distributed optical fiber vibration host and the submarine cable are fused through an ordinary optical cable. The submarine cable is internally provided with a submarine cable conductor, and the single-mode optical fiber in the ordinary optical cable is fused with a single-mode optical fiber in the submarine cable conductor. The impulse voltage generator is connected with the beginning end of the cable conductor inside the cable through a copper wire. The utility model uses a distributed optical fiber vibration sensor host to monitor the vibration signals along the cable in real time, and at the same time measures the vibration signals released when the cable breaks down, and carries out time-frequency analysis of the vibration signals at the breakdown point, which can effectively realize the detection and location of the insulation breakdown fault of the cable and improve the efficiency of the emergency repair of the cable; and directly uses the composite single-mode optical fiber in the cable as the sensor to detect the breakdown signal. The distance can be up to 50 km, and two simultaneous events with 10 m interval can be distinguished. The single point sampling rate is 1000 Hz.

【技术实现步骤摘要】
一种海底电缆绝缘击穿故障定位检测装置
本技术涉及电力检测设备
，具体为一种海底电缆绝缘击穿故障定位检测装置。
技术介绍
近年来，随着我国海洋经济的发展，海岛供电对海底电力电缆的需求急剧增加，岛屿和海洋输电项目对供电可靠性提出了更高要求。但由于近海的恶劣海况以及海上渔业活动频繁，经常会造成海缆的损坏。长期以来，由于缺乏可靠的智能巡检设备，无法及时发现因外力破坏、化学腐蚀、电缆老化等原因造成的海缆损伤，后续修复工作更是困难重重。现阶段，海底电缆的故障抢修并无标准修复程序，但主要抢修过程可分为4个阶段：海底电缆的故障点和路径定位、对故障海底电缆进行打捞、海底电缆断线重塑、对修复的海底电缆进行重新放置。目前监测绝缘的方法有差分法、电容耦合法、行波法、tanδ法等。这些方法很难及时发现并判断击穿故障并进行故障定位，影响事故抢修效率。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种海底电缆绝缘击穿故障定位检测装置，解决了现有差分法、电容耦合法、行波法、tanδ法很难及时发现并判断击穿故障并进行故障定位，影响事故抢修效率的问题。为实现以上目的，本技术通过以下技术方案予以实现：一种海底电缆绝缘击穿故障定位检测装置，包括冲击电压发生器、分布式光纤振动主机和海缆，所述分布式光纤振动主机与海缆通过普通光缆熔接连接，所述海缆的内部设有海缆导体，所述普通光缆内的单模光纤与海缆导体中的单模光纤熔接连接，所述冲击电压发生器通过铜线与海缆内部海缆导体的始端连接，所述分布式光纤振动主机上设有显示屏和用于控制设备启闭的控制按键。优选的，所述分布式光纤振动主机的内部设有用于向海缆发送激光信号的激光器、用于调制激光束强度的光电调制器，用于接收所述海缆发出波型光信号的光电探测器和用于收集电信号的信号采集器。优选的，所述光电调制器上设有用于发射声光介质的声波发生器。优选的，所述光电探测器上设有用于将激光注入单模光纤和接收散射光的环形器。优选的，所述分布式光纤振动主机的内部设有用于放大光电调制器调制好的光脉冲的掺饵光纤放大器。优选的，所述分布式光纤振动主机的内部设有用于发送信号采集器数据的无线发射器。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术(1)利用分布式光纤振动传感主机实时监测海缆沿线的振动信号，同时测量对海缆击穿时释放的振动信号，将故障击穿前后的信号数据通过无线发射器发送至监测主机形成时空谱图，对击穿点的振动信号进行时频分析，可有效实现海缆绝缘击穿故障的检测和定位，提高海缆抢修效率。(2)利用直流高压发生器对带有绝缘缺陷的海底电缆进行绝缘击穿试验，直接利用海缆内复合的单模光纤作为传感器，探测距离可达50km，可以分辨间隔10m的两个同时发生的事件，单点采样率1000Hz，可以识别的频率极限是500Hz。附图说明图1为本技术整体的结构示意图；图2为本技术内部的结构示意图。图中：1-冲击电压发生器、2-分布式光纤振动主机、21-激光器、22-光电调制器、23-掺饵光纤放大器、24-声波发生器、25-环形器、26-无线发射器、27-信号采集器、28-光电探测器、3-显示屏、4-控制按键、5-普通光缆、6-海缆、7-海缆导体、71-单模光纤、8-铜线。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1-2，本技术提供一种技术方案：一种海底电缆绝缘击穿故障定位检测装置，包括冲击电压发生器1、分布式光纤振动主机2和海缆6，分布式光纤振动主机2与海缆6通过普通光缆5熔接连接，将普通光缆5与海缆6内的复合光纤熔接连接，并在复合光纤尾端熔接一段尾纤，避免光纤尾端的断面影响测量数据，海缆6的内部设有海缆导体7，普通光缆5内的单模光纤71与海缆导体7中的单模光纤71熔接连接，冲击电压发生器1通过铜线8与海缆6内部海缆导体7的始端连接，在冲击电压发生器1启动的过程中，必须始终保持海缆6尾端外护套与地面连接，分布式光纤振动主机2上设有显示屏3和用于控制设备启闭的控制按键4。分布式光纤振动主机2的内部设有用于向海缆6发送激光信号的激光器21、用于调制激光束强度的光电调制器22，用于接收海缆6发出波型光信号的光电探测器28和用于收集电信号的信号采集器27；光电调制器22上设有用于发射声光介质的声波发生器24，光电调制器22采用光纤耦合光电调制器，由声光介质和压电换能器构成。当激光器21发射出的激光束驱动换能器时，换能器即产生同一频率的超声波，并传入声波发生器24发出的声光介质中，在介质内形成折射率变化，激光束通过介质时即发生相互作用而改变光的传播方向即产生衍射；光电探测器28上设有用于将激光注入单模光纤71和接收散射光的环形器25；分布式光纤振动主机2的内部设有用于放大光电调制器22调制好的光脉冲的掺饵光纤放大器23；分布式光纤振动主机2的内部设有用于发送信号采集器27数据的无线发射器26。工作原理：首先将分布式光纤振动主机2通过普通光缆5与海缆导体7连接，普通光缆5内采用海缆导体7内现有的一根单模光线71，将普通光缆5与海缆6内的复合光纤熔接连接，并在复合光纤尾端熔接一段尾纤，避免光纤尾端的断面影响测量数据，然后用铜线将冲击电压发生器1与海缆6始端海缆导体7可靠连接，海缆6终点的外护套与大地连接；开始检测前，超窄激光器21发出的激光与声波发生器24发出的声波经光电调制器22调制成的光脉冲，由掺铒光纤放大器23放大后，通过环形器25注入单模光纤71中后，向后瑞利散射光在脉冲宽度内发生干涉，干涉光强通过环形器25被光电探测器28检测，经放大后进入信号采集器27，信号采集器27通过无线发射器26将收集的信号发送至监测主机运行计算；开始检测时，使用3000kV/600kJ冲击电压对海缆施加高压脉冲，固定电脉冲宽度后逐渐增加脉冲电压直至击穿发生为止，绝缘被击穿，电压快速下降为0，击穿后仍保持2kv左右的残余电压，直至电脉冲结束。监测主机将分布式光纤振动主机2发送的绝缘击穿前后的数据运行计算形成时空谱图，横轴是光纤沿线的振动信号采样点，每隔5m一个采样点，纵轴是时间轴，越往上时间越靠后，颜色越亮，能量越高，颜色最亮处，且两侧有明显的能量衰减的信号，即为故障点。对于本颂域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海底电缆绝缘击穿故障定位检测装置，包括冲击电压发生器(1)、分布式光纤振动主机(2)和海缆(6)，其特征在于：所述分布式光纤振动主机(2)与海缆(6)通过普通光缆(5)熔接连接，所述海缆(6)的内部设有海缆导体(7)，所述普通光缆(5)内的单模光纤(71)与海缆导体(7)中的单模光纤(71)熔接连接，所述冲击电压发生器(1)通过铜线(8)与海缆(6)内部海缆导体(7)的始端连接，所述分布式光纤振动主机(2)上设有显示屏(3)和用于控制设备启闭的控制按键(4)。

【技术特征摘要】
1.一种海底电缆绝缘击穿故障定位检测装置，包括冲击电压发生器(1)、分布式光纤振动主机(2)和海缆(6)，其特征在于：所述分布式光纤振动主机(2)与海缆(6)通过普通光缆(5)熔接连接，所述海缆(6)的内部设有海缆导体(7)，所述普通光缆(5)内的单模光纤(71)与海缆导体(7)中的单模光纤(71)熔接连接，所述冲击电压发生器(1)通过铜线(8)与海缆(6)内部海缆导体(7)的始端连接，所述分布式光纤振动主机(2)上设有显示屏(3)和用于控制设备启闭的控制按键(4)。2.根据权利要求1所述的一种海底电缆绝缘击穿故障定位检测装置，其特征在于，所述分布式光纤振动主机(2)的内部设有用于向海缆(6)发送激光信号的激光器(21)、用于调制激光束强度的光电调制器(22)，用于接收所述海缆(6)发出波型光信...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞海强，
申请(专利权)人：湖州归谷信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33