海底电缆监测综合管理系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种海底电缆监测综合管理系统。适用于海缆监测领域。本实用新型专利技术所采用的技术方案是：一种海底电缆监测综合管理系统，其特征在于，包括：海缆监测模块，用于监测获取海底电缆的温度和应变数据；沿线船只监测模块，用于监测获取海底电缆沿线区域内船只的船位信息和运行状态信息；监测管理终端，与所述海缆监测模块和沿线船只监测模块连接，用于将海底电缆的温度和应变数据与预设阈值范围比较，并在超出阈值范围后产生报警信号Ⅰ；用于当船位信息和运行状态信息显示有船只停泊或计划停泊在海底电缆沿线区域内时产生报警信号Ⅱ；报警单元，与所述监测管理终端相连，用于在接收到报警信号Ⅰ或Ⅱ后向相关工作人员发出报警。报警。报警。

【技术实现步骤摘要】
海底电缆监测综合管理系统


[0001]本技术涉及一种海底电缆监测综合管理系统。适用于海缆监测领域。

技术介绍

[0002]随着海上风电的快速发展，跨海输电网络不断向沿海及附近岛屿扩展，海底电缆的应用越来越广。由于海底电缆敷设在复杂的海洋环境中，海缆长期在海水的腐蚀与冲刷作用下可能会造成大面积腐蚀进而引发故障；渔业捕捞等人类活动引起的外力破坏等容易对海缆造成破坏，这些威胁因素导致海缆出现损害的情况时有发生。

技术实现思路

[0003]本技术要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种海底电缆监测综合管理系统。
[0004]本技术所采用的技术方案是：一种海底电缆监测综合管理系统，其特征在于，包括：
[0005]海缆监测模块，用于监测获取海底电缆的温度和应变数据；
[0006]沿线船只监测模块，用于监测获取海底电缆沿线区域内船只的船位信息和运行状态信息；
[0007]监测管理终端，与所述海缆监测模块和沿线船只监测模块连接，用于将海底电缆的温度和应变数据与预设阈值范围比较，并在超出阈值范围后产生报警信号Ⅰ；用于当船位信息和运行状态信息显示有船只停泊或计划停泊在海底电缆沿线区域内时产生报警信号Ⅱ；
[0008]报警单元，与所述监测管理终端相连，用于在接收到报警信号Ⅰ或Ⅱ后向相关工作人员发出报警。
[0009]所述海缆监测模块，包括：
[0010]布里渊光时域分析仪，与海底电缆中一根以上冗余光纤相连，用于通过光纤获取海底电缆的温度应变数据；
[0011]分布式光纤温度传感器，与海底电缆中一根以上冗余光纤相连，用于通过光纤获取海底电缆的温度数据。
[0012]所述沿线船只监测模块，包括：
[0013]AIS船舶识别单元，与海事管理部门的AIS基站通讯连接，用于获取船只的船位信息和运行状态信息；
[0014]船只噪声监测单元，与海底电缆中一根以上冗余光纤相连，用于通过光纤获取海底电缆沿线各位置的环境噪声，并在接收到某位置环境噪声的噪声功率谱级超过设定阈值时判断该位置有船只。
[0015]所述监测管理终端上接有用于显示海底电缆沿线区域GIS地图的显示单元，GIS地图上显示有海底电缆及海底电缆上各位置的应变数据、温度数据，以及位于海底电缆沿线
区域内的船只。
[0016]本技术的有益效果是：本技术基于布里渊光时域分析仪同时结合分布式光纤温度传感器来完成海缆的温度和应变监测，实现监测过程中的温度应变分离，解决海缆监测过程中光纤对温度和应变的交叉敏感问题，同时，通过监测海缆路由上方船只噪声，分辨海缆上方船只信号，结合AIS信息来完成海缆附近船只风险评估，实现海缆在线监测。
[0017]本技术通过先利用船只噪声确定船只在海底电缆沿线区域内大致位置，再结合AIS信息相结合的方式判断海底电缆沿线区域内是否有船只停泊或计划停泊，从而准确获取海底电缆沿线区域内的船只情况。
附图说明
[0018]图1为实施例的结构框图。
具体实施方式
[0019]实施例1：本实施例为一种海底电缆监测综合管理系统，包括：监测管理终端、海缆监测模块、沿线船只监测模块、显示单元和报警单元等。
[0020]本例中海缆监测模块包括布里渊光时域分析仪(BOTDA)和分布式光纤温度传感器(DTS)，其中布里渊光时域分析仪与海底电缆中一根以上冗余光纤相连，用于获取海底电缆的温度应变数据；分布式光纤温度传感器与海底电缆中一根以上冗余光纤相连，用于获取海底电缆的温度数据。
[0021]本实施例中监测管理终端与布里渊光时域分析仪和分布式光纤温度传感器，基于布里渊光时域分析仪获取的海底电缆温度应变数据和分布式光纤温度传感器获取的海底电缆温度应变数据得到海底电缆的应变数据和温度数据。监测管理终端将海底电缆的温度和应变数据与预设阈值范围比较，并在超出阈值范围后产生报警信号Ⅰ。
[0022]当海底电缆发生故障时，海缆局部发生温升，温升会进一步加剧海缆的绝缘老化；海缆在裸露、悬空的情况下容易受侧压力、拉伸、弯曲以及扭转的影响而导致损坏，温度、应力可以反应出这些非正常情况。然而，目前海缆监测系统中通过使用布里渊散射频移测量光纤的温度和应变，而由于布里渊频移同时对温度和应变敏感，与温度、应变的变化关系均为线性。
[0023]本例中通过布里渊光时域分析仪测得光纤布里渊频移值；通过分布式光纤温度传感器通过光纤某处后向拉曼散射反斯托克斯光和斯托克斯光返回至入射端时的光功率比的大小来实现对光纤某处温度T的测量。
[0024]本例中数据处理单元获取布里渊光时域分析仪和光纤温度传感器采集的数据，通过温度应变分离方法完成海缆温度与应变值分离。本例中温度应变分离方法针对不同海缆段进行调整，此处将海缆敷设后分为登陆段、平坦段和升压站段。
[0025]其中登陆段和升压站段由于两者距离都比较短，用DTS监测这两个区域内的海缆温度，再结合BOTDA测出温度和应变的共同变化量，进而得出温度、应变的分离。
[0026]对于平坦段，由于此处距离较长，很难直接测量全部海缆段的温度。在不通电的情况下，海缆全线温度基本一致，此时可以将DTS系统测得的已经进入平坦段的海缆温度作为全线海缆段的0电流温度基线；在通电情况下将DTS系统测得的已经进入平坦段的海缆温度
作为全线海缆的负载电流温度基线，此时可以得到在负载情况下产生的温度变化量，此时结合BOTDA测得温度和应变的共同变化量，能够得出应变的变化量。
[0027]本实施例中沿线船只监测模块包括AIS船舶识别单元和船只噪声监测单元，其中AIS船舶识别单元与海事管理部门的AIS基站通讯连接，用于获取船只的船位信息和运行状态信息；船只噪声监测单元与海底电缆中一根以上冗余光纤相连，用于通过光纤获取海底电缆沿线各位置的环境噪声，并在接收到某位置环境噪声的噪声功率谱级超过设定阈值时判断该位置区域内有船只。
[0028]本实施例中监测管理终端与AIS船舶识别单元和船只噪声监测单元连接，当通过船只噪声监测单元获取到某位置有船只后，基于该位置匹配AIS船舶识别单元所获取信息中的船位信息，并根据匹配到的船位信息获取相应船只的运行状态信息，当该运行状态信息显示船只处于停泊状态或计划在该区域停泊时，表明有船只停泊或计划停泊在海底电缆沿线区域内，产生报警信号Ⅱ。
[0029]本实施例中报警单元与监测管理终端相连，用于在接收到监测管理终端发出的报警信号Ⅰ或Ⅱ后向相关工作人员发出报警，具有声光、短信报警功能。
[0030]本例在监测管理终端上接有用于显示海底电缆沿线区域GIS地图的显示单元，GIS地图上显示有海底电缆及海底电缆上各位置的应变数据、温度数据，以及位于海底电缆沿线区域内的船只等。
[0031]实施例2：本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于本实施例仅包括监测管理终端、海缆监测模块、显示单元和报警单元。
[0032]实施例3：本实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海底电缆监测综合管理系统，其特征在于，包括：海缆监测模块，用于监测获取海底电缆的温度和应变数据；沿线船只监测模块，用于监测获取海底电缆沿线区域内船只的船位信息和运行状态信息；监测管理终端，与所述海缆监测模块和沿线船只监测模块连接，用于将海底电缆的温度和应变数据与预设阈值范围比较，并在超出阈值范围后产生报警信号Ⅰ；用于当船位信息和运行状态信息显示有船只停泊或计划停泊在海底电缆沿线区域内时产生报警信号Ⅱ；报警单元，与所述监测管理终端相连，用于在接收到报警信号Ⅰ或Ⅱ后向相关工作人员发出报警。2.根据权利要求1所述的海底电缆监测综合管理系统，其特征在于，所述海缆监测模块，包括：布里渊光时域分析仪，与海底电缆中一根以上冗余光纤相连，用于通过光纤获取海底电缆的温度应变数据；分布...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，姜贞强，周胡，陆艳艳，曾茹，何正旭，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：