海底电缆的埋深值检测方法及装置制造方法及图纸

本申请涉及一种海底电缆的埋深值检测方法及装置，涉及海底电缆运维技术领域，所述方法包括：获取外置光纤温度值

【技术实现步骤摘要】
海底电缆的埋深值检测方法及装置


[0001]本申请涉及海底电缆运维
，特别是涉及一种海底电缆的埋深值检测方法及装置
。

技术介绍

[0002]近年来，由于复杂的海底环境，海底电缆故障频发，造成了巨额的经济损失
。
在洋流冲刷或外力作用下，海底电缆常常出现局部裸露
、
悬空，大大增加海底电缆故障发生的机率，因此需要找到一种方法有效保护海底电缆
。
[0003]目前，在现有技术中，埋深检测手段包括侧扫声纳检测
、
海洋磁力仪检测
、
浅地层剖面仪检测等，但这些方法均无法做到实时监测且监测结果易受到外部环境影响
。
[0004]针对以上问题，本专利技术提出了一种海底电缆的埋深值检测方法及装置，该方法克服了现有检测方法的缺点，可实时检测海底电缆的埋深值，且检测准确性和可靠性较高
。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够可实时检测海底电缆的埋深值，且检测准确性和可靠性较高的海底电缆的埋深值检测方法及装置
。
[0006]第一方面，本申请提供了一种海底电缆的埋深值检测方法
。
所述方法包括：
[0007]获取外置光纤温度值
、
海床面温度值和海底电缆损耗值；
[0008]基于热阻定义公式和电缆温度计算公式分别计算海床土壤热阻值；
[0009]用于根据采用两种公式下得到的海床土壤热阻值，获取海底电缆的埋深值的计算模型；
[0010]通过所述计算模型，获取海底电缆的埋深值
。
[0011]在其中一个实施例中，所述基于热阻定义公式和电缆温度计算公式分别计算海床土壤热阻值，包括：
[0012]基于热阻定义公式计算得到的海床土壤热阻值的公式如下：
[0013][0014]其中，
T1为海床土壤热阻值；
θ1为海床面温度值；
θ2为外置光纤温度值；
W
a
为海底电缆损耗值；
[0015]根据电缆温度计算公式计算得到的海床土壤热阻值的公式如下：
[0016][0017][0018]其中，
ρ
T
为土壤热阻系数，
D
e
为海底电缆的外径，
L
为海底电缆的埋深值
。
[0019]在其中一个实施例中，所述海底电缆损耗值
W
a
包括线芯损耗值
W1，绝缘介质损耗值
W
d
，金属层损耗值
W2；
[0020]所述线芯损耗值
W1计算式如下：
[0021]W1＝
I2R
；
[0022][0023]其中，
I
为电流载荷；
R
为导体在最高工作温度下单位长度的交流电阻；
α
20
为
20℃
时导体的电阻率温度系数；
θ
max
为导体的最高工作温度；
y
s
为集肤效应系数；
y
p
为邻近效应系数；
ρ
20
为
20℃
时导体的体积电阻率；
D1为油道外径；
D2为导体外径；
[0024]所述绝缘介质损耗值
W
d
计算式如下：
[0025][0026]其中，
f
为电流频率；
C
为海底电缆的单位长度电容值；
U0为海底电缆的电压值；
tan
δ
为工频和工作温度下绝缘介质损耗因素；
[0027]金属层损耗值
W2的计算式如下：
[0028]W2＝
λ
′1·
W1；
[0029]其中，
λ1'
为金属护套损耗因数
。
[0030]在其中一个实施例中，所述方法还包括：
[0031]判断所述海底电缆是否为采用平行排列
、
金属护套两端直接接地且三相不换位的海底电缆；
[0032]若是，则分别获取所述海底电缆的三相金属护套损耗因数；其中，
[0033]所述海底电缆的外侧滞后相金属护套损耗因数的计算式如下：
[0034][0035]所述海底电缆的外侧超前相金属护套损耗因数的计算式如下：
[0036][0037]所述海底电缆的中间相金属护套损耗因数的计算式如下：
[0038][0039]P
＝
X+X
m
；
X
m
＝2π
fln(2)
×
10
‑7；
[0040]其中，
P
为有功功率；
Q
为无功功率；
X
为海底电缆的相邻相单位长度的金属护套电抗；
X
m
为海底电缆的其中一相单位长度的金属护套和另外两相单位长度的金属护套之间的
互抗；
s
为导体的轴线间距；
d
为金属护套的平均直径；
R
s
为金属护套的电阻；
[0041]若所述海底电缆的加强层和铠装均为非磁性材料，则对三相金属护套损耗因数进行合并计算；
[0042]合并计算后的金属护套电阻
R
s
'
和金属护套直径
d
′
的计算式如下：
[0043][0044][0045]其中，
R
A1
和
R
A2
分别为在最高工作温度下加强层和铠装的单位长度的交流电阻；
d1和
d2分别为加强层和铠装的直径
。
[0046]在其中一个实施例中，
u
＝
10
时，
L
＝
5D
e
相应地，所述计算模型，包括：
[0047][0048]其中，
ρ
T
为土壤热阻系数，
D
e
为海底电缆的外径，
L
为海底电缆的埋深值，
θ1为海床面温度值；
θ2为外置光纤温度值；
W
a
为海底电缆损耗值
。
[0049]在其中一个实施例中，所述海底电缆的埋深值为多组；所述方法还包括：
[0050]分析多组埋深值，获得所述埋深值的误差与所述电流载荷间的相关趋势
、
以及所述埋深值的误差与所述埋深值间的相关趋势，并进行显示
。
[0051]第二方面，本申请还提供了一种海底电缆的埋深值检测装置
。
所述装置包括：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种海底电缆的埋深值检测方法，其特征在于，所述方法包括：获取外置光纤温度值
、
海床面温度值和海底电缆损耗值；基于热阻定义公式和电缆温度计算公式分别计算海床土壤热阻值；用于根据采用两种公式下得到的海床土壤热阻值，获取海底电缆的埋深值的计算模型；通过所述计算模型，获取海底电缆的埋深值
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于热阻定义公式和电缆温度计算公式分别计算海床土壤热阻值，包括：基于热阻定义公式计算得到的海床土壤热阻值的公式如下：其中，
T1为海床土壤热阻值；
θ1为海床面温度值；
θ2为外置光纤温度值；
W
a
为海底电缆损耗值；根据电缆温度计算公式计算得到的海床土壤热阻值的公式如下：根据电缆温度计算公式计算得到的海床土壤热阻值的公式如下：其中，
ρ
T
为土壤热阻系数，
D
e
为海底电缆的外径，
L
为海底电缆的埋深值
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述海底电缆损耗值
W
a
包括线芯损耗值
W1，绝缘介质损耗值
W
d
，金属层损耗值
W2；所述线芯损耗值
W1计算式如下：
W1＝
I2R
；其中，
I
为电流载荷；
R
为导体在最高工作温度下单位长度的交流电阻；
α
20
为
20℃
时导体的电阻率温度系数；
θ
max
为导体的最高工作温度；
y
s
为集肤效应系数；
y
p
为邻近效应系数；
ρ
20
为
20℃
时导体的体积电阻率；
D1为油道外径；
D2为导体外径；所述绝缘介质损耗值
W
d
计算式如下：其中，
f
为电流频率；
C
为海底电缆的单位长度电容值；
U0为海底电缆的电压值；
tan
δ
为工频和工作温度下绝缘介质损耗因素；金属层损耗值
W2的计算式如下：
W2＝
λ
′1·
W1；其中，
λ1'
为金属护套损耗因数
。
4.
根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：判断所述海底电缆是否为采用平行排列
、
金属护套两端直接接地且三相不换位的海底电缆；若是，则分别获取所述海底电缆的三相金属护套损耗因数；其中，所述海底电缆的外侧滞后相金属护套损耗因数的计算式如下：所述海底电缆的外侧超前相金属护套损耗因数的计算式如下：所述海底电缆的中间相金属护套损耗因数的计算式如下：
P
＝
X+X<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张怿宁，国建宝，岑贞锦，刘航，严喜林，李文荣，洪权炜，黄之笛，龚泽，肖凯，苏晓，李强，冯雷，孙萌，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司电力科研院，
类型：发明
国别省市：