【技术实现步骤摘要】
本专利技术的至少一种实施例涉及一种传输供电，尤其涉及一种面向海下观测设备耦合供电的供电方法以及海下观测方法。
技术介绍
1、缆系海下观测系统是海下检测和海下导航通信的重要手段。海下观测系统无需在电缆上增加额外的环路节点，在将海下观测设备挂接在电缆上后，可以基于海水的导电性构成电回路。但是，在海下观测系统中的供能装置向海下观测设备供电过程中，由于海水的作用会损耗部分电能，不利于较为精准的向海下观测设备供电，并且存在电能传输效率较低等不足。
技术实现思路
1、针对于现有的技术问题，本专利技术提供一种面向海下观测设备耦合供电的供电方法以及海下观测方法，通过确定海下观测系统的供电频率，可以提高海下观测系统的供电效率。
2、本专利技术的实施例提供一种面向海下观测设备耦合供电的供电方法，适用于海下观测系统，上述海下观测系统包括设置在水面以上的供能装置和设置在海下的海下观测设备，上述供能装置连接有电缆，上述电缆上套设有耦合装置，上述耦合装置基于电磁感应和海水的导电性将上述供能装置输出的电能传输至上述海下观测设备，上述供电方法包括：将上述海下观测系统划分为海上回路、海下上回路、海下负载回路、海下下回路，并基于上述划分建立上述海下观测系统的电路模型；基于电缆的绝缘介质参数以及上述第一导体和第二导体之间的距离，确定单位长度下第一导体和第二导体之间的供电电压，其中，上述第一导体为电缆的导电部分，上述第二导体为海水；基于上述供电电压，确定第一电感和第一电容，其中，上述第一电感表征为在单位长度下
3、可选的，上述电路模型包括：供能模块；第一模块，包括与上述供能模块串联的第一寄生电阻和第一寄生电感，以及与上述供能模块并联的第一分布电容和第二分布电容；第二模块，包括：包括与上述供能模块串联的第二寄生电阻和第二寄生电感，以及与上述供能模块并联的第三分布电容、第四分布电容和介质电阻，上述介质电阻表征为海水的电阻；第三模块，包括：与上述供能模块串联的第一耦合电阻和第一耦合电感、与上述第一耦合电感耦合的第二耦合电感、以及与上述第二耦合电感串联的第二耦合电阻和负载电阻。
4、可选的，上述第一模块、第二模块以及第三模块分别表征为海下上回路、海下下回路以及海下负载回路的电路情况，基于上述第一电感、上述第一电容以及上述海下上回路、上述海下下回路、上述海下负载回路表征的电缆长度与单位长度的比值，分别确定上述第一分布电容、上述第二分布电容、上述第三分布电容和第四分布电容的电容值以及上述第一寄生电感和上述第二寄生电感的电感值。
5、可选的，基于上述第一电感、上述第一电容和上述海下上回路、上述海下负载回路以及上述海下下回路对应的电缆长度，确定上述海下等效阻抗包括：基于上述第一电感、上述第一电容和上述海下上回路、上述海下负载回路以及上述海下下回路对应的电缆长度，确定上述海下观测设备和上述耦合装置的等效阻抗；基于上述海下观测设备和上述耦合装置的等效阻抗，确定上述海下等效阻抗。
6、可选的，上述海下观测设备和上述耦合装置的等效阻抗 zt如下表示：
7、；
8、其中， r lt为上述第一耦合电阻， j为虚部， ω为上述供电频率， l t为上述第一耦合电感， m为上述第一耦合电感和上述第二耦合电感之间的互感， r load为上述负载电阻, r lr为上述第二耦合电阻。
9、可选的，上述基于上述供电电压，确定第一电感和第一电容包括：基于上述供电电压，确定第一电感；基于上述绝缘介质参数以及上述第一电感和上述第一电容之间的映射关系，根据上述第一电感，确定上述第一电容。
10、可选的，上述第一电容 c如下表示：
11、；
12、其中， ε为上述绝缘介质参数， r i为电缆中导电部分的半径， r o为电缆中绝缘部分的半径。
13、可选的，上述供能模块包括电源电压和电源电阻，上述电源电压表征为上述供能装置的输出电压，上述电源电阻表征为上述供能装置的电阻。
14、可选的，基于电缆的绝缘介质参数以及上述第一导体和第二导体之间的距离，确定单位长度下第一导体和第二导体之间的供电电压包括：基于电缆的绝缘介质参数以及上述第一导体和第二导体之间的距离，确定单位长度下第一导体中电荷产生的电场；基于上述电场以及上述第一导体和第二导体之间的距离，确定单位长度下第一导体和第二导体之间的供电电压。
15、本专利技术的实施例还提供一种海下观测方法，包括：利用上述的供电方法向海下观测设备耦合供电；利用上述海下观测设备观测海下情况。
16、根据本专利技术实施例，通过将海下观测系统划分为海上回路、海下上回路、海下负载回路、海下下回路可以建立海下观测系统的电路模型。利用电路模型可以模拟海下观测系统在实际应用中的电路情况。通过确定第一电感和第一电容以及海下上回路、上述海下负载回路和上述海下下回路对应的电缆长度，可以确定海下等效阻抗。通过将海下等效阻抗化为实部和虚部的形式，并确定海下观测系统的供电频率为虚部为零时的频率，进而由海水产生的电容和电感可以相互抵消，可以实现提高海下观测系统的供电效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种面向海下观测设备耦合供电的供电方法，适用于海下观测系统，所述海下观测系统包括设置在水面以上的供能装置和设置在海下的所述海下观测设备，所述供能装置连接有电缆，所述电缆上套设有耦合装置，所述耦合装置基于电磁感应和海水的导电性将所述供能装置输出的电能传输至所述海下观测设备，其特征在于，所述供电方法包括：
2.根据权利要求1所述的供电方法，其特征在于，所述电路模型包括：
3.根据权利要求2所述的供电方法，其特征在于，所述第一模块、第二模块以及第三模块分别表征为海下上回路、海下下回路以及海下负载回路的电路情况，基于所述第一电感、所述第一电容以及所述海下上回路、所述海下下回路、所述海下负载回路表征的电缆长度与单位长度的比值，分别确定所述第一分布电容、所述第二分布电容、所述第三分布电容和第四分布电容的电容值以及所述第一寄生电感和所述第二寄生电感的电感值。
4.根据权利要求2所述的供电方法，其特征在于，基于所述第一电感、所述第一电容和所述海下上回路、所述海下负载回路以及所述海下下回路对应的电缆长度，确定所述海下等效阻抗包括：
5.根据权利要
6.根据权利要求1所述的供电方法，其特征在于，所述基于所述供电电压，确定第一电感和第一电容包括：
7.根据权利要求6所述的供电方法，其特征在于，所述第一电容c如下表示：
8.根据权利要求2所述的供电方法，其特征在于，所述供能模块包括电源电压和电源电阻，所述电源电压表征为所述供能装置的输出电压，所述电源电阻表征为所述供能装置的电阻。
9.根据权利要求1所述的供电方法，其特征在于，基于电缆的绝缘介质参数以及第一导体和第二导体之间的距离，确定单位长度下第一导体和第二导体之间的供电电压包括：
10.一种海下观测方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种面向海下观测设备耦合供电的供电方法，适用于海下观测系统，所述海下观测系统包括设置在水面以上的供能装置和设置在海下的所述海下观测设备，所述供能装置连接有电缆，所述电缆上套设有耦合装置，所述耦合装置基于电磁感应和海水的导电性将所述供能装置输出的电能传输至所述海下观测设备，其特征在于，所述供电方法包括：
2.根据权利要求1所述的供电方法，其特征在于，所述电路模型包括：
3.根据权利要求2所述的供电方法，其特征在于，所述第一模块、第二模块以及第三模块分别表征为海下上回路、海下下回路以及海下负载回路的电路情况，基于所述第一电感、所述第一电容以及所述海下上回路、所述海下下回路、所述海下负载回路表征的电缆长度与单位长度的比值，分别确定所述第一分布电容、所述第二分布电容、所述第三分布电容和第四分布电容的电容值以及所述第一寄生电感和所述第二寄生电感的电感值。
4.根据权利要求2所述的供电方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：李醒飞，潘硕，徐佳毅，庞水，谢子铭，李洪宇，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。