[發明專利]海上平臺電纜載流量的監測裝置及監測方法

有效

• 申請號: 201310321572.5
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103399226A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 白文柱;李毅;肖茂林;魏澈;張鳳山;魯豫;程璐
• 申請（專利權）人: 中海石油（中國）有限公司天津分公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01K11/32
• 代理公司: 天津三元專利商標代理有限責任公司 12203
• 代理人: 高鳳榮

1.一種海上平臺電纜載流量的監測裝置，其特征在于：包括：配電柜、光纖光柵解調監測系統、電流采集裝置、傳輸中繼設備、溫度傳感器，其中，電流采集裝置與配電柜連接，將電流采集裝置所采集到的電流傳輸到傳輸中繼設備中，由傳輸中繼設備將電信號轉換為光信號；溫度傳感器布設在電纜的表面上，溫度傳感器的尾纖匯集到光纖分線盒中，由光纖分線盒通過光纜連接到光纖光柵解調監測系統中。

2.根據權利要求1所述的海上平臺電纜載流量的監測裝置，其特征在于：所述電流采集裝置與設在配電柜中的電流表連接。

3.根據權利要求1所述的海上平臺電纜載流量的監測裝置，其特征在于：所述溫度傳感器為光纖光柵溫度傳感器。

4.根據權利要求1所述的海上平臺電纜載流量的監測裝置，其特征在于：所述電纜位于配電柜內。

5.根據權利要求1所述的海上平臺電纜載流量的監測方法，其特征在于：采用以下步驟：

第一步：實時電流的采集：

第二步：實施溫度的采集：

第三步：進行導線線芯溫度及載流量計算；然后，再進行監測數據的判別。

6.根據權利要求5所述的海上平臺電纜載流量的監測方法，其特征在于：所述第一步的具體步驟是：

(1)將電流采集裝置采集到的電流傳輸到傳輸中繼設備中；

(2)由傳輸中繼設備將電信號轉換為光信號，并傳輸到光纖光柵解調監測系統中。

7.根據權利要求5所述的海上平臺電纜載流量的監測方法，其特征在于：所述第二步的具體步驟是：

(1)將光纖光柵溫度傳感器布設在電纜的表面，并將溫度傳感器的尾纖匯聚到光纖分線盒中，然后，將光纖分線盒與光纖光柵解調監測系統連接；

(2)由光纖光柵解調監測系統分析出電纜導體導體線芯溫度、電纜外護套表面溫度θs以及周圍環境溫度θa。

8.根據權利要求5所述的海上平臺電纜載流量的監測方法，其特征在于：所述第三步中，線芯溫度的具體計算步驟是；

①預設θc＝90℃計算導體線芯與金屬護套的電阻及損耗；

②在計算過程中，引入了迭代算法，根據公式：

θc-θs＝WC+1/2Wd)T1+[WC(1+λ)+Wd]T3

計算出導體線芯溫度，如果計算出的線芯溫度小于90℃，則利用計算得到的線芯溫度，代替預設的θc計算導體線芯和金屬護套的電阻及損耗，然后，再計算出導體線芯溫度；其中，T1為：單位長度的電纜絕緣層熱阻、T3為：外護層熱阻、Wc為：單位長度的導體焦耳損耗、Wd為：絕緣介質損耗；

③重復上述步驟，直到上下兩次運算得到的導體線芯溫度差小于0.1℃為止；

所述第三步中，電纜的載流量的具體計算步驟是：

(1)根據電纜的載流量的計算公式：

I＝{[θc-θa-Wd(0.5T1+T3+T4)]/[RT1+R(1+λ)(T3+T4)]}^1/2

計算出電纜的載流量；

其中，T1、T3、T4分別表示單位長度的電纜絕緣層熱阻、外護層熱阻以及外部環境熱阻；Wc、Wd分別為單位長度的導體焦耳損耗、絕緣介質損耗；

(2)當通過計算得到的導體線芯溫度小于90℃時，再利用周圍環境溫度計算電纜的外部環境熱阻T4，計算出電纜的穩態載流量；

所述第三步中，監測數據的判別方式是：通過對比實時的電纜負荷電流和載流量數據，設定電纜負荷電流預警值，當載流量與負荷電流的差值小于或等于50A時，開啟報警。