[發明專利]一種海底電纜登陸段運行環境測控裝置

有效

• 申請號: 201510896175.X
• 申請日: 2015-12-08
• 公開（公告）號: CN106855725B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 劉松華;樊友兵;趙健康;饒文彬;鄧顯波;李文杰;楊丹
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司;國網浙江省電力公司
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02;G01N25/20;G01N27/22
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明提供一種海底電纜登陸段運行環境測控裝置，所述測控裝置包括土壤熱阻系數傳感器、土壤水分含量傳感器、現場測控單元、遠程監控主機、土壤參數調節裝置；所述土壤熱阻系數傳感器和土壤水分含量傳感器分別與現場測控單元連接，所述現場測控單元和土壤參數調節裝置分別與遠程監控主機連接。本發明提供的技術方案可通過監測土壤的溫度、熱阻系數和水分含量，根據監測結果調節土壤水分含量進而調節土壤熱阻系數或直接調節土壤溫度，以達到提高海底電纜登陸段線路散熱能力，提高海底電纜登陸段載流量的目的。

技術領域

本發明涉及一種測控裝置，具體講涉及一種用于調節海底電纜登陸段土壤溫度和熱阻系數以提高海底電纜登陸段載流量的測控裝置。

背景技術

按照電纜敷設位置的區別，海底電纜可分為海底段、登陸段和空中段三個部分。在海底電纜登陸段，電纜一般直埋敷設在土壤(包括沙土或其它特殊的回填材料)中。環境溫度和電纜線路附近土壤的熱阻系數是決定電纜線路載流量的重要參數。由于登陸段環境溫度較高，土壤的熱阻系數較大，登陸段電纜的載流量通常大幅度低于海底段和空中段，是海底電纜線路輸送能力的瓶頸。

在現有海底電纜工程中，通常采用剝除海纜登陸段鎧裝、在海底電纜登陸段附近敷設冷卻水管、采用特殊回填土置換原有土壤等方式來提高登陸段的載流量。其中，剝除鎧裝的方法涉及到線路的設計和施工，在已有線路上難以實施。敷設冷卻水管和回填的方法在一定程度上能夠改善海底線路的散熱能力，但冷卻水管對設備的要求較高；特殊回填土僅用于電纜周圍的局部區域，且在長期高溫環境作用下，回填土的性質仍可能發生變化。

發明內容

為了解決現有技術中所存在的上述不足之處，本發明提供一種海底電纜登陸段運行環境測控裝置，該裝置通過監測土壤的溫度、熱阻系數和水分含量，根據監測結果調節土壤水分含量進而調節土壤熱阻系數或直接調節土壤溫度，以達到提高海底電纜登陸段線路散熱能力，增大海底電纜登陸段載流量的目的。

本發明提供的技術方案是：一種海底電纜登陸段運行環境測控裝置，其改進之處在于：所述測控裝置包括土壤熱阻系數傳感器、土壤水分含量傳感器、現場測控單元、遠程監控主機、土壤參數調節裝置；所述土壤熱阻系數傳感器和土壤水分含量傳感器分別與現場測控單元連接，所述現場測控單元和土壤參數調節裝置分別與遠程監控主機連接。

優選的，所述土壤熱阻系數傳感器埋設在登陸段海底電纜附近的土壤中，與現場測控單元連接，用于獲取土壤的熱阻系數。

進一步，所述土壤熱阻系數傳感器包括一端開口、另一端密封的中空不銹鋼圓筒，設于所述中空不銹鋼圓筒內部軸線位置的電熱絲，設于所述中空不銹鋼圓筒內的熱電偶和設于所述中空不銹鋼圓筒開口端的防水插頭；所述熱電偶的測溫點焊接在所述中空不銹鋼圓筒的管壁上；

所述電熱絲和所述熱電偶分別在所述中空不銹鋼圓筒內部與所述防水插頭相連，所述防水插頭的外側接電源及信號線的一端；所述電源及信號線的另一端與現場測控單元相連，用于給所述電熱絲提供恒定的直流電源，并將所述熱電偶的測量信號傳輸給所述現場測控單元。

進一步，所述中空不銹鋼圓筒的密封端呈與所述中空不銹鋼圓筒同軸線的實心圓錐體；所述中空不銹鋼圓筒的軸向長度與徑向直徑的比值大于20；

所述中空不銹鋼圓筒內填充有導熱材料，用于使所述中空不銹鋼圓筒、所述電熱絲和所述熱電偶之間相互絕緣。

進一步，所述導熱材料的導熱系數大于5W/m·K，與待測土壤的熱容比在0.5-2范圍內。

優選的，所述土壤水分含量傳感器埋設在登陸段海底電纜附近的土壤中，與現場測控單元連接，用于獲取土壤的水分含量。