[發(fā)明專利]海底電纜溫度監(jiān)測系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710727496.6
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107702818A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳文庚;鄭小莉;林雪倩;王力群;楊帆;吳飛龍
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)福建省電力有限公司;國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)福建省電力有限公司福州供電公司
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 福州展暉專利事務(wù)所(普通合伙)35201
• 代理人: 林天凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種溫度監(jiān)測裝置，特別是一種海底電纜溫度監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展和海上風電能等海洋開發(fā)利用持續(xù)深化，跨海輸電網(wǎng)絡(luò)不斷以更高電壓等級向沿海及其附近島嶼延伸覆蓋，海底電纜應(yīng)用越來越廣泛。海底電纜是跨海電能輸送重要通道，敷設(shè)于海底，長期受海水侵蝕和海浪沖刷，阻水性能變差絕緣下降出現(xiàn)老化，時間長了不可避免產(chǎn)生漏電流，導(dǎo)致海底電纜在故障點處的溫度升高，由于海洋環(huán)境特殊，無法實時監(jiān)測海底電纜溫度升高故障和提前預(yù)警，可能導(dǎo)致引發(fā)更大的事故發(fā)生。

現(xiàn)有的技術(shù)手段無法實現(xiàn)對海底電纜溫度狀態(tài)有效監(jiān)測，陸地上電力電纜敷設(shè)專用傳感器進行溫度監(jiān)測的技術(shù)方法，在海底電纜監(jiān)測領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)難題大、投入費用高、可靠性和有效性差。為確保海底電纜在安全溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定運行，延長海纜使用壽命，如何實現(xiàn)對海底電纜運行溫度狀態(tài)有效監(jiān)測，減少海底電纜溫度升高故障造成停電，對海島國防安全、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城鄉(xiāng)人民用電影響，是社會關(guān)注、電力企業(yè)亟待解決的重大難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提供一種使用壽命長,維護費用低,檢測范圍廣,監(jiān)控距離長, 靈敏度高和測量精確度高的海底電纜溫度監(jiān)測系統(tǒng)。

一種海底電纜溫度監(jiān)測系統(tǒng)，包括有溫度檢測前端裝置，海底電纜溫度監(jiān)測處理中心及用戶端，所述的溫度檢測前端裝置與抽取的海底電纜復(fù)合光纖中的一根以上的冗余光纖作為溫度監(jiān)測分布式傳感器相連，所述的溫度檢測前端裝置與海底電纜溫度檢測處理中心及用戶端分別通訊連接，所述的海底電纜溫度檢測處理中心包括有服務(wù)器、標準溫度測試曲線、溫度監(jiān)測模式識別、海纜路由走廊圖、報警系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫及視頻監(jiān)控：

溫度檢測模式識別：接收溫度監(jiān)測前端裝置獲取的海底電纜溫度信息，自動調(diào)取相關(guān)的標準溫度測試曲線和海纜路由走廊圖的實時信息和數(shù)據(jù)進行比對分析，對海底電纜溫度信息進行分類處理，當識別判斷海底電纜溫度升高是由于絕緣下降、漏電流出現(xiàn)、電纜接續(xù)頭等原因引發(fā)且有繼續(xù)升高趨勢，對海底電纜運行狀態(tài)產(chǎn)生危害時，監(jiān)測系統(tǒng)進入告警狀態(tài)，當溫度升高超過預(yù)定報警值時，溫度監(jiān)測系統(tǒng)分別向報警單元和視頻監(jiān)控裝置發(fā)出觸發(fā)信號，視頻監(jiān)控裝置顯示海底電纜運行溫度實時狀態(tài)和標準溫度測試曲線，電力調(diào)度控制中心根據(jù)接收海底電纜溫度報警信息，進行相關(guān)的負荷轉(zhuǎn)移及故障排查處理流程；

標準溫度測試曲線：根據(jù)海底電纜輸送電能負荷和電流情況，將各種典型的負荷電流條件下的海底電纜運行溫度，通過光纖傳感器進行檢測，結(jié)合不同季節(jié)的海水溫度等進行修正計算，繪制出不同時間段和不同負荷電流時的標準溫度測試曲線，其能顯示海底電纜全程溫度分布測測曲線、系統(tǒng)參數(shù)和重點監(jiān)測點的溫度隨時間變化曲線；

將海底電纜隨時間和負荷電流變化的標準溫度測試曲線及數(shù)據(jù)送到溫度模式識別單元，融合所采集的海底電纜實時溫度信息進行分析比較，其結(jié)果作為溫度監(jiān)測系統(tǒng)的后續(xù)處理流程的依據(jù)；

海纜路由走廊圖：根據(jù)海底電纜路由竣工圖經(jīng)緯度、地形剖面梯度曲線等數(shù)據(jù)資料，繪制海底電纜敷設(shè)路由走廊圖， 溫度模式識別單元通過調(diào)取海底電纜路由走廊圖的數(shù)據(jù)信息，與溫度模式識別單元海底電纜溫度升高實時信息進行比對分析，快速對海底電纜溫度升高故障點進行判斷定位；

報警裝置具有最高溫度、最大差溫報警，其指的是實時溫度與平均溫度差別過大，用于判別接續(xù)點局部過熱點、溫升過快和故障點報警功能，根據(jù)接收到觸發(fā)信號，海底電纜監(jiān)測系統(tǒng)報警裝置發(fā)出溫度異常升高報警信號和故障點定位點信息；

視頻監(jiān)控：根據(jù)接收到觸發(fā)信號，顯示海底電纜運行溫度實時狀態(tài)曲線和標準溫度測試曲線和溫度升高故障點信息，為電網(wǎng)調(diào)度控制中心可能的進一步操作提供決策依據(jù)；

海底電纜溫度監(jiān)測處理中心與用戶端通過電力專用通信網(wǎng)絡(luò)進行遠程聯(lián)網(wǎng)，海底電纜監(jiān)測系統(tǒng)值班管理人員和海底電纜運行維護管理人員通過相關(guān)權(quán)限認證，調(diào)用海底電纜運行狀態(tài)溫度監(jiān)測的實時信息，進行電網(wǎng)調(diào)度和異常故障指揮處理，并生成各種報表。

采用光電復(fù)合海底電纜的復(fù)合光纖作為海底電纜溫度監(jiān)測的分布式傳感元件，對海底電纜海長期受海水侵蝕和海浪沖刷，絕緣下降產(chǎn)生漏電流，導(dǎo)致故障點處的溫度升高，具有很高的測量靈敏度，是光纖在通信傳輸領(lǐng)域長期應(yīng)用后，在海底電纜監(jiān)測領(lǐng)域作為傳感元件的創(chuàng)造性應(yīng)用。只需要復(fù)合海底電纜中的單根光纖，既可作為溫度監(jiān)測的分布式傳感器，又是溫度監(jiān)測信息傳輸?shù)慕橘|(zhì)，以簡捷實用方式構(gòu)建了海底電纜溫度監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了對海底電纜運行的溫度狀態(tài)有效監(jiān)測。