[實用新型]一種獲取光纖和海底電纜應變關系的試驗裝置

有效

• 申請號: 201721064098.2
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN207181160U
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 汪洋;林曉波;胡賢斌;李世強;沈耀軍;鄭新龍;徐建良
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力公司舟山供電公司;國家電網公司;浙江舟山海洋輸電研究院有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙)33206
• 代理人: 王曉燕

技術領域

本實用新型涉及海纜試驗領域，尤其指一種獲取光纖和海底電纜應變關系的試驗裝置。

背景技術

海底電纜結構十分復雜，如圖1所示，其包括：銅導體101、導體屏蔽層102、XLPE絕緣103、絕緣屏蔽104、半導電阻水帶105、鉛合金護套106、HDPE護套107、黃銅帶108、PE填充條109、光單元110、繩被層111、鋼絲鎧裝層112、及外被層113。且由于光纖一般處于海纜塑料護套和鎧裝之間，位置比較靠外，所以通過光纖應變反映海纜機械狀態是定性的，無法定量反映。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題和提出的技術任務是對現有技術方案進行完善與改進，提供一種獲取光纖和海底電纜應變關系的試驗裝置，以達到獲取光纖和海纜的應變關系的目的。為此，本實用新型采取以下技術方案。

一種獲取光纖和海底電纜應變關系的試驗裝置，包括用于與海纜兩端相連的夾具、與一夾具相連的第一夾具座、與另一夾具相連的第二夾具座、設于第一夾具座和第二夾具座之間的用于支撐海纜的支撐組件、設于第二夾具座上的牽引組件、與牽引組件相連的控制處理器；所述的牽引組件設有用于測量海纜張力的張力傳感器、用于測量海纜端部位移的位移傳感器，海纜一端通過夾具固定在第一夾具座上，海纜的另一端通過夾具固定在第二夾具座的牽引組件上，牽引組件牽引海纜使其伸長，控制處理器通過測量的光纖應變分布、海纜張力及海纜端部位移，獲取光纖和海纜的應變關系。可通過人力牽引或電機牽引的方式實現對海纜的牽引。本技術方案利用分布式光纖傳感技術測量光纖復合海底電纜內光纖的應變分布，利用光纖應變可以反映海纜的機械狀態。通過建立光纖和海纜本體的應變關系，利用光纖測得的應變計算出海纜的應變分布，定量的得到海纜具體的機械狀態，從而判斷或評估其健康狀況。

本技術方案建立了海纜端頭固定和拉伸試驗系統，利用分布式光纖傳感技術測量光纖的應變分布，利用張力計和引伸計測量海纜承受的張力和端頭位移，通過試驗方法獲取光纖和海纜的應變關系。試驗可靠，穩定性好，準確性高。

作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本實用新型還包括以下附加技術特征。

所述的夾具包括第一連接盤、第二連接盤，第一連接盤和第二連接盤之間通過連接桿連接，所述的第一連接盤的中部開設有用于穿設海纜導體的導體孔；第一連接盤的端面開設多圈孔，包括第一圈孔、位于第一圈孔內側的第二圈孔，第一圈孔由多個鎧裝鋼絲過孔組成，第二圈孔由多個PE過孔和光單元過孔組成。本技術方案保證拉伸試驗與工程實際相符，保證各層結構同步拉伸，層間不產生相對滑移。

第一連接盤的外端面上設有與鎧裝鋼絲過孔相對的金屬連接頭，金屬連接頭與第一連接盤分體設置；所述的金屬連接頭設有與鎧裝鋼絲相配的通孔，鎧裝鋼絲穿過第一連接盤的鎧裝鋼絲過孔、金屬連接頭的通孔后與金屬連接頭焊接固定。

所述的第一連接盤、第二連接盤的厚度為4～6cm，直徑是海纜外徑的1.5～2.5倍。

第一圈孔的孔數與海纜的鎧裝鋼絲數量相對應；第二圈孔的孔數與海纜的PE填充條、光單元數量和相對應。

組成第一圈孔的所有孔周向均勻設置，組成第二圈孔的所有孔周向均勻設置。

第一連接盤和第二連接盤的半徑三分之二處開4個直徑2cm～4cm的圓孔，4根鐵質連接桿從孔中穿過，端頭用螺母固定；第二連接盤外側設U形鐵環以作為牽引的抓手。

所述的第一夾具座包括底座、設于底座上的連接板、與連接板相配的絲桿、能與夾具相配的鉗口；連接板設有與絲桿相配的帶螺紋的絲桿孔，絲桿的頭部與鉗口相連。

所述的第二夾具座包括底座、設于底座上的連接板、與連接板相配的絲桿、能與夾具相配的鉗口；連接板設有與絲桿相配的帶螺紋的絲桿孔，絲桿的頭部與鉗口相連，絲桿的尾部與牽引組件相連，所述的牽引組件包括驅動絲桿轉動的電機、電機控制裝置。底座通過牢固的地基固定在地面上，鉗口用于固定海底電纜端頭夾具，支撐組件用于支撐中間懸空的海底電纜，電機用于對海底電纜施加位移或拉力載荷，電機控制裝置給電機提供電源和控制信號，張力傳感器測量拉伸過程中的實時張力，位移傳感器測量海底電纜端頭的位移量，為防止拉伸時端頭脫落導致的意外，在海底電纜端頭上方設防護罩。

本實用新型的另一個目的是提供一種獲取光纖和海底電纜應變關系的試驗方法。

有益效果：

本技術方案建立了海纜端頭固定和拉伸試驗系統，利用分布式光纖傳感技術測量光纖的應變分布，利用張力計和引伸計測量海纜承受的張力和端頭位移，通過試驗方法獲取光纖和海纜的應變關系。試驗可靠，穩定性好，準確性高。