基于分布式光纤传感技术的高压海底电缆外力损坏仿真.pdf

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1、技术与应用基于分布式光纤传感技术的高压海底电缆外力损坏仿真陆莹黄辉2(1．中国能源建设集团广东省电力设计研究院，广州510663；2．五邑大学信息工程学院，广东江门529020)摘要高压海底电缆的安全稳定运行对于海上能源的开发具有重要的作用，海缆电缆的损坏主要由外力引起，针对分布式光纤传感器在线监测高压海底电缆运行状况的方法，利用有限元软件ANSYS建立XLPE高压海底电缆模型，仿真分析海底电缆受到外力损坏时，内部物理量的变化，为分布式光纤传感器在线监测高压海底电缆运行状态提供参考。关键词：海底高压电缆；在线监测；分布式光纤传感器ExternalForceDamageSimulationofS

2、ubmarineHigh—voltageCableBasedonDistributedFiberOpticSensorTechnologyLuYingIHuangHui2(1．GuangdongElectricPowerDesingInstitute，Guangzhou510663；2．WuyiUniversity,SchoolofInformationEngineering，Jiangmen，Guangdong529020)AbstractSafetyandstableoperationofsubmarinehigh—voltagecablehasplayedanimportantrolei

3、nthedevelopmentofMarineenergy．However,submarinehigh—voltagecablewasmainlydamagedbyexternalforces．Accordingtothemethodforoperationstateofsubmarinehigh-voltagecableusingon—linemonitoringtechnologybasedondistributedfiberopticsensor,themodeloftheXLPEsubmarinehigh—voltagecablewasgainedbyusingfiniteelemen

4、tsoftwareANSYS．Then，basedonthemodel，thechangeofinternalphysicalquantitieswereresearched，whensubmarinehigh—voltagecablewasdamagedbyexternalforce，withthefunctiontoprovidethepracticalreferenceforrunningstateofsubmarinehigh—voltagecablemonitoringon—linebasedondistributedfiberopticsensor．Keywords：submari

5、nehigh--voltagecable；on-·linemonitoring；distributedfiberopticsensor随着海上风力发电等海上能源的大力发展，高力损害故障时的情况，研究分布式光纤测量法监测压海底电缆的应用将越来越广泛，一旦海底电缆发的关键物理量、海底高压电缆在故障情况下的运行生故障而停止运行，就会造成非常大的经济损失。状态以及故障定位的可行性【J_5】。统计资料表明，95％的海缆损坏是由于人类进行渔1海底电缆分布式光纤传感技术业、航运等活动造成的，主要为捕捞渔具、船锚等造成的外力损坏，同时，海洋地质活动也会给海缆1．1分布式光纤传感器的定义和特点运行带来不确定性，

6、因此，实时监测海底电缆的运分布式光纤传感器是利用光波在光纤中传输的行状况是非常必要的。高压海底电缆在线监测方法特性，可沿光纤长度方向连续地传感被测量(温度、有分布式光纤测量法、直流成分法、接地线电流法应变等)的信号传输系统。此时，光纤既是传感介和在线tanc~等，其中分布式光纤传感器测量法是质，又是被测量的传输介质。传感光纤的长度从一目前最先进，最有发展前景的一类测量方法。本文千米达上百千米，很适合应用在海底电缆的检测中。运用ANSYS仿真软件，模拟海底高压电缆发生外分布式光纤传感器除具有一般光纤传感器的优点2o12年第12期电I_l技撤I87技术与应用外，它还具有以下特点：小，L六1此必须采

7、用高输入功率且对探测到的后向散1)空间范围大。分布式光纤传感器可在大窄间射光信号取较长时问内的平均值，这样有可能降低范围连续进行传感，这是相对于其他传感器的突出对温度监测的实时性和精确性，而_月．拉曼散射只对优点。温度敏感，无法对海缆应力的变化进行相应的检测。2)结构简单，使用方便。传感和传光为同‘根2)基于布里渊散射的光纤传感器测量系统光纤，有时仅为一一般的通信光纤，所以传感部分结基于布里渊散射