本技術(shù)涉及遠(yuǎn)程在線監(jiān)控，具體為一種海纜故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、海纜（undersea?cable）是用絕緣材料包裹的電纜，鋪設(shè)在海底，用于實(shí)現(xiàn)通訊傳輸或者電力傳輸，尤其是35kv輸電線路上。考慮到海纜造價(jià)高昂、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行環(huán)境惡劣，其安裝、運(yùn)行活成中隨機(jī)多樣的機(jī)械應(yīng)力（如如人類活動(dòng)中漁具、船錨造成的外力破壞、底棲動(dòng)植物的活動(dòng)等）都會(huì)對(duì)海纜的正常運(yùn)行造成負(fù)面影響，外力作用下海纜會(huì)形成彎折、同時(shí)還可能產(chǎn)生局部扭轉(zhuǎn)和拉伸，甚至斷裂。因此，海纜在線監(jiān)測(cè)對(duì)保證海纜安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行具有重要作用，是當(dāng)前海纜的研究重點(diǎn)之一。

2、由于海纜工作環(huán)境特殊，很多傳統(tǒng)陸上電纜的監(jiān)測(cè)方式難以直接應(yīng)用到海纜監(jiān)測(cè)中，現(xiàn)有技術(shù)中主要采用分布式光纜技術(shù)，通過(guò)與海纜復(fù)合或捆綁光纖作為傳感器，在線監(jiān)測(cè)并記錄海纜應(yīng)力、應(yīng)變和振動(dòng)等運(yùn)行狀態(tài)參量，評(píng)估海纜運(yùn)行狀態(tài)以及結(jié)合結(jié)構(gòu)應(yīng)變及應(yīng)力的變化海纜判斷錨砸、扭轉(zhuǎn)、拉伸等典型故障狀態(tài)。到目前為止，基于分布式光纖傳感的海纜狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已基本可對(duì)復(fù)合光纖的應(yīng)變信息進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，但分布式測(cè)量光纜雖然具有許多優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些缺點(diǎn)，其優(yōu)選在于分布式測(cè)量光纜的測(cè)量精度受到環(huán)境因素的影響較大，例如溫度、濕度、振動(dòng)等，這些因素可能導(dǎo)致測(cè)量誤差，而現(xiàn)有的分布式測(cè)量光纜往往不具有復(fù)核數(shù)據(jù)的功能或者復(fù)核系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜；另外，現(xiàn)有技術(shù)的光纖的傳輸距離有限，因此分布式測(cè)量光纜的傳輸距離也受到限制，通常只能在幾百米到幾公里的范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量和監(jiān)測(cè)。

3、綜上所述，現(xiàn)有的分布式光纜技術(shù)依然具有一定的改進(jìn)該空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種海纜故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中的缺點(diǎn)。

2、本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

3、一種海纜故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括測(cè)量光纖以及基于所述測(cè)量光纖的分布式光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；

4、所述分布式光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括上位監(jiān)測(cè)主機(jī)、監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)以及監(jiān)測(cè)單元；所述監(jiān)測(cè)單元包括多個(gè)，在測(cè)量光纖上間隔設(shè)置，所述監(jiān)測(cè)單元包括直接成型于測(cè)量光纖以及待監(jiān)測(cè)海纜上的凸節(jié)，凸節(jié)的節(jié)腔內(nèi)封裝有用于監(jiān)測(cè)海纜狀態(tài)參數(shù)的組合傳感器模塊、mcu以及通訊模塊，組合傳感器模塊、通訊模塊與mcu在凸節(jié)內(nèi)通過(guò)有線方式通訊連接；

5、所述mcu中內(nèi)置有編碼單元；

6、所述通訊模塊通過(guò)測(cè)量光纖作為信號(hào)傳輸通道與上位監(jiān)測(cè)主機(jī)通訊連接以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸；所述通訊模塊與進(jìn)入通訊范圍的所述監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)通過(guò)無(wú)線方式通訊連接以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸；

7、所述上位監(jiān)測(cè)主機(jī)端還設(shè)置有監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)塢站，所述監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)塢站與上位監(jiān)測(cè)主機(jī)電性連接，并能通過(guò)所述監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)塢站對(duì)入塢監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

8、作為進(jìn)一步限定，所述測(cè)量光纖在待監(jiān)測(cè)海纜上的布置方式為：在海纜敷設(shè)線路上同時(shí)敷設(shè)測(cè)量光纖或者在海纜制造時(shí)將測(cè)量光纖與海纜復(fù)合為一體。

9、作為進(jìn)一步限定，所述測(cè)量光纖以及成型于其上的凸節(jié)均具有鎧裝外殼作為保護(hù)結(jié)構(gòu)。

10、作為進(jìn)一步限定，所述編碼單元將對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)單元在測(cè)量光纖上的位置信息進(jìn)行唯一編碼后加入通訊數(shù)據(jù)包中以進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼打包。

11、作為進(jìn)一步限定，所述監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)為低空無(wú)人機(jī)和/或無(wú)人水下航行器；

12、所述監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)上設(shè)置有作為定位裝置的gps定位器和/或北斗定位器；且當(dāng)監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)為無(wú)人水下航行器時(shí)，無(wú)人水下航行器上還設(shè)置有埋深測(cè)量?jī)x以及深度傳感器。

13、作為進(jìn)一步限定，所述監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)上設(shè)置有用于進(jìn)行視頻采集的高清視頻監(jiān)視系統(tǒng)以及紅外夜視系統(tǒng)。

14、作為進(jìn)一步限定，所述組合傳感器模塊中采用的傳感器為溫度傳感器、壓力傳感器、六維力傳感器、電容耦合傳感器、電感耦合傳感器、工頻電流互感器、振動(dòng)傳感器、應(yīng)變傳感器的任意組合。

15、作為進(jìn)一步限定，所述監(jiān)測(cè)單元在對(duì)應(yīng)凸節(jié)內(nèi)包裹測(cè)量光纖的節(jié)腔內(nèi)成型有基于拉曼散射的光纖傳感器以及基于布里淵散射的光纖傳感器，所述拉曼散射的光纖傳感器以及所述基于布里淵散射的光纖傳感器與mcu在凸節(jié)內(nèi)通過(guò)有線方式通訊連接。

16、作為進(jìn)一步限定，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括若干沿測(cè)量光纖方向間隔設(shè)置的潛標(biāo)，所述潛標(biāo)以浮體為平臺(tái)，采用外置或內(nèi)嵌的方式安裝有傳感單元以及中繼通訊節(jié)點(diǎn)設(shè)備。

17、有益效果：本實(shí)用新型的海纜故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要用于近海段的海纜故障在線監(jiān)測(cè)和復(fù)核，其在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)端利用測(cè)量光纖與上位監(jiān)測(cè)主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，具有抗電磁干擾、耐高壓、尺寸小等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中效果較好，配合作為節(jié)點(diǎn)設(shè)備的潛標(biāo)與監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸和現(xiàn)場(chǎng)視頻勘驗(yàn)，能用于對(duì)比和勘誤操作，以提高數(shù)據(jù)的有效性；配合編碼單元中的信息還能快速幫助相關(guān)人員對(duì)故障點(diǎn)的進(jìn)行定位，不僅具有可靠性高、操作方便、防沖突、加密性能好等優(yōu)點(diǎn)，還省時(shí)省力，方便管理。

技術(shù)特征：

1.一種海纜故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括測(cè)量光纖以及基于所述測(cè)量光纖的分布式光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海纜故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)量光纖在待監(jiān)測(cè)海纜上的布置方式為：在海纜敷設(shè)線路上同時(shí)敷設(shè)測(cè)量光纖或者在海纜制造時(shí)將測(cè)量光纖與海纜復(fù)合為一體。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海纜故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)量光纖以及成型于其上的凸節(jié)均具有鎧裝外殼作為保護(hù)結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海纜故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述編碼單元將對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)單元在測(cè)量光纖上的位置信息進(jìn)行唯一編碼后加入通訊數(shù)據(jù)包中以進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼打包。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海纜故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)為低空無(wú)人機(jī)和/或無(wú)人水下航行器；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海纜故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)上設(shè)置有用于進(jìn)行視頻采集的高清視頻監(jiān)視系統(tǒng)以及紅外夜視系統(tǒng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海纜故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述組合傳感器模塊中采用的傳感器為溫度傳感器、壓力傳感器、六維力傳感器、電容耦合傳感器、電感耦合傳感器、工頻電流互感器、振動(dòng)傳感器、應(yīng)變傳感器的任意組合。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海纜故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)單元在對(duì)應(yīng)凸節(jié)內(nèi)包裹測(cè)量光纖的節(jié)腔內(nèi)成型有基于拉曼散射的光纖傳感器以及基于布里淵散射的光纖傳感器，所述拉曼散射的光纖傳感器以及所述基于布里淵散射的光纖傳感器與mcu在凸節(jié)內(nèi)通過(guò)有線方式通訊連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海纜故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括若干沿測(cè)量光纖方向間隔設(shè)置的潛標(biāo)，所述潛標(biāo)以浮體為平臺(tái)，采用外置或內(nèi)嵌的方式安裝有傳感單元以及中繼通訊節(jié)點(diǎn)設(shè)備。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海纜故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，上位監(jiān)測(cè)主機(jī)中設(shè)置有用于對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和集中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)的一種海纜故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括測(cè)量光纖以及分布式光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；所述分布式光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括上位監(jiān)測(cè)主機(jī)、監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)以及監(jiān)測(cè)單元；所述監(jiān)測(cè)單元包括多個(gè)凸節(jié)，凸節(jié)的節(jié)腔內(nèi)封裝有用于監(jiān)測(cè)海纜狀態(tài)參數(shù)的組合傳感器模塊、MCU以及通訊模塊；所述MCU中內(nèi)置有編碼單元；所述通訊模塊通過(guò)測(cè)量光纖作為信號(hào)傳輸通道與上位監(jiān)測(cè)主機(jī)通訊連接以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸；并能與進(jìn)入通訊范圍的所述監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)通過(guò)無(wú)線方式通訊連接以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸；所述上位監(jiān)測(cè)主機(jī)端還設(shè)置有用于與歸站監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋O(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)塢站。本技術(shù)使用可靠性高、操作方便、數(shù)據(jù)防沖突、加密性能好且省時(shí)省力，管理方便，能節(jié)約大量的人力物力。

技術(shù)研發(fā)人員：李勁,丘翊仙,郭仁宏,韋橋斌,馮宏順
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東粵電珠海海上風(fēng)電有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240109
技術(shù)公布日：2025/1/6