海底电缆综合监测关键技术及应用

doi:10.11930/j.issn.1004-9649.201708189

中国电力 ›› 2018, Vol. 51 ›› Issue (6): 129-135.DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201708189

海底电缆综合监测关键技术及应用

吴文庚, 林雪倩

国网福建省电力有限公司, 福建福州 350009

收稿日期:2017-08-17 修回日期:2018-01-10 出版日期:2018-06-05 发布日期:2018-06-12
作者简介:吴文庚(1990-),男,工程师,从事电力系统继电保护等工作,E-mail:angelbabyw@126.com
基金资助:
福建省电力有限公司重大科技项目（FZ-201104）。

Application and Key Technologies of Submarine Cable Integrated Monitoring

WU Wengeng, LIN Xueqian

State Grid Fujian Electric Power Co., Ltd., Fuzhou 350009, China

Received:2017-08-17 Revised:2018-01-10 Online:2018-06-05 Published:2018-06-12
Supported by:
This work is supported by Major Scientific and Technological Projects of Fujian Electric Power Co., Ltd. (No.FZ-201104).

摘要/Abstract

摘要： 跨海电网海底电缆由于缺乏有效的技术监测手段，导致海底电缆故障及停电事故时有发生。通过抽取海底电缆复合光纤作为分布式监测的传感元件，构建了海底电缆综合监测系统，实现对海底电缆运行状态实时在线监测，取得多项关键技术突破。重点介绍了利用光纤拉曼散射、布里渊散射和瑞利散射分别对温度、应变和振动特性反应敏感的技术原理，以及实现对海底电缆运行的温度、应变状态和振动事件进行分布式综合监测的技术成果，支撑了跨海电网安全稳定运行。该技术在实际应用中取得了显著效果，并且经济和社会效益突出，具有进一步推广应用的前景。

关键词: 海底电缆, 监测, 光纤传感, 温度, 应变, 振动

Abstract: Submarine cable is an important passage of cross-sea power delivery. Due to the lack of effective monitoring technology, the power failure and fault of submarine cable usually occur. In this paper, the submarine cable compound optical fiber is used as the sensing element to build a submarine cable integrated monitoring system. The system can moditor the operation state of submarine cabel in real-time. The technical principles of Brillouin scattering on the strain and temperature and the principles of Rayleigh scattering on vibration sensitivity are introduced. The operation temperature, strain state and vibration of submarine cable can be monitored. The results can support the stable operation of the cross-sea power grid. The research results have been getting markable effect in practice and have wide prospect in application.

Key words: submarine cable, monitoring, optical fiber sensing, temperature, strain, vibration

中图分类号:

TM73

吴文庚, 林雪倩. 海底电缆综合监测关键技术及应用[J]. 中国电力, 2018, 51(6): 129-135.

WU Wengeng, LIN Xueqian. Application and Key Technologies of Submarine Cable Integrated Monitoring[J]. Electric Power, 2018, 51(6): 129-135.

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://www.electricpower.com.cn/CN/10.11930/j.issn.1004-9649.201708189

https://www.electricpower.com.cn/CN/Y2018/V51/I6/129

参考文献

[1] 吴飞龙, 杨力帆. 光电复合技术在我国110 kV海底电缆中的首次应用[J]. 中国电力, 2011, 44(2):27-30.WU Feilong, YANG Lifan. First application of optical fiber composite technology in 110 kV submarine cable in China[J]. Electric Power, 2011, 44(2):27-30.
[2] 海南与南方主网500 kV交流海底电缆联网关键技术研究及工程应用[Z]. 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司, 2014.
[3] 海洋输电关键技术研究及应用[Z]. 国网浙江省电力公司舟山供电公司, 2014.
[4] 赵健康, 陈铮铮. 国内外海底电缆工程研究综述[J]. 华东电力, 2011, 39(9):1477-1481.ZHAO Jiankang, CHEN Zhengzheng. A review of submarine cable engineering at home and abroad[J]. East China Electric Power University, 2011, 39(9):1477-1481.
[5] 吕安强.基于分布式光纤应变和温度传感的光纤复合海底电缆状态监测方法研究[D]. 保定:华北电力大学, 2015.
[6] 沈汉琴. 海上风电220 kV海底电缆在线监测方法研究[J]. 水电自动化与大坝监测, 2013, 37(3):69-71.SHEN Hanqin. Online monitoring method of offshore wind power 220 kV submarine cable[J]. Hydropower Automation and Dam Monitoring, 2013, 37(3):69-71.
[7] 吕安强, 李永倩, 李静, 等. 基于BOTDR的光纤复合海底电缆应变/温度监测[J]. 高电压技术, 2014, 40(2):533-539.LV Anqiang, LI Yongqian, LI Jing, et al. Strain/temperature monitoring of fiber optic composite submarine cable based on BOTDR[J]. High Voltage Engineering, 2014, 40(2):533-539.
[8] 李晓娟, 杨志. 布里渊分布式光纤传感技术的分类及发展[J]. 电力系统通信, 2011, 27(3):37-41.LI Xiaojuan, YANG Zhi. Classification and development of Brillouin distributed optical fiber sensing technology[J]. Telecommunications for Electric Power System, 2011, 27(3):37-41.
[9] 张吉生, 李永倩. 光纤布里渊温度和应变分布同时传感方法研究[J]. 光通信研究, 2008, 34(5):53-56.ZHANG Jisheng, LI Yongqian. Simultaneous sensing method of Brillouin temperature and strain distribution in optical fiber[J]. Study on Optical Communications, 2008, 34(5):53-56.
[10] 王培国, 杨斌, 李泽, 等. 基于Φ-OTDR技术的通信光缆险情定位与预警系统设计与实现[J]. 光学仪器, 2012, 34(2):61-66.WANG Peiguo, YANG Bin, LI Ze, et al. Design and implementation of dangerous position and early warning system of communication optical fiber cable based on Φ-OTDR technology[J]. Optical Instruments, 2012, 34(2):61-66.
[11] 严洪, 姜明武, 徐海峰. 基于Raman散射线型光纤感温火灾探测器的优化设计[J]. 广东公安科技, 2010, 17(3):51-54, 71.YAN Hong, JIANG Mingwu, XU Haifeng. Optimum design of Raman scattering linear optical fiber temperature sensing fire detector[J]. Fire Science and Technology, 2010, 17(3):51-54, 71.
[12] 林小青. 试论海底电缆观测系统的研究现状与发展趋势[J]. 科技与企业, 2013, 28(3):297.LIN Xiaoqing.Research status and development trend of submarine cable observation system[J]. Technology and Enterprise, 2013, 28(3):297.
[13] 陈军, 李永丽. 应用于高压电缆的光纤分布式温度传感新技术[J]. 电力系统及其自动化学报, 2005, 17(3):47-49.CHEN Jun, LI Yongli. A new optical fiber distributed temperature sensing technique applied to high voltage cables[J]. Proceedings of the CSU-EPSA, 2005, 17(3):47-49.
[14] 杨耿杰, 苏爱国, 郭谋发. 应用GPRS及光纤测温技术的电力电缆监测系统[J]. 电力系统及其自动化学报, 2009, 24(4):100-105.YANG Gengjie, SU Aiguo, GUO Moufa. Power cable monitoring system using GPRS and optical fiber temperature measuring technology[J]. Proceedings of the CSU-EPSA, 2009, 24(4):100-105.
[15] 张振鹏, 赵健康, 饶文彬, 等. 电缆分布式光纤测温系统测量结果符合性的对比试验[J]. 高电压技术, 2012, 38(6):1362-1367.ZHANG Zhenpeng, ZHAO Jiankang, RAO Wenbin, et al. Comparison test of conformity of measurement result of cable distributed optical fiber temperature measuring system[J]. High Voltage Engineering, 2012, 38(6):1362-1367.
[16] 吴飞龙, 徐杰, 郑小莉, 等. 光纤传感技术在海底电缆监测中的研究及应用[J]. 电力信息与通信技术, 2016, 14(3):72-75.WU Feilong, XU Jie, ZHENG Xiaoli, et al. Research and application of optical fiber sensing technology in submarine cable monitoring[J]. Electric Power Information and Communication Technology, 2016, 14(3):72-75.
[17] 吕枫, 彭晓彤, 周怀阳, 等. 缆系海底观测网原型系统设计[J]. 仪器仪表学报, 2012, 33(5):1134-1140.LV Feng, PENG Xiaotong, ZHOU Huaiyang, et al. Prototype system design of mooring line observation network[J]. Chinese Journal of Scientific Instrument, 2012, 33(5):1134-1140.
[18] 李昭红, 阳林, 田野, 等. 高压直流电缆接头稳态温度场分布及其影响因素[J]. 中国电力, 2016, 49(2):48-53.LI Zhaohong, YANG Lin, TIAN Ye, et al. Steady-state temperature field of HVDC cable joint and its influencing factors[J]. Electric Power, 2016, 49(2):48-53.

海底电缆综合监测关键技术及应用

Application and Key Technologies of Submarine Cable Integrated Monitoring

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

[1]	陈仕龙, 吴涛, 郭成, 毕贵红, 钱永亮. 基于相关性分析的电网非同步监测数据场景谐波责任划分[J]. 中国电力, 2025, 58(1): 15-25.
[2]	王栋, 冯景丽, 李达, 牛静伟, 李军. 基于区块链的园区碳排放可信监测模型[J]. 中国电力, 2024, 57(7): 182-187.
[3]	朱榜超, 商琼玲, 黄珠羡. 基于SF₆气体温度迟滞模型的密度监测失效判定策略[J]. 中国电力, 2024, 57(5): 200-210.
[4]	马汝括, 董杰, 王雅湉, 伊国鑫, 丁祥浩, 马乐. 基于神经网络的高寒地区CF₄和SF₆/CF₄检测[J]. 中国电力, 2024, 57(3): 103-112.
[5]	陈仕龙, 吴涛, 郭成, 张梓睿, 孙竟豪. 基于DBSCAN聚类和区间回归的多谐波责任划分[J]. 中国电力, 2024, 57(2): 138-148.
[6]	武鑫, 胡超, 王祺, 熊星宇, 胡亮, 钱相臣. 基于VMD的SOFC电堆密封失效泄漏故障诊断[J]. 中国电力, 2024, 57(12): 139-147.
[7]	陈来恩, 曾小勇, 曾子豪, 成采辰, 孙耀科. 基于物理信息与深度神经网络的锂离子电池温度预测[J]. 中国电力, 2024, 57(11): 18-25.
[8]	周颖, 白雪峰, 王阳, 邱敏, 孙冲, 武亚杰, 李彬. 面向虚拟电厂运营的温度敏感负荷分析与演变趋势研判[J]. 中国电力, 2024, 57(1): 9-17.
[9]	张小坤, 吕大伟, 尹中强, 申双林, 王绍荣. 平板型固体氧化物燃料电池内温度分布规律[J]. 中国电力, 2023, 56(6): 123-131.
[10]	赵杨阳, 刘澜, 赵伟, 曾爽, 梁安琪, 王瀚秋, 马凯. 抑制母线电压跌落的热泵温度轨迹规划算法[J]. 中国电力, 2023, 56(5): 99-107.
[11]	张健, 张朋, 徐惠, 宫铭辰, 王悦, 张静. 低温环境下高压断路器故障模拟[J]. 中国电力, 2023, 56(5): 153-162.
[12]	李标俊, 冷梅, 戴甲水, 王宁. 功率模块压接型IGBT温度循环试验热负载施加方法[J]. 中国电力, 2023, 56(2): 53-58,67.
[13]	赵隆, 温冠儒, 刘志成, 袁鹏, 董新胜. 基于参数优化的VMD-SVD和LSTM的输电杆塔倾斜状态识别[J]. 中国电力, 2023, 56(12): 217-226, 237.
[14]	张广洲, 方书博, 张振宇, 冯智慧, 韩晴. 基于振动传感的直流合成电场测量结构设计[J]. 中国电力, 2023, 56(11): 151-159.
[15]	王磊, 柳亦兵, 滕伟, 黄心伟, 刘剑韬. 风电机组叶片无损检测技术研究与进展[J]. 中国电力, 2023, 56(10): 80-95.

模态框（Modal）标题

海底电缆综合监测关键技术及应用

Application and Key Technologies of Submarine Cable Integrated Monitoring

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics