海底电缆振动监测系统的制作方法

本发明涉及一种振动监测装置，特别是一种海底电缆振动监测系统。

背景技术：

海底电缆敷设运行环境复杂，海上航道上过往船舶多，船舶锚害肇事等外力破坏事故时有发生。现有的人工值守方式无法24小时不间断对海底电缆状态进行监控，振动监测等方式对防止海底电缆外力破坏实用性、有效性差，无法适应复杂海洋环境下的对海底电缆安全防护的实际需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种使用寿命长,维护费用低,检测范围广,监控距离长,灵敏度高和测量精确度高的海底电缆振动监测系统。

一种海底电缆振动监测系统，包括有振动检测前端装置，海底电缆振动监测处理中心及用户端，所述的振动检测前端装置与抽取的海底电缆复合光纤中的一根以上的冗余光纤作为振动监测分布式传感器相连，所述的振动检测前端装置与海底电缆振动检测处理中心及用户端分别通讯连接，所述的海底电缆振动检测处理中心包括有服务器、船舶识别系统ais、振动监测模式识别、海缆路由走廊图、报警系统、数据库及视频监控：

振动检测模式识别：接收振动监测前端装置获取的海底电缆振动信息，与船舶识别系统ais和海缆路由走廊图送来的实时信息和数据进行比对分析，对海底电缆振动信息进行分类处理，当识别判断海底电缆振动是由于过往船舶和船舶违规抛锚外力作用引起，并可能对海底电缆运行状态产生危害时，通过振动监测系统分别向报警和视频监控装置发出触发信号，进行联动控制，对可能锚害肇事船舶进行预警驱逐和肇事理赔取证；

船舶自动识别系统ais：将接收的海底电缆海域过往船舶的各利相关实时信息，送到振动模式识别单元，融合采集的海底电缆振动信息进行分析比较，判断系统后续处理流程；

海缆路由走廊图是根据海底电缆路由竣工图经纬度、地形剖面梯度曲线数据资料绘制的海底电缆敷设路由走廊图，将路由走廊图的数据信息送到振动模式识别单元，与分布式传感光纤采集的海底电缆振动信息进行比对，快速对海底电缆振动点进行判断定位；

报警装置：根据接收到触发信号，海底电缆监测系统报警装置对可疑船舶及违规抛锚等各种入侵海底电缆事件发出语音警告和声光报警驱离信号；

视频监控：根据接收到触发信号，联动海底电缆登陆点附近的全天候视频监控装置，实时跟踪拍摄可疑振动肇事船舶，为事后理赔提供证据。

海底电缆振动监测处理中心与用户端通过电力专用通信网络进行远程联网，海底电缆监测系统值班管理人员和海底电缆运行维护管理人员通过相关权限认证，调用海底电缆运行状态振动监测的实时信息。

将海底电缆复合光纤抽取单元所抽取的传感光纤，接入海底电缆振动检测系前端装置，作为海底电缆分布式振动检测传感器，同时作为振动监测信息的传输媒介。将所采集到的沿着海底电缆振动微弱信息，送到检测前端装置，所述的检测前端装置对接收的信号行前置放大处理，并进行光/电转换和编码，提高抗干扰性能，经电力专用通信传输网络送到海底电缆振动监测处理单元进一步识别处理。

当海底电缆所在海域通过的船舶产生振动、或船舶锚挂振动作用于海底电缆时，海底电缆的振动会导致光纤发生形变，引起了光纤长度以及光纤的折射率发生了变化，进而使得光纤的相位变化，经光学系统处理，将微弱的相位变化转换为光强变化，经光电转换和信号处理后，进入计算机进行数据分析。系统根据分析的结果，判断振动/振动海缆电缆是否危及海底电缆安全运行，当超过设定值时，适时发出预警、报警信号，并确认振动故障点，为后续处理提供实时信息。

振动检测前端装置与海底电缆复合光纤中的一根以上的冗余光纤相连的方法是：在海底电缆登陆点两侧各设置光纤分配箱odf1个，将海底电缆复合光纤按顺序接入odf的一个单元；将陆地上光纤输电线路架空地线光纤（opgw）按顺序接入odf的另外单元、将通往振动监测装置所在机房的连接光纤按顺序接入odf的另外单元。

根据实际需求情况，将海底电缆复合光纤跳接到opgw单元相应的光纤组成通信网络传输通道；将海底电缆复合光纤跳接到振动监测装置连接光纤单元作为海底电缆振动监测分布式传感光纤。

接收振动监测前端装置获取的海底电缆振动信息具体为：海底电缆的振动使得光纤的相位变化，光纤相位的变化，经光学系统处理，将微弱的相位变化转换为光强变化，经光电转换和信号处理后，进入计算机进行数据分析。

综上所述的，本发明相比现有技术如下优点：

本发明利用光电复合海底电缆复合光纤对海底电缆进行分布式振动监测，具有如下突出优势：

1）传感光纤复合性：振动监测传感光纤复合在海底电缆中（也就是直接利用海底复合电缆中的冗余光纤作为传感光纤），使其即充当了振动监测分布式传感器的作用，又充当监测信息传输媒介，无需铺设专用的传感和信号传输光纤，监测技术实施方便，投资省见效快；

2）全光纤：振动探测及传输皆为光纤，抗电磁干扰强，可以抵抗高电压和在电流的冲击；光纤是无源介质，不需要供电；

3）耐腐蚀：振动监测传感光纤不受海水腐蚀等影响，可在海洋环境中长期使用；

4）连续性：光纤的每一个点都是传感器，全程连续监测海底电缆振动状态，不留死角；

5）实时性：可以24小时在线实时监控。

附图说明

图1是本发明的底电缆振动监测系统组成框图。

图2是海底电缆振动监测系统光纤抽取示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行更详细的描述。

实施例1

一种海底电缆振动监测系统，包括有振动检测前端装置，海底电缆振动监测处理中心及用户端，所述的振动检测前端装置与抽取的海底电缆复合光纤中的一根以上的冗余光纤作为振动监测分布式传感器相连，所述的振动检测前端装置与海底电缆振动检测处理中心及用户端分别通讯连接，所述的海底电缆振动检测处理中心包括有服务器、船舶识别系统ais、振动监测模式识别、海缆路由走廊图、报警系统、数据库及视频监控：

振动检测模式识别：接收振动监测前端装置获取的海底电缆振动信息，与船舶识别系统ais和海缆路由走廊图送来的实时信息和数据进行比对分析，对海底电缆振动信息进行分类处理，当识别判断海底电缆振动是由于过往船舶和船舶违规抛锚外力作用引起，并可能对海底电缆运行状态产生危害时，通过振动监测系统分别向报警和视频监控装置发出触发信号，进行联动控制，对可能锚害肇事船舶进行预警驱逐和肇事理赔取证；

船舶自动识别系统ais：将接收的海底电缆海域过往船舶的各利相关实时信息，送到振动模式识别单元，融合采集的海底电缆振动信息进行分析比较，判断系统后续处理流程；

海缆路由走廊图是根据海底电缆路由竣工图经纬度、地形剖面梯度曲线数据资料绘制的海底电缆敷设路由走廊图，将路由走廊图的数据信息送到振动模式识别单元，与分布式传感光纤采集的海底电缆振动信息进行比对，快速对海底电缆振动点进行判断定位；

报警装置：根据接收到触发信号，海底电缆监测系统报警装置对可疑船舶及违规抛锚等各种入侵海底电缆事件发出语音警告和声光报警驱离信号；

视频监控：根据接收到触发信号，联动海底电缆登陆点附近的全天候视频监控装置，实时跟踪拍摄可疑振动肇事船舶，为事后理赔提供证据。

海底电缆振动监测处理中心与用户端通过电力专用通信网络进行远程联网，海底电缆监测系统值班管理人员和海底电缆运行维护管理人员通过相关权限认证，调用海底电缆运行状态振动监测的实时信息。所述的振动检测前端装置为振动检测仪。

具体应用实施：以福建平潭110千伏光电复合海底电缆登陆点分别为福清可门港和平潭刀架岛为例。

首先在海底电缆登陆点各设置光纤分配箱（odf）1个，将48芯海底电缆复合光纤按顺序接入odf的一端；将陆地上opgw光纤（光纤输电线路架空地线），按顺序接入odf的另一端；根据跨海电网通信联网需求，通过跳接短光纤将海底电缆复合光纤与陆地的opgw光纤进行对应转接，组成跨海电网通信通道，确保电网通信联网畅通。并将未使用的海缆电缆复合光纤保留在登陆点两侧，作为海底电缆监测分布式传感元件。

（海底电缆建设工程原设计方案是将海底电缆复合光纤与陆地opgw光纤全部直接熔接，组成跨海电网通信通道。）

然后在海底电缆登陆点一侧的光纤分配箱（odf）中，抽取光电复合海底电缆a、b、c三相中各2芯复合光纤，与海底电缆振动监测系统中的振动监测前端装置连接，组成海底电缆振动监测分布式传感器。

海底电缆振动监测传感器和监测信息传输实际上只需要一根复合光纤可以了，在本项目中福建平潭海底电缆复合光纤较多，大量冗余，所以各相抽取2芯主、备用，方便比较分析，并提高振动监测的可靠性。

本实施例未述部分与现有技术相同。