电缆状态评估系统的制作方法

本申请涉及电缆运行状态实时监测技术领域，特别是涉及电缆状态评估系统。

背景技术：

随着岸电技术的发展，电缆在岸电输电中得到了越来越广泛的应用。电缆是一种在船舶和港口使用的特种电缆，需要适应港口特殊的使用环境，应当具备防潮、耐高温、抗弯曲、柔韧度高、电性能优异等特性，并要求对其绝缘性能和机械性能进行实时评估。

目前国内对电缆运行状态的监测仅局限于普通电缆，且国内外对电缆运行状态的监测还比较薄弱，无法对电缆运行状态进行实时监测和评估。特别是在电缆运行状态下，传统方案的监测方法无法只能获取电缆运行状态下的表面应力，而对电缆内层的应力无法评估。

因此，传统方案无法有效评估电缆运行状态下的应力变化状况。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统方案无法有效评估电缆运行状态下的应力变化状况，提供一种电缆状态评估系统。

一种电缆状态评估系统，用于电缆，包括：

光纤测压装置，用于获取电缆的内层应力信息；

信息转换装置，与所述光纤测压装置信号连接，用于将电信号转换为数字信号；

电源装置，与所述光纤测压装置和所述信息转换装置电连接；

数据分析评估装置，与所述信息转换装置信号连接，用于对所述数字信号进行分析评估。

本申请提供的所述电缆状态评估系统，包括光纤测压装置、信息转换装置、电源装置和数据分析评估装置。所述光纤测压装置用于采集电缆的内层应力信息。所述信息转换装置与所述光纤测压装置信号连接，用于将所述应力信息转换为数字信号。所述电源装置为所述光纤测压装置和所述信息转换装置提供电能。所述数据分析评估装置与所述信息转换装置信号连接，用于对所述数字信号进行分析评估。本申请提供的所述电缆状态评估系统可以利用光纤测压的方法获取电缆内层的应力信息。进而，所述光纤测压装置将电缆运行状态下内层应力信息，通过所述信息转换装置传输至所述数据分析评估装置。则，工作人员可以实时从所述数据分析评估装置上获取分析评估结果，所述分析评估结果包括电缆内层应力变化状况。因此，工作人员可以有效评估电缆运行状态下的应力变化状况。

其中一项实施例中，所述光纤测压装置包括：

激光发射器；

分光器，所述分光器的光输入端与所述激光发射器电连接和信号连接；

第一耦合器，与所述分光器的光输出端电连接和信号连接；

外差检测器，与所述第一耦合器电连接和信号连接；

光电探测器，与所述外差检测器电连接和信号连接；

第一放大器，与所述光电探测器和所述信息转换装置电连接和信号连接。

其中一项实施例中，所述光纤测压装置还包括：

脉冲调制器，与所述分光器电连接和信号连接；

第二耦合器，与所述脉冲调制器电连接和信号连接。

其中一项实施例中，所述脉冲调制器包括：

光强调制器，与所述第二耦合器电连接和信号连接；

相位调制器，与所述光强调制器电连接和信号连接。

其中一项实施例中，所述光纤测压装置还包括：

光滤波器，与所述相位调制器和所述第一耦合器电连接和信号连接。

其中一项实施例中，所述光纤测压装置还包括：

第一驱动器，与所述脉冲调制器电连接和信号连接；

第二驱动器，与所述光强调制器电连接和信号连接；

第三驱动器，与所述相位调制器电连接和信号连接。

其中一项实施例中，还包括：

温度采集装置，与所述信息转换装置电连接和信号连接，所述温度采集装置用于采集电缆的运行温度。

其中一项实施例中，所述温度采集装置包括：

激光脉冲发射器；

光耦合器，与所述激光脉冲发射器电连接和信号连接；

分光滤波器，与所述光耦合器电连接和信号连接；

光电转换器，与所述分光滤波器电连接和信号连接；

第二放大器，同时与所述光电转换器和所述信息转换装置电连接和信号连接。

其中一项实施例中，其特征在于，还包括：

显示装置，与所述数据分析评估装置信号连接。

其中一项实施例中，还包括：

存储装置，与所述数据分析评估装置信号连接。

其中一项实施例中，所述存储装置为存储器。

附图说明

图1为本申请的一个实施例提供的电缆状态评估系统的原理示意图。

图2为本申请的一个实施例提供的温度测量装置的示意图。

附图标记说明：

电缆状态评估系统10

光纤测压装置100

激光发射器110

分光器120

第一耦合器130

外差检测器140

光电探测器150

第一放大器160

信号处理器170

脉冲调制器180

第二耦合器181

光强调制器182

相位调制器183

光滤波器184

第一驱动器190

第二驱动器191

第三驱动器192

信息转换装置200

电源装置300

数据分析评估装置400

温度采集装置500

激光脉冲发射器510

光耦合器520

分光滤波器530

光电转换器540

第二放大器550

显示装置700

存储装置800

具体实施方式

传统方案无法有效评估电缆运行状态下的应力变化状况，基于此，本申请提供一种电缆状态评估系统。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请的电缆状态评估系统进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参见图1，本实施例提供一种电缆状态评估系统10，用于评估电缆的运行状态。所述电缆状态评估系统10包括光纤测压装置100、信息传唤装置200、电源装置300和数据分析评估装置400。

所述光纤测压装置100用于获取电缆的内层应力信息。在一个实施例中，所述光纤测压装置100包括激光发射器110、分光器120、第一耦合器130、外差检测器140、光电探测器150和第一放大器160。进一步的，所述光纤测压装置100还包括脉冲调制器180、第二耦合器181、光强调制器182、相位调制器183和光滤波器184。所述光纤测压装置100还包括第一驱动器190、第二驱动器191和第三驱动器192。

所述激光发射器110为一激光二极管，发射一束光。进一步的，所述分光器120的光输入端与所述激光脉冲发射器110电连接和信号连接。因此，光束沿光缆向前传播，通过所述分光器120，由所述分光器120将光束一分为二。在一个实施例中，所述分光器120为1/2分光器。进一步的，所述第一耦合器130与所述分光器120的光输出端电连接和信号连接，且所述脉冲调制器180与所述分光器120电连接和信号连接。因此，光束一分为二后，其中一束为本振光进入所述第一耦合器130，所述第一耦合器130可以实现本振光和散射光的合路。另一束通过所述脉冲调制器180变为调制光进入所述第二耦合器181。所述脉冲调制器用于将光束调制为脉冲光。

进一步的，电缆内层应力的变化导致光的散射，散射光再进入所述第二耦合器181。所述第二耦合器180与所述脉冲调制器180连接，所述第二耦合器180用于为调制光和反射光提供光通道，使两路光互不干扰。进一步的，所述光调制器182与所述第二耦合器181电连接和信号连接。且，所述相位调制器183与所述光强调制器182电连接和信号连接。所述光调制器182可以调节反射光的强度，防止失真。进一步的，所述光滤波器184与所述相位调制器183和所述第一耦合器130电连接和信号连接，所述光滤波器184可以滤掉杂散光，使反射后的脉冲光通过。经过所述相位调制器183调制后的光经过所述光滤波器184进入所述第一耦合器130。

进一步的，所述外差检测器140与所述第一耦合器130电连接和信号连接，因此，本振光和散射光进入所述外差检测器140。所述外差检测器140可以使本振光和反射光作差，得到检测光。进一步的，所述光电探测器150与所述外差检测器140电连接和信号连接，所述光电探测器150可以将光信号转换为电信号。进一步的，所述第一放大器160与所述光电探测器150和所述信息转换装置200电连接和信号连接。所述第一放大器160可以将所述光电探测器150传输的电信号进行放大处理，进而传输给所述信息转换装置200。

所述第一驱动器190与所述脉冲调制器180电连接和信号连接，用于控制脉冲光的脉宽。所述第二驱动器191与所述光强调制器182电连接和信号连接，用于控制脉冲光的强度。所述第三驱动器192与所述光强调制器183电连接和信号连接，用于控制脉冲光的相位。

所述信息转换装置200与所述光纤测压装置100信号连接，用于将电信号转换为数字信号。具体的，所述信息转换装置200可以为模数转换器，或者模数转换电路，或者是其他可以将电信号转换为数字信号的装置，具体可以根据实际需要选择，本申请不做限定。所述信息转换装置200与所述光纤测压装置100信号连接，用于将电信号转换为数字信号。具体的，所述信息转换装置200与所述第一放大器160电连接和信号连接，用于接收经过所述第一放大器160放大后的电信号。

所述电源装置300与所述光纤测压装置100和所述信息转换装置200电连接，用于为所述光纤测压装置100和所述信息转换装置200提供电能。所述电源装置300可以为蓄电池、锂电池或者其他种类的电池，具体可以根据实际需要选择，本申请不做限定。

所述数据分析评估装置400与所述信息转换装置200信号连接，用于对所述数字信号进行分析评估。所述数据分析评估装置400可以为中央处理器，或者其他可以进行数据分析的处理器，具体可以根据实际需要选择，本申请不做限定。在一个实施例中，所述数据分析评估装置400还可以包括预警单元。所述数据分析评估装置400可以计算出电缆内层的应力、以及应力梯度模。所述数据分析评估装置400可以分析判断电缆内层的应力是否超过许用应力，以及判断应力梯度模是否超过应力梯度限值，若超过，则进行预警。所述数据分析评估装置400还可以对应力梯度进行分析，若应力梯度大于预设值，则预警。

本实施例提供的所述电缆状态评估系统10，包括所述光纤测压装置100、信息转换装置200、电源装置300和数据分析评估装置400。所述光纤测压装置100用于采集电缆的内层应力信息。所述信息转换装置200与所述光纤测压装置100信号连接，用于将所述应力信息转换为数字信号。所述电源装置300为所述光纤测压装置100和所述信息转换装置200提供电能。所述数据分析评估装置400与所述信息转换装置200信号连接，用于对所述数字信号进行分析评估。本申请提供的所述电缆状态评估系统10可以利用光纤测压的方法获取电缆内层的应力信息。进而，所述光纤测压装置100将电缆运行状态下内层应力信息，通过所述信息转换装置200传输至所述数据分析评估装置400。则，工作人员可以实时从所述数据分析评估装置400上获取分析评估结果，所述分析评估结果包括电缆内层应力变化状况。因此，工作人员可以有效评估电缆运行状态下的应力变化状况。

请参见图2，在本申请的一个实施例中，所述电缆状态评估系统10还包括温度采集装置500，所述温度采集装置500用于采集电缆的运行温度。所述温度采集装置500可以为设置在电缆表面的温度传感器，或是设置在电缆内层的光纤测温传感器，具体可以根据实际需要选择，本申请不做限定。所述温度采集装置500与所述信息转换装置200电连接和信号连接，所述温度采集装置500将电缆的运行温度转换为电信号传输给所述信息转换装置200。所述信息转换装置200将电信号转换为模拟信号后传输至所述数据分析评估装置400，由所述数据分析评估装置400进行分析处理。所述数据分析评估装置400可以对电缆的运行温度进行预警，若电缆运行温度超过预设温度，则预警。若电缆的载流量超过预设载流量，则预警。

除此之外，所述数据分析评估装置400还可以分析电缆过负荷极限时间t1，若t1大于预设时间，则预警，若t1不大于预设时间，则重新计算电缆的载流量。所述数据分析评估装置400还可以分析电缆的应力梯度过大的极限时间t2。若t2大于预设时间，则预警。若t2不大于预设时间，则重新计算应力梯度。若所述数据分析评估装置400对电缆运行状态进行判断后，无预警，则判断电缆运行状态为优。若出现一个预警，则判断电缆运行状态为良。若同时出现两个预警，则判断电缆运行状态为中。若同时出现三个以上预警，则判断电缆运行状态为差。

在本申请的一个实施例中，所述温度采集装置500包括激光脉冲发射器510、光耦合器520、分光滤波器530、光电转换器530和第二放大器550。

所述激光脉冲发射器510与所述电源装置300电连接。所述激光脉冲发射器510用于发出光脉冲。所述光耦合器520与所述激光脉冲发射器510电连接和信号连接，所述激光脉冲发射器510发出的光脉冲经过所述光耦合器520传输，进而沿光纤传播。脉冲光在电缆中传播时的每一点都会产生反射光，若电缆内层某一点的温度比较大，则此点的反射光的强度越大。进一步的，所述分光滤波器530与所述光耦合器520电连接和信号连接，反射光经所述光耦合器520传输至所述分光滤波器530，由所述分光滤波器530进行波长的挑选和过滤。所述光电转换器540与所述分光滤波器530电连接和信号连接，所述光电转换器540用于将光信号转换为电信号。所述第二放大器550同时与所述光电转换器540和所述信息转换装置200电连接和信号连接，所述第二放大器550用于将电信号放大。所述第二放大器550将电信号传输至所述信息转换装置200，所述信息转换装置200将电信号转换为数字信号，进而由所述数据分析评估装置400进行分析处理。

所述温度采集装置500可以对电缆内层的运行温度进行检测，因此检测的结果更为准确，精准。且在电缆处于潮湿或炎热的天气时，天气对温度采集装置500的数据采集影响较小，对所述温度采集装置500测量的准确性影响小。

请参见图1，在本申请的一个实施例中，所述电缆状态评估系统还包括显示装置700。所述显示装置700与所述数据分析评估装置400信号连接，用于显示电缆的运行状态。所述电缆的运行状态包括电缆在运行状态时的内层应力，以及电缆运行时的温度。在一个实施例中，所述显示装置700为液晶显示屏。可以理解的是，所述显示装置700还可以为其他种类的显示器，具体可以根据实际需要选择，本申请不做限定。所述显示装置700可以帮助工作人员更直观的观察电缆的运行状态，更便于工作人员掌握电缆运行状况。

在本申请的一个实施例中，所述电缆状态评估系统10还包括存储装置800，所述存储装置800与所述数据分析评估装置400信号连接。在一个实施例中，所述存储装置800为存储器。所述存储装置800可以是外置存储器，也可以为所述数据分析评估装置400内设置的存储器，具体可以根据实际需要选择，本申请不做限定。所述存储装置800可以存储电缆的运行温度、电缆内层应力、应力梯度模。工作人员可以通过所述存储装置800上的数据对电缆的运行数据进行整理，因此所述存储装置800可以帮助工作人员进行更好的数据分析。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。