海底电缆巡检装置的制作方法

本发明涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种海底电缆巡检装置。

背景技术：

海底电缆是岛屿与岛屿、岛屿与陆地之间最重要的电能输送手段。受复杂的海洋环境影响，海底电缆在运行中面临各种安全隐患。例如：由于敷设环境造成电缆保护层化学腐蚀和电解腐蚀，或者原材料中含有杂质、微孔导致电缆局部放电老化，以及电缆的过负荷、负荷冲击等因素导致电缆过热受损。除此之外，随着临港工业的发展和海岸线的开发，沿岛航行、停港的船只增多，锚损事故也时常发生。海底电缆的日常维护难于陆地电缆，海底电缆一旦出现故障，修复的难度大、成本高、耗时长，给电网供电造成较大影响。为避免海底电缆发生事故，需对其加强巡检，以规避风险。

常规的海底电缆巡检方法有：潜水员检查、拖带机器人、水面巡检等。此类方式的巡检作业中，人员危险程度高，无法长时间作业，电力供应困难，以及检测准确度低。为此，需要一种能下潜至海底进行长时间作业的装置，其具有自主补充能源的特点，适于长时间出海作业。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种海底电缆巡检装置，其具有能自主补充电能和巡检效率高的特点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供的一种海底电缆巡检装置，包括能在水面和水下航行的潜航器，以及设置于所述潜航器上的供电系统和巡检系统，所述巡检系统能够对海底电缆进行检测，所述供电系统给所述潜航器和所述巡检系统提供电能，所述供电系统包括设置于所述潜航器内部的储电单元和设置于所述潜航器外部的发电单元，所述发电单元包括太阳能电池板和波浪能发电设备，所述太阳能电池板和所述波浪能发电设备分别利用太阳能和波浪能发电并将电能输送至所述储电单元。

进一步的，所述潜航器的顶部设置有支撑件，所述太阳能电池板安装于所述支撑件上，所述波浪能发电设备安装于所述太阳能电池板的底面。

进一步的，所述太阳能电池板的底面与所述支撑件铰接，所述支撑件的周部间隔设置有多个电动推杆，所述电动推杆的两端分别与所述支撑件和所述太阳能电池板的底面连接，所述电动推杆驱动所述太阳能电池板绕所述支撑件转动。

进一步的，所述发电单元还包括浮筏和储气罐，所述浮筏设置于所述太阳能电池板的边缘部，所述浮筏设置有用于容纳气体的容纳腔，所述储气罐安装于所述潜航器内，所述储气罐与所述容纳腔连通，当潜航器上浮时，所述气体从所述储气罐流入所述容纳腔，当潜航器下潜时，所述气体从所述容纳腔流入所述储气罐。

进一步的，所述太阳能电池板的顶面设置有警示灯。

进一步的，所述波浪能发电设备包括弧形齿条、传动组件、超越离合器和发电机，所述弧形齿条安装于所述浮筏上，所述弧形齿条与所述超越离合器通过所述传动组件连接，所述发电机与所述超越离合器连接，且所述发电机与所述储电单元电连接。

进一步的，所述巡检系统包括红外摄像机、紫外摄像机、浅地层剖面仪和多普勒声纳计程仪。

进一步的，所述潜航器包括壳体，所述壳体为圆柱形腔体结构，沿所述潜航器的前进方向，所述壳体的尾部设置有螺旋桨和十字舵，所述壳体内设置有多个压载水舱，所述压载水舱与所述壳体外部可选择性连通。

进一步的，所述潜航器还包括导航单元、照明单元和声纳单元。

进一步的，所述潜航器还包括锚。

本发明相比于现有技术的有益效果：

本发明的海底电缆巡检装置，通过在潜航器上安装太阳能电池板和波浪能发电设备，能充分利用海面上的太阳光和波浪为潜航器提供电能，以延长该海底电缆巡检装置的出海作业时间，提高巡检效率，具有可自主供能和巡检效率高的特点。

附图说明

图1为实施例的海底电缆巡检装置的示意图。

图2为实施例的潜航器的示意图。

图3为实施例的发电单元的示意图。

图中：

1、潜航器；10、外壳；11、螺旋桨；12、十字舵；13、压载水舱；14、支撑件；141、电动推杆；15、锚；16、声纳单元；17、导航单元；18、瞭望塔；2、太阳能电池板；21、警示灯；3、波浪能发电设备；4、浮筏；5、海面；6、巡检系统；7、储气罐；8、蓄电池。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1至图3所示，本发明提供的一种海底电缆巡检装置，包括能在水面和水下航行的潜航器1，以及设置于潜航器1上的供电系统和巡检系统，巡检系统能够对海底电缆进行检测，供电系统给潜航器1和巡检系统提供电能，供电系统包括设置于潜航器1内部的储电单元和设置于潜航器1外部的发电单元，发电单元包括太阳能电池板2和波浪能发电设备3，太阳能电池板2和波浪能发电设备3分别利用太阳能和波浪能发电并将电能输送至储电单元。可以理解的是，太阳能电池板2是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应转换成电能的装置，其主要包括钢化玻璃、电池片、背板和金属保护件。钢化玻璃和背板对电池片进行密封和绝缘保护，金属保护件器支撑和保护作用。太阳能电池板2与储电单元电连接，为储电单元提供电能。波浪能发电设备3是以波浪的能量为动力产生电能的装置。将波浪的动能转化为机械能，以推动发电机转动发电。发电机与储电单元电连接，为储电单元提供电能。储电单元包括蓄电池，储电单元与潜航器1和巡检系统，以及安装在潜航器1上的其他电子设备提供电能。本实施例中，在潜航器1上安装太阳能电池板2和波浪能发电设备3，能充分利用海面上的太阳光和波浪为潜航器1提供电能，以延长该海底电缆巡检装置的出海作业时间，提高巡检效率，以及避免频繁来回补充能源，减少岸基配套供能设备的投入。通过在潜航器1上设置太阳能电池板1和波浪能发电设备，使该海底电缆巡检装置能在出海作业中自主供能，延长作业时间。具有可自主供能和巡检效率高的特点。

具体地，潜航器1的顶部设置有支撑件14，太阳能电池板2安装于支撑件14上，波浪能发电设备3安装于太阳能电池板2的底面。可以理解的是，太阳能电池板2的顶面为钢化玻璃，其具有良好的透光性，太阳能电池板2的顶面面对太阳方向。太阳能电池板2的底面为背板，波浪能发电设备3安装在背板上。发电时，太阳能电池板2位于海面5处，使其顶面吸收太阳光。同时，波浪能发电设备3能将波浪起伏时的动能转换为机械能发电。

一实施例中，参照图3所示，太阳能电池板2的底面与支撑件14铰接，支撑件14的周部间隔设置有多个电动推杆141，电动推杆141的两端分别与支撑件14和太阳能电池板2的底面连接，电动推杆141驱动太阳能电池板绕支撑件14转动。本实施例中，太阳能电池板2的呈矩形结构，太阳能电池板2的几何中心部与支撑件14的顶端铰接，以使太阳能电池板2能绕支撑件14的顶端转动。支撑件14的周部均匀设置四个电动推杆141，电动推杆141的固定端与支撑件14连接，电动推杆141的伸缩端与太阳能电池板2的底面连接，通过电动推杆141的伸缩可驱动太阳能电池板2绕支撑件14的顶端转动，使太阳能电池板2的顶面朝向太阳方向，保证其发电效率。在其他实施例中，也可通过角度调节电机调节太阳能电池板2的角度。

具体地，发电单元还包括浮筏4和储气罐7，浮筏4设置于太阳能电池板2的边缘部，浮筏4设置有用于容纳气体的容纳腔，储气罐7安装于潜航器内，储气罐7与容纳腔通过软管连通，当潜航器1上浮时，气体从储气罐7流入容纳腔，当潜航器1下潜时，气体从容纳腔流入储气罐7。可以理解的是，浮筏4用于潜航器1上浮充电时为潜航器1提供浮力，使太阳能电池板2能悬浮在海面5上。浮筏4沿太阳能电池板2的边缘处设置，浮筏4充气后使潜航器1自由漂浮，同时可对水浪进行阻挡，避免水浪进入太阳能电池板2。浮筏4与储气罐7之间通过软管连通，两者之间还连接有阀门和空气压缩机，潜航器1上浮时，打开阀门，气体从储气罐进入浮筏4，使浮筏4膨胀产生浮力。潜航器1下潜时，开启空气压缩机，气体从容纳腔进入储气罐7，浮筏4收缩失去浮力。

具体地，波浪能发电设备3包括弧形齿条、传动组件、超越离合器和发电机，传动组件为多个能够啮合连接的齿轮，弧形齿条安装在浮筏4上，弧形齿条与超越离合器通过齿轮连接。波浪能发电时，浮筏4沿波浪摆动，超越离合器将浮筏4的摆动运动转换为单向转动，以此驱动发电机旋转发电，发电机将电能输送至储电单元。

具体地，储电单元包括多个蓄电池8。蓄电池8为潜航器1、巡检系统以及其他电子设备提供电能。

具体地，太阳能电池板2的顶面设置有警示灯21。设置警示灯21可在潜航器1漂浮充电时警示其他船只，避免碰撞。在其他实施例中，也可以使用声光报警器。

具体地，巡检系统6包括红外摄像机、紫外摄像机、浅地层剖面仪和多普勒声纳计程仪。本实施例中，红外摄像机、紫外摄像机、浅地层剖面仪和多普勒声纳计程仪均与储电单元电连接。红外摄像机和紫外摄像机安装在钢化玻璃盒内，钢化玻璃盒安装在潜航器1的底部。浅地层剖面仪和多普勒声纳计程仪用于对海底电缆路径进行勘查以及对海底电缆的埋深进行测量。红外摄像机和紫外摄像机用于检测海底电缆的发热和放电情况。

具体地，潜航器1包括壳体10，壳体10为圆柱形腔体结构，沿潜航器1的前进方向，壳体10的尾部设置有螺旋桨11和十字舵12，壳体10内设置有多个压载水舱13，压载水舱13与壳体10外部可选择性连通。本实施例中，以潜航器1的前进方向为参照，压载水舱13有四个，四个压载水舱13分别设置在壳体10的左前位、右前位、左后位和右后位，四个压载水舱13与壳体10外部通过管道连通，管道上还设置有阀门和泵，通过泵驱动壳体10外部的海水进出压载水舱13，利用各个压载水舱13的水量调节潜航器1的航行姿态和浮力。

具体地，潜航器1还包括导航单元17、照明单元和声纳单元16。导航单元17包括差分gps设备，用于航行导航。照明单元包括探照灯，探照灯设置于潜航器1的前端，用于海底航行照明。声纳单元16设置于潜航器1的前端，避免潜航时发生碰撞。

具体地，潜航器1还包括锚15。当潜航器1上浮充电时，潜航器1通过浮筏4悬浮在海面5上，并抛下锚15对潜航器1进行固定。同时，当潜航器1在巡检作业中电力消耗殆尽需上浮发电，可利用锚15对巡检中断位置进行固定，有利于充电后再次巡检时快速到达巡检中断位置，提高巡检效率。

具体地，潜航器1还包括瞭望塔18。瞭望塔18上设置有摄像头。瞭望塔18用于潜航器1上浮至海面5时观察周围环境。

具体地，该海底电缆巡检装置还包括控制系统，控制系统与潜航器1、供电系统和巡检系统连接。控制系统包括中控计算机、单片机和无线传输器。控制系统用于对潜航器1的航行控制以及巡检系统和供电系统的控制，并与岸基控制设备通过无线传输器进行信号输出和信号输入。

本实施例的显著效果为：通过在潜航器1上安装太阳能电池板2和波浪能发电设备3，能充分利用海面上的太阳光和波浪为潜航器1提供电能，以延长该海底电缆巡检装置的出海作业时间，提高巡检效率，以及避免频繁来回补充能源，减少岸基配套供能设备的投入。具有可自主供能和巡检效率高的特点。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。