[发明专利]一种获取光纤和海底电缆应变关系的试验装置及试验方法

说明书

一种获取光纤和海底电缆应变关系的试验装置及试验方法，涉及海缆试验领域。光纤一般处于海缆塑料护套和铠装之间，位置比较靠外，通过光纤应变反映海缆机械状态是定性的，无法定量反映。本发明包括用于与海缆两端相连的夹具、第一夹具座、第二夹具座、支撑组件、牵引组件、控制处理器；牵引组件设有张力传感器、位移传感器，海缆一端通过夹具固定在第一夹具座上，海缆另一端通过夹具固定在第二夹具座的牵引组件上，牵引组件牵引海缆使其伸长。本技术方案建立了海缆端头固定和拉伸试验系统，利用分布式光纤传感技术测量光纤的应变分布，利用张力计和引伸计测量海缆承受的张力和端头位移，获取光纤和海缆的应变关系，试验可靠，稳定性好，准确性高。

技术领域

本发明涉及海底电缆试验领域，尤其指一种获取光纤和海底电缆应变关系的试验装置及试验方法。

背景技术

海底电缆结构十分复杂，如图1所示，其包括：铜导体101、导体屏蔽层102、XLPE绝缘103、绝缘屏蔽104、半导电阻水带105、铅合金护套106、HDPE护套107、黄铜带108、PE填充条109、光单元110、绳被层111、钢丝铠装层112、及外被层113。且由于光纤一般处于海底电缆塑料护套和铠装之间，位置比较靠外，所以通过光纤应变反映海底电缆机械状态是定性的，无法定量反映。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种获取光纤和海底电缆应变关系的试验装置，以达到获取光纤和海底电缆的应变关系的目的。为此，本发明采取以下技术方案。

一种获取光纤和海底电缆应变关系的试验装置，包括用于与海底电缆两端相连的夹具、与一夹具相连的第一夹具座、与另一夹具相连的第二夹具座、设于第一夹具座和第二夹具座之间的用于支撑海底电缆的支撑组件、设于第二夹具座上的牵引组件、与牵引组件相连的控制处理器；所述的牵引组件设有用于测量海底电缆张力的张力传感器、用于测量海底电缆端部位移的位移传感器，海底电缆一端通过夹具固定在第一夹具座上，海底电缆的另一端通过夹具固定在第二夹具座的牵引组件上，牵引组件牵引海底电缆使其伸长，控制处理器通过测量的光纤应变分布、海底电缆张力及海底电缆端部位移，获取光纤和海底电缆的应变关系。可通过人力牵引或电机牵引的方式实现对海底电缆的牵引。本技术方案利用分布式光纤传感技术测量光纤复合海底电缆内光纤的应变分布，利用光纤应变可以反映海底电缆的机械状态。 通过建立光纤和海底电缆本体的应变关系，利用光纤测得的应变计算出海底电缆的应变分布，定量的得到海底电缆具体的机械状态，从而判断或评估其健康状况。

本技术方案建立了海底电缆端头固定和拉伸试验系统，利用分布式光纤传感技术测量光纤的应变分布，利用张力计和引伸计测量海底电缆承受的张力和端头位移，通过试验方法获取光纤和海底电缆的应变关系。试验可靠，稳定性好，准确性高。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。

所述的夹具包括第一连接盘、第二连接盘，第一连接盘和第二连接盘之间通过连接杆连接，所述的第一连接盘的中部开设有用于穿设海底电缆导体的导体孔；第一连接盘的端面开设多圈孔，包括第一圈孔、位于第一圈孔内侧的第二圈孔，第一圈孔由多个铠装钢丝过孔组成，第二圈孔由多个PE过孔和光单元过孔组成。本技术方案保证拉伸试验与工程实际相符，保证各层结构同步拉伸，层间不产生相对滑移。

第一连接盘的外端面上设有与铠装钢丝过孔相对的金属连接头，金属连接头与第一连接盘分体设置；所述的金属连接头设有与铠装钢丝相配的通孔，铠装钢丝穿过第一连接盘的铠装钢丝过孔、金属连接头的通孔后与金属连接头焊接固定。

所述的第一连接盘、第二连接盘的厚度为4～6cm，直径是海底电缆外径的1.5～2.5倍。

第一圈孔的孔数与海底电缆的铠装钢丝数量相对应；第二圈孔的孔数与海底电缆的PE填充条、光单元数量和相对应。

组成第一圈孔的所有孔周向均匀设置，组成第二圈孔的所有孔周向均匀设置。