[发明专利]一种海底电缆监测系统的监测方法及装置

说明书

本发明公开了一种海底电缆监测系统的监测方法，包括以下步骤：对海底电缆区域进行方格划分，在每个方格中心布设红外高清摄像机，设定振动阈值；在每根海底电缆中设置两根光纤，并对光纤进行标定；连接各种设备；制器控制第一光源和第二光源发射激光，分离出振动信号S1和S2，求取振动信号S1和S2的振幅m1和m2，当max（m1，m2）大于阈值时，报警模块报警，控制器读取该时刻T，根据振动位置Z确定红外高清摄像机，控制器同时读取视频信息和AIS模块信号，精确确定电缆故障位置。本发明同时利用光纤的振动、温度和应变信息，以及联合AIS模块和红外高清摄像机，能够对光纤实时监测，当光缆出现故障时，能够快速定位故障位。

技术领域

本发明涉及一种海底电缆监测系统的监测方法，属于电缆设备保护领域。

背景技术

生产海缆时，厂家至少保留了20％以上的冗余光纤，可以利用复合海缆中冗余的光纤，采用光纤布里渊散射原理实施分布式监测海缆的温度及应力变化。这种利用复合海缆中的光纤，不改变现有的海缆结构，无需增加传感器，实现在线连续实时监测，可以预先发现海缆的故障隐患和故障趋势，防止事故突发所带来的被动影响。

由于已有保护方法都属于被动防护方式，对海缆的实际保护能力有限，尤其对于因电源质量、海缆自身质量等内部因素引起的故障无任何预防能力。由于海缆自身长度较长、连续工作、敷埋于泥土等特点，因此，实施的监测系统应具有分布式、实时监测能力。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种海底电缆监测系统的监测方法，同时利用光纤的振动、温度和应变信息，以及联合AIS模块和红外高清摄像机，能够对光纤实时监测，当光缆出现故障时，能够快速定位故障位置。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种海底电缆监测系统的监测方法，包括以下步骤：

对海底电缆区域进行方格划分，方格划分原则为船舶往来频繁方格划分密度大，在每个方格中心布设红外高清摄像机，设定振动阈值；

在每根海底电缆中设置两根光纤，并对光纤进行标定；

在每根光纤的端部设置感应装置；

在一根海底电缆中的两根光纤分别设置第一光源和第二光源，第一光源依次与第一耦合器、电光调制器、第一光纤放大器、光电探测器、第一光开关和光纤连接，第二光源依次与第二耦合器、偏振控制器、可调光纤衰减器、光隔离模块、第二光开关和光纤连接，第一耦合器与第二耦合器分别与第三耦合器连接，第三耦合器与频率计连接，第一光开关和第二光开关分别与光时域反射仪连接；

感应装置与控制器连接，控制器与报警模块连接，控制器控制第一光源和第二光源发射激光，两条光纤输出第一激光和第二激光；

第一激光经过解调、窄带快速傅里叶变换、除燥、滤波，分离出振动信号S1，第二激光经过解调、滤波分离出振动信号S2，计算信号S1和S2之间的时间延迟△T，确定振动频率为f振动发生的位置Z；

(7)求取振动信号S1和S2的振幅m1和m2，当max(m1，m2)大于阈值时，报警模块报警，控制器读取该时刻T，根据振动位置Z确定红外高清摄像机，控制器同时读取视频信息和AIS模块信号，精确确定电缆故障位置。

作为优选，所述光源为泵浦光源，布里渊频移只与光纤承受的温度和应变有关，温度和应变关系为：

v_B(T，0)＝v_B(T₀，0)+C_T，v.(T-T₀)

v_B(T₀，ε)＝v_B(T₀，0)+C_ε，v.ε