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光电复合电缆综合在线监测关键技术及应用

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登记号:G20172201

所属行业:科学研究和技术服务业

学科分类:

关键词: 光电复合电缆 布里渊散射 安全监测 载流量 光纤扰动

绿色分类:能源互联网;

  • 基本信息
成果名称: 光电复合电缆综合在线监测关键技术及应用
成果登记号: G20172201 学科分类:
绿色分类: 能源互联网; 项目关键词: 光电复合电缆  布里渊散射  安全监测  载流量  光纤扰动
推荐单位:

上海海事大学

成果所处阶段:
合作方式: 成果所属行业: 科学研究和技术服务业
国家/地区: 上海 知识产权: 发明专利,计算机软件著作权,
简介: 点击查看
本项目属于现代服务业与信息化领域。 对敷埋于海底的光电复合海缆进行安全巡检是困扰海上采油作业的世界难题,每年停工期间通过局部放电方法集中检查是现有通行的做法,该方法虽可判断海缆受检时的安全状态,但无法对日常安全状态进行在线监测,每年都有海缆损坏,维修费用动辄数百万,停工间接损失难以估计,为此,采油单位承受巨大经济损失。 本项目从复合海缆安全巡检实际需求出发,利用光纤传感与传输、网络通信及高速数据采集技术,分布式、实时获取海底电缆的温度信息、应变信息、位置信息、电能质量及载流量信息,通过自适应数字信号处理预判海缆安全工作状态,提供一套海缆综合在线监测系统,主要创新成果包括: 1) 利用复合海缆中冗余的单模通信光纤进行温度、应变传感并传输信息,实时分布式获取光纤受激布里渊散射频谱偏离量。根据布里渊散射频率偏移量获取光纤温度变化量或应变量。采用基于有限元分析的计算方法,建立复合海缆中电缆导体与光纤间的温度、应变映射关系,实时监控海缆导体温度及应变,预判海缆安全状态。 2) 利用基于马赫--增德尔干涉的原理对海缆中光纤扰动进行监测,通过谐波测试仪获取电缆谐波实时参数,结合获取的电缆应变及温度信息,对海量历史数据综合分析后推断海缆的受力情况,确认海缆安全状态。 3) 利用有限元计算获取的光纤温度、导体温度映射表,根据监测系统获取的实时环境温度、光纤温度及敷埋海床温度等边界条件,推算导体工作载流量,为生产电力调度提供技术指导,实现生产效率的最优化。 4) 促进了受激布里渊散射时域分析仪(Brillouin Optical Time Domain Analysis ,以下简称BOTDA)设备的国产化,制定了设备通信接口协议及主要指标测试方法,仪器关键指标参数达到国际先进水平,终结此类进口设备价格高昂的暴利时代。 首套基于国产BOTDA的海缆监测系统于2012年11月8日在渤海绥中36-1CEP平台安装使用,2013年4月3日、2014年1月12日发生报警,经对获取的数据进行分析,故障分析报告具有信服力,给出的安全建议得到采纳。2014年开始,中海油开始进行产业化推广。该技术在国家电网500kV柔性直流输电示范工程(舟山)及福建、江苏等风力发电中得到运用,研制的设备在国家南水北调工程中开展使用。本项目的研究为光电复合电缆实时在线监测、堤坝渗漏监测提供了新技术方案。 本项目是在中国海洋石油总公司2010年重点技改项目支持下,由上海海事大学联合宁波诺可电子科技发展有限公司、中海油能源发展装备技术有限公司、中海石油(中国)有限公司天津分公司合作研究而成,近五年来累计创造了四千一百万元的经济效益,为复合海缆日常巡检提供了技术保障,对海缆的亚健康及安全状态进行预判,经济效益、社会效益十分明显。 本项目具有完全自主知识产权,获中国授权发明专利7项,软件著作权、实用新型专利超过10项,发表学术论文超过10篇。
姓名: 马巍 性别:
出生日期: 职务:
国籍(地区): 联系地址:
电子邮件: weima@shmtu.edu.cn
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