论文摘要
电缆是输电网重要组成部分,为了满足日益增长用电需求和岛内风电能外送,福建省电力公司建设平潭县电网与大陆的第二条电力联网线路,海底电缆首次采用国内的110KV光电复合海缆,这也是国家电网公司首次在110KV电压等级的海缆中采用光电复合技术产品,以满足同时输送电能和电网信息的需求。海底电缆所处环境特殊,难以利用目前国内传统的点式温度和应变测量方法对其进行在线监测。平潭110KV光电复合海缆中通信跨海联网实际使用纤芯不多（目前只用4-6芯）,大量的备用纤芯可综合利用,作为监测海底电缆各种信息的传感元器件,无需铺设新的传感线路,为海缆各项目科学研究和在线监测系统提供不可多得的天然传感元器和信息载体,节约大量投资成本。光纤是一种集通信与传感于一身的特殊材质。利用基于BOTDR的温度和应变测量系统,从理论和实验两个方面研究海底电缆温度和应变与光纤布里渊散射强度和频移的作用规律,获取海底电缆正常工作状态和故障状态下的温度与应变数据,研究光纤温度与应变数据与海缆运行情况的相互关系的规律,为海底电缆的温度和受力情况的高精度实时监测提供理论和实验依据。根据理论和实验研究的结果及现场实际情况,构建海底电缆温度和应变测量子系统,实现光纤沿线温度和应变的实时测量。设计监测系统软件,实现运行数据的存储、回放、查询等功能及与后台上位机的通信、实现海底电力电缆运行情况实时监测。该项目采用BOTDR技术可以实现分布式温度和应变的测量,对海底电缆运行状况进行立体监测和故障点定位,并与AIS技术相结合,可实现光电复合海底电缆沿线温度和应变分布在线测量,及时发现故障隐患,进行故障点定位,并进行海上肇事预警以及肇事船只确认。系统测量精度高、定位准确,能够实时反映海底电缆运行状态,减少故障发生机率,缩短故障抢修时间,对于海底电缆及光缆的安全稳定运行具有非常重要的意义。福建省海岛众多,不同电压等级的海底电缆分布广泛,该项目研制成功后对于福建省电网和全国其它海底电缆的监测有很好的借鉴意义。