【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海上风电，尤其涉及一种根据海缆监测传感器数据信号特征进行海缆故障混合检测及定位方法。
技术介绍
1、近年来，随着沿海岛屿开发、石油平台和海上风电等大型项目建设开发，光纤复合海缆在国内外得到了广泛应用，海缆已经成为陆地和岛屿以及海岛之间电力传输不可或缺的核心部件。海底电缆输电系统是跨海联网工程建设的关键领域，在电网国际化、区域电网互联等领域起着举足轻重的作用。然而，受到自然灾害、器件寿命和海上作业的影响，海缆可能发生故障。一旦发生故障，不仅会引起国民经济的巨大损失，还会给国民的正常生活造成严重影响。2010年，福建省莆田南日岛35千伏海缆故障，修复时间长达20天，影响岛上1.3万多用户用电。同年，舟山嵊泗县海域的两条海缆被船只锚钩损坏，相关海岛大面积停电，约9万居民的生活和工作受到影响。海缆所处海洋条件复杂恶劣，检修运维难度大成本高，如何有效、及时对海缆工作状态进行检监测评估，确保海缆运行使用安全、可靠，是海缆行业亟需解决的关键技术难题。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种根据海缆监测传感器数据信号特征进行海缆故障混合检测及定位方法，通过分布式设置在海缆上的复合光纤传感器获得海缆应变、振动加速度和温度等监测数据信号特征确定海缆故障状态，并进行相应故障定位。
2、本专利技术是通过如下技术方案予以实现的。
3、本专利技术提供了一种根据海缆监测传感器数据信号特征进行海缆故障混合检测方法，包括分布式设置在海缆上的复合光纤传感器，复合
4、根据应变传感器得到的数据特征为应变短时增加，并在空间分布上呈现中间高、两侧低、对称分布，对应应变变化空间尺度为十米量级，判定为船舶锚击故障；
5、根据应变传感器得到的数据特征为应变缓慢增加，并在空间分布上呈现中间高、两侧低、对称分布，对应应变变化空间尺度为百米量级，判定为船舶锚体钩挂故障；
6、根据应变传感器得到的数据特征为短时应变数据丢失，并在空间分布上呈现在一侧，对应应变变化空间尺度为公里量级，判定为海缆本体断裂故障；
7、根据应变传感器得到的数据特征为应变缓慢增加，并在空间分布上呈现随距离线性增加，对应应变变化空间尺度为十米量级，判定为海缆拉伸蠕变故障；
8、根据振动加速度传感器得到的数据特征为振动加速度周期性变化，并在空间分布上呈现中间高、两侧低、对称分布，对应振动加速度变化空间尺度为一米量级，判定为海缆磨损故障；
9、根据振动加速度传感器得到的数据特征为振动加速度持续保持较大值，并在空间分布上呈现接近均匀分布，对应振动加速度变化空间尺度为十米量级，判定为海缆涡激振动故障；
10、根据温度传感器得到的数据特征为温度短时增大，并在空间分布上呈现中间高、两侧低、近电源侧温度高于远电源侧，对应温度变化空间尺度为公里量级，判定为海缆接地短路故障；
11、根据温度传感器得到的数据特征为温度缓慢增大，并在空间分布上呈现中间高、两侧低，对应温度变化空间尺度为一米量级，判定为海缆漏电故障。
12、进一步地，所述的混合检测方法，是利用多种传感器信号，进行多源传感器信息融合检测海缆故障的方法。
13、进一步地，所述的复合光纤传感器集成了多种类型传感器，包括但不限于应变传感器、振动加速度传感器、温度传感器等。
14、进一步地，所述的分布式设置在海缆上的复合光纤传感器，是指复合光纤传感器遍布整条海缆上。
15、进一步地，所述的船舶锚击、船舶锚体钩挂、海缆本体断裂、海缆拉伸蠕变、海缆磨损、海缆涡激振动为机械故障，各类机械故障中，若涉及到传感器监测结果阈值，可以根据经验、实测、数值或物理模型结果进行确定。
16、进一步地，所述的海缆接地短路、海缆漏电为电气故障，各类电气故障中，若涉及到传感器监测结果阈值，可以根据经验、实测、数值或物理模型结果进行确定。
17、本专利技术还提供了一种海缆故障定位方法，基于已知的传感器路径长度、已知的海缆路径，确定传感器数据反映的海缆故障所在三维空间位置，在海缆路径偏差不大时，通过原设计图纸、敷设施工记录得出，包含海缆路径上各点及其对应的平面经纬度坐标；在海缆路径偏差较大时，通过海缆路径扫测得出实际路径，包含海缆路径上各点及其对应的平面经纬度坐标。
18、本专利技术的有益效果是：
19、基于分布式设置在海缆上的复合光纤传感器，利用预定义的故障特征，通过对光纤传感器获得的海缆应变、振动加速度和温度等监测结果进行特征提取，不需要对海缆路径进行现场检测，在光纤监测数据管理中心即可有效、及时地对海缆工作状态进行评估，便于编制海缆故障检测定位专家系统，进而确保海缆运行使用安全、可靠。
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1.一种根据海缆监测传感器数据信号特征进行海缆故障混合检测方法，其特征在于：包括分布式设置在海缆上的复合光纤传感器，复合光纤传感器包含应变传感器、振动加速度传感器、温度传感器，海缆故障混合检测方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种根据海缆监测传感器数据信号特征进行海缆故障混合检测方法，其特征在于：船舶锚击、船舶锚体钩挂、海缆本体断裂、海缆拉伸蠕变、海缆磨损、海缆涡激振动为机械故障，各类机械故障中，若涉及到传感器监测结果阈值，根据经验、实测、数值或物理模型结果进行确定。
3.根据权利要求1所述的一种根据海缆监测传感器数据信号特征进行海缆故障混合检测方法，其特征在于：海缆接地短路、海缆漏电为电气故障，各类电气故障中，若涉及到传感器监测结果阈值，根据经验、实测、数值或物理模型结果进行确定。
4.权利要求1-3任一项所述海缆故障定位方法，其特征在于：基于已知的传感器路径长度、已知的海缆路径，确定传感器数据反映的海缆故障所在三维空间位置，在海缆路径偏差不大时，通过原设计图纸、敷设施工记录得出，包含海缆路径上各点及其对应的平面经纬度坐标；在海缆路径偏差较
...【技术特征摘要】
1.一种根据海缆监测传感器数据信号特征进行海缆故障混合检测方法，其特征在于：包括分布式设置在海缆上的复合光纤传感器，复合光纤传感器包含应变传感器、振动加速度传感器、温度传感器，海缆故障混合检测方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种根据海缆监测传感器数据信号特征进行海缆故障混合检测方法，其特征在于：船舶锚击、船舶锚体钩挂、海缆本体断裂、海缆拉伸蠕变、海缆磨损、海缆涡激振动为机械故障，各类机械故障中，若涉及到传感器监测结果阈值，根据经验、实测、数值或物理模型结果进行确定。
3.根据权利要求1所述的一种根据海缆监...
【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，吴秀山，程前，胡坤，沈忠明，雷镇源，周昭民，张连洁，武宁，乔厚，
申请(专利权)人：中电建新能源集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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