烟台哈尔滨工程大学研究院白龙雷获国家专利权
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龙图腾网获悉烟台哈尔滨工程大学研究院申请的专利一种水下电缆受潮故障的识别与定位方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115656687B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-24发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211377048.5,技术领域涉及:G01R31/00;该发明授权一种水下电缆受潮故障的识别与定位方法是由白龙雷;李靖德;刘威;岳露;颜灿;游江设计研发完成,并于2022-11-04向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种水下电缆受潮故障的识别与定位方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种水下电缆受潮故障的识别与定位方法。水下电缆受潮故障的识别与定位方法可实现对海上风力发电场、海底观测网、海上钻井平台、海上发电平台及水下作战系统直流输电电缆的受潮故障进行识别与定位的检测目的,包括测试数据的获取、受潮故障诊断函数建立、水下电缆受潮故障的识别与定位等步骤,可有效判断出水下电缆受潮故障发生的位置及电缆故障程度。本发明的有益效果在于,可高效、准确、实时、方便地对海底观测网、海上钻井平台、海上发电平台及水下作战系统等使用的交联聚乙烯电缆的受潮老化现象进行识别与定位,提前发现供电系统的潜在隐患,以实现水下电缆供电系统的可靠运行。
本发明授权一种水下电缆受潮故障的识别与定位方法在权利要求书中公布了:1.一种水下电缆受潮故障的识别与定位方法,用于对海上风力发电场、海底观测网、海上钻井平台、海上发电平台及水下作战系统的输电电缆的受潮故障进行识别与定位,其特征在于,包括如下步骤: 第一步:测试数据的获取 1.1使用扩展频谱调制技术,将高频测试信号注入到待测的水下电缆首端,高频测试信号由检测数据处理后台13、测试信号端口14、测试信号序列模块15、正弦调制模块16、测试信号耦合通道17、测试信号输出端18、反射信号输入端8、反馈信号耦合通道9、调制模块10、反射信号处理模块11和反馈信号端口12产生,并通过双绞线连接至相应的测试电缆,水下电缆11、水下电缆22、水下电缆33均由直流电源4供电,且在直流电源与水下电缆相连接的线路中均串有阻波器5-7,以减少电源部分对高频测试信号及反馈信号的干扰; 1.2所调制出的高频测试信号可通过不同的耦合通道加载至相对应的水下电缆中,并可根据实际需要选用不同数量的通道;高频测试信号为频率依次是50kHz,500kHz,10MHz,30MHz的正弦调制伪随机序列波,并以ixt来表示,其中x=1,2,3,4,分别对应不同的信号频率fx; 1.3通过反馈回路得到相对应的反射信号,以kxt来表示,其中x=1,2,3,4; 1.4重复上述测试3次,并取测试的平均值作为故障识别与定位计算的数据来源; 第二步:受潮故障诊断函数的建立 记录测试通道开始产生高频测试信号的时间为t1,反馈通道收到反射信号的时间为t2,则有延迟时间τ为τ=t2-t1; 2.1计算高频测试信号与反射信号的相关关系,如下 Rxt=kxt-τ-ixt1 式中,kxt-τ为经延时处理后的测试信号,x则表示不同测试频率; 2.2确定出受潮诊断函数,如下 式中,tin表示开始测试时的时间,tout表示结束测试时的时间,y表示与电缆位置相关的横坐标值,Mt,y则为积分变换核函数,其表达形式为 Mt,y=e-2νy3 式中,ν表示电缆中测试信号传播速度,取为1.68e8ms; 2.3对计算得到的不同测试频率下的诊断函数Fxy进行对比,如下 Axy=Fxy-Fx+1y4 其中,x=1,3;同时,将诊断函数的对比函数Axy进行作图,纵坐标为对比函数值,横坐标则为y,分析函数Axy中峰值的分布情况,并将峰值对应的横坐标依次记为y1、y2、…yn,其中对比函数Axy最右侧的横坐标记为yL; 第三步:水下电缆受潮故障的识别与定位方法 3.1根据步骤2.3的计算结果,对受潮故障是否存在进行初步判断,如下 若Axy中存在峰值,且存在峰值大于0.5e4的点,则表明电缆中存在受潮故障,且受潮位置数与符合要求的峰值数相关; 若Axy中存在峰值,但峰值均小于0.5e4,则表明电缆中不存在受潮故障,但需加强巡检和维护; 若Axy中不存在峰值,则表明电缆中不存在受潮故障,电缆的运行状态良好; 3.2根据3.1中的判断结果,对可能存在的受潮故障点进行定位,定位方法如下 式中,L为所测试的电缆线路总长度,i=1,2,…,n,且n为偶数; 3.3根据上述计算步骤,最终可对水下电缆的受潮故障进行识别与定位,即:受潮故障的分布依次为[l1,l2]、[l3,l4]…[ln-1,ln]。
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