CN105553542A - 基于电磁感应原理的海底缆线故障点探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于电磁感应原理的海底缆线故障点探测方法，其特征在于：在海上电缆修理船上安装电压检测单元，电压检测单元与两根用于探测的铜探棒电路相通，两根铜探棒的释放长度可调节；向待检测的海底缆线内的铜导体输入低频信号；海上电缆修理船行驶至待检测的海底缆线的一端，随后根据海底缆线所处的水深释放两根铜探棒，使得释放入水的两根铜探棒均能与海底缆线充分接触；第四步、海上电缆修理船向海底缆线的另一端行进，在行进过程中，两根铜探棒分段切割海底缆线产生的磁力线。本发明采用设备简单，施工难度低且非常有效，设备主要有两卷400m铜导线，感应信号接受器，施工船也无特别要求，只需能船速达到4节即可。

Description

基于电磁感应原理的海底缆线故障点探测方法

技术领域

本发明涉及一种对海底光缆故障点(全断或者绝缘破坏)进行探测的高效可靠的方法。

背景技术

电磁感应(Electromagneticinduction)，是指放在变化磁通量中的导体，会产生电动势。此电动势称为感应电动势或感生电动势，若将此导体闭合成一回路，则该电动势会驱使电子流动，形成感应电流(感生电流)。

海底光缆(SubmarineOpticalFiberCable)，是用绝缘材料包裹的光纤线缆，铺设在海底，用以设立国家之间的电信传输。

海底光缆作为当代国际通信的重要手段，承担了90％的国际通信业务，是全球信息通信的主要载体。对于海底光缆的维护就越来越重要。海底光缆通常会遭到渔业作业，航行船只抛锚，鲨鱼，地震等各种破坏。中国大陆的国际海底光缆连接点有三个，分别在青岛，上海(崇明，南汇)，汕头。渔业活动破坏是中国近海最主要的光缆破坏原因。在大海中，准确的找到实际故障位置对于及时恢复通讯尤其重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：对海底光缆的故障点进行快速定位。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种基于电磁感应原理的海底缆线故障点探测方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步、在海上电缆修理船上安装电压检测单元，电压检测单元与两根用于探测的铜探棒电路相通，两根铜探棒的释放长度可调节；

第二步、向待检测的海底缆线内的铜导体输入低频信号；

第三步、海上电缆修理船行驶至待检测的海底缆线的一端，随后根据海底缆线所处的水深释放两根铜探棒，使得释放入水的两根铜探棒均能与海底缆线充分接触；

第四步、海上电缆修理船向海底缆线的另一端行进，在行进过程中，两根铜探棒分段切割海底缆线产生的磁力线，通过设计海上电缆修理船的行进路线实现对整条待检测的海底缆线的全覆盖，若电压检测单元检测到正常电压信号，则表明在当前切割段内，海底缆线无故障，若电压检测单元无正常电压信号输出，则表面在当前切割段内，海底缆线有故障。

优选地，在所述第二步中，所述低频信号在海底缆线的登陆站施加，施加时，将用于产生低频信号的信号音发生器连接在海底缆线铜导体和外层铠装上或者连接在海底缆线系统的系统接地点，产生的低频信号强度为90～150mA，频率为16～25Hz。

优选地，所述铜探棒的长度为40cm、直径为25cm，铜探棒经由直径为16mm的镀锡铜导线与所述电压检测单元相连。

优选地，在所述铜探棒与所述镀锡铜导线的连接处设有重块。

优选地，在所述第四步中，所述海上电缆修理船按Z字型向海底缆线的另一端行进，行进间夹角为45度。

优选地，在所述第四步中，当电压检测单元无正常电压信号输出时，在对应的当前切割段的两边再进行一次信号探测。

本发明采用设备简单，施工难度低且非常有效，设备主要有两卷400m铜导线(末端连接铜探棒)，感应信号接受器，施工船也无特别要求，只需能船速达到4节即可。

附图说明

图1为典型的OCC海底光缆的内部结构示意图；

图2为2卷400m铜导线在船尾拖放时的示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

如图1所示，海底光缆通常包括光纤1、内层钢丝及三片岗护套2、铜导体3、聚乙烯绝缘层4、铠装钢丝以及外层尼龙绳5。

针对如图1所示的海底光缆，本发明提供的一种基于电磁感应原理的海底缆线故障点探测方法，包括如下步骤：

第一步、在海上电缆修理船上安装电压检测单元，电压检测单元与两根用于探测的铜探棒电路相通，两根铜探棒的释放长度可调节。

铜探棒的制作可以选择长度40cm直径25mm的铜棒。与铜探棒相连的铜导线的选择尤其重要。铜导线的电阻对感性信号的强度起非常重要的影响，所以粗重的导线是必须的，可选择16mm的镀锡铜导线。铜导线要能经受得住高强度的海底拖拉作业。在铜探棒和铜导线的连接处，要加上重块，以便使铜导线及铜探棒在探测作业时下沉在海底。

第二步、向待检测的海底缆线内的铜导体输入低频信号。该低频信号可以在光缆登陆站施加。用于产生低频信号的信号音发生器连接在光缆铜导体和外层铠装上或者海底光缆系统的系统接地点。对于海底光缆系统，信号音的强度取决于系统使用中或未使用。一般可施加150mA电流，也有系统只有几档选择(如TPE系统为110mA，90mA等)。信号音的频率也对探测距离有影响，常用的频率为16Hz或25H)。

第三步、海上电缆修理船行驶至待检测的海底缆线的一端，随后根据海底缆线所处的水深释放两根铜探棒，使得释放入水的两根铜探棒均能与海底缆线充分接触，如图2所示。

探测作业时，在海上电缆修理船的船尾后甲板两边施放导线。第一根导线的施放长度一般在2～3倍水深。第二根导线的施放长度为第一个的基础上加上40～100m。以上长度数据是一个通常的引用，具体要根据导线拖行速度以及海况做调整。

第四步、海上电缆修理船向海底缆线的另一端行进，在行进过程中，两根铜探棒分段切割海底缆线产生的磁力线，通过设计海上电缆修理船的行进路线实现对整条待检测的海底缆线的全覆盖，若电压检测单元检测到正常电压信号，则表明在当前切割段内，海底缆线无故障，若电压检测单元无正常电压信号输出，则表面在当前切割段内，海底缆线有故障。

海上电缆修理船船作业时，拖行铜探棒的速度通常为4节，并对光缆路由进行45°Z字型行进。此方式收到的信号强度为最佳。如果信号强度足够，也可以沿着路由直线拖行铜探棒，一直到没有信号为止。如果无法确定故障点具体位置，可进行分段采点式探测。即一处探测到有感应电压信号，回收探棒至船甲板，然后航行到下一个点继续探测。

一旦信号音接受器失去信号，初步确定故障点后，还需要在两边再进行一次信号音探测，以防止之前的信号失去是由于未明确的路由改变，水深突然变化以及其他干扰。

本发明的具体操作步骤如下：

1)预备安排

在信号音探测前，海上电缆修理船与光缆终端站必须建立联系。双方确定好信号音的频率和电流强度。

2)探测船上设置

将两卷探测铜导线全部展开平铺的海上电缆修理船后甲板上。铜导线一端接入信号接受器(如PowerNovaToneReceiver)。注意：由于感应原理，不能将多余铜导线仍旧卷在线盘上，那样将影响接受信号。

3)操作

海上电缆修理船以4节速度，由近岸端往外，Z字形沿着光缆路由探测感应信号。探测到的感应电压可大至5V。如探测点很远，如离岸500Km，感应电压可低至0.5伏。

以上的光缆故障信号音探测法，还可以延展至海底的电力电缆，石油平台间的电力电缆及复合控制缆，及其他带铜导体的同轴电缆。对于没有专门提供信号音的基站或者平台，可以额外放置一台信号音发生器(如TinsleyTrailedElectrodetonegenerator5915)，即可用信号音探测法探测海底故障点。

Claims (6)

1.一种基于电磁感应原理的海底缆线故障点探测方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步、在海上电缆修理船上安装电压检测单元，电压检测单元与两根用于探测的铜探棒电路相通，两根铜探棒的释放长度可调节；

第二步、向待检测的海底缆线内的铜导体输入低频信号；

第三步、海上电缆修理船行驶至待检测的海底缆线的一端，随后根据海底缆线所处的水深释放两根铜探棒，使得释放入水的两根铜探棒均能与海底缆线充分接触；

第四步、海上电缆修理船向海底缆线的另一端行进，在行进过程中，两根铜探棒分段切割海底缆线产生的磁力线，通过设计海上电缆修理船的行进路线实现对整条待检测的海底缆线的全覆盖，若电压检测单元检测到正常电压信号，则表明在当前切割段内，海底缆线无故障，若电压检测单元无正常电压信号输出，则表面在当前切割段内，海底缆线有故障。

2.如权利要求1所述的一种基于电磁感应原理的海底缆线故障点探测方法，其特征在于，在所述第二步中，所述低频信号在海底缆线的登陆站施加，施加时，将用于产生低频信号的信号音发生器连接在海底缆线铜导体和外层铠装上或者连接在海底缆线系统的系统接地点，产生的低频信号强度为90～150mA，频率为16～25Hz。

3.如权利要求1所述的一种基于电磁感应原理的海底缆线故障点探测方法，其特征在于，所述铜探棒的长度为40cm、直径为25cm，铜探棒经由直径为16mm的镀锡铜导线与所述电压检测单元相连。

4.如权利要求3所述的一种基于电磁感应原理的海底缆线故障点探测方法，其特征在于，在所述铜探棒与所述镀锡铜导线的连接处设有重块。

5.如权利要求1所述的一种基于电磁感应原理的海底缆线故障点探测方法，其特征在于，在所述第四步中，所述海上电缆修理船按Z字型向海底缆线的另一端行进，行进间夹角为45度。

6.如权利要求1所述的一种基于电磁感应原理的海底缆线故障点探测方法，其特征在于，在所述第四步中，当电压检测单元无正常电压信号输出时，在对应的当前切割段的两边再进行一次信号探测。