主动加热式分布光纤测温对海底电缆悬空定位研究

发布时间：2021-07-06 15:57

　　为检测海底电力电缆海下悬空,提出主动加热式分布光纤温度传感海缆悬空检测定位方法。基于分布式光纤测温和主动加热检测原理,建立三种典型敷设模型,利用有限元分析计算主动加热过程不同介质包围海缆的轴向温度分布规律。将多模光纤和加热铜缆布置在装有泥沙和水的箱体内构建实验系统;为消除初始温度影响,采用时域温度增量为热传递分析参量。实验表明,主动加热后泥沙和水介质的温度分布差异显著;加温后泥沙和水温均递增,持续加热水温基本不变,泥沙持续升温;介质分界面温度呈阶跃变化。研究证实,主动加热分布式光纤测温方法可有效检测海底电缆的悬空状态。 

【文章来源】：哈尔滨理工大学学报. 2020,25(03)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

主动加热带结构示意图

采用热场有限元瞬态仿真分析不同介质不同时刻的温度分布特性。利用热场有限元分析软件COMSOL建立仿真模型。因海底环境复杂,介质材料的导热系数等参数往往在不同海域具有不同的参数值,仿真模型做了相应简化,建立了三种典型结构的仿真模型如图2所示,三种模型总长度均为1 m,径向中心位置设计直径为0.01 m的铜模拟主动加热的铜缆热源,模型中间0.3 m范围周围设置水介质。为对比介质对光纤温度分布的影响,在模型铜缆的其他位置周围布置不同厚度的泥沙介质。图(a)为全对称式结构,模型前端和后端,铜管上下分别设置0.1 m厚的泥沙;图(b)为径向对称式结构,模型前端和后端,铜管下端设置0.1 m厚泥沙,上端设置薄层泥沙和水混合介质;图(c)为非对称式结构,在前端铜管上方设置薄层泥沙和水,后端铜管上方设置为全水介质。图3 对称模型温度分布仿真结果

对称模型温度分布仿真结果

【参考文献】：
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本文编号：3268533