一种大长度海底电缆生产监测方法技术领域
本发明涉及电力电缆生产测量领域，特别是涉及一种大长度海底电缆生产监测方
法。
背景技术
海底电缆主要应用于三个领域：1.大陆与海岛，海岛与海岛；2.大陆与石油平台；
3.海上风力发电场传输。我国是一个海洋大国，拥有漫长的海岸线，海底电缆无论是为人民
生活还是电力传输都起着关键作用。
由于海底电缆的特殊的铺设情况，大长度无接头的海底电缆是电力传输的关键环
节。而大长度海缆的生产制造技术较复杂，被世界各国认为复杂困难的大型工程。因此对海
缆生产过程的监测可以及时发现故障点的位置，减少突发事故的发生。查找海缆生产中可
能发生的损伤，减少生产中发生的电缆质量问题，从而减少工厂生产成本。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种大长度海底电缆生产监测系统，能够快速
判断电缆生产时可能受到的损伤部位，判断损伤程度。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种大长度海底电缆
生产监测方法，包括以下步骤：
（100）、所述海底电缆在前序生产中，将光纤分布入所述海底电缆中；
（200）、通过连接所述光纤的监测系统监测所述海底电缆后续生产过程中应力场、温度
场和电场信息；
（300）、根据电缆受到的压力、温度的变化、电场的强弱判断电缆发生故障的位置，判断
故障类型。
在本发明一个较佳实施例中，所述前序生产包括导体生产、导体屏蔽、绝缘和绝缘
屏蔽三层共挤工序。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（200）具体包括：
监测压力和温度发生突变的位置，获取压力和温度在整个生产过程中的变化值，得到
压力和温度的最大、最小值；在海底电缆生产完成后要进行电气性能的测试，通过光纤及传
感器监测电场可能发生的局部放电，局部放电位置，电场强度信息。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（300）具体包括：将所述步骤（200）获取的
数据作为大长度海底电缆生产监测的数据模型，通过所述海底电缆数据模型分析数据变
化，阈值，判断所述海底电缆在生产过程中发生故障的类型和位置。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（300）中判断故障类型的方法包括：
根据海底电缆应力场信息判断电缆在生产过程中受到的挤压，变形，弯曲故障；
根据海底电缆应力场信息判断电缆在生产过程中绝缘、铠装发生损伤故障；
根据海底电缆温度场信息判断电缆在生产过程中绝缘老化故障；
根据海底电缆温度场信息判断电缆在生产过程中绝缘含有杂质、缺陷故障。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（200）中的所述监测系统包括电场监测单元、应
力场监测单元、温度场监测单元。
在本发明一个较佳实施例中，所述电场监测单元包括：单色光源、光环形器、传感
器头、光电放大器和示波器；
所述单色光源与所述光环形器连通，所述光纤连接所述光环形器和所述传感器头，所
述光环形器同时还与光电放大器连接，所述光电放大器的输出端与所述示波器连接。
在本发明一个较佳实施例中，应力场监测单元包括光时域反射仪。
在本发明一个较佳实施例中，所述温度场监测单元利用光纤材料的光敏性，通过
紫外光曝光的方法将入射光相干图样写入纤芯，在纤芯内产生延轴向的变化，光纤内形成
相位光栅，得到电缆的温度场信息。
在本发明一个较佳实施例中，所述海底电缆从内到外包括导体、绝缘层、半岛电缓
冲阻水带和铠装层，所述光纤分布在所述半岛电缓冲阻水带中。
本发明的有益效果是：本发明大长度海底电缆生产监测方法，能够快速判断电缆
生产时可能受到的损伤部位，判断损伤程度。
附图说明
图1是海底电缆的一较佳实施例的结构示意图；
图2是本发明大长度海底电缆生产监测系统一较佳实施例的结构示意图；
附图中各部件的标记如下：1-导体、2-绝缘层、3-半导电缓冲阻水带、5-铠装层；6-单色
光源，7-光环形器，8-光纤，9-传感器头，10-光电放大器，11-示波器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能
更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1和图2，本发明实施例包括：
一种大长度海底电缆生产监测系统，包括：电场监测单元、应力场监测单元和温度场监
测单元。
所述电场监测单元包括单色光源6、光环形器7、分布在但监测的海底电缆中的光
纤8、传感器头9、光电放大器10、示波器11和光时域反射仪；所述单色光源6与所述光环形器
7连通，所述光纤8连接所述光环形器7和所述传感器头9，所述光环形器7同时还与光电放大
器10连接，所述光电放大器10的输出端与所述示波器11连接。
所述应力场监测单元包括光时域反射仪，所述光时域反射仪优选为移动手持装
置，用于检测海底电缆的应力场。
所述待监测的海底电缆从内到外包括导体1、绝缘层2、半岛电缓冲阻水带3和铠装
层5，所述光纤8分布在所述半岛电缓冲阻水带3中。
所述光纤为单模或多模光纤，本实施例所示为单模光纤。
所述大长度海底电缆生产监测系统的工作过程如下：
通过光时域反射仪得到光纤后向散射信号，可以发现光缆线路有无异常、 光纤衰减随
长度分布是否均匀。当海缆受到受到了某种应力 (如弯曲、 受压等)，分布在海缆里的光纤
也将发生相应反应，使局部产生附加损耗从而得到该位置的应力场信息。
利用光纤材料的光敏性，通过紫外光曝光的方法将入射光相干图样写入纤芯，在
纤芯内产生延轴向的变化。光纤内形成相位光栅，得到电缆的温度场信息。
所述单色光源产生的单色光通过所述光环形器，由所述光纤传输到所述传感器
头，再经所述光纤的端面及传感模反射产生两路光信号，两路光信号经所述光纤返回到所
述光环形器，在发生干涉后进入到光电放大器中，光强信号转换为电信号，所述电信号再由
光电放大器后进入示波器，通过示波器对数据采集处理，得到局部放电的信号，得到海缆的
电场数据。
本发明大长度海底电缆生产监测方法包括以下步骤：
（100）、所述海底电缆在导体生产、导体屏蔽、绝缘和绝缘屏蔽三层共挤工序这几步前
序生产中，将光纤分布入所述海底电缆中；
（200）、通过大长度海底电缆生产监测系统监测所述海底电缆后续生产过程中应力场、
温度场和电场信息；监测压力和温度发生突变的位置，获取压力和温度在整个生产过程中
的变化值，得到压力和温度的最大、最小值；在海底电缆生产完成后要进行电气性能的测
试，通过光纤及传感器监测电场可能发生的局部放电，局部放电位置，电场强度信息。
（300）、根据电缆受到的压力、温度的变化、电场的强弱判断电缆发生故障的位置，
判断故障类型。将所述步骤（200）获取的数据作为大长度海底电缆生产监测的数据模型，通
过所述海底电缆数据模型分析数据变化，阈值，判断所述海底电缆在生产过程中发生故障
的类型和位置。
判断故障类型的方法包括：
根据海底电缆应力场信息判断电缆在生产过程中受到的挤压，变形，弯曲故障；
根据海底电缆应力场信息判断电缆在生产过程中绝缘、铠装发生损伤故障；
根据海底电缆温度场信息判断电缆在生产过程中绝缘老化故障；
根据海底电缆温度场信息判断电缆在生产过程中绝缘含有杂质、缺陷故障。
本发明大长度海底电缆生产监测方法，通过光纤测试得到海缆电缆绝缘、铠装等
应力场、温度场、电场的信息，根据这些信息判断海缆在生产时是否发生故障，故障地点及
类型，可以快速判断电缆生产时可能受到的损伤部位，判断损伤程度。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发
明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技
术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。