基于電磁感應(yīng)原理的海底纜線故障點探測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對海底光纜故障點(全斷或者絕緣破壞)進(jìn)行探測的高效可靠的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁感應(yīng)(Electromagnetic induct1n)，是指放在變化磁通量中的導(dǎo)體，會產(chǎn)生電動勢。此電動勢稱為感應(yīng)電動勢或感生電動勢，若將此導(dǎo)體閉合成一回路，則該電動勢會驅(qū)使電子流動，形成感應(yīng)電流(感生電流)。
[0003]海底光纜(Submarine Optical Fiber Cable)，是用絕緣材料包裹的光纖線纜，鋪設(shè)在海底，用以設(shè)立國家之間的電信傳輸。
[0004]海底光纜作為當(dāng)代國際通信的重要手段，承擔(dān)了90%的國際通信業(yè)務(wù)，是全球信息通信的主要載體。對于海底光纜的維護(hù)就越來越重要。海底光纜通常會遭到漁業(yè)作業(yè)，航行船只拋錨，鯊魚，地震等各種破壞。中國大陸的國際海底光纜連接點有三個，分別在青島，上海(崇明，南匯)，汕頭。漁業(yè)活動破壞是中國近海最主要的光纜破壞原因。在大海中，準(zhǔn)確的找到實際故障位置對于及時恢復(fù)通訊尤其重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:對海底光纜的故障點進(jìn)行快速定位。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種基于電磁感應(yīng)原理的海底纜線故障點探測方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0007]第一步、在海上電纜修理船上安裝電壓檢測單元，電壓檢測單元與兩根用于探測的銅探棒電路相通，兩根銅探棒的釋放長度可調(diào)節(jié)；
[0008]第二步、向待檢測的海底纜線內(nèi)的銅導(dǎo)體輸入低頻信號；
[0009]第三步、海上電纜修理船行駛至待檢測的海底纜線的一端，隨后根據(jù)海底纜線所處的水深釋放兩根銅探棒，使得釋放入水的兩根銅探棒均能與海底纜線充分接觸；
[0010]第四步、海上電纜修理船向海底纜線的另一端行進(jìn)，在行進(jìn)過程中，兩根銅探棒分段切割海底纜線產(chǎn)生的磁力線，通過設(shè)計海上電纜修理船的行進(jìn)路線實現(xiàn)對整條待檢測的海底纜線的全覆蓋，若電壓檢測單元檢測到正常電壓信號，則表明在當(dāng)前切割段內(nèi)，海底纜線無故障，若電壓檢測單元無正常電壓信號輸出，則表面在當(dāng)前切割段內(nèi)，海底纜線有故障。
[0011]優(yōu)選地，在所述第二步中，所述低頻信號在海底纜線的登陸站施加，施加時，將用于產(chǎn)生低頻信號的信號音發(fā)生器連接在海底纜線銅導(dǎo)體和外層鎧裝上或者連接在海底纜線系統(tǒng)的系統(tǒng)接地點，產(chǎn)生的低頻信號強(qiáng)度為90?150mA，頻率為16?25Hz。
[0012]優(yōu)選地，所述銅探棒的長度為40cm、直徑為25cm，銅探棒經(jīng)由直徑為16mm的鍍錫銅導(dǎo)線與所述電壓檢測單元相連。
[0013]優(yōu)選地，在所述銅探棒與所述鍍錫銅導(dǎo)線的連接處設(shè)有重塊。
[0014]優(yōu)選地，在所述第四步中，所述海上電纜修理船按Z字型向海底纜線的另一端行進(jìn)，行進(jìn)間夾角為45度。
[0015]優(yōu)選地，在所述第四步中，當(dāng)電壓檢測單元無正常電壓信號輸出時，在對應(yīng)的當(dāng)前切割段的兩邊再進(jìn)行一次信號探測。
[0016]本發(fā)明采用設(shè)備簡單，施工難度低且非常有效，設(shè)備主要有兩卷400m銅導(dǎo)線(末端連接銅探棒)，感應(yīng)信號接受器，施工船也無特別要求，只需能船速達(dá)到4節(jié)即可。
【附圖說明】
[0017]圖1為典型的OCC海底光纜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為2卷400m銅導(dǎo)線在船尾拖放時的示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
[0020]如圖1所示，海底光纜通常包括光纖1、內(nèi)層鋼絲及三片崗護(hù)套2、銅導(dǎo)體3、聚乙烯絕緣層4、鎧裝鋼絲以及外層尼龍繩5。
[0021]針對如圖1所示的海底光纜，本發(fā)明提供的一種基于電磁感應(yīng)原理的海底纜線故障點探測方法，包括如下步驟:
[0022]第一步、在海上電纜修理船上安裝電壓檢測單元，電壓檢測單元與兩根用于探測的銅探棒電路相通，兩根銅探棒的釋放長度可調(diào)節(jié)。
[0023]銅探棒的制作可以選擇長度40cm直徑25mm的銅棒。與銅探棒相連的銅導(dǎo)線的選擇尤其重要。銅導(dǎo)線的電阻對感性信號的強(qiáng)度起非常重要的影響，所以粗重的導(dǎo)線是必須的，可選擇16mm的鍍錫銅導(dǎo)線。銅導(dǎo)線要能經(jīng)受得住高強(qiáng)度的海底拖拉作業(yè)。在銅探棒和銅導(dǎo)線的連接處，要加上重塊，以便使銅導(dǎo)線及銅探棒在探測作業(yè)時下沉在海底。
[0024]第二步、向待檢測的海底纜線內(nèi)的銅導(dǎo)體輸入低頻信號。該低頻信號可以在光纜登陸站施加。用于產(chǎn)生低頻信號的信號音發(fā)生器連接在光纜銅導(dǎo)體和外層鎧裝上或者海底光纜系統(tǒng)的系統(tǒng)接地點。對于海底光纜系統(tǒng)，信號音的強(qiáng)度取決于系統(tǒng)使用中或未使用。一般可施加150mA電流，也有系統(tǒng)只有幾檔選擇(如TPE系統(tǒng)為110mA，90mA等)。信號音的頻率也對探測距離有影響，常用的頻率為16Hz或25H)。
[0025]第三步、海上電纜修理船行駛至待檢測的海底纜線的一端，隨后根據(jù)海底纜線所處的水深釋放兩根銅探棒，使得釋放入水的兩根銅探棒均能與海底纜線充分接觸，如圖2所不O
[0026]探測作業(yè)時，在海上電纜修理船的船尾后甲板兩邊施放導(dǎo)線。第一根導(dǎo)線的施放長度一般在2?3倍水深。第二根導(dǎo)線的施放長度為第一個的基礎(chǔ)上加上40?100m。以上長度數(shù)據(jù)是一個通常的引用，具體要根據(jù)導(dǎo)線拖行速度以及海況做調(diào)整。
[0027]第四步、海上電纜修理船向海底纜線的另一端行進(jìn)，在行進(jìn)過程中，兩根銅探棒分段切割海底纜線產(chǎn)生的磁力線，通過設(shè)計海上電纜修理船的行進(jìn)路線實現(xiàn)對整條待檢測的海底纜線的全覆蓋，若電壓檢測單元檢測到正常電壓信號，則表明在當(dāng)前切割段內(nèi)，海底纜線無故障，若電壓檢測單元無正常電壓信號輸出，則表面在當(dāng)前切割段內(nèi)，海底纜線有故障。
[0028]海上電纜修理船船作業(yè)時，拖行銅探棒的速度通常為4節(jié)，并對光纜路由進(jìn)行45°Z字型行進(jìn)。此方式收到的信號強(qiáng)度為最佳。如果信號強(qiáng)度足夠，也可以沿著路由直線拖行銅探棒，一直到?jīng)]有信號為止。如果無法確定故障點具體位置，可進(jìn)行分段采點式探測。即一處探測到有感應(yīng)電壓信號，回收探棒至船甲板，然后航行到下一個點繼續(xù)探測。
[0029]—旦信號音接受器失去信號，初步確定故障點后，還需要在兩邊再進(jìn)行一次信號音探測，以防止之前的信號失去是由于未明確的路由改變，水深突然變化以及其他干擾。
[0030]本發(fā)明的具體操作步驟如下:
[0031]I)預(yù)備安排
[0032]在信號音探測前，海上電纜修理船與光纜終端站必須建立聯(lián)系。雙方確定好信號音的頻率和電流強(qiáng)度。
[0033]2)探測船上設(shè)置
[0034]將兩卷探測銅導(dǎo)線全部展開平鋪的海上電纜修理船后甲板上。銅導(dǎo)線一端接入信號接受器(如Power Nova Tone Receiver)。注意:由于感應(yīng)原理，不能將多余銅導(dǎo)線仍舊卷在線盤上，那樣將影響接受信號。
[0035]3)操作
[0036]海上電纜修理船以4節(jié)速度，由近岸端往外，Z字形沿著光纜路由探測感應(yīng)信號。探測到的感應(yīng)電壓可大至5V。如探測點很遠(yuǎn)，如離岸500Km，感應(yīng)電壓可低至0.5伏。
[0037]以上的光纜故障信號音探測法，還可以延展至海底的電力電纜，石油平臺間的電力電纜及復(fù)合控制纜，及其他帶銅導(dǎo)體的同軸電纜。對于沒有專門提供信號音的基站或者平臺，可以額外放置一臺信號音發(fā)生器(如Tinsley Trailed Electrode tone generator5915)，即可用信號音探測法探測海底故障點。
【主權(quán)項】
1.一種基于電磁感應(yīng)原理的海底纜線故障點探測方法，其特征在于，包括如下步驟: 第一步、在海上電纜修理船上安裝電壓檢測單元，電壓檢測單元與兩根用于探測的銅探棒電路相通，兩根銅探棒的釋放長度可調(diào)節(jié)； 第二步、向待檢測的海底纜線內(nèi)的銅導(dǎo)體輸入低頻信號； 第三步、海上電纜修理船行駛至待檢測的海底纜線的一端，隨后根據(jù)海底纜線所處的水深釋放兩根銅探棒，使得釋放入水的兩根銅探棒均能與海底纜線充分接觸； 第四步、海上電纜修理船向海底纜線的另一端行進(jìn)，在行進(jìn)過程中，兩根銅探棒分段切割海底纜線產(chǎn)生的磁力線，通過設(shè)計海上電纜修理船的行進(jìn)路線實現(xiàn)對整條待檢測的海底纜線的全覆蓋，若電壓檢測單元檢測到正常電壓信號，則表明在當(dāng)前切割段內(nèi)，海底纜線無故障，若電壓檢測單元無正常電壓信號輸出，則表面在當(dāng)前切割段內(nèi)，海底纜線有故障。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于電磁感應(yīng)原理的海底纜線故障點探測方法，其特征在于，在所述第二步中，所述低頻信號在海底纜線的登陸站施加，施加時，將用于產(chǎn)生低頻信號的信號音發(fā)生器連接在海底纜線銅導(dǎo)體和外層鎧裝上或者連接在海底纜線系統(tǒng)的系統(tǒng)接地點，產(chǎn)生的低頻信號強(qiáng)度為90?150mA，頻率為16?25Hz。3.如權(quán)利要求1所述的一種基于電磁感應(yīng)原理的海底纜線故障點探測方法，其特征在于，所述銅探棒的長度為40cm、直徑為25cm，銅探棒經(jīng)由直徑為16_的鍍錫銅導(dǎo)線與所述電壓檢測單元相連。4.如權(quán)利要求3所述的一種基于電磁感應(yīng)原理的海底纜線故障點探測方法，其特征在于，在所述銅探棒與所述鍍錫銅導(dǎo)線的連接處設(shè)有重塊。5.如權(quán)利要求1所述的一種基于電磁感應(yīng)原理的海底纜線故障點探測方法，其特征在于，在所述第四步中，所述海上電纜修理船按Z字型向海底纜線的另一端行進(jìn)，行進(jìn)間夾角為45度。6.如權(quán)利要求1所述的一種基于電磁感應(yīng)原理的海底纜線故障點探測方法，其特征在于，在所述第四步中，當(dāng)電壓檢測單元無正常電壓信號輸出時，在對應(yīng)的當(dāng)前切割段的兩邊再進(jìn)行一次信號探測。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于電磁感應(yīng)原理的海底纜線故障點探測方法，其特征在于：在海上電纜修理船上安裝電壓檢測單元，電壓檢測單元與兩根用于探測的銅探棒電路相通，兩根銅探棒的釋放長度可調(diào)節(jié)；向待檢測的海底纜線內(nèi)的銅導(dǎo)體輸入低頻信號；海上電纜修理船行駛至待檢測的海底纜線的一端，隨后根據(jù)海底纜線所處的水深釋放兩根銅探棒，使得釋放入水的兩根銅探棒均能與海底纜線充分接觸；第四步、海上電纜修理船向海底纜線的另一端行進(jìn)，在行進(jìn)過程中，兩根銅探棒分段切割海底纜線產(chǎn)生的磁力線。本發(fā)明采用設(shè)備簡單，施工難度低且非常有效，設(shè)備主要有兩卷400m銅導(dǎo)線，感應(yīng)信號接受器，施工船也無特別要求，只需能船速達(dá)到4節(jié)即可。
【IPC分類】H04B10/07
【公開號】CN105553542
【申請?zhí)枴緾N201511030632
【發(fā)明人】侯建明, 周燁琦, 馮超
【申請人】中英海底系統(tǒng)有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月31日