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裸露段海底电缆落锚撞击变形响应研究 被引量:1
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作者 黄忠顺 沙欣宇 +1 位作者 闻婧哲 苏凯 《海洋工程》 北大核心 2025年第3期173-183,共11页
船舶落锚撞击海底电缆事故频发,严重威胁海缆安全稳定运行。依托广西防城港某海上风电项目,采用无限元法模拟半无限地基及海缆的辐射效应,在Abaqus中建立船锚-海缆-海床的有限元-无限元耦合模型,获取海缆落锚撞击时的变形响应规律,并研... 船舶落锚撞击海底电缆事故频发,严重威胁海缆安全稳定运行。依托广西防城港某海上风电项目,采用无限元法模拟半无限地基及海缆的辐射效应,在Abaqus中建立船锚-海缆-海床的有限元-无限元耦合模型,获取海缆落锚撞击时的变形响应规律,并研究了海床性质、撞击角度、落锚质量和撞击速度等因素对海缆损伤变形的影响。研究结果表明:1)海缆锚砸过程可分为冲击段、转折段和回弹段3个阶段,铠装钢丝层是主要的承载构件,内部结构层动态应力演化过程相较铠装钢丝层存在滞后现象;2)海缆局部凹陷变形随土体弹性模量增大而增大,海缆整体弯曲变形随土体弹性模量的增大而减小;3)光纤单元的纵向压缩率随冲击角度的增大而减小,冲击角度对铠装层凹陷变形影响不大,对于三芯复合海缆,在冲击角0°下出现光纤单元截面变形最大值,在冲击角60°时出现最小值;4)船锚的质量对海缆整体弯曲变形影响较大,船锚的速度对海缆局部凹陷变形影响较大。 展开更多
关键词 海底电缆 落锚撞击 有限元-无限元耦合 数值模拟 结构损伤
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频域反射法在海缆局部缺陷诊断中的应用评述
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作者 王昊月 祝一一 +3 位作者 李猛 王励 张佳宝 和敬涵 《高电压技术》 北大核心 2025年第10期4900-4912,共13页
频域反射法(frequency domain reflectometry, FDR)在长距离海底电缆诊断定位领域具有重要应用前景。FDR法主要有首端输入阻抗谱和反射系数谱两种技术手段,该文针对长距离传输海底电缆缺陷诊断的适应性,从原理、诊断效果以及海底电缆的... 频域反射法(frequency domain reflectometry, FDR)在长距离海底电缆诊断定位领域具有重要应用前景。FDR法主要有首端输入阻抗谱和反射系数谱两种技术手段,该文针对长距离传输海底电缆缺陷诊断的适应性,从原理、诊断效果以及海底电缆的适应性3个维度对这2种技术进行了系统综述,比较了它们在电缆缺陷诊断中的差异。首先,从原理上,首端输入阻抗频谱图依赖于与完好电缆数据的对比来识别缺陷,反射系数谱则直接反映信号的反射强度,且二者在核心变量和数学变换上有所不同。此外,在诊断效果方面,总结分析了当前研究进展,通过仿真复刻不同位置、不同范围和类型的电缆缺陷,比较了两种技术在缺陷诊断中的效果,发现反射系数谱在定位感性缺陷方面更具优势,而输入阻抗谱对电缆后段缺陷的诊断更为精确。最后,结合海底电缆诊断的实际特点,分析了两种技术的适应性,输入阻抗谱法因其较强的抗噪能力,在长距离传输和高噪声环境下的定位准确性更高。通过对比分析,该文为不同应用场景下选择合适的FDR技术提供了理论依据,并为海缆的维护和故障诊断提供了新的视角。 展开更多
关键词 频域反射法 电缆缺陷定位 首端输入阻抗谱 反射系数谱 海底电缆
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台风暴潮流作用下海缆周围冲刷分析
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作者 丛贇 丁凯璇 +3 位作者 孙志林 闫循平 陈范君 康纬 《海洋通报》 北大核心 2025年第3期336-343,共8页
岛屿间电力输送依赖于海缆,台风暴潮流作用下海床冲刷对海缆安全构成威胁。在某海域电缆周围采集了83个沉积物样本,粒度分析显示主要为黏土质粉砂,均方差为3~5。基于孙志林公式计算了研究区域若干粒级泥沙的起动流速,首次提出海缆周围... 岛屿间电力输送依赖于海缆,台风暴潮流作用下海床冲刷对海缆安全构成威胁。在某海域电缆周围采集了83个沉积物样本,粒度分析显示主要为黏土质粉砂,均方差为3~5。基于孙志林公式计算了研究区域若干粒级泥沙的起动流速,首次提出海缆周围冲刷区划分方法,即根据最大流速与起动流速之比(相对流速)划分出四种冲刷区。结合2106号和5612型台风风暴潮数值模拟,揭示了海缆海域相对流速的空间分布规律,结果表明,2106台风期间位于中、强冲刷区的海缆长度分别占27.8%和9.3%,具有一定的冲刷裸露风险,若台风强度达到5612级别,则在2.5 km、8 km和32 km处相对流速达1.6以上,海缆裸露风险高于2106台风。对强冲刷区海缆宜重点加以防护。 展开更多
关键词 黏性非均匀沙 起动流速 台风暴潮流速 冲刷区 海底电缆
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规则波作用下悬跨海缆垂向动力响应试验研究
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作者 黄惠明 黄贤涛 +1 位作者 蓝尹余 张俞 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1913-1921,1949,共10页
为探究不同规则波要素下悬跨海缆垂向动力响应的变化规律,本文开展了波浪作用下海缆振动模型试验。基于水弹性相似原理制作海缆模型,改变试验波高以及波周期,并引入Morison方程描述海缆所受垂向力。试验结果表明:波浪作用下海缆的振动... 为探究不同规则波要素下悬跨海缆垂向动力响应的变化规律,本文开展了波浪作用下海缆振动模型试验。基于水弹性相似原理制作海缆模型,改变试验波高以及波周期,并引入Morison方程描述海缆所受垂向力。试验结果表明:波浪作用下海缆的振动频率以波浪频率为主,同时伴随着海缆表面弱涡脱落活动产生的波浪多倍频;波高的增大使得海缆周围水质点水平运动速度增大,导致漩涡脱落所引发的升力增大,进而垂向力增大;波周期的减小使得水质点垂向运动速度增加,海缆所受垂向波浪力增强,进而垂向力增大;海缆自振存在约2.8 N的临界垂向力,低于临界垂向力时,海缆未产生自振,大于临界垂向力时,波浪动力作用增强,海缆出现波浪周期的间歇性自振,垂向力增大,应变幅值显著增大。 展开更多
关键词 海底电缆 规则波 垂向振动 模型试验 动力响应 Morison方程 应变过程 频率分析
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考虑扭绞的三芯海底电缆温度稳态分布数值求解方法 被引量:3
5
作者 黎云博 王航 +3 位作者 廖雁群 南保峰 肖集雄 杨帅 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期5058-5066,I0014,共10页
三芯海底电缆是连接近海风电场与陆地电网的重要装置,其正常运行对于经济发展具有重要意义。导体温度与光纤温度的关系模型是温度分布式传感的理论基础,过去的研究未考虑光纤及电缆的扭绞对导体与光纤温度关系的影响。基于有限元法构建... 三芯海底电缆是连接近海风电场与陆地电网的重要装置,其正常运行对于经济发展具有重要意义。导体温度与光纤温度的关系模型是温度分布式传感的理论基础,过去的研究未考虑光纤及电缆的扭绞对导体与光纤温度关系的影响。基于有限元法构建了考虑扭绞的三芯复合光纤海底电缆的电热流耦合模型,得到了导体温度与光纤温度的关系式,并分析了在埋设和铺设两种敷设环境下节距、海水温度、海水表面换热系数及不同电缆尺寸对导体及光纤温度的影响,以及对光纤与导体温度关系式的影响。仿真结果表明:在埋设的条件下,不考虑扭绞时,导体每上升1.03℃,光纤上升1.00℃;考虑扭绞时,导体温度及光纤温度均高于不考虑扭绞,随着节距的增大即扭绞角度变小,温度均下降,相同导体温度时,节距越大,光纤温度越低;铺设时海水的流动对于电缆的散热效果显著强于埋设时;对流换热系数越大,导体及光纤的温度越低;相同导体温度时,导体截面积越大,光纤温度越高。 展开更多
关键词 复合光纤海缆 扭绞 电热耦合 热传导 热对流
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悬跨海底电缆涡激振动响应数值分析 被引量:1
6
作者 于是乎 冯宾 +2 位作者 范亚洲 傅明利 余欣 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期4101-4109,共9页
悬跨海底电缆在海洋环境荷载的影响下易产生涡激振动现象,对海缆的服役安全性造成威胁。为了研究悬跨段海缆的涡激振动响应,提出一种利用数值软件分析悬跨段涡激振动的方法,并验证了其计算的准确性。首先,介绍了数值方法的计算原理。然... 悬跨海底电缆在海洋环境荷载的影响下易产生涡激振动现象,对海缆的服役安全性造成威胁。为了研究悬跨段海缆的涡激振动响应,提出一种利用数值软件分析悬跨段涡激振动的方法,并验证了其计算的准确性。首先,介绍了数值方法的计算原理。然后,利用Orcaflex软件建立悬跨段数值分析模型,理论验证了计算自振频率的准确性,经计算,一阶自振频率理论计算结果与数值结果的最大误差为8.89%,二阶自振频率理论计算结果与数值结果的最大误差为9.28%,证实了模型相符程度良好。接着,利用经验公式法对数值模型计算涡激振动的准确性进行验证,悬空段振型计算结果的平均误差为9%,验证了模型用于计算悬跨段涡激振动响应的准确性。最后,基于Orcaflex软件,开展了考虑海床作用的海缆悬跨涡激振动动力学分布特征及海缆振动特性的分析研究。结果表明:涡激振动作用下,悬跨海缆最大张力值和曲率值出现在海缆与海床分离点;最大振动幅值与流速无直接关系,而与悬跨段振型有关;随着流速的增加,悬跨段电缆横流方向振动模态阶数增加。该文研究成果为海底电缆涡激振动计算分析提供了一种有效计算模型和方法,未来基于该计算模型可对涡激振动的振动特性作进一步分析。 展开更多
关键词 悬跨海底电缆 涡激振动 张紧弦模型 振动响应 Orcaflex软件 数值软件分析
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深水国际海缆的损害机制:海底地震
7
作者 张孟然 谢安远 +2 位作者 贺惠忠 陆茸 汤民强 《海洋学研究》 CSCD 北大核心 2024年第4期100-113,共14页
海底地震是损害深水国际海缆的主要因素之一,认识海缆震损过程和地震引发的海底浊流对海缆的损害机制,对维护国际海底通信安全具有重要意义。本文结合最新海底地形、地貌研究成果,利用国际海缆工程专业软件Makaiplan研究大浅滩和恒春震... 海底地震是损害深水国际海缆的主要因素之一,认识海缆震损过程和地震引发的海底浊流对海缆的损害机制,对维护国际海底通信安全具有重要意义。本文结合最新海底地形、地貌研究成果,利用国际海缆工程专业软件Makaiplan研究大浅滩和恒春震后海缆大规模震损过程,并厘清了海缆损害规律与震后海底浊流过程之间的关系,总结出海缆震损机制。结果表明,海缆断点集中分布在海底峡谷和海沟内,造成海缆损坏的海底峡谷和海沟浊流的运动时速可达数十公里至数百公里每小时。陆上河流和陆架河道为浊流发育提供物源输入,海底峡谷和海沟为浊流运动大面积破坏海缆提供通道。震后,被动陆缘上陆坡发育的峡谷浊流可破坏陆坡、陆隆和深海平原上海缆,浊流最快速度出现在陆坡并在深海平原自加速;主动陆缘陆坡不同位置可同时发育浊流,对峡谷和海沟内海缆造成多次冲击,浊流最快速度和自加速现象出现在海沟。海缆防震措施包括:尽量避免海缆路由在与陆上河流或陆架河道连通的海底峡谷及海沟处交越,难以避免的时候则使用带外铠装浅水型海缆,海缆稍悬浮于峡谷或海沟底部并加装Uraduct,改变深水海缆的横截面形状等。 展开更多
关键词 海底地震 深水海缆:海底峡谷 海沟 浊流 自加速 机制 防震措施
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一种拖曳系统流固耦合计算方法
8
作者 黄帅瑜 王志博 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第23期57-63,共7页
海洋拖曳系统是一种经典的流固耦合系统。然而,拖曳系统通常是根据实验数据确定的恒定阻力系数进行动态模拟。为了改进这种选取固定的经验阻力系数模拟方法,本文将莫里森方程应用于节点位置有限元,将改进的节点位置有限元法(NPFEM)与雷... 海洋拖曳系统是一种经典的流固耦合系统。然而,拖曳系统通常是根据实验数据确定的恒定阻力系数进行动态模拟。为了改进这种选取固定的经验阻力系数模拟方法,本文将莫里森方程应用于节点位置有限元,将改进的节点位置有限元法(NPFEM)与雷诺数平均N-S(RANS)方法相结合,用于预测雷诺数范围内沿缆索的水动力,通过计算获得的水动力,对NPFEM进行流体动力学插值。结果表明,该方法得到的模拟结果与实验的结果更加吻合,更好地模拟拖缆的真实运动情况。该FSI方法揭示了拖曳系统周围真实的强流体动力学确定的缆索动力学和涡流结构引起的振动。 展开更多
关键词 拖曳系统 节点位置有限元 雷诺平均方程 边界层分离 流固耦合
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全球有缆海底观测网概述 被引量:26
9
作者 朱俊江 孙宗勋 +2 位作者 练树民 殷建平 李智刚 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期20-33,共14页
近期有缆海底观测网发展迅猛,世界各国包括加拿大、美国、日本和欧洲国家都依据自己的科学目标,建立了相应的有缆海底观测网。文章针对不同国家有缆海底观测网系统的组成和建设分别做了概述和评论。从1978年开始到现在,日本成功建设了1... 近期有缆海底观测网发展迅猛,世界各国包括加拿大、美国、日本和欧洲国家都依据自己的科学目标,建立了相应的有缆海底观测网。文章针对不同国家有缆海底观测网系统的组成和建设分别做了概述和评论。从1978年开始到现在,日本成功建设了10条有缆海底地震观测网,从早期同轴电缆作为主干电缆,发展到使用光电缆连接水下设施。加拿大成功建成近岸尺度和区域尺度两条有缆海底观测网。美国2012年成功建成目前世界上最长的一条区域海底观测网(约900km)。欧洲国家也正在开展在10个海区建立有缆观测网。跟随国外的步伐,我国和我国台湾地区也建立了自己的海底观测站(东海小衢山)和有缆观测网(中国台湾妈祖)。文章依据世界上已经建立的有缆海底观测网,分析认为与全球有缆观测网布设有关的遥控水下机器人是关键技术,并探讨了海底观测网今后的发展和面临的挑战。 展开更多
关键词 有缆海底观测网 海底光电缆 遥控水下机器人 科学节点 接驳盒
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高压直流海底电缆电–热–流多物理场耦合仿真 被引量:55
10
作者 郝艳捧 陈云 +3 位作者 阳林 邱伟豪 傅明利 侯帅 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期3534-3542,共9页
高压直流电缆运行时径向温度和电场分布是反映其运行状态的重要参数,考虑流场的海底电缆电热耦合规律研究具有重要意义。依据南澳直流工程±160 kV高压直流海底电缆,利用COMSOL Multiphysics有限元分析软件,建立了海缆本体及其敷设... 高压直流电缆运行时径向温度和电场分布是反映其运行状态的重要参数,考虑流场的海底电缆电热耦合规律研究具有重要意义。依据南澳直流工程±160 kV高压直流海底电缆,利用COMSOL Multiphysics有限元分析软件,建立了海缆本体及其敷设环境的3维电–热–流耦合模型,以控制变量法研究了铺设和埋设2种敷设方式下海缆载流量、海水温度和海水流速对海缆径向温度和电场分布的影响。结果表明:载流量是海缆径向温度和电场分布的主要影响因素;在该模型下海缆导体温度和绝缘层温差与海水温度存在线性关系;很小的海水流速能显著降低海缆温度,因此提出静止海水散热的流速修正系数;海水流动有利于海缆散热,导致海缆温度分布发生变化,同时影响海缆绝缘材料电导率而导致电场分布发生改变。 展开更多
关键词 高压直流 海底电缆 电–热–流耦合 COMSOL MULTIPHYSICS 载流量 温度 海水流速
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光电复合海缆中光纤与导体温度关系的有限元分析方法 被引量:21
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作者 吕安强 李永倩 +2 位作者 李静 张旭 吴飞龙 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期91-96,共6页
根据光电复合海缆中的光纤温度计算导体温度是进行导体温度监测和载流量计算的关键。本文利用有限元法建立了110 kV光电复合海缆的有限元模型,根据IEC 60287标准计算出热载荷,分析了负荷电流、环境温度、土壤与海水的表面传热系数等因... 根据光电复合海缆中的光纤温度计算导体温度是进行导体温度监测和载流量计算的关键。本文利用有限元法建立了110 kV光电复合海缆的有限元模型,根据IEC 60287标准计算出热载荷,分析了负荷电流、环境温度、土壤与海水的表面传热系数等因素对海缆本体及周围温度分布的影响,建立了海缆导体温度、光纤温度和环境温度的关系式。结果表明,导体温度与光纤温度呈线性关系,光纤温度每升高1℃,导体温度升高1.3℃;相同光纤温度下,环境温度每升高1℃,导体温度下降0.3℃;海缆发热主要耗散于周围1.6m以内的土壤中,土壤与海水表面传热系数对结果的影响可以忽略。根据光纤温度和海水温度,可计算出导体温度,作为海缆导体温度监测和载流量计算的理论依据。 展开更多
关键词 光电复合海缆 导体温度 光纤温度 环境温度 有限元分析
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基于BOTDR的光纤复合海底电缆应变/温度监测 被引量:41
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作者 吕安强 李永倩 +1 位作者 李静 吴飞龙 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期533-539,共7页
高压光纤复合海底电缆结构复杂、敷设环境特殊,日常巡检和状态检测实现难度大,利用分布式光纤应变和温度测量设备对其进行监测十分必要。为此,利用Brillouin光时域反射计(BOTDR)对110 kV光纤复合海底电缆中的复合光纤进行了应变和温度... 高压光纤复合海底电缆结构复杂、敷设环境特殊,日常巡检和状态检测实现难度大,利用分布式光纤应变和温度测量设备对其进行监测十分必要。为此,利用Brillouin光时域反射计(BOTDR)对110 kV光纤复合海底电缆中的复合光纤进行了应变和温度标定实验,比较了不同光纤Brillouin频移的应变/温度系数和初始频移的区别,给出了利用光纤中Brillouin频移分布曲线进行接续点精确定位的方法,对运行中的海缆进行了全面、实时、长期的状态监测和数据分析。结果表明:海缆光单元中不同光纤的Brillouin频移应变/温度系数基本相同,约为0.05 MHz/10-6和1.05 MHz/℃,但初始频移差别较大,变化范围约20 MHz;光路中接续点处的Brillouin频移变化明显,可作为定位依据;利用Brillouin频移监测海缆的应变和温度需结合海底地形、地质、洋流、环境温度、负荷电流等因素。 展开更多
关键词 光纤复合海底电缆 Brillouin光时域反射计 应变 温度 Brillouin频移 光纤标定 光纤接续点定位 状态监测
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以全寿命周期成本为判据的近海风电场高压海底电缆选型标准 被引量:19
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作者 刘刚 曹京荥 +1 位作者 陆莹 谭帼馨 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期2674-2680,共7页
为了结合海底电缆寿命周期特点、制定适用于近海风电场高压海底电缆的选型标准,以海缆传输容量大于风电场设计向外传输容量为约束条件,构建了包括购置、敷设、损耗、故障损失、运行维护以及回收净投资成本的海缆全寿命周期成本(LCC)模型... 为了结合海底电缆寿命周期特点、制定适用于近海风电场高压海底电缆的选型标准,以海缆传输容量大于风电场设计向外传输容量为约束条件,构建了包括购置、敷设、损耗、故障损失、运行维护以及回收净投资成本的海缆全寿命周期成本(LCC)模型,并以LCC等额年值最小作为选型标准。以国内某海上风电场海底电缆选型为案例进行计算分析。结果表明,购置、损耗、故障损失成本与自身LCC占比较重,最高分别达到26.4%、30.8%、62.0%;所有方案前期投资与自身LCC占比≤40%。当电压等级相同时,单芯海缆方案损耗成本至少比三芯海缆方案高出4.68×103万元;而当线芯数相同时,高电压等级故障损失成本至少比低电压等级海缆方案高出8.8×103万元;2回110 k V 3×500 mm2高压XLPE绝缘钢丝铠装海缆方案LCC等额年值(3.08×103万元/a)最小,该方案最优。 展开更多
关键词 近海风电场 海底电缆 全寿命周期成本 MARKOV模型 故障损失成本 选型
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利用光纤应变判断光电复合海缆锚害程度的有限元分析法 被引量:19
14
作者 吕安强 李永倩 +1 位作者 李静 张旭 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期261-268,共8页
锚害占海缆机械故障的80%以上,不同程度的锚害会导致海缆发生漏电、接地、短路和断缆事故,及时发现锚害并判断锚害程度十分重要。本文提出了利用光电复合海缆中光纤的应变判断海缆锚害程度的有限元分析法。建立了110k V光电复合海缆的... 锚害占海缆机械故障的80%以上,不同程度的锚害会导致海缆发生漏电、接地、短路和断缆事故,及时发现锚害并判断锚害程度十分重要。本文提出了利用光电复合海缆中光纤的应变判断海缆锚害程度的有限元分析法。建立了110k V光电复合海缆的有限元模型,对海缆锚害过程进行了仿真和分析,建立了海缆锚害过程中铠装层应力和光纤应变的分段时间函数,对锚害程度进行了分级,并用海缆模型试验验证了仿真结果。结果表明,海缆锚害程度的加剧导致光纤应变的增加,海缆锚害过程可用5个分段函数表示,锚害程度可分为三级,分别对应0.12%、0.35%和1.1%的光纤应变,可利用分布式光纤传感技术测量的光纤应变判断海缆的锚害程度。 展开更多
关键词 光电复合海缆 锚害 光纤应变 分布式光纤传感 有限元分析
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喷冲式滩海埋缆系统的设计 被引量:7
15
作者 连琏 王道炎 +1 位作者 王玉娟 唐荣庆 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期537-540,共4页
介绍了根据胜利油田滩海地质情况的特殊性而设计的喷冲式埋缆系统的用途、组成、基本工作原理、设计过程等 .该系统采取滑靴型式的喷冲挖沟方式 ,埋缆机由母船拖曳前进 ,主要用于水深在 0 .8~ 30 m的滩海 ,底质为硬砂土和红胶泥层 ,埋... 介绍了根据胜利油田滩海地质情况的特殊性而设计的喷冲式埋缆系统的用途、组成、基本工作原理、设计过程等 .该系统采取滑靴型式的喷冲挖沟方式 ,埋缆机由母船拖曳前进 ,主要用于水深在 0 .8~ 30 m的滩海 ,底质为硬砂土和红胶泥层 ,埋设直径小于 1 50 mm的电缆 ,埋设深度大于等于 2 m.由于它具有结构简单、埋设速度快、埋深大的优点 ,经改造后可以适用于更大水深和埋深要求 . 展开更多
关键词 海底电缆 埋缆系统 埋设机 喷冲挖沟方式 埋设深度 滩海地质 设计
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海底交流电缆暂态过电压仿真计算 被引量:10
16
作者 宣耀伟 郑新龙 +1 位作者 程斌杰 徐政 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2014年第9期58-65,共8页
针对海底交流电缆输电系统发生的单相短路和三相短路故障,在PSCAD/EMTDC平台上搭建仿真模型,仿真计算了短路故障引起的暂态过电压。对于110 kV中性点接地和35 kV中性点不接地海底电缆输电系统,分别对不同输送功率、不同输送距离和不同... 针对海底交流电缆输电系统发生的单相短路和三相短路故障,在PSCAD/EMTDC平台上搭建仿真模型,仿真计算了短路故障引起的暂态过电压。对于110 kV中性点接地和35 kV中性点不接地海底电缆输电系统,分别对不同输送功率、不同输送距离和不同短路容量等情况下海缆的暂态过电压进行了仿真,计算了海缆线路上产生的最大过电压值,分析了最大过电压与这些变量之间的变化关系以及内在的物理机理。研究结果对于海缆线路和变电站的绝缘水平以及其他系统参数的确定具有参考价值。 展开更多
关键词 暂态过电压 海底交流电缆 PSCAD EMTDC
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海洋动态缆的截面布局及数值模拟研究 被引量:7
17
作者 李伟民 郭海燕 +3 位作者 牛建杰 张克超 林超 马东 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期131-136,共6页
脐带缆是海洋动态缆的主要类型,通常由不同功能的单元组装而成,外层一般由铠装钢丝螺旋缠绕和聚合物护套组成。脐带缆在敷设安装和在位运行时,受到拉伸荷载作用,外层铠装钢丝由于其螺旋缠绕特点,会将拉伸荷载转化成径向压力作用到脐带... 脐带缆是海洋动态缆的主要类型,通常由不同功能的单元组装而成,外层一般由铠装钢丝螺旋缠绕和聚合物护套组成。脐带缆在敷设安装和在位运行时,受到拉伸荷载作用,外层铠装钢丝由于其螺旋缠绕特点,会将拉伸荷载转化成径向压力作用到脐带缆内芯上,使脐带缆截面产生应力和变形,所以径向压力是截面布局设计的重要参数。本文推导了脐带缆在轴向拉力作用下对内芯产生的径向压力P,同时基于截面布局多边形的概念,可以绘制多边形图,由图能直观的反映截面的承载能力和各单元受力均匀情况。最后以一个包含不同单元的脐带缆为例,运用ANSYS有限元软件,进行了不同截面布局的建模计算和分析,考虑了单元间的接触和摩擦,给出了数值分析结果,通过对径向荷载作用下截面变形和单元最大受力的比较分析,结合截面布局多边形图,确定了合理布局方案。对脐带缆截面布局设计有重要指导意义。 展开更多
关键词 脐带缆 截面布局 ANSYS 数值模拟 径向压力
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海洋脐带缆截面力学性能分析与数值模拟 被引量:8
18
作者 张克超 郭海燕 +1 位作者 赵伟 李伟民 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2019年第S1期128-134,共7页
脐带缆是进行水下油气资源开采的关键设备,在深海油气资源的开发过程中起着至关重要的作用。脐带缆是由多种功能单元螺旋缠绕而成的非粘结复合结构,各层构件之间会出现接触摩擦与滑动现象,使脐带缆的截面设计和结构分析变得十分困难。... 脐带缆是进行水下油气资源开采的关键设备,在深海油气资源的开发过程中起着至关重要的作用。脐带缆是由多种功能单元螺旋缠绕而成的非粘结复合结构,各层构件之间会出现接触摩擦与滑动现象,使脐带缆的截面设计和结构分析变得十分困难。本文结合国内外研究的成果,在对脐带缆结构进行理论分析的基础上,利用ANSYS软件分别对无铠装和有铠装脐带缆进行数值模拟分析,采用梁单元和壳单元模拟管件,并用点-点和点-面接触单元模拟管件之间的相互作用,将数值模拟结果与理论计算结果进行对比,探讨不同的管件缠绕角度、摩擦因数对脐带缆的拉伸和弯曲刚度的影响。分析结果可为工程应用提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 脐带缆 缠绕角度 接触摩擦 数值模拟 理论分析
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海底观测网光电复合缆开路故障识别及区间定位方法 被引量:5
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作者 冯迎宾 李智刚 +2 位作者 王晓辉 何震 潘立雪 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期151-156,共6页
针对海底观测网络海底光电复合缆出现开路故障的问题,提出了采用平均测量残差值的方法识别开路故障。根据实时的网络拓扑结构与电流方向,建立有向图的邻接矩阵,将网络结构分成三种不同的区域。计算故障时刻前后的接驳盒电压变化差,利用... 针对海底观测网络海底光电复合缆出现开路故障的问题,提出了采用平均测量残差值的方法识别开路故障。根据实时的网络拓扑结构与电流方向,建立有向图的邻接矩阵,将网络结构分成三种不同的区域。计算故障时刻前后的接驳盒电压变化差,利用差值进行开路故障的区域定位,针对耦合区域,提出了假设检验的方法进行开路故障海缆的区间定位。建立了海底观测网供电网络模型,进行了开路故障仿真分析,结果验证了该开路故障识别和定位方法的实用性和有效性。 展开更多
关键词 海底观测网 光电复合缆 状态估计 开路故障 邻接矩阵
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基于单斜坡法的光电复合海缆温度、应变快速测量方法 被引量:19
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作者 徐志钮 胡宇航 +3 位作者 赵丽娟 樊明月 郭文翰 覃华 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期202-208,共7页
介绍了海缆监测的必要性和基于光纤分布式传感的高压光电复合海缆在线监测系统。为了提高基于布里渊散射的海缆温度、应变测量的实时性,介绍了单斜坡法的原理并将其引入海缆在线监测方法中。给出了基于洛伦兹模型时单斜坡法布里渊频移... 介绍了海缆监测的必要性和基于光纤分布式传感的高压光电复合海缆在线监测系统。为了提高基于布里渊散射的海缆温度、应变测量的实时性,介绍了单斜坡法的原理并将其引入海缆在线监测方法中。给出了基于洛伦兹模型时单斜坡法布里渊频移的计算公式。基于数值产生不同信噪比的布里渊谱和实测裸光纤/海缆复合光纤的布里渊谱。比较了单斜坡法和基于扫频方式的谱拟合法的准确性和实时性,重点研究了布里渊谱不同信噪比和光纤沿线布里渊频移不同程度波动情况下工作点的选择问题。结果表明:单斜坡法可使布里渊谱测量时间减少到原来的几十分之一甚至更小,同时布里渊频移误差仅小幅增加。用于海缆温度和应变监测时单斜坡法工作点建议选择为光纤沿线布里渊频移的均值减去一半的线宽,所确定的工作点对不同信噪比和光纤/海缆复合光纤沿线布里渊频移常见程度波动情况均具有不错的适应性。 展开更多
关键词 海缆 光纤分布式传感 温度和应变 单斜坡法 在线监测
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