[发明专利]一种海底电缆登陆段运行环境测控装置

说明书

本发明提供一种海底电缆登陆段运行环境测控装置，所述测控装置包括土壤热阻系数传感器、土壤水分含量传感器、现场测控单元、远程监控主机、土壤参数调节装置；所述土壤热阻系数传感器和土壤水分含量传感器分别与现场测控单元连接，所述现场测控单元和土壤参数调节装置分别与远程监控主机连接。本发明提供的技术方案可通过监测土壤的温度、热阻系数和水分含量，根据监测结果调节土壤水分含量进而调节土壤热阻系数或直接调节土壤温度，以达到提高海底电缆登陆段线路散热能力，提高海底电缆登陆段载流量的目的。

技术领域

本发明涉及一种测控装置，具体讲涉及一种用于调节海底电缆登陆段土壤温度和热阻系数以提高海底电缆登陆段载流量的测控装置。

背景技术

按照电缆敷设位置的区别，海底电缆可分为海底段、登陆段和空中段三个部分。在海底电缆登陆段，电缆一般直埋敷设在土壤(包括沙土或其它特殊的回填材料)中。环境温度和电缆线路附近土壤的热阻系数是决定电缆线路载流量的重要参数。由于登陆段环境温度较高，土壤的热阻系数较大，登陆段电缆的载流量通常大幅度低于海底段和空中段，是海底电缆线路输送能力的瓶颈。

在现有海底电缆工程中，通常采用剥除海缆登陆段铠装、在海底电缆登陆段附近敷设冷却水管、采用特殊回填土置换原有土壤等方式来提高登陆段的载流量。其中，剥除铠装的方法涉及到线路的设计和施工，在已有线路上难以实施。敷设冷却水管和回填的方法在一定程度上能够改善海底线路的散热能力，但冷却水管对设备的要求较高；特殊回填土仅用于电缆周围的局部区域，且在长期高温环境作用下，回填土的性质仍可能发生变化。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述不足之处，本发明提供一种海底电缆登陆段运行环境测控装置，该装置通过监测土壤的温度、热阻系数和水分含量，根据监测结果调节土壤水分含量进而调节土壤热阻系数或直接调节土壤温度，以达到提高海底电缆登陆段线路散热能力，增大海底电缆登陆段载流量的目的。

本发明提供的技术方案是：一种海底电缆登陆段运行环境测控装置，其改进之处在于：所述测控装置包括土壤热阻系数传感器、土壤水分含量传感器、现场测控单元、远程监控主机、土壤参数调节装置；所述土壤热阻系数传感器和土壤水分含量传感器分别与现场测控单元连接，所述现场测控单元和土壤参数调节装置分别与远程监控主机连接。

优选的，所述土壤热阻系数传感器埋设在登陆段海底电缆附近的土壤中，与现场测控单元连接，用于获取土壤的热阻系数。

进一步，所述土壤热阻系数传感器包括一端开口、另一端密封的中空不锈钢圆筒，设于所述中空不锈钢圆筒内部轴线位置的电热丝，设于所述中空不锈钢圆筒内的热电偶和设于所述中空不锈钢圆筒开口端的防水插头；所述热电偶的测温点焊接在所述中空不锈钢圆筒的管壁上；

所述电热丝和所述热电偶分别在所述中空不锈钢圆筒内部与所述防水插头相连，所述防水插头的外侧接电源及信号线的一端；所述电源及信号线的另一端与现场测控单元相连，用于给所述电热丝提供恒定的直流电源，并将所述热电偶的测量信号传输给所述现场测控单元。

进一步，所述中空不锈钢圆筒的密封端呈与所述中空不锈钢圆筒同轴线的实心圆锥体；所述中空不锈钢圆筒的轴向长度与径向直径的比值大于20；

所述中空不锈钢圆筒内填充有导热材料，用于使所述中空不锈钢圆筒、所述电热丝和所述热电偶之间相互绝缘。

进一步，所述导热材料的导热系数大于5W/m·K，与待测土壤的热容比在0.5-2范围内。

优选的，所述土壤水分含量传感器埋设在登陆段海底电缆附近的土壤中，与现场测控单元连接，用于获取土壤的水分含量。