[发明专利]一种海底电缆载流量岸上模拟实验装置及方法

权利要求书

1.一种海底电缆载流量岸上模拟实验装置，其特征在于，包括热电偶(1)，温度采集模块(2)，光纤温度应变分析仪(3)，调压器(4)，穿心变压器(5)，以及电流互感器(6)；其中，

测量时，电缆(7)和光缆(8)上开设有孔洞；若干热电偶(1)分别用导电胶固定在相应的位置，用于测量不同时刻的不同电流大小下电缆(7)和光缆(8)各个位置的温度变化；待测电缆(7)捆绑光缆(8)穿过穿心变压器(5)和电流互感器(6)，且待测电缆(7)捆绑光缆(8)两端导体连接，形成通电回路；待测光缆(8)中的光纤的一端与光纤温度应变分析仪(3)发射端相连，另一端光纤温度应变分析仪(3)接收端相连，形成另一条光通路；通过调压器(4)对穿心变压器(5)电压调节进而改变对待测电缆(7)捆绑光缆(8)产生的电流的大小；热电偶(1)与温度采集模块(2)相连，温度采集模块(2)用于储存热电偶(1)在不同时刻测得的待测电缆(7)捆绑光缆(8)各层结构的温度值；光纤温度应变分析仪(3)用于采集不同时刻的待测电缆(7)捆绑光缆(8)不同位置的布里渊位移频移。

2.根据权利要求1所述的一种海底电缆载流量岸上模拟实验装置，其特征在于，待测电缆(7)包括由内至外依次设置的铜导体(701)，绝缘(702)，铜带(703)，钢带铠装(704)，以及阻燃外护套(705)。

3.根据权利要求1所述的一种海底电缆载流量岸上模拟实验装置，其特征在于，光缆(8)包括由内至外依次设置的光单元(801)，聚乙烯内护层(802)，第一层钢丝铠装(803)，第二层钢丝铠装(804)，以及外被层(805)。

4.一种海底电缆载流量岸上模拟实验方法，其特征在于，该方法基于权利要求1至3中任一项所述的一种海底电缆载流量岸上模拟实验装置，包括以下步骤：

1)将一根待测电缆(7)捆绑光缆(8)穿过穿心变压器(5)，并将待测电缆(7)捆绑光缆(8)两端导体连接，形成通电回路；并提前在待测电缆(7)和光缆(8)上打孔，打孔深度与电缆(7)和光缆(8)各层结构相吻合，在孔内放入热电偶(1)，测量不同时刻待测电缆(7)捆绑光缆(8)各个位置的温度；

2)将待测光缆(7)中的光纤的一端与光纤温度应变分析仪(3)发射端相连，另一端与光纤温度应变分析仪(3)接收端相连，形成另一条光通路；

3)改变待测电缆(7)捆绑光缆(8)中通过电流的大小，记录不同电流下热电偶测量的温度、不同条件下光纤温度应变分析仪(3)测量的布里渊位移频移；

4)根据布里渊频移与温度、应变的关系式，得到同一时刻待测电缆(8)捆绑光缆(7)在不同电流下，电缆(7)和光缆(8)各层的温度与电流关系；

5)并将电缆(8)捆绑光缆(7)的实验结果与在COMSOL仿真软件中的仿真结果相对比。

5.根据权利要求4所述的一种海底电缆载流量岸上模拟实验方法，其特征在于，步骤3)中，通过调压器(4)调节电缆(7)中的感应电流，观察电流互感器(6)的电流值，使其分别保持在100A、200A、300A、400A，待到电缆(7)和光缆(8)各层的温度达到稳态。