[发明专利]海底悬空电缆波浪致振荡监测试验装置及监测方法

说明书

本申请公开了一种海底悬空电缆波浪致振荡监测试验装置及监测方法。其中，该装置包括：玻璃水槽和钢制框架；造波板；控制装置；反射波吸收装置；波高仪和波要素信号接收装置；应变片和信号采集器。通过本申请的技术方案，可以实现对海底悬空电缆波浪致振荡的监测试验，从而避免海底悬空电缆工程中因设计不当引发的工程事故，对海底悬空电缆的设计及应用具有指导意义。

技术领域

本申请涉及电力工程领域，尤其涉及一种海底悬空电缆波浪致振荡监测试验装置及监测方法。

背景技术

在海底悬空电缆工程中，当采用的电缆的固有自振频率，与波浪作用下的海底悬空电缆波浪致振荡频率相近或相同时，可能导致海底悬空电缆在波浪的影响下发生频率锁定，进而造成海底悬空电缆损毁，引发工程事故。但相关技术中，关于海底悬空电缆波浪致振荡监测试验的具体实施方法尚不多见。

发明内容

本申请提供一种海底悬空电缆波浪致振荡监测试验装置及监测方法，可以实现对海底悬空电缆波浪致振荡的监测试验，从而避免海底悬空电缆工程中因设计不当引发的工程事故，对海底悬空电缆的设计及应用具有指导意义。

第一方面，本申请提供一种海底悬空电缆波浪致振荡监测试验装置，包括：玻璃水槽和钢制框架，所述玻璃水槽布设在试验室平地上，所述钢制框架位于所述玻璃水槽内且埋设于所述试验室平地上，所述玻璃水槽内壁表面及与所述钢制框架的接触面设有防水材料；造波板，所述造波板搭载于所述玻璃水槽的前端；控制装置，所述控制装置与所述造波板连接，用于按照波要素参量控制所述造波板在所述玻璃水槽内进行造波；反射波吸收装置，所述反射波吸收装置设在所述玻璃水槽的后端，用于对所述玻璃水槽的后端波浪进行消波处理；波高仪和波要素信号接收装置，所述波高仪架设在所述玻璃水槽的试验段处，所述波高仪与所述波要素信号接收装置连接，用于测量波浪经过所述试验段期间波浪随时间的变化过程；应变片和信号采集器，所述应变片设于试验用海缆模型的中心部位，所述应变片通过双惠斯通电桥与所述信号采集器连接，所述应变片和信号采集器用于测量所述试验用海缆模型在波浪的作用下发生的应变信息数据。

根据本申请实施例的海底悬空电缆波浪致振荡监测试验装置，可以实现对海底悬空电缆波浪致振荡的监测试验，从而避免海底悬空电缆工程中因设计不当引发的工程事故，对海底悬空电缆的设计及应用具有指导意义。

在一种实现方式中，所述反射波吸收装置由块状空隙结构物以斜坡方式堆叠而成；所述斜坡的坡度为1:5～1:10之间。

一种可选地实现方式中，所述斜坡堆叠时以所述块状空隙结构物相间堆叠，所述堆叠的高度超过所述玻璃水槽的高度，且在所述斜坡顶部最上层放置压实物，所述压实物用于阻止试验期间所述块状空隙结构物在水中浮起。

一种可选地实现方式中，所述块状空隙结构物为捆扎成块的干稻草，相对密度在0.3～0.5之间。

在一种实现方式中，所述波高仪为多个，多个所述波高仪分别架设在所述试验段前端、中部、后端以及距离所述后端预设长度处。

一种可选地实现方式中，所述试验用海缆模型架设在所述试验段中端，架设在所述试验段中部的波高仪正对下方的所述试验用海缆模型。

在一种实现方式中，所述装置还包括：处理装置，用于获取所述波要素信号接收装置记录的不同部位波要素信息数据，并获取所述信号采集器记录的所述试验用海缆模型中段应变信息数据，并根据所述不同部位波要素信息数据和所述试验用海缆模型中段应变信息数据，确定所述试验用海缆模型波致振荡频率与影响因素之间的数学关系式。