[发明专利]基于分布式光纤测温的海缆局部放电量反演方法及装置

权利要求书

1.一种基于分布式光纤测温的海缆局部放电量反演方法，其特征在于，包括：

获取局部放电试验数据；所述局部放电试验数据包括不同局部放电源参数下的海缆外皮圆周面及轴向温度分布的监测数据，所述局部放电源参数包括局部放电类型、局部放电缺陷径向位置和局部放电量；

对所述局部放电试验数据进行分析，得到不同局部放电源参数下海缆外皮表面温度分布特性随时间变化的第一目标拟合曲线；

构建海缆几何仿真模型；所述海缆几何仿真模型包括呈分布式设置于海缆内的光纤单元；

根据所述海缆几何仿真模型和所述局部放电试验数据确定不同局部放电源对应的等效热功率；

基于不同等效热功率下光纤单元的表面温度分布及海缆外皮温度分布特征的仿真数据，构建不同热源参数下海缆外皮表面温度分布特性随时间变化的第二目标拟合曲线；所述热源参数包括局部放电类型、热源位置、等效热功率和光纤单元表面温度；

对各所述第二目标拟合曲线和各所述第一目标拟合曲线进行拟合，根据得到的拟合结果反演出各所述第二目标拟合曲线对应的局部放电缺陷径向位置和局部放电量。

2.根据权利要求1所述的基于分布式光纤测温的海缆局部放电量反演方法，其特征在于，所述对所述局部放电试验数据进行分析，得到不同局部放电源参数下海缆外皮表面温度分布特性随时间变化的第一目标拟合曲线，包括：

构建不同局部放电类型在同一局部放电缺陷径向位置下海缆外皮表面温度分布特性与局部放电量及时间的第一函数关系拟合曲线；

构建同一局部放电类型的不同局部放电缺陷径向位置下海缆外皮表面温度分布特性与局部放电量及时间的第二函数关系拟合曲线；

结合所述第一函数关系拟合曲线和所述第二函数关系拟合曲线，得到所述第一目标拟合曲线。

3.根据权利要求1所述的基于分布式光纤测温的海缆局部放电量反演方法，其特征在于，所述构建海缆几何仿真模型，包括：

确定海缆的简化结构模型；所述简化结构模型通过对海缆的目标结构及相应区域的材料属性进行简化得到，所述目标结构包括海缆线芯的绝缘结构、海缆线芯的防护结构及光纤单元的结构；

根据所述简化结构模型，利用有限元仿真得到海缆几何仿真模型。

4.根据权利要求1所述的基于分布式光纤测温的海缆局部放电量反演方法，其特征在于，所述根据所述海缆几何仿真模型和所述局部放电试验数据确定不同局部放电源对应的等效热功率，包括：

将目标局部放电源等效为一目标热源，从所述局部放电试验数据中获取所述目标局部放电源对应的局部缺陷位置上海缆外皮表面最大温度与时间的演化关系数据，根据所述演化关系数据确定所述目标热源的发热功率范围；

以所述目标热源的发热功率范围的下限作为目标热源的热功率初始值，设置热功率变化的步长，以及设置海缆所处的环境温度及边界条件；

基于目标热源的热功率当前值进行热传导计算，得到不同位置光纤表面温度分布特性数据，将所述不同位置光纤表面温度分布特性数据中的各光纤表面温度与所述光纤单元实际测得的相应位置的光纤单元表面温度进行比较，得到相对误差比例；

判断当前得到的相对误差比例是否小于预置比例；若是，将目标热源的热功率当前值作为所述目标局部放电源对应的等效热功率；若否，将目标热源的热功率当前值增加一所述步长，并返回至上一步骤。

5.根据权利要求4所述的基于分布式光纤测温的海缆局部放电量反演方法，其特征在于，所述根据所述海缆几何仿真模型和所述局部放电试验数据确定不同局部放电源对应的等效热功率，还包括：

设置所述预置比例为20％。