收藏本站
《华北电力大学》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于光纤传感的海底电缆力学及热学特性研究

张杰  
【摘要】:随着我国海洋油气开发、沿海城市工农业建设,以及海上风电技术的不断发展,光纤复合海底电缆应用越来越广泛。为使三芯光纤复合海底电缆能够长时间无故障工作,需要利用分布式光纤传感技术实时监测光纤的应变及温度变化,获取海底电缆的健康状态,以保证其长期可靠的运行。本文以三芯光纤复合海底电缆为对象展开研究。介绍了与课题研究相关的基本知识;结合海底电缆的敷设及运行环境,根据其拉伸过程中的机械性能建立了拉伸机械有限元模型,得到了不同速度载荷下,三芯海底电缆各层应力、应变、塑性应变的仿真数据,针对此数据分析得到了三芯海底电缆相应结构层应力与光单元应变的关系式,为通过光纤应变获取海底电缆应力提供了依据。另外,根据IEC标准求得了三芯海底电缆的损耗,并将其转换为热生成率作为有限元模型的载荷,进而建立了不同规格的三芯海底电缆的稳态热力学模型;利用所建模型仿真分析了稳态时土壤热阻系数、环境温度对海底电缆光纤与铜导体温度的影响;得出了不同工况、不同规格三芯海底电缆中光纤温度与铜导体温度的关系,为通过光纤温度获取海底电缆缆芯温度提供了依据。本文研究成果为通过三芯光纤复合海底电缆中光纤应变与温度分布数据计算海底电缆的不同结构层应变以及铜导体温度提供了一种便捷方式,对三芯海底电缆的状态监测研究具有一定的参考价值。
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P756.1

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张磊;宣耀伟;乐彦杰;张占奎;李琰;沈耀军;;110kV单芯海缆的载流量计算、温度场仿真及其热循环试验研究[J];高压电器;2016年06期
2 张松光;郭旭敏;张畅生;许自强;刘贺晨;刘云鹏;;不同敷设环境下高压直流海缆的温度场分析[J];广东电力;2016年01期
3 魏新劳;朱博;庞兵;陈庆国;王颂;李锐海;;500kV海底充油电缆护套绝缘在线监测方法[J];电机与控制学报;2015年05期
4 吕安强;李永倩;李静;张旭;;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[J];电工技术学报;2014年11期
5 张旭;尹成群;吕安强;李永倩;;光电复合海缆有限元建模与仿真[J];计算机仿真;2013年02期
6 应启良;;我国发展直流海底电力电缆的前景[J];电线电缆;2012年03期
7 王裕霜;;世界各国海底电缆输电工程发展综述[J];中国电力教育;2012年03期
8 邱巍;鲍洁秋;于力;韩刚;;海底电缆及其技术难点[J];沈阳工程学院学报(自然科学版);2012年01期
9 赵健康;陈铮铮;;国内外海底电缆工程研究综述[J];华东电力;2011年09期
10 倪必辉;;浅谈海底电缆的监测与维护[J];电力与电工;2010年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 顾玉娟;;海底电缆的安全性探讨[A];救捞专业委员会2003年学术交流会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 吕安强;基于分布式光纤应变和温度传感的光纤复合海底电缆状态监测方法研究[D];华北电力大学;2015年
2 常天英;基于布里渊散射的分布式光纤传感系统研究[D];山东大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 李毅;复合海底电缆在线状态监测系统应用研究[D];华北电力大学;2015年
2 张旭;海底高压光电复合缆故障仿真方法研究[D];华北电力大学;2013年
3 肖鹏;海底电缆抛石保护层抗锚害能力分析[D];华中科技大学;2012年
4 李兢;海底光缆力学特性有限元分析[D];武汉理工大学;2009年
5 李秀锋;浅海及潮间带海洋环境对海洋石油设施安全性影响研究[D];天津大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈然;李春梅;计霜霜;梅文杰;王腾;;光电复合海缆的模态分析仿真[J];电线电缆;2018年01期
2 肖世杰;胡列翔;周自强;王少华;周路遥;;交联聚乙烯绝缘海底电缆应用及试验监测技术评述[J];绝缘材料;2018年01期
3 李姗姗;王力农;方雅琪;郭真萍;宋斌;;基于布拉格光纤光栅传感技术的复合材料杆塔老化寿命预测[J];电工技术学报;2018年01期
4 梁涵卿;刘亚东;万磊;盛戈皞;江秀臣;;混联半波长交流输电线路最优配比及联网性能研究[J];高电压技术;2018年01期
5 张宇鑫;张维佳;陈政;;基于风险概率和复杂海床地质条件的海底电缆差异化保护方案研究[J];通讯世界;2017年24期
6 林晓波;何旭涛;汪洋;张健;沈耀军;吕安强;胡玉娇;;三芯光纤复合海底电缆船锚钩挂有限元建模[J];电力科学与工程;2017年11期
7 郝艳捧;陈云;阳林;邱伟豪;傅明利;侯帅;;高压直流海底电缆电–热–流多物理场耦合仿真[J];高电压技术;2017年11期
8 赵健康;赵鹏;陈铮铮;欧阳本红;郑新龙;;高压直流电缆绝缘材料研究进展评述[J];高电压技术;2017年11期
9 卢志飞;何旭涛;林晓波;敬强;吕安强;冯雨珊;;洋流冲刷下的海底电缆动力学有限元分析[J];电线电缆;2017年05期
10 王昊;;基于GIS的海底电缆运行环境在线监控系统研究[J];测绘与空间地理信息;2017年10期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 魏鹤鸣;光纤传感器在结构锈蚀进程监测中的应用研究[D];大连理工大学;2016年
2 陈珂;光纤IOFDR分布温度传感及多传感器融合技术研究[D];大连理工大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 吴婧;内外流因素对海底悬跨管道振动特性的影响分析[D];东北石油大学;2017年
2 张杰;基于光纤传感的海底电缆力学及热学特性研究[D];华北电力大学;2017年
3 柳小花;光纤复合海底电缆扭转与磨损特性的有限元分析[D];华北电力大学;2017年
4 鞠森;基于光纤应变的海底电缆弯曲特性研究[D];华北电力大学;2017年
5 刘轶群;拉索索丝应力分布规律及索夹节点优化研究[D];北京交通大学;2015年
6 郭冠群;海底管线碎石保护结构抗拖锚损害研究[D];天津大学;2014年
7 高岑;基于BOTDR的周界入侵报警系统中传感光缆特性的研究[D];南京大学;2011年
8 戴澍;基于ABAQUS的海上风电机组基础结构安全性研究[D];华中科技大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘畅;徐政;;电力电缆温度场与载流量计算软件设计[J];广东电力;2015年06期
2 吕安强;李永倩;李静;张旭;吴飞龙;;光电复合海缆中光纤与导体温度关系的有限元分析方法[J];电工技术学报;2014年04期
3 范玉军;;一种电缆载流量及温度参数的换算方法[J];电线电缆;2014年02期
4 张磊;郑新龙;俞恩科;高震;;铠装回路串联电阻对110kV海底电缆热效应影响的试验研究[J];电力系统保护与控制;2014年06期
5 段佳冰;尹成群;吕安强;李永倩;;基于IEC 60287和有限元法的高压海底电缆温度场分析方法[J];高压电器;2014年01期
6 张磊;郑新龙;宣耀伟;章正国;何旭涛;;110kV单芯海缆铠装损耗试验研究[J];电线电缆;2013年05期
7 刘频频;安博文;周灵;周蓉蓉;;基于有限元法的复合海缆温度场的仿真计算[J];计算机仿真;2013年10期
8 张旭;尹成群;吕安强;李永倩;;光电复合海缆有限元建模与仿真[J];计算机仿真;2013年02期
9 吴晓文;舒乃秋;李洪涛;李玲;;气体绝缘输电线路温升数值计算及相关因素分析[J];电工技术学报;2013年01期
10 陆莹;黄辉;;基于分布式光纤传感技术的高压海底电缆外力损坏仿真[J];电气技术;2012年12期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 刘辉;电缆故障诊断理论与关键技术研究[D];华中科技大学;2012年
2 远航;波浪作用下埕岛油田海底管线稳定性数值分析[D];中国海洋大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 方超;应用ALE有限元法对飞机水上迫降过程的流固耦合仿真[D];复旦大学;2011年
2 李瑞景;采煤机监控系统井下数据传输的研究[D];西安科技大学;2010年
3 韩文祥;弹丸挤进变形模拟问题研究[D];南京理工大学;2009年
4 李敏智;基于LabWindows/CVI的数据采集与监控系统的设计与实现[D];武汉理工大学;2009年
5 薛源;基于Lab Windows/CVI平台的虚拟仪器的设计与开发[D];东北大学;2005年
6 郑建琴;污染源废水在线监控系统软件设计[D];浙江大学;2003年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马小杰;英国计划建造世界最长海底电缆[J];水利水电快报;2001年18期
2 张文国;刘效国;曹志阳;;海底电缆修复工艺及方法[J];电工技术;2010年06期
3 韩志军;陈光;;海底电缆登陆点及路径选择研究[J];吉林电力;2013年02期
4 张必成;机器人将参加修复日中海底电缆的调查[J];东海海洋;1984年01期
5 张国光;;海底电缆安全及其施工埋设技术研究[J];海洋技术;1992年01期
6 ;国内最长的110kV海底电缆敷设成功[J];华东电力;1995年12期
7 胡广华;世界上最长的海底电缆将在马来西亚修建[J];水力发电;1995年03期
8 ;我国最长的110kV海底电缆敷设成功[J];农村电气化;1996年02期
9 齐苇,李晓飞;填海造地中海底电缆的保护[J];广东水利水电;2004年04期
10 戴加彬;胜利油田海底电缆敷设工程安全对策浅谈[J];安全、健康和环境;2004年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 顾玉娟;;海底电缆的安全性探讨[A];救捞专业委员会2003年学术交流会论文集[C];2003年
2 王雷;;海底电缆故障点检测定位技术的研究应用[A];第十三届中国科协年会第13分会场-海洋工程装备发展论坛论文集[C];2011年
3 史增园;周滨;徐强;;海底电缆与拖缆二维资料深层成像分析[A];中国地球物理2013——第二十八专题论文集[C];2013年
4 许江;刘天佑;李海东;;海底电缆磁场模型及磁异常探测[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
5 奉虎;马洪新;;海底电缆带电状态埋设方法[A];2008年度海洋工程学术会议论文集[C];2008年
6 史令彬;卢志飞;林晓波;刘东露;章正国;陈国志;;海底电缆一体化监控架构研究[A];海洋经济与电力发展——第十届长三角电机、电力科技分论坛论文集[C];2013年
7 孙科沸;;海底电缆探测技术研究现状[A];中国通信学会2011年光缆电缆学术年会论文集[C];2011年
8 张永祥;;深水平台间海底电缆铺设中的ROV选型[A];2007年度海洋工程学术会议论文集[C];2007年
9 姜兆公;罗迪雷;任尚今;邹琪琳;;海底电缆在线综合监测新技术应用研究[A];中国通信学会2011年光缆电缆学术年会论文集[C];2011年
10 石建敏;顾玉娟;;海缆工程概要[A];救捞专业委员会2003年学术交流会论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 罗涟浩赖刚;国产110千伏海底电缆在甬面世[N];宁波日报;2007年
2 ;海底电缆宽带之争[N];中国高新技术产业导报;2001年
3 王协云;220千伏海底电缆在厦门入海[N];国家电网报;2010年
4 黄银凤 朱斌斌;舟山:海底电缆保护引入智能语音装置[N];中国安全生产报;2010年
5 记者 郭嘉轩 通讯员 张耀乾;我省海底电缆保护联席机制运行高效[N];海南日报;2013年
6 本报记者 何英;新能源开发促海底电缆业繁荣[N];中国能源报;2014年
7 本报记者 栗清振;海底电缆将成为电缆产业升级新方向[N];中国电力报;2014年
8 徐博龙;渔区海底电缆该如何铺设和维护[N];浙江日报;2001年
9 董立万通讯员 朱守荣;依法管好海底电缆管道服务海区经济社会发展[N];中国海洋报;2007年
10 本报记者 秦羽 北仑记者站 李孟龙 顾霄扬;用技术创新破产业升级难题[N];宁波日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 吕安强;基于分布式光纤应变和温度传感的光纤复合海底电缆状态监测方法研究[D];华北电力大学;2015年
2 方守川;海底电缆地震勘探导航定位关键技术研究及系统研制[D];武汉大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张杰;基于光纤传感的海底电缆力学及热学特性研究[D];华北电力大学;2017年
2 鞠森;基于光纤应变的海底电缆弯曲特性研究[D];华北电力大学;2017年
3 Mаriа Kаlаshnikоvа(玛丽);中俄联合通信项目的经济影响研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
4 李毅;复合海底电缆在线状态监测系统应用研究[D];华北电力大学;2015年
5 陈行滨;基于GPMS的高压电缆线路状态监测系统研究与应用[D];福州大学;2013年
6 刘征;光纤复合海底电缆故障诊断方法研究[D];华北电力大学;2016年
7 俞宙;一种海缆巡检ROV的机械结构设计与控制系统开发[D];杭州电子科技大学;2015年
8 柳小花;光纤复合海底电缆扭转与磨损特性的有限元分析[D];华北电力大学;2017年
9 郭彤;海底电缆受船舶锚害风险研究[D];天津大学;2013年
10 石玲;海底电缆铺设转盘系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026