一种海底电缆路径探测装置和方法以及电缆故障定位方法

技术特征：
1.一种海底电缆路径探测装置，其特征在于：包括探测船、总控模块(2)、船舵控制模块(4)、定位及信息传输系统(6)、电缆路径探测组件、故障探测组件和陆上集控中心(10)；所述电缆路径探测组件包括电缆路径探测模块(3)和第一磁场探测装置(8)；所述第一磁场探测装置(8)包括第一感应线圈(81)、第二感应线圈(82)和第三感应线圈(83)；第二感应线圈的中心轴线与探测船前进方向一致；第一感应线圈和第三感应线圈对称布置于第二感应线圈的两侧；所述故障探测组件包括故障定位模块(5)和第二磁场探测装置。2.根据权利要求1所述的海底电缆路径探测装置，其特征在于：所述故障定位模块包括第四感应线圈(91)，所述第四感应线圈的中心轴线与探测船的底板垂直。3.一种海底电缆路径探测方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的海底电缆路径探测装置进行探测，所述探测方法包括以下步骤：(1)总控模块(2)向电缆路径探测模块(3)发送指令，探测船在电缆入水处出发并向电缆两侧调整船头方向，在调整的过程中，第二感应线圈(82)探测周围磁场，电缆路径探测模块(3)储存第二感应线圈探测到的最小感应电势e
2min
；当第二感应线圈测得的瞬时感应电势e
i
＝e
2min
时，则海底电缆走向与第二感应线圈的轴线平行，表示探测船与电缆走向一致；(2)电缆路径探测模块(3)将第一感应线圈测得的感应电势e1与第三感应线圈测得的感应电势e3的比值反馈给船舵控制模块(4)，并控制舵叶(7)来调整探测船与电缆走向一致；(3)探测船调整走向后，重复步骤(1)至步骤(2)探测。4.根据权利要求3所述的海底电缆路径探测方法，其特征在于：步骤(1)中，所述瞬时感应电势其中，为海底电缆中交流电产生的磁感应强度的变化率，s为第二感应线圈通过磁感线的有效面积。5.根据权利要求3所述的海底电缆路径探测方法，其特征在于：步骤(2)中，当第一感应线圈测得的感应电势e1与第三感应线圈测得的感应电势e3的比值时，探测船与电缆走向一致。6.根据权利要求3所述的海底电缆路径探测方法，其特征在于：步骤(2)中，若船舵控制模块(4)接收到电缆路径探测模块(3)反馈的数据则船舵控制模块(4)控制探测船向第一感应线圈处的方向偏转。7.根据权利要求3所述的海底电缆路径探测方法，其特征在于：步骤(2)中，若船舵控制模块(4)接收到电缆路径探测模块(3)反馈的数据则船舵控制模块(4)控制探测船向第三感应线圈处的方向偏转。8.一种海底电缆故障定位方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的海底电缆路径探测装置来进行定位，所述故障定位方法包括以下步骤：(1)总控模块向电缆路径探测模块发送指令，探测船在电缆入水处出发并向电缆两侧
调整船头方向，在调整的过程中，第二感应线圈(82)探测周围磁场，电缆路径探测模块(3)储存第二感应线圈探测到的最小感应电势e
2min
；当第二感应线圈测得的瞬时感应电势e
i
＝e
2min
时，则海底电缆走向与第二感应线圈的轴线平行，表示探测船与电缆走向一致；(2)电缆路径探测模块(3)将第一感应线圈测得的感应电势e1与第三感应线圈测得的第三感应电势e3的比值反馈给船舵控制模块(4)，并控制舵叶(7)来调整探测船与电缆方向一致；(3)探测船从入水处行驶至与海底电缆的走向一致时，将故障定位模块的第四感应线圈(91)测得的感应电势e4作为阈值存储到故障定位模块中，探测船探测至第四感应线圈与海底电缆的最大距离后，若第四感应线圈测得的瞬时感应电势e
i
＝0，则判断海底电缆的故障发生在探测船入水处；若瞬时感应电势e
i
≠0，则探测船继续探测直至瞬时感应电势e
i
＝0时，定位及信息传输系统(6)把e
i
＝0的处的坐标p
1i
和上一个瞬时感应电势ei等于阈值e4的坐标p
2i
传输给陆上集控中心，所述p
2i
到p
1i
之间为一个故障区间。9.根据权利要求8所述的海底电缆故障定位方法，其特征在于：步骤(3)中，第四感应线圈与海底电缆的最大距离其中，u0为磁导率，b
min
为第四感应线圈探测的最小磁场强度，i为海底电缆中的电流强度。10.根据权利要求8所述的海底电缆故障定位方法，其特征在于：步骤(3)中，所述坐标p
2i
为坐标p
1i
之前的距离p
1i
最近的点。

技术总结
本发明公开了一种海底电缆路径探测装置和方法以及电缆故障定位方法，该探测装置包括探测船、总控模块、船舵控制模块、定位及信息传输系统、电缆路径探测组件、故障探测组件和陆上集控中心。本发明通过对海底电缆的故障相施加低频电压，使电缆周围海域产生交变磁场，进而对海底电缆的走向进行探测和判断，克服了当海底电缆的实际线路偏离原来铺设的线路而造成的对其检修不便的技术缺陷，并节省了时间，提高了效率。本发明的电缆故障定位方法快捷的对故障点进行定位，克服了以往对海底电缆故障点确定时耗时耗力且故障点定位准确率不高的问题，提高了故障点定位的准确率和效率。提高了故障点定位的准确率和效率。提高了故障点定位的准确率和效率。


技术研发人员：唐文献 孙祥 陆杨 周志凯 李硕德 李群峰
受保护的技术使用者：江苏科技大学
技术研发日：2022.03.22
技术公布日：2022/6/28