自修復水下線纜的制作方法
【專利摘要】本發明涉及電力【技術領域】。自修復水下線纜，包括水下電纜主體，水下電纜主體設有易斷點，水下電纜主體還設有修復材料包，修復材料包位于易斷點設置處，修復材料包包括焊接用材料、包裹層，在易斷點設置處，水下電纜主體的徑向上從內之外依次設有易斷點，焊接用材料、包裹層；易斷點斷裂時，焊接用材料熔融連接易斷點。本發明通過在傳統水下電纜主體上設置易斷點，在易斷點設置修復材料包，斷裂后，易斷點處的電阻加大，因電阻的加大導致發熱升溫，從而熔融焊接用材料，對易斷點進行連接修復。因為水具有降溫作用，這種熔融再塑造的方式適合水下電纜，防斷裂，維持電力供應，或者信號通信，提高了傳統水下電纜的工作穩定性。
【專利說明】自修復水下線纜
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及電力【技術領域】，具體涉及一種水下電纜。
【背景技術】
[0002]水下電纜鋪設好后，難免會因為地形變化，或者其他外力，產生拉扯，因而斷裂。
[0003]傳統的水下電纜無法實現自修復，一經斷裂就無法維持電力供應，或者信號通信。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供自修復水下線纜，以解決傳統水下電纜無法實現自修復的技術問題。
[0005]本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現:
[0006]自修復水下線纜，包括水下電纜主體，所述水下電纜主體設有易斷點，所述水下電纜主體還設有修復材料包，所述修復材料包位于所述易斷點設置處，所述修復材料包包括焊接用材料、包裹層，在所述易斷點設置處，所述水下電纜主體的徑向上從內之外依次設有所述易斷點，所述焊接用材料、所述包裹層；
[0007]所述易斷點斷裂時，所述焊接用材料熔融連接所述易斷點。
[0008]本發明通過在傳統水下電纜主體上設置易斷點，在易斷點設置修復材料包，斷裂后，易斷點處的電阻加大，因電阻的加大導致發熱升溫，從而熔融焊接用材料，對易斷點進行連接修復。因為水具有降溫作用，這種熔融再塑造的方式適合水下電纜，防斷裂，維持電力供應，或者信號通信，提高了傳統水下電纜的工作穩定性。
[0009]所述水下電纜主體設有易斷點處的外徑小于所述水下電纜主體未設易斷點處的外徑。
[0010]本發明通過調整水下電纜主體的外徑大小，從而實現易斷的效果。傳統的水下電纜主體由于安裝位置的不定性，無法預知評判斷裂處，本發明通過調整電力電纜主體的外徑粗細分布，以細處為易斷點處，當易斷點處周邊經受到外力作用，易斷點處斷裂，從而實現了水下電纜主體斷點可控性。
[0011]所述焊接用材料包括焊錫顆粒、銅顆粒。本發明通過焊錫顆粒從而實現斷裂時的熔融連接性，通過銅顆粒從而提高連接處的導電性。
[0012]所述修復材料包的修復使用次數大于或等于兩次。焊錫顆粒和銅顆粒并非一次用光，本發明并非為一次修復型，在水下電纜主體再次產生扯斷時，可以再次進行修復。
[0013]所述包裹層是一彈性耐高溫材料。本發明通過包裹層的彈性耐高溫性，從而防止焊接用材料熔融時，對包裹層的損傷，此外，本發明將包裹層選取為有彈性的，從而保證包裹層對焊接用材料的緊密包裹性，此外，可以有效的保證斷裂時焊接用材料熔融運動的可調性。但因水下溫度低，可以迅速降溫，對耐高溫材料要求較低，也不會產生火災。
[0014]所述包裹層的長度大于所述易斷點的長度；
[0015]所述水下電纜主體的電力通道方向為所述包裹層的長度方向。
[0016]從而保證水下電纜主體可以接受一定程度的拉伸延長，維持正常工作。
[0017]所述水下電纜主體上設有線路通斷監控報警裝置，所述水下電纜主體無法修復時，所述線路通斷監控報警裝置無線通訊連接用于報警的服務器；
[0018]所述線路通斷監控報警裝置包括用于檢測易斷點設置處的電壓變化情況的電壓傳感器，所述電壓傳感器包括感知所述水下電纜主體易斷點設置處的電壓變化情況的電壓傳感器件，微型處理器系統，所述電壓傳感器件連接微型處理器系統，所述微型處理器系統連接無線通訊模塊。
[0019]本發明通過線路通斷監控報警裝置從而實現遠程監控水下電纜主體通斷情況，在徹底無法修復時，可以自行報警。
[0020]所述電壓傳感器設有身份識別的特征數據。
[0021]本發明通過電壓傳感器的特征數據，從而實現斷裂位置的可辨性。
[0022]所述電壓傳感器包括磁感應線圈、磁芯，所述磁感應線圈纏繞在所述磁芯上，所述磁芯套設在所述水下電纜主體徑向外圍；
[0023]所述磁感應線圈的信號輸出端連接蓄電模塊，所述蓄電模塊連接所述電壓傳感器的電源輸入端；
[0024]所述磁感應線圈的信號輸出端還連接所述電壓傳感器件的信號輸入端。
[0025]當所述水下電纜主體工作后，所述水下電纜主體為導通交流電的高壓電線，所述磁感應線圈感應到電能，并將電能傳遞給蓄電模塊，用以供電，無需外接電源，也無需連接高壓線路。所述電壓傳感器件在感知到超出閾值的信號時，進行報警。
[0026]所述磁芯優選環形軟磁磁芯。
[0027]所述水下電纜主體上設有至少三個易斷點，所述至少三個易斷點的相鄰間距差值不大于lm。
[0028]所述水下電纜主體上設有至少三個電壓傳感器，所述至少三個電壓傳感器包括第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器，所述至少三個電壓傳感器從前至后依次無線通訊連接，所述第一傳感器無線通訊連接所述第二傳感器，所述第二傳感器無線通訊連接所述第三傳感器。
[0029]為了延長無線信號報警距離，本發明采用接力報警方式。第一傳感器的無線信號被第二傳感器接收后，再次向外發射，以此類推，組成網絡，直至將報警信號傳遞到主機服務器。
[0030]所述水下電纜主體上易斷點的設置間隔為1m?100m。
[0031 ] 所述至少三個電壓傳感器的任意一個所述電壓傳感器在受到觸發時，發出特征數據，與受觸發電壓傳感器鄰近的另一電壓傳感器收到特征數據，對特征數據進行加一形成新的數據，然后再次發出，下一個接收到數據的電壓傳感器加一后再次發出，直至被服務器接收。
[0032]本發明通過這種接力式傳遞的方式，從而進一步提高了無線信號的傳輸距離。因為受觸發電壓傳感器向外發送特征數據時，可能被相鄰的多個電壓傳感器接收，因此一次觸發可能造成服務器收到幾個不同的數據。服務器將最小的數據視為有效，其他視為無效。
[0033]所述至少三個電壓傳感器相鄰的任意兩個的電壓傳感器的間距相等。
[0034]根據被執行加法的次數，確定首次受觸發的電壓傳感器與服務器間的距離。進而實現精確位置判斷。各個電壓傳感器不必各自編寫特征數據，安裝時各個電壓傳感器完全等價，無需分別。大大降低了施工難度。所述電壓傳感器內存有的特征數據也一致。
[0035]所述至少三個電壓傳感器相鄰的任意兩個的電壓傳感器的間距差值不小于lm。便于對首次觸發的電壓傳感器的定位。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]圖1為本發明的部分結構示意圖；
[0037]圖2為本發明的一種電路框圖；
[0038]圖3為本發明的電壓傳感器部分結構示意圖。
【具體實施方式】
[0039]為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示進一步闡述本發明。
[0040]參照圖1、圖2、圖3，自修復水下線纜，包括水下電纜主體6，水下電纜主體6設有易斷點1，水下電纜主體6還設有修復材料包2，修復材料包2位于易斷點設置處，修復材料包2包括焊接用材料、包裹層，在易斷點I設置處，水下電纜主體6的徑向上從內之外依次設有易斷點1，焊接用材料、包裹層；易斷點I斷裂時，焊接用材料熔融連接易斷點I。本發明通過在傳統水下電纜主體6上設置易斷點1，在易斷點I設置修復材料包2，斷裂后，易斷點I處的電阻加大，因電阻的加大導致發熱升溫，從而熔融焊接用材料，對易斷點I進行連接修復。因為水具有降溫作用，這種熔融再塑造的方式適合水下電纜，防斷裂，維持電力供應，或者信號通信，提高了傳統水下電纜的工作穩定性。
[0041]水下電纜主體6設有易斷點I處的外徑小于水下電纜主體6未設易斷點I處的外徑。本發明通過調整水下電纜主體6的外徑大小，從而實現易斷的效果。傳統的水下電纜主體6由于安裝位置的不定性，無法預知評判斷裂處，本發明通過調整電力電纜主體的外徑粗細分布，以細處為易斷點I處，當易斷點I處周邊經受到外力作用，易斷點I處斷裂，從而實現了水下電纜主體6斷點可控性。
[0042]焊接用材料包括焊錫顆粒、銅顆粒。本發明通過焊錫顆粒從而實現斷裂時的熔融連接性，通過銅顆粒從而提高連接處的導電性。修復材料包2的修復使用次數不小于兩次。焊錫顆粒和銅顆粒并非一次用光，本發明并非為一次修復型，在水下電纜主體6再次產生扯斷時，可以再次進行修復。
[0043]包裹層是一彈性耐高溫材料。本發明通過包裹層的彈性耐高溫性，從而防止焊接用材料熔融時，對包裹層的損傷，此外，本發明將包裹層選取為有彈性的，從而保證包裹層對焊接用材料的緊密包裹性，此外，可以有效的保證斷裂時焊接用材料熔融運動的可調性。但因水下溫度低，可以迅速降溫，對耐高溫材料要求較低，也不會產生火災。包裹層的長度大于易斷點I的長度；水下電纜主體6的電力通道方向為包裹層的長度方向。從而保證水下電纜主體6可以接受一定程度的拉伸延長，維持正常工作。
[0044]水下電纜主體6上設有線路通斷監控報警裝置，水下電纜主體6無法修復時，線路通斷監控報警裝置無線通訊連接用于報警的服務器；線路通斷監控報警裝置包括用于檢測易斷點設置處的電壓變化情況的電壓傳感器，線路通斷監控報警裝置包括用于檢測易斷點I設置處的電壓變化情況的電壓傳感器，電壓傳感器包括電壓傳感元件9、微型處理器系統8，電壓傳感元件9連接微型處理器系統8，微型處理器系統8連接無線通訊模塊10。微型處理器系統8還連接電源7。本發明通過線路通斷監控報警裝置從而實現遠程監控水下電纜主體6通斷情況，在徹底無法修復時，可以自行報警。以電壓傳感器作為電源7。電壓傳感器包括磁感應線圈3、磁芯4，磁感應線圈纏繞在磁芯上，磁芯套設在水下電纜主體6徑向外圍；磁感應線圈的信號輸出端連接蓄電模塊5，蓄電模塊連接電壓傳感器的電源輸入端。當水下電纜主體6工作后，水下電纜主體6為導通交流電的高壓電線，磁感應線圈3感應到電能，并將電能傳遞給蓄電模塊5，用以供電，無需外接電源，也無需連接高壓線路。電壓傳感器件的信號輸入端連接磁感應線圈3的信號輸出端。在感知到超出閾值的信號時，進行報警。磁芯4優選環形軟磁磁芯。
[0045]水下電纜主體6上設有至少三個易斷點1，至少三個易斷點I的相鄰間距差值不大于lm。水下電纜主體6上設有至少三個電壓傳感器，至少三個電壓傳感器包括第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器，至少三個電壓傳感器從前至后依次無線通訊連接，第一傳感器無線通訊連接第二傳感器，第二傳感器無線通訊連接第三傳感器。為了延長無線信號報警距離，本發明采用接力報警方式。第一傳感器的無線信號被第二傳感器接收后，再次向外發射，以此類推，組成網絡，直至將報警信號傳遞到主機服務器。水下電纜主體6上易斷點I的設置間隔為1m?10m0
[0046]電壓傳感器設有身份識別的特征數據。本發明通過電壓傳感器的特征數據，從而實現斷裂位置的可辨性。至少三個電壓傳感器的任意一個電壓傳感器在受到觸發時，發出特征數據，與受觸發電壓傳感器鄰近的另一電壓傳感器收到特征數據，對特征數據進行加一形成新的數據，然后再次發出，下一個接收到數據的電壓傳感器加一后再次發出，直至被服務器接收。本發明通過這種接力式傳遞的方式，從而進一步提高了無線信號的傳輸距離。因為受觸發電壓傳感器向外發送特征數據時，可能被相鄰的多個電壓傳感器接收，因此一次觸發可能造成服務器收到幾個不同的數據。服務器將最小的數據視為有效，其他視為無效。至少三個電壓傳感器相鄰的任意兩個的電壓傳感器的間距相等。根據被執行加法的次數，確定首次受觸發的電壓傳感器與服務器間的距離。進而實現精確位置判斷。各個電壓傳感器不必各自編寫特征數據，安裝時各個電壓傳感器完全等價，無需分別。大大降低了施工難度。電壓傳感器內存有的特征數據也一致。特征數據包括靜態數據部、動態數據部，靜態數據部用于標識電壓傳感器，動態數據部用于特征數據在傳送過程中的數據疊加。
[0047]主機服務器內設有一靜態數據庫，靜態數據庫內存儲有水下電纜主體的標準工作條件下的電壓信息；主機服務器內還設有動態數據庫，動態數據庫實時更新接收到的電壓傳感器檢測到的水下電纜主體電壓信息。微型處理器系統連接時鐘模塊，無線通訊模塊定時向外發射信號。便于主機服務器進行實時監控，以及動態數據庫的實時更新，便于人員了解不同工作時間段，不同工作情況下，水下電纜主體的具體工作狀態。不單單是在電壓傳感器的檢測數值超過規定范圍，而觸發無線通訊模塊發送報警信號給主機服務器。主機服務器設有故障模式靜態數據庫，靜態數據庫內存儲有電壓傳感器發送的不同的故障模式及與其相對應的電信號的數值范圍，不同的故障模式及與其相對應的電信號的數值范圍構成判斷規則。這里的電信號可以是電壓、電流、PWM、頻率等電信號形式。故障模式是故障的表現形式，不同的故障模式下電壓傳感器檢測到的電信號有不同的表現形式或數值范圍。便于對不同的故障模式進行識別。主機服務器內設有一動態數據庫，主機服務器內設有一智能控制模塊，智能控制模塊對電壓傳感器檢測的各電壓范圍內的異常電信號及其故障表現形式進行記錄，并存入動態數據庫，動態數據庫在使用過程中得以擴展，構成具有自主學習模式的動態數據庫。智能控制模塊依據動態數據庫內不斷學習得到的判斷規則對電壓傳感器輸出的電信號進行分析，區分電壓變化現象，控制水下電纜的工作狀態，使水下電纜始終在正常電壓范圍內工作，不會損壞。這里的電信號可以是電壓、電流、PWM、頻率等電信號形式。
[0048]以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征以及本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.自修復水下線纜，包括水下電纜主體，其特征在于，所述水下電纜主體設有易斷點，所述水下電纜主體還設有修復材料包，所述修復材料包位于所述易斷點設置處，所述修復材料包包括焊接用材料和包裹層，在所述易斷點設置處，所述水下電纜主體的徑向上從內之外依次設有所述易斷點，所述焊接用材料以及所述包裹層； 所述易斷點斷裂時，所述焊接用材料熔融連接所述易斷點。
2.根據權利要求1所述的自修復水下線纜，其特征在于:所述水下電纜主體設有易斷點處的外徑小于所述水下電纜主體未設易斷點處的外徑。
3.根據權利要求1所述的自修復水下線纜，其特征在于:所述焊接用材料包括焊錫顆粒和銅顆粒。
4.根據權利要求1或3所述的自修復水下線纜，其特征在于:所述修復材料包的修復使用次數大于或等于兩次。
5.根據權利要求1所述的自修復水下線纜，其特征在于:所述包裹層是一彈性耐高溫材料。
6.根據權利要求1所述的自修復水下線纜，其特征在于:所述水下電纜主體上設有線路通斷監控報警裝置，所述水下電纜主體無法修復時，所述線路通斷監控報警裝置無線通訊連接用于報警的服務器； 所述線路通斷監控報警裝置包括用于檢測易斷點設置處的電壓變化情況的電壓傳感器，所述電壓傳感器包括一感知所述水下電纜主體易斷點設置處的電壓變化情況的電壓傳感器件，微型處理器系統，所述電壓傳感器件連接微型處理器系統，所述微型處理器系統連接無線通訊模塊。
7.根據權利要求6所述的自修復水下線纜，其特征在于:所述電壓傳感器包括一磁感應線圈、磁芯，所述磁感應線圈纏繞在所述磁芯上，所述磁芯套設在所述水下電纜主體徑向外圍； 所述磁感應線圈的信號輸出端連接蓄電模塊，所述蓄電模塊連接所述電壓傳感器的電源輸入端； 所述磁感應線圈的信號輸出端還連接所述電壓傳感器件的信號輸入端。
8.根據權利要求6所述的自修復水下線纜，其特征在于:所述電壓傳感器設有身份識別的特征數據。
9.根據權利要求8所述的自修復水下線纜，其特征在于:所述水下電纜主體上設有至少三個電壓傳感器，所述至少三個電壓傳感器的任意一個所述電壓傳感器在受到觸發時，發出特征數據，與受觸發電壓傳感器鄰近的另一電壓傳感器收到特征數據，對特征數據進行加一形成新的數據，然后再次發出，下一個接收到數據的電壓傳感器加一后再次發出，直至被服務器接收。
10.根據權利要求9所述的自修復水下線纜，其特征在于:所述至少三個電壓傳感器相鄰的任意兩個的電壓傳感器的間距相等。
【文檔編號】G08B21/18GK104361929SQ201410625280
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月7日 優先權日:2014年11月7日
【發明者】祝青, 陳洪興, 李福興 申請人:國網上海市電力公司, 華東電力試驗研究院有限公司