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1、ICS 27. 180P61NB中华人民共和国能源行业标准PNB/T112992023海上风电场工程光纤复合海底电缆在线监测系统设计规范CodeforDesignofOnlineMonitoringSystemofOpticalFiberCompositeSubmarineCableforOffshoreWindPowerProjects2024-04-11 实施2023-10-11发布国家能源局发布中华人民共和国能源行业标准海上风电场工程光纤复合海底电缆在线监测系统设计规范CodeforDesignofOnlineMonitoringSystemofOpticalFiberComposite
2、SubmarineCableforOffshoreWindPowerProjectsNB/T112992023主编部门：水电水利规划设计总院批准部门：国家能源局施行日期：2024年4月11日中国水利水电出版社2024年北京国家能源局公告2023年第5号根据中华人民共和国标准化法能源标准化管理办法，国家能源局批准电动汽车充放电双向互动第1部分：总则等261项能源行业标准（附件1）、Specificationforgeotechnicaltestsofoffshorewindpowerprojects等42项能源行业标准外文版（附件2）,现予以发布。附件：L行业标准目录2.行业标准外文版目录国家能
3、源局2023年10月11日附件1：行业标准目录序号标准编号标准名称替准代标采标号批准日期实施日期7NB/T11299-2023海上风电场工程光纤复合海底电缆在线监测系统设计规范2023-10-112024-04-11.X.刖三根据国家能源局综合司关于下达2020年能源领域行业标准制修订计划及外文版翻译计划的通知（国能综通科技（2020）106号）的要求，规范编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，并在广泛征求意见的基础上，制定本规范。本规范主要技术内容是：基本规定、振动监测、温度监测、埋深监测、船舶监控、综合监控平台。本规范由国家能源局负责管理，由水电水利规划设计总院提出并负责日常管理，由能源
4、行业风电标准化技术委员会风电场规划设计分技术委员会负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送水电水利规划设计总院（地址：北京市西城区六铺炕北小街2号，邮编：100I20）本规范主编单位：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司上海安馨信息科技有限公司本规范参编单位：中国船舶集团公司第七一五研究所中国三峡新能源（集团）股份有限公司苏州光格科技股份有限公司江苏亨通高压海缆有限公司本规范主要起草人员：杨林刚安博文张磊周才全陈元林陈科新李东明李春梅吕鹏远杨文斌马润泽施朝晖建港姜明武宛立君江贞星刘兵胡森王晓峰本规范主要审查人员：谢宏文赵生校郭珍妮朱学敏李红有孙静刘峰吴涛宋岩陈增华沈云陈俊佑杨
5、春龙孙建生谢书鸿陈磊刘溟江刘玮徐耀兵张甲雷王朝辉冯学佩田景奎刘从柱刘磊齐军齐志诚汤东升李宁宋启明贺旭东张文忠张云杰林毅峰江松席晶黎发贵王丹迪李仲杰目次1总则12术语23基本规定34振动监测54.1 一般规定54.2 功能要求54.3 主要技术指标55温度监测75.1 一般规定75.2 功能要求75.3 主要技术指标86埋深监测96.1 一般规定96.2 功能要求96.3 主要技术指标97船舶监控117.1 一般规定117.2 功能要求117.3 主要技术指标118综合监控平台138.1 一般规定138.2 功能要求138.3 系统配置138.4 通信接口14附录A在线监测系统网络结构拓扑图15
6、本规范用词说明16引用标准名录17附：条文说明18Contents1 GeneralProvisions12 Terms23 BasicRequirements34 VibrationMonitoring54.1 GeneralRequirements54.2 FunctionalRequirements54.3 MainTechnicalIndicators55 TemperatureMonitoring75.1 GeneralRequirements75.2 FunctionalRequirements75.3 MainTechnicalIndicators86 BuriedDepthMo
7、nitoring96.1 GeneralRequirements96.2 FunctionalRequirements96.3 MainTechnicalIndicators97 VesselMonitoring117.1 GeneralRequirements117.2 FunctionalRequirements117.3 MainTechnicalIndicators118 InlegraledMonitoringPlatform138.1 GeneralRequirements138.2 FunctionalRequirements138.3 SystemConfiguration13
8、8.4 CommunicationInterface14AppendixANetworkTopologyDiagramofOnlineMonitoringSystem15ExplanationofWordinginThisCode161.istofQuotedStandards1718Addition:ExplanationofProvisions.o.1为规范海上风电场工程光纤复合海底电缆在线监测系统设计，制定本规范。1. 0.2本规范适用于海上风电场工程35kV及以上交流和直流光纤复合海底电缆在线监测系统设计。1.0.3光纤复合海底电缆在线监测系统设计应遵循安全可靠、技术先进、经济合理的原
9、则。1.0.4海上风电场工程光纤复合海底电缆在线监测系统设计，除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。2术语2. O.1光纤复合海底电缆在线监测系统Onlinemonitoringsystemofopticalfibercompositesubmarinecables用于实时监测光纤复合海底电缆安全状态的软硬件系统。2. 0.2振动监测子系统Vibrationmonitoringsubsystem实现分布式光纤振动信号探测的监测子系统，由光纤、光-电处理单元和控制单元等硬件设备及相应软件组成。2. 0.3温度监测子系统temperaturemonitoringsubsystem实现分
10、布式光纤温度测量的监测子系统，由光纤、光-电处理单元和控制单元等硬件设备及相应软件组成。2. 0.4埋深监测子系统burieddepthmonitoringsubsystem利用温度监测子系统的监测数据，综合气象、水文、地质条件，通过计算获取海底电缆敷埋深度变化的监测子系统。2. 0.5船舶监控子系统vesselmonitoringsubsystem利用船舶自动识别系统(AUtomatiCIdentificationSyStem,简称AlS)获取的船名、位置、船速等信息对进入海上风电场海域船舶进行监控的子系统。2. 0.6定位准确度positioningaccuracy振动、温度、埋深监测子系
11、统所指示的信息位置，与实际信息位置在沿海底电缆路径方向上的距离偏差的绝对值。2. 0.7监测距离measurementdistance单通道标称测量距离。2. 0.8综合监控平台integratedmonitoringplatform将各子系统获取的数据进行综合分析、展示的平台。3.0.1光纤复合海底电缆在线监测系统宜由振动监测子系统、温度监测子系统、埋深监测子系统、船舶监控子系统及综合监控平台等构成，各子系统与综合监控平台宜采用星形以太网连接，综合监控平台应能接收各子系统的数据并在电子海图上显示相应信息。在线监测系统网络结构拓扑图宜符合本规范附录A的规定。3. 0.2在线监测系统应以传感器获
12、取的数据为基础、算法软件为核心，计算机网络为信息传输及控制通道，通过信息交换和共享，将具有完整功能的各独立子系统组合成一个有机的整体。3.0.3在线监测系统应选用成熟稳定的设备，使用的设备应具备相关电气行业的产品认证，应能保证在正常使用条件下的电气安全、长效性和功能要求。3.0.4在线监测系统所有硬件应适应所在海域的海洋环境，并宜采用模块化结构。3.0.5在线监测系统应具有开放性架构，提供符合国家标准的通信协议，预留与外部系统通信的接口。3.0.6海底电缆登陆点至陆上集控中心的陆地电缆温度监测宜纳入在线监测系统。3.0.7当海底电缆的长度大于单套监测子系统的监测距离时，宜在海、陆双侧配置在线监
13、测子系统。3.0.8在线监测系统应具有自检能力，在故障发生时应发出报警，并记录故障报警信息。3.0.9单模光纤应符合现行国家标准通信用单模光纤第1部分：非色散位移单模光纤特性GB/T9771.!的相关规定：多模光纤应符合现行国家标准通信用多模光纤第1部分：Al类多模光纤特性GB/T12357.1的相关规定。3.0.10在线监测系统的主要通用技术指标应符合表3.().10的规定。表3.0.10在线监测系统的主要通用技术指标序号技术参数名称技术指标要求值1供电电源AC220V,宜采用UPS供电2数据保存时限正常数据21年；异常数据23年3年数据完整率295%4平均故障间隔时间(VTBF)25000
14、h3.0.11在线监测系统各子系统的配置要求应符合表3.0.11的规定。表3.0.11在线监测系统各子系统配置要求海底电缆型式振动监测温度监测埋深监测船舶监控直流海底电缆JJ交流UOkV及以上海底电缆交流66kV及以下海底电缆0注：“J”为应配置，“0”为宜配置，“”为可配置。4.1 一般规定4.1.1 振动监测子系统宜采用相位敏感型光纤瑞利散射原理的装置。4.1.2用于振动监测的光纤应采用单模光纤。4.2功能要求4.2.1振动监测子系统应能实时测量海底电缆内置光纤沿线的振动信号及振动分布，对原始振动信号进行在线分析处理，得到海底电缆各处的振动状态参量。4.2.2振动监测子系统应能对海底电缆上
15、的振动点进行实时定位，并连续测量与记录振动位置变化。4. 2.3振动监测子系统的计算功能应符合下列要求：1应能实时监测海底电缆的振动幅度和频率，并显示其最大值、最小值和平均值。2应能查看海底电缆不同位置点的振动波形。4.2.4振动监测子系统的报警功能应符合下列要求：1异常情况下应自动启动报警，报警限值应不少于两级设置，报警事件的准确率应不低于95%。2应能分区设置振动入侵报警阈值，当监测振动量超过设定值时应启动报警。振动入侵报警的设定值应综合考虑海底电缆敷设环境和振动探测信号特征。3当发生锚钩、悬空等异常振动时系统应能发出报警信号，同时输出报警信息，报警信息包括类型、位置、时间和幅度等。4当光
16、纤出现断裂时，系统应发出报警信号，并标定光纤断裂位置。5应具备模式识别功能，对锚害、悬空事件进行有效识别和报警。4.3主要技术指标4.3.1振动监测子系统的主要技术指标应符合表4.3.1的规定。表4.3.1振动监测子系统的主要技术指标序号技术参数名称技术指标要求值最长监测距离25Okm续表4.3.1序号技术参数名称技术指标要求值2定位准确度海缆长度不大于30km时，不大于30叫海缆长度30k50km时，不大于50m3断纤定位报警具备判别断纤位置功能4多点振动同时探测能力当多个位置同时振动时，监测系统应能识别并区分出不同位置的振动幅度5单通道响应时间2s6报警功能具备振动超限报警、装置异常报警功
17、能7模式识别支持锚害、悬空模式识别8光纤类型单模9测量波长155Onnl波段，1类激光产品5.1 一般规定5. 1.1温度监测子系统宜采用布里渊测温原理或拉曼测温原理的装置。6. 1.2单根海底电缆长度大于等于Iokm时，温度监测子系统宜采用布里渊测温原理，测温光纤宜采用单模光纤。7. 1.3单根海底电缆长度小于Iokm时，温度监测子系统宜采用拉曼测温原理，测温光纤宜采用多模光纤。5.2 功能要求5.2.1温度监测子系统应能实时测量海底电缆光纤的温度，实时显示海底电缆导体的运行温度。5.2.2温度监测子系统应能实时定位海底电缆上的热温点，应能连续测量与记录热温点的位置变化。5.2.3温度监测子
18、系统的计算功能应符合下列要求：1应能实时计算海底电缆导体的温度值及温度分布，并显示其最大值、最小值和平均值等。2应能实时计算海底电缆的动态载流量，给出海底电缆的最大允许载流量、允许时间与电缆导体温度的对应关系。5.2.4温度监测子系统的报警功能应符合下列要求：1异常情况下应自动启动报警，报警限值应不少于两级设置，报警事件的准确率应不低于99%。2应能分区设置温度超限报警阈值，当监测温度超过设定值或导体温度计算值超过设定值时应启动报警。温度超限报警的设定值宜根据海底电缆所在分区确定。3应能分区设置温升速率报警阈值，当监测温度变化率超过设定值时应启动报警。温升速率报警的设定值应考虑运行电流变化和海
19、底电缆环境变化对温升的影响。4同一回路海底电缆相间或极间运行温度差值超过设定值时或海底电缆某段温度最高值和该段电缆所在分区线路平均值的差值超过设定值时应启动报警。温差报警的设定值宜为温度差值超过Ioeo5海底电缆某一点的温度值与该点前后5m内其它点温度值的差值超过设定值时应启动报警。温度异常点报警的设定值宜为温度差值超过IOC。5.3 主要技术指标5.3.1温度监测子系统的主要技术指标应符合表5.3.1的规定。表5.3.1温度监测子系统的主要技术指标序号技术参数名称技术指标要求值1温度测量范围-400C+120eC2温度测量准确度允许偏差13最长监测距离采用布里渊测温原理的装置，不小于60km
20、;采用拉曼测温原理的装置，不小于IOkm4空间分辨率海缆长度不大于IOkm时，不大于1叫海缆长度Iokm飞Okm时，不大于2m5温度分辨率0.5eC6单通道测量时间在定位准确度为1叫温度测量准确度为IC时，不大于Imin7定位准确度海缆长度不大于60km时，不大于Inl8导体温度计算准确度允许偏差29单通道响应时间2s10报警功能具备温度超限报警、温升速率报警、温差报警、装置异常报警功能11温度超限报警阈值设置多级报警阈值，当海缆导体温度达到50、60、70、80、90值时，应报警12温升速率报警阈俏海缆导体温度上升速率达到因工作电流、环境等因素引起的正常温升速率的L2倍时，应报警13光纤类型
21、单模或多模14测量波长1550nm波段，1类激光产品6埋深监测6.1 一般规定6. 1.1埋深监测子系统宜采用温度监测子系统的温度数据计算，并采用趋势预测算法。6.1. 2埋深监测子系统应将海底电缆的初始埋深值作为输入条件。6.2 功能要求6. 2.1埋深监测子系统宜将海底电缆按入海段和敷埋段分别进行分析。7. 2.2埋深监测子系统应能对所有位置点的埋深变化进行连续监测与记录。8. 2.3海底电缆敷设施工完毕后，埋深监测子系统应能分辨敷埋段的异常裸露点并进行定位。9. 2.4埋深监测子系统的计算功能应符合下列要求：1应能滤除水温和负载电流变化的影响。2应具备基于海底电缆单点时间维度与全线空间维
22、度的埋深分布分析功能。3宜具备海底电缆暴露趋势的预测功能。6.2.5埋深监测子系统的报警功能应符合下列要求：1应能分区设置埋深报警策略。2应具备埋深超限报警功能，应能多级设置报警阈值。3宜具备埋深变化趋势预警功能，当设定时间窗口期内的埋深变化差值超过阈值时，触发埋深变化异常报警。4应具备海底电缆裸露或悬空报警功能，宜结合温度监测和振动监测子系统联合判断。6. 3主要技术指标6. 3.1埋深监测子系统的主要技术指标应符合表6.3.1的规定。表6.3.1埋深监测子系统的主要技术指标序号技术参数名称技术指标要求值1最长监测距离采用布里渊测温原理的装置，不小于60km采用拉曼测温原理的装置，不小于IO
23、km2监测范围泥面以下5m续表6.3.1序号技术参数名称技术指标要求值3定位准确度海缆长度不大于60km时，不大于Im4报警功能具备海底电缆裸露、悬空和装置异常报警功能5监测周期7d7船舶监控7.1一般规定7. 1.1船舶监控子系统应以船舶自动识别系统（AlS）为信息来源，船舶监控子系统的选型设计应符合现行国家标准船载自动识别系统（AlS）技术要求GB/T20068的相关规定。7. 1.2船舶监控子系统应包含甚高频（VHF）通话系统。7. 2功能要求7.1.1 船舶监控子系统应实时接收船舶的AlS信号，获取进入海底电缆保护区船舶的标识信息、位置信息、运动参数和航行状态等重要数据，及时掌握海底电
24、缆保护区内所有船舶的动静态资讯，并在电子海图上叠加显示。7.1.2 船舶监控子系统的报警功能应符合下列要求：1当船舶进入海底电缆保护区内，且航速低于设定值时触发报警。应能根据船舶航行速度设定和修改报警阈值。2当船舶位于海底电缆保护区内触发报警时，船舶监控子系统应自动向目标船舶发出点对点的警告信息，提醒船舶离开海底电缆敷埋区域。3当船舶进入海底电缆保护区，监控子系统预判船舶具有抛锚趋势时，应能启动甚高频喊话，通知船舶离开海底电缆敷埋区域。7.1.3 2.3船舶监控子系统应完整存储进入海底电缆保护区船舶的AlS信息及预警船舶信息等数据，应具有断电不丢失数据、数据自动定期保存及数据备份的功能，应具有
25、上传数据及异常数据单独保存功能，异常情况下应能够正确建立事件标识。7.3主要技术指标7.3.1船舶监控子系统的主要技术指标应符合表7.3.1的规定。表7.3.1船舶监控子系统的主要技术指标序号技术参数名称技术指标要求值1点对点警告信息自动发送2发射输出功率12.5W3接收机灵敏度-107dBm续表7.3.1序号技术参数名称技术指标要求值4频率范围157.025MHZ162.025MHz5定位精度10m6定位时间30s8综合监控平台8.1 一般规定1 .1.1综合监控平台应能接入多个海底电缆在线监测子系统，实现对各子系统的数据存储、综合分析、报警和展示。8 .1.2综合监控平台宜采用开放、分层、
26、分布式网络结构。8.2功能要求1. 2.1综合监控平台宜具备实时监视、数据报警、历史查询、数据分析和运行管理等功能模块。8. 2.2综合监控平台应能对各子系统进行统一的零点校准设置，应具备光纤位置和海底电缆对应位置的换算功能，应能显示海底电缆故障点的极坐标和经纬度坐标。9. 2.3历史查询模块应至少包含以下功能：1应能对振动、温度、埋深和船舶入侵的历史数据进行查询。2各类报警应能以事件记录、空间分布、时间分布和地图的方式同时展示。8. 2.4数据分析模块应至少包含以下功能：1应能以图形、曲线、报表方式对状态监测量的历史长期变化进行综合分析和展示。2应能对各种报警等级和报警类型，在数量和空间位置
27、上进行综合分析。3应能对各种报警原因进行综合分析。9. 2.5运行管理模块应至少包含以下功能：1应能导入海底电缆的施工记录，并展示实际的敷设路径和埋深。2应能在地图上编辑海底电缆施工路径、风机布置和升压站位置等信息。3应能配置振动、温度、埋深和船舶报警的初始阈值，并可由用户对阈值进行自定义修改。4应能设置操作权限，根据设置的安全规则或安全策略，可以访问被授权的资源。5应能记录所有硬件设备的运行状态，并能在故障或离线时告警并记录。6应能记录用户登录、操作和配置等信息。8.3 系统配置8. 3.1综合监控平台硬件宜配置数据库服务器、应用服务器、操作员站和交换机等设备。服务器配置应满足各子系统数据计
28、算和存储的需求。9. 3.2综合监控平台软件应由系统软件、支撑软件和应用软件组成。10. .3软件应具有可靠性、兼容性，界面友好。应用软件宜采用模块化结构，方便扩展、维护和灵活配置。11. 3.4系统应能自动管理数据，对告警事件数据存储时间不应少于3年，对其他运行数据在处理后存储时间不应少于1年。系统对数据库的性能应能动态维护，对超过规定存储时间的数据进行自动清理，并能提供自动和手动备份的功能。8.4 通信接口8.4.1 1各子系统和综合监控平台之间的通信，应满足监测数据交换所需的标准的、可靠的以太网连接要求。8.4.2 各监测子系统与综合监控平台之间的通信协议应符合现行行业标准电力系统实时数
29、据通信应用层协议DL/T476的相关规定。综合监控平台与其它系统的通信应符合现行行业标准远动设备及系统第5-104部分：传输规约采用标准传输协议子集的IEC60870-5-101网络访问DL/T634.5104的相关规定。8.4.3 在线监测系统信息安全防护设计应符合现行行业标准发电厂监控系统信息安全防护技术规范DL/T2202的相关规定。8.4.4 在线监测系统应具备时钟同步功能，实现系统内各部分以及与外部系统的时钟同步。附录A在线监测系统网络结构拓扑图在线监测系统船舶监控子 系统光纤复合海底电缆0船舶AIS信息图A在线监测系统网络结构拓扑图本规范用词说明1为便于在执行本规范条文时区别对待，
30、对要求严格程度不同的用词说明如下:1）表示很严格，非这样做不可的：正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；2）表示严格，在正常情况下均应这样做的：正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合的规定”或“应按执行”。引用标准名录电工电子产品环境试验GB/T2423继电保护和安全自动装置基本试验方法GB/T7261通信用单模光纤第1部分：非色散位移单模光纤特性GB/T9771.1电气继电器第21部分：量度
31、继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验第1篇：振动试验（正弦）GB/TU287通信用多模光纤第1部分：Al类多模光纤特性GB/T12357.1量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验GB/T14537安全防范报警设备环境适应性要求和试验方法GB/T15211安全防范报警设备安全要求和试验方法GB16796电磁兼容试验和测量技术GB/T17626船载自动识别系统（AlS）技术要求GB/T20068电力系统实时数据通信应用层协议DL/T476远动设备及系统第5-104部分：传输规约采用标准传输规约集的IEC60870-5-101网络访问DL/T634.5104发电厂监控系统信息安全防护技术规范D
32、L/T2202电力光纤通信工程验收规范DL/T5344中华人民共和国能源行业标准海上风电场工程光纤复合海底电缆在线监测系统设计规范CodeforDesignofOnlineMonitoringSystemofOpticalFiberCompositeSubmarineCableforOffshoreWindPowerProjectsNBT112992023条文说明编制说明海上风电场工程光纤复合海底电缆在线监测系统设计规范NB/T112992023,经国家能源局2023年10月11日以第5号公告批准发布。本规范制定过程中，编制组在广泛调查、深入研究的基础上，吸收了国外海底电缆在线监测的建设经验，
33、总结了我国近年来在海底电缆在线监测方面所取得的科技成果及实践经验，并向有关单位征求了意见。为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本规范时能正确理解和执行条文规定，海上风电场工程光纤复合海底电缆在线监测系统设计规范编制组按章、节、条顺序编制了本规范的条文说明，对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是，本条文说明不具备与规范正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握规范规定的参考。目次3基本规定214振动监测224.1 一般规定224.2 功能要求224.3 主要技术指标225温度监测235.1 一般规定235.2 功能要求235.3 主要技术指标236埋深
34、监测241.1 一般规定241.2 功能要求241.3 主要技术指标257 船舶监控267.1 一般规定267.2 功能要求267.3 主要技术指标268 综合监控平台278.1 一般规定278.2 功能要求278.3 系统配置278.4 通信接口273基本规定3.0.3.0.2对海底电缆在线监测系统的系统构成、网络结构和系统功能作了总体规定。3. 0.6海上风电场工程的海底电缆登陆点至陆上集控中心的距离如果较远，一般在陆地部分设置陆地电缆或架空线路，若为陆地电缆，在线监测系统的监测范围建议包括该陆地电缆。3.0.10表3.0.10内的通用技术指标要求是目前主流设备的技术指标最低值。该表内仅规
35、定了主要指标的相关参数，实际采购设备不能低于此要求。3. 0.11目前海上风电场高压送出海底电缆一般为交流IlOkV及以上海底电缆或高压直流海底电缆，重要性高，故对此类海底电缆的在线监测子系统要求配置齐全，保证运行安全。目前海上风电场集电线路的电压等级一般为35kV或66kV,海底电缆数量多，事故停电涉及面小，海底电缆在线监测系统投资高，用户对海底电缆监测功能需求一般，故除了船舶监控子系统，其它子系统不作强制配置要求。针对目前国内海域海底电缆受锚害较为严重的情况，振动监测对锚害的事故预警和行为制止效果明显：温度监测是计算并预测海底电缆载流量的有效手段；埋深监测对海床演变、冲刷等引起海底电缆裸露
36、起到预警作用；船舶监控对海底电缆敷设范围内船舶航行位置、是否有抛锚行为进行监控。以上监测手段对海底电缆安全运行起到重要的作用。4振动监测4.1一般规定4.1.1 海底电缆振动监测子系统为监测海底电缆受到外部干扰时发生告警的装置，采用分布式光纤振动传感技术实现。该子系统利用海底电缆中内置光纤的相干瑞利散射为传感源，通过相位检测还原光纤沿线所感知的振动和声音信号并精确定位。4. 1.2基于瑞利散射测振原理的振动监测子系统通过相位解调可以高精度感知振动信号，动态范围大。利用单模光纤中的瑞利散射信号进行传感监测，一般采用G.652D单模光纤可保证性能，其他类型单模光纤也可以适用。4. 2功能要求4.2
37、.4报警值设置需要结合海底电缆路由处海洋环境噪声的情况的进行设定，因此要考虑能分区设置。4. 3主要技术指标4. 3.1振动监测子系统的主要技术指标表4.3.1中，规定了海缆长度不大于50km测量范围条件下的定位准确度。当海缆长度大于50km时，目前各主流监测厂家产品的定位准确度指标均有所降低且无法做到统一，因此本规范暂不作规定。随着海底电缆监测技术的发展，监测系统的技术性能指标会逐步提升，在本规范后续修订时再作更新。5.1 一般规定5 .1.1基于布里渊测温原理的温度监测设备分为布里渊光时域分析仪(BrillouinOpticalTimeDomainAnalyzer,简称BOTDA)和布里渊
38、光时域反射仪(BrillouinOpticalTimeDomainReflectometer,简称Be)TDR)。BOTDA利用受激布里渊散射，信号解调简单，具有很高的精度和空间分辨率，动态范围大，测量精度高。BOTDR利用自发布里渊散射，结构简单，但布里渊散射光强度微弱、频移很小、线宽较窄，主要集中在微弱信号检测上。6 .1.2BOTDA和BOTDR均采用单模光纤作为测温光纤。5.1.3拉曼光时域反射仪(RamanOpticalTimeDomainReflectometer,简称ROTDR)主要通过检测光纤中的背向自发拉曼散射信号的强度变化来获得光纤敷设区域的温度场信息。由于相对而言单模光纤
39、的受激拉曼散射阈值较小，目前商用的ROTDR系统多为多模系统，但多模光纤传输损耗系统较大，测量距离一般被限制在IOkm内。考虑到设备价格及熔接工作量因素，当海底电缆长度小于IOkm时，一般采用拉曼测温原理的温度监测子系统。5.2功能要求5.2.3 海底电缆的动态载流量与其导体温度有密不可分的关系。目前求解导体动态载流量的数值计算方法有两种，即有限差分法和有限元法。有限差分法在处理简单问题上效率很高，可用来解决简单几何形状中的流动与换热问题，而有限元法更适合处理复杂边界条件及多载荷的情况。目前随着光纤温度监测技术的发展，通过有限元等的科学算法可较准确反映海底电缆中的导体温度。5.2.4 报警阈值
40、设置需要结合温度监测设备的性能、用户使用习惯等相关因素确定。5.3主要技术指标5.3.1温度监测子系统的主要技术指标表5.3.1中，规定了海缆长度不大于60km测量范围条件下的空间分辨率和定位准确度。当海缆长度大于60km时，目前各主流监测厂家产品的空间分辨率和定位准确度指标均有所降低且无法做到统一，因此本规范暂不作规定。随着海底电缆监测技术的发展，监测系统的技术性能指标会逐步提升，在本规范后续修订时再作更新。6.1一般规定6.1.1埋深监测子系统一般采用的是海底电缆的测温数据，通过大气、水、海泥、海底电缆这几者之间的热传导、热对流等热力学过程分析，间接计算得到海底电缆的埋深，计算方法可以采用
41、热路法、有限元分析等方法，另外考虑到埋深变化的缓慢性和趋势性，以及因受外界洋流影响的时间性和周期性，趋势预测方法是一个很好的实现途径，例如人工智能领域的神经网络等方法。埋深监测子系统与温度监测子系统对测温数据的要求不同，埋深监测子系统对空间分辨率、时间响应要求不高，但对精度要求很高，从经济性上考虑，推荐采用温度监测子系统的温度监测数据二次处理之后进行应用。6.L2基于热力学原理进行分析时，边界条件非常重要，因此对系统输入参数的完整性以及初始参数的准确性有较高要求，其中最为关键的是初始埋深值，错误的初始埋深值会导致计算埋深误差进一步放大。其他输入参数包括但不限于温度、海底电缆本体结构参数、热参数
42、、海底电缆的敷设参数、环境参数、水文参数、海底电缆路由、地质条件等信息，当埋深子系统输入参数不完整时，应明确提示用户其影响。6. 2功能要求6.1.1 1入海段与敷埋段与温度关联的变化机理完全不同，埋深监测子系统可采用人工的方式进行区分，分别采用不同的模型以及算法进行自动分析。6.1.2 埋深监测子系统应当对海底电缆全线各空间位置、时间维度上进行无遗漏的分析,并且做好记录。6.1.3 海底电缆因敷埋回填不够，收到潮流影响可能会导致海底电缆裸露，埋深监测子系统可通过温度变化的差异性，甄别裸露点并且定位，并提供给用户单位进行进一步确认。6.1.4 2.4埋深的确定受外界水温以及负载电流变化影响较大
43、，在埋深监测子系统中，水温以及负载电流变化引起的温度变化实际是一种干扰，应当予以排除。通过埋深监测子系统应能查看某个海底电缆位置的时间维度的埋深变化，并自动分析不同时间窗的最大值、最小值、变化速率等指标。通过埋深监测子系统应能查看某个时间点海底电缆全线的埋深，并自动分析不同空间窗口的最大值、最小值、变化差值等统计指标。6.2.5报警阈值设置需要结合项目实际埋设条件、埋深监测设备的性能、用户使用习惯等相关因素确定。在水文状况不同时，不同海底电缆段暴露的风险不同，因此应当分区进行处理。由于海底电缆埋深较难识别，因此应当尽量降低埋深监测的误报率，通过降低系统的实时性，加强趋势研判，提高报警的准确率，
44、报警时宜与温度监测和振动监测子系统进行联合判断。海底电缆埋深在小于0.5m时，受锚害的威胁大大增加，目前海底电缆初始埋深一般都在1.3m以上，有些项目甚至超过5m,因此海底电缆埋深超限应当采用多级报警，而且应当具备埋深变化趋势预警功能，当设定时间窗口期内的预期埋深变化差值超过阈值时，触发埋深变化异常预警，以更好地对海底电缆提供有针对性的防护关注。当埋深监测子系统根据计算处的埋深判断出海底电缆处于裸露或悬空状态时，应能给出裸露或悬空报警，并能通过温度数据和振动图谱的变化联合进行判别。6. 3主要技术指标6. 3.1埋深监测子系统的主要技术指标表6.3.1中，规定了海缆长度不大于60km测量范围条
45、件下的定位准确度。当海缆长度大于60km时，目前各主流监测厂家产品的定位准确度指标均有所降低且无法做到统一，因此本规范暂不作规定。随着海底电缆监测技术的发展，监测系统的技术性能指标会逐步提升，在本规范后续修订时再作更新。7船舶监控7.1一般规定7.1.1 船舶监控子系统基于国际海事组织制订的船舶自动识别系统(AutomaticIdentificationSystem,简称AIS)的信息对船舶进行监控。7. 2功能要求7.2.2报警功能中提到的点对点预警短信息，是船舶监控子系统之“控”功能具体体现，对具有潜在危害的船舶，通过短信提示和甚高频(VHF)喊话，使其离开海底电缆敷埋区域。7. 3主要技术指标7.3. 1船舶监控子系统的技术指标要求，以国际海事组织规定的AlS参数要求为基础，同时满足数据通信、存储等实际应用要求。8综合监控平台8.1 一般规定8.1.1 对海底电缆综合监控平台基本功能和需要接入的子系统提出要求。8.2 功能要求8.2.1 综合监控平台需要考虑正常状态下的各类监测数据的数据展示、故障条件下的预警和报警、故障后
