尚秋峰，巩 彪，郑国强

(华北电力大学 a.电子与通信工程系； b.河北省电力物联网技术重点实验室；c. 保定市光纤传感与光通信技术重点实验室， 河北 保定 071003)

0 引 言

我国是海洋大国，随着对海洋开发速度的加快，各种海缆被大量使用。但恶劣的海底环境和人类海面活动等因素给维持海缆的正常运行带来了隐患[1]，海缆所处的复杂环境又增加了海缆维修的困难程度。因此，为保证海缆的正常工作，分析海缆故障时振动特性对确定海缆故障类型及故障位置具有十分重要的意义[2-3]。

2013年，张旭等人研究了110 kV 交联聚乙烯(Cross Linked Polyethylene, XLPE)光电复合海缆在660 kg锚砸作用下，通过光纤的应变和铠装应力变化来判断海缆的受损情况[4]；2018年，汪洋等对现场运行的海缆进行了分布式光纤振动测量，分析了锚砸情况下振动信号的特点[5]；2020年，张振鹏等人通过建立交流XLPE绝缘500 kV光纤复合海底电缆锚害有限元模型，其中船锚被简化为梯形体，分析了海底电缆受到锚害后各结构层的应力及应变分布[6]。以上研究大都针对锚砸作用下海缆的形变，而对锚砸作用下海底电缆振动特性的模拟分析还缺少更多研究。

本文采用有限元建模方法，建立了500 kV单芯光纤复合海缆受156 kg小型船锚的锚砸作用下的三维模型，通过对仿真数据进行有效提取和分析，获得了船锚作用于海缆5×10-2s内光单元的加速度云图、位移云图及振动加速度曲线，并分析了振动加速度的幅频特性、能量熵和峭度。

1 锚砸作用下海缆……

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