一种输电线路OPGW光缆断芯精确定位方法技术

本发明专利技术公开了一种输电线路OPGW光缆断芯精确定位方法，它包括：步骤1、利用布里渊散射光时域反射监测技术设备在变电站通信机房测量采集光纤复合架空地（OPGW）其中一芯的BOTDR原始信号数据；步骤2、将所得原始信号数据取N组进行累加求均值；步骤3、将步骤2获得的原始信号均值数据进行高通滤波和布里渊频移谱图绘制；步骤4、根据步骤3得到的频移谱图标定出光纤跳线、杆塔、接续盒位置、接续盒光缆余长及线路总长；步骤5、断芯故障时根据所测得的BOTDR信号数据与步骤4得到的标定结果进行对比，即可确定故障点位置；解决了现有技术光纤检测设备测量存在盲区，测量结果精确性较差等技术问题。

Method for accurately locating broken core of transmission line OPGW cable

The invention discloses a transmission line fault location method of OPGW cable core, which comprises the following steps: 1, using Brillouin optical time domain reflectometer equipment in substation communication room measurement of optical fiber composite overhead ground (OPGW) one of the core of BOTDR raw signal data; step 2, the original signal data from N group cumulative average of original data; the mean signal step 3, step 2 will get the high pass filter and the Brillouin frequency shift spectrum drawing; step 4, step 3 according to the frequency shift spectrum icon set fiber jumper, tower, connecting box, cable connecting box position and line length of more than 5 steps; when the fault fault core BOTDR signal according to the measured data of 4 steps and the calibration results are compared, which can determine the fault point; solve the existing technology of optical fiber detection equipment to measure. In blind spot, the accuracy of measurement results is poor.

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路OPGW光缆断芯精确定位方法
本专利技术属于光缆断芯检测技术，尤其涉及一种输电线路OPGW光缆断芯精确定位方法。
技术介绍
近年来随着我国电力系统光纤通信网络的大规模建设，至今已形成上万公里的电力光纤通信线路，为电力系统的可靠运行提供了重要保障。光纤复合架空地线（OpticalFiberCompositeOverheadGroundWire，OPGW）作为电力系统通信特种光缆兼具普通地线防雷保护和光纤通信的双重功能，在输电线路架设中应用极为普遍。从运行情况看国内外均有出现OPGW受外力或雷击等灾害导致纤芯受损，影响光缆通信传输性能的案例。输电线路OPGW光缆断芯故障对电力通信系统的安全运行带来极大威胁，因此OPGW光缆断芯的快速、准确定位具有重要的研究意义。随着光线通信的飞速发展，分布式光纤传感技术逐渐成为研究的热点，具有巨大的应用潜力。目前应用最广泛的光纤检测设备是光时域反射仪即OTDR测试仪，它根据光的后向菲涅尔反射原理测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点等信息，但其缺点是测量存在盲区，测量结果精确性较差等技术问题。
技术实现思路
：本专利技术要解决的技术问题：提供一种输电线路OPGW光缆断芯精确定位方法，以解决现有技术光纤检测设备采用光时域反射仪即OTDR测试仪，它根据光的后向菲涅尔反射原理测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点等信息，但其缺点是测量存在盲区，测量结果精确性较差等技术问题。本专利技术技术方案：一种输电线路OPGW光缆断芯精确定位方法，它包括：步骤1、利用布里渊散射光时域反射监测技术设备在变电站通信机房测量采集光纤复合架空地线（OPGW）其中一芯的BOTDR原始信号数据；步骤2、将所得原始信号数据取N组进行累加求均值；步骤3、将步骤2获得的原始信号均值数据进行高通滤波和布里渊频移谱图绘制；步骤4、根据步骤3得到的频移谱图标定出光纤跳线、杆塔、接续盒位置、接续盒光缆余长及线路总长；步骤5、断芯故障时根据所测得的BOTDR信号数据与步骤4得到的标定结果进行对比，即可确定故障点位置。所述BOTDR原始信号数据分解存储为空间与时间的二维数组量；所存储的是频率信号；步骤2中所述原始信号数据取N组进行累加求均值，是对不同空间位置点在时间上做累计求均值，N取值大于10。步骤3所述频移谱图为阶梯状的曲线。步骤4所述标定结果为OPGW光缆线路正常运行且无断股、断芯故障时取得的线路稳定时刻的BOTDR数据，并根据频率谱图标定出光纤跳线、杆塔、接续盒位置、每段接续盒之间光缆长度以及光缆末端位置。标定的数据取天气晴朗的夜间20:00~6:00的数据进行累计求均值。本专利技术的有益效果：本专利技术提出一种输电线路OPGW光缆断芯精确定位方法，该方法利用光时域背向布里渊散射分布式光纤传感系统（BOTDR）在变电站OPGW一端测量数据，根据所得数据标定出该条线路光纤跳线、杆塔、接续盒等位置及OPGW光缆总长等，当OPGW光缆发生断芯故障时，根据所测数据与标定结果对比即可迅速精确定位断芯位置。该方法相比OTDR测试仪定位更加精确，无盲区，距离分辨率高等优点；可为通信抢修提供便利；解决了现有技术光纤检测设备采用光时域反射仪即OTDR测试仪，它根据光的后向菲涅尔反射原理测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点等信息，但其缺点是测量存在盲区，测量结果精确性较差等技术问题。附图说明：图1是OPGW光缆断芯精确定位方法流程示意图；图2是OPGW正常时夜间数据的标定结果示意图；图3是OPGW正常时白天数据的标定结果示意图；图4是OPGW断芯故障实施例1测量结果示意图；图5是OPGW断芯故障实施例2测量结果示意图。具体实施方式：一种输电线路OPGW光缆断芯精确定位方法（见图1），利用光时域背向布里渊散射分布式光纤传感器（BOTDR）对输电线路OPGW内部光纤进行监测与数据采集，然后对数据进行筛选、滤波、频率提取，标定出该条线路正常时的光纤跳线、杆塔、接续盒等位置及OPGW光缆总长等，当OPGW光缆发生断芯故障时将测量结果与标定结果进行对比，即可迅速、准确的定位出断点位置。具体包括以下步骤（见图1）：步骤1、利用布里渊散射光时域反射监测技术设备在变电站通信机房测量采集光纤复合架空地线（OPGW）其中一芯的BOTDR原始信号数据；步骤2、将所得原始信号数据取N组进行累加求均值；步骤3、将步骤2获得的原始信号均值数据进行高通滤波和布里渊频移谱图绘制；步骤4、根据步骤3得到的频移谱图标定出光纤跳线、杆塔、接续盒位置、接续盒光缆余长及线路总长；步骤5、断芯故障时根据所测得的BOTDR信号数据与步骤4得到的标定结果进行对比，即可确定故障点位置。所述BOTDR原始信号数据分解存储为空间与时间的二维数组量；即可反映出某一时间点不同空间位置的信号状态或同一空间位置点在时间上的变化状态，数据在BOTDR技术设备内部经过处理，存储的是频率信号；步骤2中所述原始信号数据取N组进行累加求均值，是对不同空间位置点在时间上做累计求均值，N取值大于10；目的是为了消除噪声等不稳定因素干扰。步骤3所述布里渊频移谱图是经过高通滤波后得到的，频移谱图为阶梯状的曲线。步骤4所述标定结果为OPGW光缆线路正常运行且无断股、断芯故障时取得的线路稳定时刻的BOTDR数据，并根据频率谱图标定出光纤跳线、杆塔、接续盒位置、每段接续盒之间光缆长度以及光缆末端位置。光缆发生断芯故障后所测数据波形与线路正常时测量点到断芯点的一段数据波形相似，根据波形的相似性和测量长度与标定结果进行对比即可清晰准确定位断芯故障发生在哪段接续盒、哪级杆塔以及哪个位置。标定的数据取天气晴朗的夜间20:00~6:00的数据进行累计求均值。结合气象数据筛选一段环境较为稳定时刻的处理后的原始信号进行累计求均值，该案例中选取10月12日夜间20:00到10月13日早上6:00共计200组数据进行累计求均值，并绘制频移谱图，如附图2所示。选取夜间数据作为标定结果是因为夜间温度较为稳定，布里渊频移曲线波动小，所得数据谱图更加平滑、接续盒位置更加清晰；白天的数据如附图3所示，与附图2相比可以看到白天的数据明显不如夜间的数据稳定。选取N组（此案例N取200）进行累计求均值是为了消除噪声等偶然因素的干扰，使标定结果谱图更加清晰可辨。根据OPGW正常时选取的夜间数据绘制的谱图情况以及输电线路杆塔信息参数，标定出光纤跳线、接续盒位置、接续盒所在杆塔位置、每段接续盒之间光纤长度、以及光纤末端位置。此案例中所测光纤总长51.842km，接续盒所在杆塔分别为：1#塔、10#塔、23#塔、33#塔、56#塔、64#塔、76#塔、98#塔、108#塔，每段接续盒之间光纤长度分别为：6.44km、7.956km、3.07km、9.36km、4.48km、4.84km、10.29km、4.46km。该条线路发生2次光缆断芯故障，附图4是OPGW断芯故障案例1测量结果图，根据测量结果测算断芯故障距离为14.97km，对照参考附图2的标定结果，可以快速定位断芯位置为L2末端23#杆塔上的光纤接续盒位置。附图5是OPGW断芯故障案例2测量结果图，根据测量结果测算断芯故障距离为6.994km，对照参考附图2的标定结果，可以快速定位断芯位置为L1末端10#杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输电线路OPGW光缆断芯精确定位方法，它包括：步骤1、利用布里渊散射光时域反射监测技术设备在变电站通信机房测量采集光纤复合架空地线（OPGW）其中一芯的BOTDR原始信号数据；步骤2、将所得原始信号数据取N组进行累加求均值；步骤3、将步骤2获得的原始信号均值数据进行高通滤波和布里渊频移谱图绘制；步骤4、根据步骤3得到的频移谱图标定出光纤跳线、杆塔、接续盒位置、接续盒光缆余长及线路总长；步骤5、断芯故障时根据所测得的BOTDR信号数据与步骤4得到的标定结果进行对比，即可确定故障点位置。

【技术特征摘要】
1.一种输电线路OPGW光缆断芯精确定位方法，它包括：步骤1、利用布里渊散射光时域反射监测技术设备在变电站通信机房测量采集光纤复合架空地线（OPGW）其中一芯的BOTDR原始信号数据；步骤2、将所得原始信号数据取N组进行累加求均值；步骤3、将步骤2获得的原始信号均值数据进行高通滤波和布里渊频移谱图绘制；步骤4、根据步骤3得到的频移谱图标定出光纤跳线、杆塔、接续盒位置、接续盒光缆余长及线路总长；步骤5、断芯故障时根据所测得的BOTDR信号数据与步骤4得到的标定结果进行对比，即可确定故障点位置。2.根据权利要求1所述的一种输电线路OPGW光缆断芯精确定位方法，其特征在于：所述BOTDR原始信号数据分解存储为空间与时间的二维数组量；所存储的是频率信号。3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄良，吕黔苏，庄红军，魏延勋，卢金科，王琨，高正浩，王颖，陈勇宇，张强永，李克明，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：贵州,52