一种基于BOTDR和OTDR的OPGW故障定位方法及装置制造方法及图纸

一种基于BOTDR和OTDR的OPGW故障定位方法及装置，属于光纤通信领域，用以解决现有技术中由于不能精确定位杆塔的位置导致故障定位不准确的问题。本发明专利技术首先利用BOTDR测量布里渊频移跳变，并结合杆塔明细表中档距、塔高及杆塔类型信息，识别接续点并定位接续杆塔；进一步利用OTDR测量损耗来识别利用BOTDR不能识别到的接续点，从而精确定位所有接续点；对于非接续杆塔定位，根据OPGW光缆内部纤芯受力形态或根据相邻接续杆塔的定位结构获取非接续杆塔位置及其对应的累计光纤长度；最后利用BOTDR或者OTDR测量待测光缆，并结合接续杆塔及非接续杆塔位置及其对应的累计光纤长度判断故障所处杆塔。本发明专利技术可以精准定位接续点，为维护和校验杆塔明细表提供重要参考。为维护和校验杆塔明细表提供重要参考。为维护和校验杆塔明细表提供重要参考。

【技术实现步骤摘要】
一种基于BOTDR和OTDR的OPGW故障定位方法及装置


[0001]本专利技术属于光纤通信领域，具体涉及一种基于BOTDR和OTDR的OPGW故障定位方法及装置。

技术介绍

[0002]电力OPGW(Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire，光纤复合架空地线)光缆是电力通信网的重要信息载体，同时承担着地线功能。由于其架空属性，易受到覆冰、大风舞动、雷击等自然灾害影响，造成光纤衰耗增大或者中断，为电力通信网的安全稳定运行带来了挑战。相关测试结果统计，90％以上的光缆故障发生在接头盒或接头盒所在的杆塔上，因此接续点处光纤长度的识别对于故障的定位具有重要意义。
[0003]目前在OPGW光缆检修工作中应用最广泛的检测设备是OTDR(Optical Time Domain Reflectometer，光时域反射仪)，可以测量OPGW光缆内部纤芯长度和损耗。OPGW光缆由一段段光缆熔接组成整条光缆线路，利用OTDR对OPGW损耗点的测量也可以定位熔接点即接续点，但是由于熔接工艺水平的提升和OTDR本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于BOTDR和OTDR的OPGW故障定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、利用BOTDR和OTDR获取接续杆塔的位置编号及其对应的累计光纤长度；具体步骤包括：步骤一一、利用BOTDR对多根OPGW光缆空余纤芯测量布里渊频移数据，获取基础布里渊频移曲线，所述基础布里渊频移曲线由多段光缆的布里渊频移数据组成；利用OTDR对多根OPGW光缆空余纤芯测量损耗，获取基础损耗数据；步骤一二、根据基础布里渊频移曲线寻找多段光缆对应的阶跃跳变点，将出现频移跳变的一段光缆的位置记为接续点，将该段光缆对应的布里渊频移数据中频率过渡区的中点记为该接续点处累计光纤长度，从而获取多个接续点和其对应的累计光纤长度；步骤一三、计算相邻接续点的累计光纤长度的差，获得每段光缆的光纤长度；步骤一四、根据每段光缆的光纤长度、杆塔明细表中杆塔编号和档距值，将每段光缆的光纤长度和该段光缆对应的起始杆塔后连续多个累计档距值进行比较，确定每个接续点对应的杆塔即为接续杆塔，从而获得接续杆塔的位置编号；所述累计档距值为多个档距值的和；步骤一五、判断每段光缆对应的累计档距值是否大于预设最大盘长值，若累计档距值大于预设最大盘长值，则根据基础损耗数据进一步判断该段光缆是否存在损耗点，若存在损耗点则该损耗点为增补接续点；步骤一六、将增补接续点加入到步骤一二获得的多个接续点中，获得总接续点；步骤一七、对所获得的总接续点执行步骤一三至步骤一四，从而获取所有接续杆塔的位置编号及其对应的累计光纤长度；步骤二、以相邻接续杆塔及其之间的多个连续非接续杆塔及光缆作为一个单元，对一个单元内的多个连续非接续杆塔进行定位，获取非接续杆塔的位置编号及其对应的累计光纤长度；步骤三、根据上述接续杆塔及非接续杆塔的位置编号及其对应的累计光纤长度，对杆塔上的待测光缆进行故障检测，获得存在故障的杆塔位置编号。2.根据权利要求1所述的一种基于BOTDR和OTDR的OPGW故障定位方法，其特征在于，步骤一四中累计档距值的计算方法为：定义y
m
表示第m
‑
1个杆塔与第m个杆塔之间的档距值，每段光缆对应的累计档距值
△
SPAN
i
为：式中，N
i
、N
i
‑1表示接续杆塔编号；将每段光缆的光纤长度和该段光缆对应的起始杆塔后连续多个累计档距值进行比较的方法为：当该段光缆的光纤长度大于该段光缆的前k个杆塔的累计档距值且小于该段光缆的前k+1个杆塔的累计档距值时，确定第k个杆塔为接续杆塔。3.根据权利要求2所述的一种基于BOTDR和OTDR的OPGW故障定位方法，其特征在于，步骤一四中所述累计档距值为多个档距值的和加上每段光缆首尾两个杆塔的塔高。4.根据权利要求3所述的一种基于BOTDR和OTDR的OPGW故障定位方法，其特征在于，步骤一中在步骤一七之后还包括步骤一八：根据杆塔明细表中杆塔类型判断步骤一七中确定的接续杆塔是否为耐张塔，若是则保留该接续杆塔的位置编号及其对应的累计光纤长度；
若不是则不保留。5.根据权利要求4所述的一种基于BOTDR和OTDR的OPGW故障定位方法，其特征在于，步骤二的具体步骤包括：步骤二一、根据应力应变量计算公式计算相邻接续杆塔之间光缆的应力应变量；步骤二二、比较根据完好纤芯计算获得的基础应力应变量与相邻接续杆塔之间光缆的应力应变量，判断相邻接续杆塔之间的每段光缆是否有明显应变；若有明显应变，则根据悬链线方程曲线将其应力极大值处判定为杆塔位置，从而获得该单元内非接续杆塔塔顶位置，并记录每个非接续杆塔处的累计光纤长度；所述悬链线方程曲线公式为：式中，σ0为一档OPGW光缆中最低点的水平应力，γ为比载，l为档距，为斜档距与水平方向夹角，x表示水平方向距离，y表示垂直方向距离；步骤二三、若相邻接续杆塔之间的每段光缆没有明显应变，则估算该单元内非接续杆塔位置，并利用下述公式记录每个非接续杆塔处的累计光纤长度：式中，为第N
i
‑1+j号非接续杆塔的累计光纤长度；L
i
为第N
i
号接续杆塔接续点处累计光纤长度；L
i
‑1为第N
i
‑1号接续杆塔接续点处累计光纤长度；为第N
i
‑1号接续杆塔塔高，为第N
i
号接续杆塔塔高；j为档距个数。6.根据权利要求5所述的一种基于BOTDR和OTDR的OPGW故障定位方法，其特征在于，步骤二一中应力应变量
△
ε计算公式如下：式中，
△
T表示温度的变化量；
△
ε表示应力应变量；
△
v
B
表示温度和应变引起的布里渊频移变化量；和表示布里渊频移的温度系数和应变系数。7.根据权利要求6所述的一种基于BOTDR和OTDR的OPGW故障定位方法，其特征在于，步骤三中对杆塔上的待测光缆进行故障检测的步骤包括：利用BOTDR测量待测光缆的布里渊频移数据，并将其和未发生断芯的完好纤芯布里渊频移数据进行比对，根据步骤一和步骤二获得的接续杆塔及非接续杆塔的位置编号及其对应的累计光纤长度判断故障所处的杆塔；并根据熔接...

【专利技术属性】
技术研发人员：董永康，夏猛，汤晓惠，张琦，王颖，姜辉，李灿，张书林，隋景林，姜桃飞，关鹏，张洪玲，
申请(专利权)人：国家电网公司信息通信分公司鞍山睿科光电技术有限公司哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：