一种基于制造技术

本发明专利技术公开了一种基于

【技术实现步骤摘要】
一种基于BOTDR的线缆覆冰检测方法


[0001]本专利技术涉及线缆覆冰状态在线检测
，具体为一种基于
BOTDR
的线缆覆冰检测方法
。

技术介绍

[0002]受冷暖空气共同影响，在很多地区电网时常遭遇大雪和冰冻侵袭，输变电设施覆冰覆雪严重，给电网带来了很大的破坏，严重威胁电网安全运行和供电可靠性，因此针对线缆覆冰状态实时在线检测十分必要
。
[0003]目前市场主流覆冰检测手段主要是通过分布式传感器或者视频采集图像识别实现覆冰检测；分布式传感器即在沿线杆塔上布防倾角
/
压力
/
温湿度等传感器；数据统一上传到检测中心服务器用以检测覆冰情况；视频检测即通过在沿线杆塔布放摄像头用以采集实时图像，通过图像识别线缆覆冰情况，以此实现检测，但是在实际使用中检测点布放需要依托杆塔等电力设施，现场实施和日常维护困难较大，由于是分布式布放检测设备，每个检测点的检测范围有限，无法实现全线连续检测，且检测设备在运行过程易受恶劣天气环境影响，故障率高，为此我们提出了一种基于
BOTDR
的线缆覆冰检测方法
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于
BOTDR
的线缆覆冰检测方法，具备厘米级精度的线缆实时覆冰检测的优点，解决了检测点布放需要依托杆塔等电力设施，现场实施和日常维护困难较大，由于是分布式布放检测设备，每个检测点的检测范围有限，无法实现全线连续检测，且检测设备在运行过程易受恶劣天气环境影响，故障率高的问题
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于
BOTDR
的线缆覆冰检测装置，包括
BOTDR
检测设备和检测主机，
BOTDR
检测设备通过网线连接检测主机，通过网络实时接收光缆应力及温度数据，结合地理环境及当地历史天气情况，建立覆冰检测分析模型，计算光缆覆冰厚度及重量，结合线缆设计的抗拉
/
承重标准，预报覆冰告警
。
[0006]优选的，其检测方法包括如下步骤：
[0007]A、
部署检测设备及检测主机；
[0008]A1、
首先将
BOTDR
检测设备和检测主机放置在相应的位置，以便于后期的检测作业；
[0009]B、
部署完成后，通过工作人员向主机录入光缆数据，光缆周边地理环境数据；
[0010]C、
数据输入完毕后，主机可根据输入的数据进行初始覆冰检测模型训练，模型如下
:
[0011]f(t)
＝
α1(t)+
α2(t)+
α3(t)+
α4(t)+
α5(t)
[0012]D、
紧接着根据模型训练结果调优各维度分析参数，以此优化模型；
[0013]E、
优化完毕后，通过启动
BOTDR
检测设备，
BOTDR
检测设备通过将光纤中的分子由于布朗运动产生噪声，其压力差使折射率变化，对光产生自发散射，压力差和折射率的周期
性变化，光波和声波产生多普勒效应，使频率发生变化；通过脉冲光的后向布里渊散射光的频移就可实现温度
、
应变测量；由脉冲光产生的背向散射光进入光电探测器与本振光进行相干检测，取出差频分量，即布里渊频移信号，对布里渊频谱进行分析即可得到布里渊参数的变化，从而解调出温度和应变信息，背向散射光与脉冲光之间的时延数据测量光纤位置信息；
[0014]F、
之后将数据带入分析模型进行实测验证，进而实现了线缆覆冰检测
。
[0015]优选的，所述步骤
E
中
BOTDR
测量的是布里渊散射信号与布里渊散射光频率相关的光纤材料特性主要受温度和应变的影响
。
[0016]优选的，所述步骤
E
中散射的光会被耦合器分成两部分，一部分由电光调制器
(EOM)
调制成脉冲光，入射到传感光纤，另一部分作为本振光进入参考光路
。
[0017]优选的，所述步骤
C
中的其中
α1为温度覆冰关系函数，
α2为应力覆冰关系函数
。
[0018]优选的，所述步骤
B
中光缆数据包括光缆基本信息，光缆路由信息
。
[0019]优选的，所述步骤
B
中光缆周边地理环境类型如
:
平原
/
山区
/
河岸等，导入当地近一年的天气数据，包括温度
/
湿度
/
风速
/
风向等数据
。
[0020]优选的，所述步骤
C
中
α3为湿度覆冰关系函数，
α4为线缆直径覆冰关系函数，
α5为地理位置覆冰关系函数
。
[0021]优选的，所述
BOTDR
检测设备只需要在光缆一端安装即可实现全线覆冰检测，施工便捷且运行过程不受外部环境影响
。
[0022]优选的，所述步骤
C
中的训练结果准确性可达
87
％，完全满足日常检测要求，可以极大程度减少了因覆冰导致的损失，提高日常维护效率
。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0024]本专利技术通过
BOTDR
技术检测光缆温度
/
应力指标结合当地天气
/
地理情况，建立覆冰检测分析模型，计算光缆覆冰质量，结合线缆设计的抗拉
/
承重标准，出具覆冰告警预报，且通过基于
BOTDR
技术可实现厘米级的光缆覆冰检测，只需要在光缆一端安装检测设备即可实现全线覆冰检测，施工便捷且运行过程不受外部环境影响，可实现
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小时不间断的覆冰检测，预报结果准确高效，解决了检测点布放需要依托杆塔等电力设施，现场实施和日常维护困难较大，由于是分布式布放检测设备，每个检测点的检测范围有限，无法实现全线连续检测，且检测设备在运行过程易受恶劣天气环境影响，故障率高的问题
。
具体实施方式
[0025]实施例一：一种基于
BOTDR
的线缆覆冰检测装置，包括
BOTDR
检测设备和检测主机，
BOTDR
检测设备通过网线连接检测主机，通过网络实时接收光缆应力及温度数据，结合地理环境及当地历史天气情况，建立覆冰检测分析模型，计算光缆覆冰厚度及重量，结合线缆设计的抗拉
/
承重标准，预报覆冰告警
。
[0026]其检测方法包括如下步骤：
[0027]A、
部署检测设备及检测主本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
BOTDR
的线缆覆冰检测装置，包括
BOTDR
检测设备和检测主机，其特征在于：
BOTDR
检测设备通过网线连接检测主机，通过网络实时接收光缆应力及温度数据，结合地理环境及当地历史天气情况，建立覆冰检测分析模型，计算光缆覆冰厚度及重量，结合线缆设计的抗拉
/
承重标准，预报覆冰告警
。2.
一种基于
BOTDR
的线缆覆冰检测方法，包括权利要求1所述的基于
BOTDR
的线缆覆冰检测装置，其检测方法包括如下步骤：
A、
部署检测设备及检测主机；
A1、
首先将
BOTDR
检测设备和检测主机放置在相应的位置，以便于后期的检测作业；
B、
部署完成后，通过工作人员向主机录入光缆数据，光缆周边地理环境数据；
C、
数据输入完毕后，主机可根据输入的数据进行初始覆冰检测模型训练，模型如下
:f(t)
＝
α1(t)+
α2(t)+
α3(t)+
α4(t)+
α5(t)D、
紧接着根据模型训练结果调优各维度分析参数，以此优化模型；
E、
优化完毕后，通过启动
BOTDR
检测设备，
BOTDR
检测设备通过将光纤中的分子由于布朗运动产生噪声，其压力差使折射率变化，对光产生自发散射，压力差和折射率的周期性变化，光波和声波产生多普勒效应，使频率发生变化；通过脉冲光的后向布里渊散射光的频移就可实现温度
、
应变测量；由脉冲光产生的背向散射光进入光电探测器与本振光进行相干检测，取出差频分量，即布里渊频移信号，对布里渊频谱进行分析即可得到布里渊参数的变化，从而解调出温度和应变信息，背向散射光与脉冲光之间的时延数据测量光纤位置信息；
F、
之后将数据带入分析模型进行实测验证，进而实现了线缆覆冰检测
。3.
根据权利要求2所述的一种基于
BOTDR
的线缆覆冰检测方法，其特征在于：所述步骤
E
中
BOTDR
测量的是布里渊散射信号与布...

【专利技术属性】
技术研发人员：段瑞霞，李彦丰，
申请(专利权)人：李彦丰，
类型：发明
国别省市：