[發(fā)明專(zhuān)利]一種海底光電復(fù)合纜全方位監(jiān)測(cè)及故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310408093.7
• 申請(qǐng)日: 2013-09-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103557883A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙麗娟;李永倩;翟麗娜
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)（保定）
• 主分類(lèi)號(hào): G01D21/02
• 分類(lèi)號(hào): G01D21/02;G01S17/10;G01R31/02;G01R31/08
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

1.一種海底光電復(fù)合纜全方位監(jiān)測(cè)及故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位方法，其特征在于，所述方法具體包括以下步驟：

步驟1：故障發(fā)生前，將布里淵光時(shí)域反射儀BOTDR連接到海底光電復(fù)合纜的光纖單元，用光時(shí)域反射法對(duì)海底光電復(fù)合纜進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，獲取光纖的應(yīng)變/溫度信息和光纖長(zhǎng)度，并根據(jù)海底光電復(fù)合纜線路的施工材料獲取絞合節(jié)距和光纖余長(zhǎng)，結(jié)合海底光電復(fù)合纜路由、海底地形和海底地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息，提取海底光電復(fù)合纜的特征點(diǎn)，觀察記錄海底光電復(fù)合纜的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，建立每相海底光電復(fù)合纜的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試曲線；

步驟2：故障發(fā)生后，將布里淵光時(shí)域反射儀BOTDR測(cè)到的故障海底光電復(fù)合纜曲線與該相海底光電復(fù)合纜標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試曲線對(duì)比，將應(yīng)變或溫度出現(xiàn)驟升或驟降的地方，初步確定為光纖的故障點(diǎn)；并通過(guò)光時(shí)域反射法，根據(jù)布里淵光時(shí)域反射儀BOTDR內(nèi)置時(shí)鐘電路計(jì)算的入射光和接收散射光的時(shí)間差，計(jì)算得到光纖故障點(diǎn)的光纖長(zhǎng)度；

步驟3：斷開(kāi)布里淵光時(shí)域反射儀BOTDR，將時(shí)域反射儀TDR連接到海底光電復(fù)合纜的銅導(dǎo)體信號(hào)線，得到海底光電復(fù)合纜的長(zhǎng)度；并進(jìn)行離線檢測(cè)故障，判斷海底光電復(fù)合纜的故障類(lèi)型，從而根據(jù)故障類(lèi)型所對(duì)應(yīng)的方法確定故障點(diǎn)，計(jì)算得到故障點(diǎn)的海底光電復(fù)合纜長(zhǎng)度；

步驟4：根據(jù)布里淵光時(shí)域反射儀BOTDR和時(shí)域反射儀TDR測(cè)得的光纖長(zhǎng)度和海底光電復(fù)合纜長(zhǎng)度，結(jié)合絞合節(jié)距和光纖余長(zhǎng)，建立光纖和海底光電復(fù)合纜長(zhǎng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

步驟5：對(duì)布里淵光時(shí)域反射法定位的光纖故障點(diǎn)的光纖長(zhǎng)度和時(shí)域反射法定位故障點(diǎn)的海底光電復(fù)合纜長(zhǎng)度進(jìn)行比對(duì)分析，實(shí)現(xiàn)海底光電復(fù)合纜的在線/離線的全方位監(jiān)測(cè)和故障點(diǎn)的準(zhǔn)確定位。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海底光電復(fù)合纜全方位監(jiān)測(cè)及故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位方法，其特征在于，所述海底光電復(fù)合纜的特征點(diǎn)包括海底光電復(fù)合纜始端、入海處、淺灘處、陡坡處、出海處和終端。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海底光電復(fù)合纜全方位監(jiān)測(cè)及故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位方法，其特征在于，所述計(jì)算得到光纖故障點(diǎn)的光纖長(zhǎng)度的公式為：

Z=ct/2n

其中，c為真空中光速，n為光纖折射率，t為入射光和接收散射光的時(shí)間差。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海底光電復(fù)合纜全方位監(jiān)測(cè)及故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位方法，其特征在于，所述進(jìn)行離線檢測(cè)故障，判斷海底光電復(fù)合纜的故障類(lèi)型，從而根據(jù)故障類(lèi)型所對(duì)應(yīng)的方法確定故障點(diǎn)的過(guò)程為：

步驟201：將海底光電復(fù)合纜兩端和其他相連設(shè)備斷開(kāi)；

步驟202：用萬(wàn)用表的電阻檔測(cè)量線芯或金屬護(hù)層的連續(xù)性，檢查電纜是否存在中間開(kāi)路現(xiàn)象，若存在，則確定海底光電復(fù)合纜為開(kāi)路故障，選用低壓脈沖法確定故障點(diǎn)；

步驟203：若海底光電復(fù)合纜的故障線芯對(duì)地火線芯之間的絕緣電阻達(dá)到幾十兆歐甚至于更高阻值時(shí)，確定海底光電復(fù)合纜為閃絡(luò)性故障，選用二次脈沖法確定故障點(diǎn)；

步驟204：若海底光電復(fù)合纜一芯或數(shù)芯對(duì)地絕緣電阻或線芯與線芯之間絕緣電阻低于幾百歐，則確定海底光電復(fù)合纜為短路故障，選用低壓脈沖法確定故障點(diǎn)；若低于正常值高于幾百歐，則確定海底光電復(fù)合纜為高阻故障，選用二次脈沖法確定故障點(diǎn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海底光電復(fù)合纜全方位監(jiān)測(cè)及故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位方法，其特征在于，所述故障點(diǎn)的海底光電復(fù)合纜長(zhǎng)度的計(jì)算公式為：

l=vt2]]>

其中，v為脈沖信號(hào)在電纜中的傳播速度；t為發(fā)射脈沖與反射脈沖的時(shí)間間隔。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海底光電復(fù)合纜全方位監(jiān)測(cè)及故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位方法，其特征在于，所述光纖和海底光電復(fù)合纜長(zhǎng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：

光纖長(zhǎng)度=海纜光電復(fù)合長(zhǎng)度*系數(shù)*光纖余長(zhǎng)

其中，系數(shù)={[（3.14*d）²+m²]^1/2}/m；d為光纖在海底光電復(fù)合纜中的直徑，m為絞合節(jié)距。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海底光電復(fù)合纜全方位監(jiān)測(cè)及故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位方法，其特征在于，所述對(duì)布里淵光時(shí)域反射法定位的光纖的故障點(diǎn)位置和時(shí)域反射法定位故障點(diǎn)的海底光電復(fù)合纜海底光電復(fù)合纜的故障點(diǎn)的距離進(jìn)行比對(duì)分析的過(guò)程為：

步驟501：將用布里淵光時(shí)域反射儀BOTDR定位的光纖故障點(diǎn)的光纖長(zhǎng)度通過(guò)步驟4中的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換，計(jì)算出光纖故障點(diǎn)的光纖長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的海纜長(zhǎng)度；

步驟502：將轉(zhuǎn)換得到的光纖故障點(diǎn)的光纖長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的海纜長(zhǎng)度與通過(guò)步驟3得到的故障點(diǎn)的海底光電復(fù)合纜長(zhǎng)度進(jìn)行對(duì)比，如果兩者的差值的絕對(duì)值在0～10m范圍內(nèi)，則得到了故障點(diǎn)的準(zhǔn)確定位。