[發明專利]基于支持向量回歸的光纖復合架空地線光纜應變檢測方法

有效

• 申請號: 201410387837.6
• 申請日: 2014-08-07
• 公開（公告）號: CN104266600A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 余雷;劉曉華;劉越;向文祥;張雪峰;龔浩;田丁;楊帆
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網湖北省電力公司檢修公司;國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰

技術領域

本發明屬于電力系統智能狀態檢測技術領域，涉及一種光纖復合架空地線光纜應變檢測方法，具體涉及一種基于支持向量回歸的光纖復合架空地線(OPGW)光纜應變檢測方法。?

背景技術

隨著社會的不斷發展和用電需求的不斷提高，國家加快建設高壓電網的同時還要建立完整的電力系統的光通信網絡。光纖復合架空地線光纜在電力系統通信中的應用越來越廣泛。其兼具普通地線和通信光纜的雙重功能，具有通信容量大、不受強電干擾、不易受外力破壞，以及不需另設空間走廊等優點，是電力系統網絡中一種可靠性較高、安裝成本較低的通信方式。?

然而，光纖復合架空地線長期暴露在野外，常受持續的機械張力、電氣閃絡、材料老化和外界環境變化等影響，容易產生斷股、磨損、腐蝕等損傷，這些損傷會導致光纖復合架空地線發生形變，造成內部光纜產生應力應變。通常狀態下，光纖復合架空地線的應力應變對內部光纖的傳輸性能的影響非常小，常規檢測無法檢測到光纖應力應變的變化，一旦光纖應力應變積累到一定程度最終發生斷裂，將對電力系統通信和電網的安全可靠性產生嚴重影響。因此，需使用準確度高、?可靠性好的儀器對光纖復合架空地線進行長期的應變測量監控，實時監測光纖復合架空地線的健康狀況，及時發現和處理故障隱患，使其更好地為電網的安全穩定運行服務，這是電力部門必須解決的一大問題。?

布里淵光時域反射計是目前常用的一種光纖復合架空地線狀態檢測技術，該技術基本原理如下：光在光纖中傳播時在傳播的反方向會產生散射光，其背向散射光光譜如圖2所示，包括了瑞利散射、布里淵散射和拉曼散射。其中布里淵散射是由介質中的聲學聲子引起的一種非彈性光散射，布里淵散射光的頻率相對于入射光頻率發生的漂移稱為布里淵頻移，由介質的聲學特性和彈性力學特性決定。?

布里淵光時域反射計的測量原理是后向布里淵散射信號:脈沖光從光纖的一端輸入，并在同一端測量后向返回的自發布里淵散射光，通過將后向自發布里淵散射光與一個頻率較為接近的參考光進行差頻相干，測量頻率較低的拍頻信號來得到布里淵頻移。?

按一定間隔不斷變化入射脈沖光的頻率，就可以獲得光纖上每個采樣點的布里淵頻移。由于光纖復合架空地線光纜中光纖余長的影響，在光纜受到小于60％額定拉斷力(RTS,Rated?Tensile?Strength)的拉力時，光纖的頻移變化很小，在小于60％RTS的拉力狀態下，光纖復合架空地線拉伸，但是光纖復合架空地線內的光纖余長并沒有消耗完，光纖處于未受拉力狀態；而當光纖復合架空地線受拉力大于等于60％RTS時，則頻移變化非常明顯，且隨拉力呈線性變化，此時光纖復合架空地線內部光纖余長已經被消耗，光纖已經受力產生應變。典?型的頻移-拉力擬合線性關系如圖3所示。目前的光纜頻移測量技術雖然能準確捕捉光纖復合架空地線高應變時刻的應變信息，但是當拉力低于60％RTS時，難以判斷光纜是否受到拉力作用，而在線路運行狀態檢測中，人們更關心的是光纜在30％RTS左右時的數據特征。因此，探索研究一種新的檢測方法用于實現光纖復合架空地線線路應力應變實時在線監測，是十分必要的。?

發明內容：

本發明要針對上述背景技術存在的問題，提供一種基于支持向量回歸的光纖復合架空地線光纜應變檢測方法,解決現有布里淵頻移檢測方法不能檢測低應變的問題，以及時處理故障隱患，減少光纜斷裂事故的發生，提高電力系統的穩定性。?

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為?

一種基于支持向量回歸的光纖復合架空地線光纜應變檢測方法，包括如下步驟：?

步驟1：依據光源散射在光纖上的點到光入射端的距離確定數個測量點z_i，利用布里淵光時域反射計測量每個測量點z_i的布里淵頻移?

步驟2：對每個測量點z_i的布里淵頻移的標準差進行聚類分析確定光纜受力部位，對每一時刻t,綜合受力部位上每個測量點z_i的頻移建立頻移向量F_t＝(f_t,1,f_t,2,...,f_t,n)；?

步驟3：運用支持向量機建立頻移向量F_t與受力段拉力y_t的非線?性回歸模型；?

步驟4：將步驟2得到的頻移向量F_t代入步驟3得到的非線性回歸模型，得到光纖復合架空地線受力段拉力y_t。?