[發明專利]基于溫度和電阻的光纜故障預測方法

有效

• 申請號: 201711222639.4
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107917734B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 王圣達;陳曉娟;付浩;趙亮;竇增;王金宇;張松;陳鶴;黃薇;張艷;王子儼
• 申請（專利權）人: 國網吉林省電力有限公司信息通信公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;H04B10/077
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 朱紅玲

基于溫度和電阻的光纜故障預測方法,涉及光纜通信狀態預測技術領域，解決現有方法僅能對光纜線路中已發生的故障做出處理，并不能對光纜保護套對地絕緣電阻值進行分析等問題，本發明通過改進的狼群算法優化極限學習機(GWPA?ELM)預測算法對光纜保護套對地絕緣電阻進行預測和差分自回歸滑動平均模型(ARIMA)算法對光纜保護套的溫度進行預測，通過預測的電阻值和溫度對光纜保護套的狀態進行評估。本發明能夠預測光纜未來可能發生的故障，提前制定維護策略。

技術領域

本發明涉及光纜通信狀態預測技術領域，具體涉及一種光纜保護套對地絕緣電阻值預測的方法。

背景技術

目前，光纜由纜心和護套組成，主要分為充油型和充氣型兩種。目前我國鋪設的光纜絕大多數為充油型。所謂充油型光纜就是在光纜護套內填充專用油膏用來防止水或水汽的浸入，從而保護了光纜，防止光纜傳輸特性和機械強度劣化或損壞。而光纜護套則是直接防止水或水汽進入光纜的一道重要的屏障，以保護油膏、纖芯性能免遭水或水汽浸入變質、劣化。光纜埋入地下，光纜護套中的皺紋鋼帶與大地之間的電阻稱為光纜護套對地絕緣電阻。護套對地絕緣電阻過小，說明光纜護套已經破損，其中皺紋鋼帶將會被腐蝕(雜散電流很容易從大地流入光纜護套或從護套中流出進入大地，根據電化學原理可知，電流從護套流入大地的地方，其護套中皺紋鋼帶必遭腐蝕)，導致水或水汽進入光纜。根據電阻原理可知，導通的電阻率和溫度具有關系。這個護套對地絕緣電阻大小，可充分反映光纜護套的質量與其完整性，也就是直接反映光纜線路的可靠與安全程度，

為滿足通信系統中信息能夠高效、快速、可靠地傳輸需求，光纜通信網絡作為骨干網絡已得到廣泛地應用。因此，一旦光纜線路發生故障，造成的通信中斷將會給企業和用戶帶來巨大的經濟損失。由于光纜線路上故障的不可避免，那么如何根據已有的光纜線路狀態來預測出可能發生的光纜故障，提前做好維護和管理工作，進而避免故障的發生，保障通信正常進行具有重大意義。

光纜保護套對地絕緣電阻能夠較全面地表征光纜線路保護套的狀態。通過監測光纜保護套的對地絕緣電阻值來反應光纜保護套的狀態，當其變化超過所設的閾值時，光纜保護套腐蝕嚴重，并由現場人員對故障點進行搶修，恢復通信。但該方法僅能對光纜線路中已發生的故障做出處理，并不能對光纜保護套對地絕緣電阻值進行分析，預測未來可能發生的故障。

發明內容

本發明為解決現有方法僅能對光纜線路中已發生的故障做出處理，并不能對光纜保護套對地絕緣電阻值進行分析等問題，提供一種基于溫度和電阻的光纜故障預測方法。

基于溫度和電阻的光纜故障預測方法，該方法由以下步驟實現：

步驟一、采用歐姆表和溫度傳感器分別采集光纜保護套對地絕緣電阻和光纜保護套的溫度，獲得光纜保護套對地絕緣電阻數據和光纜保護套的溫度數據；

步驟二、采用卡爾曼濾波算法對步驟一獲得的光纜保護套對地絕緣電阻數據和光纜保護套的溫度數據進行去噪處理，獲得去噪后的光纜保護套對地絕緣電阻數據和光纜保護套的溫度數據；

步驟三、采用步驟二獲得的去噪后的光纜保護套溫度的數據構建ARIMA預測模型，實現對溫度數據值的預測；

采用去噪后的光纜保護套對地絕緣電阻數據構建改進的狼群算法優化極限學習機模型，對光纜保護套對地絕緣電阻進行預測；具體過程為：

步驟三一，WPA初始化；采用高斯一維映射表達式混沌初始化人工狼的數目，最大迭代次數k_max，最大游走次數T_max，距離判定因子ω，步長因子S，更新比例因子β，并按混沌更新策略初始化狼群的空間位置x_id，x_id所在的空間由ELM模型的輸入節點到隱含層節點的輸入權值w和隱含層節點的偏置b構成；