[發明專利]一種基于相干光時域反射計的電力光纜監控裝置及方法

在審

• 申請號: 201910865882.0
• 申請日: 2019-09-12
• 公開（公告）號: CN110505009A
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 周文平;何建森;曹美卿;甘性偉;周德方;羅鵬;陳燕來;張晉;梁非池;周渠
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;國網重慶市電力公司合川供電分公司;西南大學
• 主分類號: H04B10/071
• 分類號: H04B10/071;H04B10/079;H04B10/038
• 代理公司: 11275 北京同恒源知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙榮之<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種基于相干光時域反射計的電力光纜監控裝置，其特征在于：包括服務器、主控制模塊、光路保護模塊、測試模塊、數據分析模塊、定位模塊、報警模塊、相干光時域反射計模塊和電源模塊；

所述服務器分別與主控制模塊、電源模塊相連接；

所述主控制模塊分別與測試模塊、數據分析模塊、定位模塊、報警模塊、光路保護模塊和電源模塊相連接；

所述服務器采用windows操作系統下的服務器，主控制模塊采用可編程序控制機，用于實現邏輯控制、數據處理和網絡通信；

所述定位模塊包括計算機端的GIS系統和手機端的GPS定位系統；GIS系統安裝在工作后臺服務器內，GPS定位系統安裝在工作人員手機上；

所述光路保護模塊采用OAPS系列光路自動切換保護系統；

所述測試模塊采用COTDR光時域反射計，用于測試并記錄光纜的光功率信息；

所述數據分析模塊包括：RS232接口電路、AT89S52單片機；RS232接口電路用于將數字信號傳輸至單片機中；AT89S52單片機用于對數據的處理；

所述電源模塊采用220V交流電和蓄電池，220V交流電用于服務器和主控制模塊，蓄電池用于測試點的報警模塊。

2.根據權利要求1所述的一種基于相干光時域反射計的電力光纜監控裝置，其特征在于：所述裝置還包括外殼、用于被測光纜插入的COTDR輸出口、USB插口和充電插口。

3.根據權利要求1所述的一種基于相干光時域反射計的電力光纜監控裝置，其特征在于：所述報警模塊采用GSM/GPRS模塊，通過RS232串口與GSM模塊通信，用于使用標準的AT命令來控制GSM模塊實現無線通信報警功能；GSM/GPRS模塊一端連接AT89S52單片機，用于接受AT89S52單片機發送的報警信息，另一端通過無線傳輸方式，用于將報警信息發送至工作人員的手機上。

4.一種基于相干光時域反射計的電力光纜監控方法，其特征在于：該方法為：

通過主控制模塊運用相干光時域反射計對光纜進行數據測試，測試的數據傳輸至數據分析模塊進行數據分析；

數據分析過程：

數據分析模塊通過經驗奇異值分解SVD對數據進行降噪和優化分析，提高裝置系統的靈敏度和信噪比，進一步提取特征數據；針對光纖的老化點、熔接點、接頭、異常彎曲點、斷裂點和末端不同類型故障點，光信號功率產生變化各不相同，且功率變化呈現出一定的特點，運用故障類型和光信號功率變化的聯系，進而通過光信號功率變化判斷故障類型；同時根據COTDR瑞利散射干涉的頻率變化，預測光纜外界溫度；

故障定位過程：

當光纜發生故障時，主控制模塊通過數據分析模塊得到的數據特性，判斷發生的故障類型，進而將數據中包含的距離信息發送至定位模塊，從而進行故障分析和精準定位；

故障修復過程：

當光纜發生故障時，主控制模塊將觸發光路保護模塊功能，光路保護模塊能自動識別主、備系纖統光路信號狀態，進行光路瞬時切換，從而能在主用光纜發生全阻障礙時，保障光纜系統正常運行。