[發(fā)明專利]一種地埋電纜防外破的光纖振動(dòng)模擬試驗(yàn)平臺(tái)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910968801.X
• 申請(qǐng)日: 2019-10-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110779613A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方雯;劉暢;黎鵬;黎子晉;方蓓貝;吳田;普子恒;方春華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號(hào): G01H9/00
• 分類號(hào): G01H9/00
• 代理公司: 42103 宜昌市三峽專利事務(wù)所
• 代理人: 吳思高

一種地埋電纜防外破的光纖振動(dòng)模擬試驗(yàn)平臺(tái)，包括地埋電纜敷設(shè)容器、光纖振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)、振動(dòng)模擬源、信號(hào)采集系統(tǒng)。所述地埋電纜敷設(shè)容器，用于模擬電纜的真實(shí)運(yùn)行環(huán)境；所述光纖振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，用于發(fā)出脈沖光，將光纖受到振動(dòng)影響處的后向散射信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，從而得到電纜表面處的振動(dòng)信號(hào)；所述振動(dòng)模擬源，用于模擬不同類型的振動(dòng)源；所述信號(hào)采集系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)采集振動(dòng)信息，并能顯示電纜不同部位的振動(dòng)曲線。本發(fā)明試驗(yàn)平臺(tái)考慮了多種振動(dòng)源的影響，通過(guò)搭建各種模擬裝置，模擬各種振動(dòng)源的振動(dòng)特征；并保證光纖不受外部振動(dòng)噪音的干擾前提下能夠獲得基礎(chǔ)振動(dòng)信號(hào)。該試驗(yàn)平臺(tái)搭建較為簡(jiǎn)單，降低了試驗(yàn)的成本，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地埋電纜進(jìn)行防外破監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地埋電纜防外破的光纖振動(dòng)模擬試驗(yàn)平臺(tái)。

背景技術(shù)

隨著城市的快速發(fā)展，城市地面上方架空線路空間要求不斷縮小，入地電纜取代架空線路成為必然趨勢(shì)，但地埋電纜縱橫交錯(cuò)、運(yùn)維復(fù)雜，同時(shí)與城建部門(mén)的工作銜接存在漏洞，導(dǎo)致在道路改造、地鐵修建等城市建設(shè)施工中，地埋電纜頻繁發(fā)生被破壞事故，對(duì)電網(wǎng)的供電可靠性和施工人員的安全造成了嚴(yán)重威脅。根據(jù)全國(guó)主要城市電纜故障統(tǒng)計(jì)，在引發(fā)故障的原因中外力破壞占58%，附件質(zhì)量占27%，敷設(shè)施工隱患占12%，電纜本體質(zhì)量占3%，可見(jiàn)：外力破壞是造成地埋電纜出現(xiàn)故障的主要原因之一，所以對(duì)地埋電纜進(jìn)行防外破監(jiān)測(cè)愈發(fā)重要。

基于分布式光纖傳感技術(shù)的振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)監(jiān)測(cè)電纜周圍振動(dòng)信號(hào)可為電纜的防外破預(yù)警提供數(shù)據(jù)支撐。由于電纜通道周圍環(huán)境復(fù)雜，振動(dòng)源類型較多，通常包括：氣象（如刮風(fēng)下雨）噪聲源，車輛噪音、機(jī)械施工振動(dòng)等，而不同振動(dòng)源引起的振動(dòng)特征差異較大，導(dǎo)致現(xiàn)有振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在漏報(bào)、誤報(bào)等問(wèn)題。因此，有必要構(gòu)建光纖振動(dòng)模擬試驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)不同振動(dòng)源引起的振動(dòng)特性開(kāi)展系統(tǒng)研究，從而為地埋電纜通道的外破監(jiān)測(cè)及預(yù)警提供技術(shù)支撐。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種地埋電纜防外破的光纖振動(dòng)模擬試驗(yàn)平臺(tái)，該試驗(yàn)平臺(tái)考慮了多種振動(dòng)源的影響，通過(guò)搭建各種模擬裝置，模擬各種振動(dòng)源的振動(dòng)特征；并保證光纖不受外部振動(dòng)噪音的干擾前提下能夠獲得基礎(chǔ)振動(dòng)信號(hào)。該試驗(yàn)平臺(tái)搭建較為簡(jiǎn)單，降低了試驗(yàn)的成本，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種地埋電纜防外破的光纖振動(dòng)模擬試驗(yàn)平臺(tái)，包括：

地埋電纜敷設(shè)容器、光纖振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)、振動(dòng)模擬源、信號(hào)采集系統(tǒng)；

所述地埋電纜敷設(shè)容器，用于模擬電纜的真實(shí)運(yùn)行環(huán)境；

所述光纖振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，用于發(fā)出脈沖光，將光纖受到振動(dòng)影響處的后向散射信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，從而得到電纜表面處的振動(dòng)信號(hào)；

所述振動(dòng)模擬源，用于模擬不同類型的振動(dòng)源；

所述信號(hào)采集系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)采集振動(dòng)信息，并能顯示電纜不同部位的振動(dòng)曲線。

所述地埋電纜敷設(shè)容器包括掩埋物、電纜、光纖、隔音匣；

掩埋物為黏質(zhì)土、和/或砂質(zhì)土，用于模擬不同環(huán)境土壤；

光纖敷設(shè)于電纜表面，用于測(cè)量振動(dòng)信號(hào)；

隔音匣是由阻尼隔聲吸聲棉材料制作而成的密閉匣子，光纖末端放置于隔音匣，防止該部分測(cè)量信號(hào)受外界振動(dòng)源的影響。

所述光纖振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)包括用于給傳感光纖傳輸光的光源組件、用于接收振動(dòng)信號(hào)的光電信息處理組件；

光源組件調(diào)制出脈沖寬度為486ns的脈沖光通向光纖，振動(dòng)模擬源振動(dòng)使光纖內(nèi)的光發(fā)生后向散射，后向散射的光信號(hào)經(jīng)光電信息處理組件處理變?yōu)殡娦盘?hào)。

所述振動(dòng)模擬源包括氣象噪音源、車輛噪音源、機(jī)械施工振動(dòng)源；