[發(fā)明專利]一種基于分布式光纖傳感技術(shù)的雨水入侵光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010020762.3
• 申請(qǐng)日: 2020-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN111239842A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 原軍;藥煒;張凱;李強(qiáng);張海寬;汪驕陽;楊逸;郭政;楊純;李垠韜;金燊;宋偉;趙陽;郭舉富;盛興隆;劉鵬;王波;趙楊;李建勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)山西省電力公司太原供電公司;國網(wǎng)湖北省電力有限公司武漢供電公司;國網(wǎng)冀北電力有限公司信息通信分公司;貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司貴陽供電局
• 主分類號(hào): G01V8/10
• 分類號(hào): G01V8/10;G01D21/02
• 代理公司: 武漢楚天專利事務(wù)所 42113
• 代理人: 孔敏

1.一種基于分布式光纖傳感技術(shù)的雨水入侵光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：包括分布式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(4)、傳感光纜(5)，所述分布式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(4)包括分布式解析主機(jī)(1)與及與分布式解析主機(jī)(1)連接的分布式監(jiān)測(cè)主機(jī)(3)，分布式監(jiān)測(cè)主機(jī)(3)與傳感光纜(5)連接，傳感光纜(5)從待測(cè)井蓋(7)下方經(jīng)過，所述分布式監(jiān)測(cè)主機(jī)(3)用于監(jiān)測(cè)下雨時(shí)傳感光纜(5)中的后向瑞利散射信號(hào)以及瑞利背向散射光，所述分布式解析主機(jī)(1)用于根據(jù)所述后向瑞利散射信號(hào)以及瑞利背向散射光分析雨水進(jìn)入管道前后傳感光纜(5)的振動(dòng)信號(hào)特征變化與溫度變化趨勢(shì)來判斷該處井蓋是否受到雨水的入侵。

2.如權(quán)利要求1所述的基于分布式光纖傳感技術(shù)的雨水入侵光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：分布式解析主機(jī)(1)通過數(shù)據(jù)線(2)與分布式監(jiān)測(cè)主機(jī)(3)連接。

3.一種基于分布式光纖傳感技術(shù)的雨水入侵光纜監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：采用權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述系統(tǒng)進(jìn)行，所述方法包括如下步驟：

步驟一、將分布式光纖傳感系統(tǒng)(4)安裝在機(jī)房或變電站里，與待監(jiān)測(cè)傳感光纜(5)的一芯冗余光纖相連接；

步驟二、用振動(dòng)模擬器，沿待測(cè)傳感光纜(5)路由尋找所有的井蓋(7)進(jìn)行振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，并通過分布式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(4)記錄下振動(dòng)點(diǎn)的皮長(zhǎng)，在系統(tǒng)部署后，標(biāo)記這些位于井蓋(7)處的光纜段(6)作為監(jiān)測(cè)段；

步驟三、獲取待測(cè)傳感光纜(5)的溫度系數(shù)C_T；

步驟四、分布式監(jiān)測(cè)主機(jī)(3)向傳感光纜(5)的光纖注入調(diào)制后的脈沖信號(hào)，當(dāng)有雨水透過標(biāo)定井蓋進(jìn)入光纜溝道導(dǎo)致傳輸光纜的振動(dòng)時(shí)，會(huì)引起瑞利背向散射光的變化，傳感光纜(5)產(chǎn)生后向瑞利散射光并經(jīng)采集后輸入給分布式監(jiān)測(cè)主機(jī)(3)，分布式監(jiān)測(cè)主機(jī)(3)通過對(duì)比后向瑞利散射光信號(hào)與無擾動(dòng)情況下時(shí)的區(qū)別判斷該點(diǎn)光纖受到擾動(dòng)，根據(jù)之前標(biāo)定工作已經(jīng)確定的各個(gè)井蓋點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的光纜皮長(zhǎng)確切位置，初步判斷哪些井蓋可能已經(jīng)遭受到雨水入侵；

步驟五、分布式監(jiān)測(cè)主機(jī)(3)監(jiān)測(cè)傳感光纜(5)中的布里淵散射信號(hào)并發(fā)送給分布式解析主機(jī)(1)，分布式解析主機(jī)(1)根據(jù)布里淵散射頻率發(fā)生變化判斷監(jiān)測(cè)段(6)處傳感光纜(5)的溫度發(fā)生下降趨勢(shì)，根據(jù)之前求得的溫度系數(shù)C_T計(jì)算當(dāng)前溫度T_current；

步驟六、分布式解析主機(jī)(1)結(jié)合采集到的瑞利散射信號(hào)和布里淵頻移信號(hào)進(jìn)行解析，如果某一監(jiān)測(cè)段振動(dòng)強(qiáng)烈，且隨后溫度成下降趨勢(shì)，則判斷該監(jiān)測(cè)段受到雨水入侵并淹埋。

4.如權(quán)利要求3所述的基于分布式光纖傳感技術(shù)的雨水入侵光纜監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：步驟三具體為：

以某一環(huán)境下的環(huán)境溫度為初始溫度T₀，通過分布式解析主機(jī)1獲得該環(huán)境溫度下的初始頻移值f₀，然后對(duì)監(jiān)測(cè)段6的光纜進(jìn)行加熱，當(dāng)加熱段光纜的溫度穩(wěn)定后，保持溫度穩(wěn)定狀態(tài)一段時(shí)間，記錄該時(shí)間段的溫度作為最終溫度T_end，取該段時(shí)間內(nèi)采集的數(shù)據(jù)，獲得溫度穩(wěn)定狀態(tài)下的頻移值f_end，根據(jù)初始溫度和初始頻移值以及最終溫度和最終頻移值計(jì)算溫度系數(shù)C_T，其計(jì)算公式如下：

5.如權(quán)利要求4所述的基于分布式光纖傳感技術(shù)的雨水入侵光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：步驟五中計(jì)算當(dāng)前溫度T_current的公式如下所示：

T_current＝T₀+C_T(f_current-f₀) (2)

其中，T₀為初始溫度，C_T為溫度系數(shù)，f₀為下雨前布里淵散射信號(hào)的初始頻移值，f_current為下雨后布里淵散射信號(hào)的當(dāng)前頻移值。