[發明專利]一種基于模型驅動的OPGW光纜故障診斷與定位方法

在審

• 申請號: 202310538135.2
• 申請日: 2023-05-12
• 公開（公告）號: CN116633433A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 叢犁;崔文博;曲暢;黃成斌;黃巍;畢彥君;張強;蘇叢哲;李施昊
• 申請（專利權）人: 國網吉林省電力有限公司;國網吉林省電力有限公司信息通信公司;長春理工大學
• 主分類號: H04B10/079
• 分類號: H04B10/079;H04B10/071;H04L41/0631;H04L41/142
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 孫盟盟

本發明公開了一種基于模型驅動的OPGW光纜故障診斷與定位方法，涉及電力設備檢測技術領域，包括：獲取光纜數據以及線路故障發生時通過OTDR獲取的故障點距離及檢測曲線；將檢測曲線和光纜數據進行預處理，通過預處理后的數據訓練得到最優光纜故障分類模型，進行光纜故障分類；構建T?S模糊故障樹光纜故障診斷模型進行光纜故障原因診斷；構建光纜故障定位模型，基于故障點距離進行故障定位。本發明實現光纜故障類型的精確分類，利用光纜定位算法實現光纜故障點的精確定位，利用T?S模糊故障樹對光纜故障進行推理并分析，通過推理結果可知最有可能造成其故障的原因，方便工作人員能夠精準施策，采取適當措施減少故障發生次數。

技術領域

本發明涉及電力設備檢測技術領域，更具體的說是涉及一種基于模型驅動的OPGW光纜故障診斷與定位方法。

背景技術

光纖復合架空地線(Optical?Fiber?Composite?Overhead?Ground?Wire，OPGW)是一種內部含有通信光纖的電纜。它同時具有地線和通信的功能，是電力通信網的物理載體及電網安全運行的重要基礎設施，在電力系統中發揮著至關重要的作用。隨著智能電網的全面建設，電網生產、經營業務日益增長，OPGW光纜由于其特有的架設方式，長期暴露在野外易受大風、溫度等復雜天氣影響而發生斷裂等故障，且在一些特殊地理環境，比如：河流，陡坡等地區很難定位故障地理位置。一旦電力光纜線路發生故障，光纜通信網絡中斷時間較長，將會造成大量的光纜通信網絡數據丟失，不僅會給用戶帶來巨大的經濟損失，而且會嚴重影響電網的安全運行。因此，對OPGW光纜故障進行診斷與定位，對保障電力光纖通信專網的安全可靠運行有著重大意義。

目前，檢測OPGW光纜故障的主流方法是利用OTDR，通過OTDR測量得到的測試曲線和事件點信息得到光纖的相關故障點并獲取故障點的距離，工作人員沿著線路查找，最終找到故障點位置，并且進行檢修，排除故障。上述方法雖然可以找到光纖的故障點，但由于實際的光纜走線復雜，存在尾纖、跳纖和盤纖等問題，僅僅通過OTDR測量的光纖距離，并不能準確定位故障點的實際地理位置，要找到故障點的實際位置，需要花費大量人力和時間。同時，OTDR信號曲線的特征可分為起始事件、反射事件、非反射事件、結束事件，其中故障事件主要發生在反射事件與非反射事件。導致反射事件的原因有機械接頭連接不牢靠，光纖斷裂等。常見的非反射事件原因有光纖熔接、彎曲和老化等。上述方法僅僅得到事件點類型，缺少對故障類型的精確分析，也沒有融合光纜狀態對發生故障的原因進行診斷。

因此，提出一種基于模型驅動的OPGW光纜故障診斷與定位方法，實現OPGW光纜運行故障診斷與定位，是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種基于模型驅動的OPGW光纜故障診斷與定位方法，對故障類型精確分析，融合光纜狀態對發生故障的原因進行故障診斷與定位，為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于模型驅動的OPGW光纜故障診斷與定位方法，包括：

獲取OPGW光纜數據以及線路故障發生時通過OTDR獲取的故障點距離及檢測曲線；

將檢測曲線和OPGW光纜數據進行預處理，通過預處理后的數據訓練得到最優光纜故障分類模型，進行OPGW光纜故障分類；

構建T-S模糊故障樹光纜故障診斷模型進行OPGW光纜故障原因診斷；

構建光纜故障定位模型，基于故障點距離進行故障定位。

可選的，所述OPGW光纜數據包括：OPGW光纜線路走勢地圖、光纜接頭盒位置點、光纜拐點、特殊地理位置經緯度坐標及氣象數據、分布式光纖傳感數據和OPGW光纜記錄。

可選的，所述預處理的具體步驟為：

采用標準坐標系對光纜線路走勢地圖進行配準操作，并根據特殊地理位置處經緯度坐標對光纜線路進行配準，生成光纜線路數據；