本發(fā)明屬于光纜斷芯檢測技術(shù)，尤其涉及一種輸電線路opgw光纜斷芯精確定位方法。

背景技術(shù)：

近年來隨著我國電力系統(tǒng)光纖通信網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模建設(shè)，至今已形成上萬公里的電力光纖通信線路，為電力系統(tǒng)的可靠運行提供了重要保障。光纖復(fù)合架空地線（opticalfibercompositeoverheadgroundwire，opgw）作為電力系統(tǒng)通信特種光纜兼具普通地線防雷保護和光纖通信的雙重功能，在輸電線路架設(shè)中應(yīng)用極為普遍。從運行情況看國內(nèi)外均有出現(xiàn)opgw受外力或雷擊等災(zāi)害導(dǎo)致纖芯受損，影響光纜通信傳輸性能的案例。輸電線路opgw光纜斷芯故障對電力通信系統(tǒng)的安全運行帶來極大威脅，因此opgw光纜斷芯的快速、準確定位具有重要的研究意義。

隨著光線通信的飛速發(fā)展，分布式光纖傳感技術(shù)逐漸成為研究的熱點，具有巨大的應(yīng)用潛力。目前應(yīng)用最廣泛的光纖檢測設(shè)備是光時域反射儀即otdr測試儀，它根據(jù)光的后向菲涅爾反射原理測量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點等信息，但其缺點是測量存在盲區(qū)，測量結(jié)果精確性較差等技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：提供一種輸電線路opgw光纜斷芯精確定位方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)光纖檢測設(shè)備采用光時域反射儀即otdr測試儀，它根據(jù)光的后向菲涅爾反射原理測量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點等信息，但其缺點是測量存在盲區(qū)，測量結(jié)果精確性較差等技術(shù)問題。

本發(fā)明技術(shù)方案：

一種輸電線路opgw光纜斷芯精確定位方法，它包括：

步驟1、利用布里淵散射光時域反射監(jiān)測技術(shù)設(shè)備在變電站通信機房測量采集光纖復(fù)合架空地線（opgw）其中一芯的botdr原始信號數(shù)據(jù)；

步驟2、將所得原始信號數(shù)據(jù)取n組進行累加求均值；

步驟3、將步驟2獲得的原始信號均值數(shù)據(jù)進行高通濾波和布里淵頻移譜圖繪制；

步驟4、根據(jù)步驟3得到的頻移譜圖標定出光纖跳線、桿塔、接續(xù)盒位置、接續(xù)盒光纜余長及線路總長；

步驟5、斷芯故障時根據(jù)所測得的botdr信號數(shù)據(jù)與步驟4得到的標定結(jié)果進行對比，即可確定故障點位置。

所述botdr原始信號數(shù)據(jù)分解存儲為空間與時間的二維數(shù)組量；所存儲的是頻率信號；

步驟2中所述原始信號數(shù)據(jù)取n組進行累加求均值，是對不同空間位置點在時間上做累計求均值，n取值大于10。

步驟3所述頻移譜圖為階梯狀的曲線。

步驟4所述標定結(jié)果為opgw光纜線路正常運行且無斷股、斷芯故障時取得的線路穩(wěn)定時刻的botdr數(shù)據(jù)，并根據(jù)頻率譜圖標定出光纖跳線、桿塔、接續(xù)盒位置、每段接續(xù)盒之間光纜長度以及光纜末端位置。

標定的數(shù)據(jù)取天氣晴朗的夜間20:00~6:00的數(shù)據(jù)進行累計求均值。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明提出一種輸電線路opgw光纜斷芯精確定位方法，該方法利用光時域背向布里淵散射分布式光纖傳感系統(tǒng)（botdr）在變電站opgw一端測量數(shù)據(jù)，根據(jù)所得數(shù)據(jù)標定出該條線路光纖跳線、桿塔、接續(xù)盒等位置及opgw光纜總長等，當opgw光纜發(fā)生斷芯故障時，根據(jù)所測數(shù)據(jù)與標定結(jié)果對比即可迅速精確定位斷芯位置。該方法相比otdr測試儀定位更加精確，無盲區(qū)，距離分辨率高等優(yōu)點；可為通信搶修提供便利；解決了現(xiàn)有技術(shù)光纖檢測設(shè)備采用光時域反射儀即otdr測試儀，它根據(jù)光的后向菲涅爾反射原理測量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點等信息，但其缺點是測量存在盲區(qū)，測量結(jié)果精確性較差等技術(shù)問題。

附圖說明：

圖1是opgw光纜斷芯精確定位方法流程示意圖；

圖2是opgw正常時夜間數(shù)據(jù)的標定結(jié)果示意圖；

圖3是opgw正常時白天數(shù)據(jù)的標定結(jié)果示意圖；

圖4是opgw斷芯故障實施例1測量結(jié)果示意圖；

圖5是opgw斷芯故障實施例2測量結(jié)果示意圖。

具體實施方式：

一種輸電線路opgw光纜斷芯精確定位方法（見圖1），利用光時域背向布里淵散射分布式光纖傳感器（botdr）對輸電線路opgw內(nèi)部光纖進行監(jiān)測與數(shù)據(jù)采集，然后對數(shù)據(jù)進行篩選、濾波、頻率提取，標定出該條線路正常時的光纖跳線、桿塔、接續(xù)盒等位置及opgw光纜總長等，當opgw光纜發(fā)生斷芯故障時將測量結(jié)果與標定結(jié)果進行對比，即可迅速、準確的定位出斷點位置。具體包括以下步驟（見圖1）：

步驟1、利用布里淵散射光時域反射監(jiān)測技術(shù)設(shè)備在變電站通信機房測量采集光纖復(fù)合架空地線（opgw）其中一芯的botdr原始信號數(shù)據(jù)；

步驟2、將所得原始信號數(shù)據(jù)取n組進行累加求均值；

步驟3、將步驟2獲得的原始信號均值數(shù)據(jù)進行高通濾波和布里淵頻移譜圖繪制；

步驟4、根據(jù)步驟3得到的頻移譜圖標定出光纖跳線、桿塔、接續(xù)盒位置、接續(xù)盒光纜余長及線路總長；

步驟5、斷芯故障時根據(jù)所測得的botdr信號數(shù)據(jù)與步驟4得到的標定結(jié)果進行對比，即可確定故障點位置。

所述botdr原始信號數(shù)據(jù)分解存儲為空間與時間的二維數(shù)組量；即可反映出某一時間點不同空間位置的信號狀態(tài)或同一空間位置點在時間上的變化狀態(tài)，數(shù)據(jù)在botdr技術(shù)設(shè)備內(nèi)部經(jīng)過處理，存儲的是頻率信號；

步驟2中所述原始信號數(shù)據(jù)取n組進行累加求均值，是對不同空間位置點在時間上做累計求均值，n取值大于10；目的是為了消除噪聲等不穩(wěn)定因素干擾。

步驟3所述布里淵頻移譜圖是經(jīng)過高通濾波后得到的，頻移譜圖為階梯狀的曲線。

步驟4所述標定結(jié)果為opgw光纜線路正常運行且無斷股、斷芯故障時取得的線路穩(wěn)定時刻的botdr數(shù)據(jù)，并根據(jù)頻率譜圖標定出光纖跳線、桿塔、接續(xù)盒位置、每段接續(xù)盒之間光纜長度以及光纜末端位置。

光纜發(fā)生斷芯故障后所測數(shù)據(jù)波形與線路正常時測量點到斷芯點的一段數(shù)據(jù)波形相似，根據(jù)波形的相似性和測量長度與標定結(jié)果進行對比即可清晰準確定位斷芯故障發(fā)生在哪段接續(xù)盒、哪級桿塔以及哪個位置。

標定的數(shù)據(jù)取天氣晴朗的夜間20:00~6:00的數(shù)據(jù)進行累計求均值。

結(jié)合氣象數(shù)據(jù)篩選一段環(huán)境較為穩(wěn)定時刻的處理后的原始信號進行累計求均值，該案例中選取10月12日夜間20:00到10月13日早上6:00共計200組數(shù)據(jù)進行累計求均值，并繪制頻移譜圖，如附圖2所示。選取夜間數(shù)據(jù)作為標定結(jié)果是因為夜間溫度較為穩(wěn)定，布里淵頻移曲線波動小，所得數(shù)據(jù)譜圖更加平滑、接續(xù)盒位置更加清晰；白天的數(shù)據(jù)如附圖3所示，與附圖2相比可以看到白天的數(shù)據(jù)明顯不如夜間的數(shù)據(jù)穩(wěn)定。選取n組（此案例n取200）進行累計求均值是為了消除噪聲等偶然因素的干擾，使標定結(jié)果譜圖更加清晰可辨。

根據(jù)opgw正常時選取的夜間數(shù)據(jù)繪制的譜圖情況以及輸電線路桿塔信息參數(shù)，標定出光纖跳線、接續(xù)盒位置、接續(xù)盒所在桿塔位置、每段接續(xù)盒之間光纖長度、以及光纖末端位置。此案例中所測光纖總長51.842km，接續(xù)盒所在桿塔分別為：1#塔、10#塔、23#塔、33#塔、56#塔、64#塔、76#塔、98#塔、108#塔，每段接續(xù)盒之間光纖長度分別為：6.44km、7.956km、3.07km、9.36km、4.48km、4.84km、10.29km、4.46km。

該條線路發(fā)生2次光纜斷芯故障，附圖4是opgw斷芯故障案例1測量結(jié)果圖，根據(jù)測量結(jié)果測算斷芯故障距離為14.97km，對照參考附圖2的標定結(jié)果，可以快速定位斷芯位置為l2末端23#桿塔上的光纖接續(xù)盒位置。附圖5是opgw斷芯故障案例2測量結(jié)果圖，根據(jù)測量結(jié)果測算斷芯故障距離為6.994km，對照參考附圖2的標定結(jié)果，可以快速定位斷芯位置為l1末端10#桿塔上的光纖接續(xù)盒位置。