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博今文化 / 2019-08-13
电力光缆在线监测系统的优化设计 发布时间:2018-11-30

  摘    要: 随着电力工程的不断发展, 其光缆在线监测技术的应用越来越普遍。实践过程中, 电力工程覆盖范围的持续扩大, 使得光缆在线监测的技术性要求更高。目前, 长距离监测是在线监测的主要内容, 而传统的监测方式已不能满足实际的应用需求, 故需进行技术革新。基于此, 本文从在线监测的原理出发, 对其长距离在线监测技术进行优化设计, 以期有利于监测质量的提升, 推动我国电力工程发展。

  关键词: 电力工程; 光缆; 在线监测; 技术设计;
 

电力光缆在线监测系统的优化设计
 

  1、 在线监测的基本原理

  光缆在线监测系统中, 其数据的传输由光器件进行运作, 当这些数据被传输到监测站及监测中心时, 监测中心会根据光纤性能的实际情况对数据进行系统化分析, 并在定位已发生故障位置的基础上, 对即将发生故障的物质进行科学性预测。继而为电缆的使用安全提供保证。实践过程中, 人们根据是否承载传输业务的实际情况, 将光缆在线监测方式分为光缆在线测试方式和光缆备纤测试方式。

  具体而言, 运行监测器件和故障分析器件是光缆在线监测系统的两个重要组成部分[1]。实践过程中, 控制器会统一控制这两个部位的工作状态;其中, 光缆日常运行的监测由运行监测系统控制。该系统监测体系下, 光缆的两端会安装光源和光功率计, 然后周期性的对光缆的纤芯进行监测, 通过系统对比衰耗和阀值的大小关系进行光缆运行状态的系统判定。一旦衰耗值超过预先设定的阀值, 运行监测系统就会判定该光纤存在故障, 采用故障分析系统对其进行故障监测。当进行故障监测时, 其测试的链路选择有控制器进行调节, 并且在散射原理的指导下, 进行纤芯的测试, 同时将测试的结果与电力工程管理的正常状态值进行对比, 进而实现故障点的准确定位。

  2、 光缆在线监测技术的优化设计

  生产实践过程中, 电力工程的基础设施越来越完善, 其光缆的覆盖范围业越来越多。对于在线监测系统而言, 超长距离的监测要求使得传统的监测方式面临严峻挑战, 要在保证监测精度的同时, 确保监测长度的增长, 就必须对其在线监测技术进行优化设计。从目前的应用实际来看, 采用聚类分析原理进行双向测试是目前光缆在线监测技术的主要发展方向。

  2.1、 双向监测方式的设计

  OTDR是目前管理工程施工、维护过程中, 进行光纤长度、传输衰减和故障监测的主要测量设备。这种设备的覆盖范围有限, 对于长距离乃至超长距离的光纤监测能力有限;因此, 为满足实际的测试需求, 人们在进行测试的过程中往往加大系统设定的脉冲宽度, 该操作方式虽然在测试长度上有所增加, 但对于测试的精度把握存在一定欠缺。因此需要进行更加科学的优化设计。

  在双向监测系统中, 系统的的参数将作为标准值不被调整, 其整个测试的过程由位于光缆两端的测站进行把控调节, 进行测试时, 光缆两端的测站会独立的对光缆进散射曲线测试, 然后在测算算法的基础上对其进行匹配, 继而实现区域段内光缆的运行状态监测。从应用效果来看, 双向监测系统的应用, 不仅保证了检测过程的精度要求, 更实现了光缆测量距离的延伸, 具有一定的科学性和实用性。

  2.2、 双向监测方式的算法设计

  利用双向监测方式进行光缆在线监测时, 光缆运行状态是在测算并匹配其散射曲线的基础上进行判定确认的, 这就使得其整个计算的过程成为双向监测方式应用的重点。实践过程中, 只有把握电缆双向测试算法设计的合理性, 才能对电缆的运行情况做出准确评估。具体而言, 双向测试算法的优化步骤包括以下三个方面:第一, 对于待检测电缆及实践设备中可能应用到的反射、衰减、接头衰减、接点损耗、事件点位置等进行数据表示, 实现属性赋值的数据化。第二, 采用不动的衡量方法, 进行数据相似度的衡量测试。第三, 对检测光纤的背向曲线进行计算, 并将相邻的两个事件进行事件组的优化组合, 然后在确定其相似度的基础上进行聚类分析, 从而实现光缆监测精度的提升, 确保其运行的稳定性。

  2.3、 双向监测方式的具体实施

  实践过程中, 电力光缆在线监测的双向测试是一个系统复杂的实践过程。在实施过程中, 一旦操作的方式把控不可理, 就势必对整个检测的结果造成一定影响, 威胁电缆的使用安全;因此, 进行双向监测方式操作步骤的把控意义重大。从电力工程的应用实践来看, 电力工程双向监测方式的实施必须进行以下技术保证:第一, 通过测试路由表的运用, 实现待测光缆的系统标记;第二, 对于已经完成标记的电力光缆进行系统分类, 并确认需要进行双向测试的电缆纤芯段;第三, 在检测中心的集中组织控制下, 各测站对满足测试条件的超长线段电缆进行测试控制;第四, 在测试路由的基础上, 对光缆两段的测站进行定位, 第五, 在设计参数的基础上, 对相邻标记段的光缆进行曲线拟合度匹配, 实现整个测试结果的高精度把控。

  2.4、 双向监测方式的应用范围

  电力光缆在线监测的双向测试过程中, 虽然背向曲线匹配操作的实施使得其测试距离不断增长, 但其仍有一定的长度限制。具体而言, OTDR仍是其测试电缆一端的常用设备, 一旦测试电缆的长度超过了科学的监测范围, 势必造成监测精度的直接下降。因此, 对于光缆在线监测过程中的双向监测方式而言, 把控监测光缆的长度是其整个测试过程的核心[2]。实践过程中, 光缆的长度应该保持其累计损耗在OTDR卡动态范围的1~2倍, 唯有如此, 才能实现电力光缆监测距离与监测精度的科学把控, 实现整个电力工程设备的稳定运行。

  3、 结论

  随着经济的发展及电力施工技术的完善, 电力工程的光缆长度将会不断增加, 而其光缆在线监测技术的应用也必将越来越普遍。对于电力工作人员而言, 其中有在充分了解在线监测原理的基础上, 系统把控测试光缆的长度, 然后采用科学的方式进行准确测试, 才能实现测试光缆的运行状态的良好把控, 保证电力工程设备的运行质量, 从而推动我国电力工程的良性、可持续发展。

  参考文献:

  [1]刘耀根, 孙涛, 刘晓丽.光纤在线监测系统的研究和实现[J].华北电力技术, 2013 (12) :25-27.
  [2]黄鸣宇.基于OTDR的光纤回路在线监测技术研究[J].宁夏电力, 2014 (03) :9-13.

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