[发明专利]基于光纤径向振源测距振动识别的电缆防外破方法及系统

说明书

本公开提出了基于光纤径向振源测距振动识别的电缆防外破方法及系统，方法包括以下步骤：获取分布式振动传感光纤上多个测量点的振动信号；根据获取的振动信号，计算振源与光纤测量点的之间的径向距离；采用时间定位法多次获取振动信号并计算径向距离，判断振源与光纤的径向距离是否逐渐缩短，若距离缩短，判定该振动为破坏性振动，发送预警信息；否则，判定该振动为非破坏性振动。本公开创新性的提出根据振动信号计算振源位置与距离振源最近的光纤段的径向距离，通过距离的变化，判断振源是否依次接近光纤，从而确定发生振动的位置的光缆是否有可能受到破坏，实现电缆的防外破防护，减少误报，从而降低电缆维护的人力成本和效率。

技术领域

本公开涉及电缆状态监测相关技术领域，具体的说，是涉及基于光纤径向振源测距振动识别的电缆防外破方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

电力电缆因其具有可靠性高、铺设于地下而不影响城市美观的优点，越来越广泛地应用于城市电网中。随着电缆铺设范围增加，由施工等外力破坏电缆造成的停电事故频率逐年上升。研究电缆防外破技术对电力电缆的安全运行、保证电力系统的可靠性具有重要意义。

目前电缆防外破在线监测系统主要利用基于光纤固有后向瑞利散射光的分布式光纤振动传感技术(Φ-OTDR)，其基本原理是利用光波及其后向瑞利散射光在光纤中传输时其相位等光特征对振动敏感的特性。将脉冲光信号注入待测光缆，当光纤某处受到振动扰动时，由于弹光效应，该处光纤的折射率将会发生变化，从而导致该处光波相位的改变，光相位的变化将引起后向瑞利散射光强度的改变，通过对携带了扰动信息的后向瑞利散射光信号进行分析处理后，即可实现对扰动和入侵的横向定位，横向定位即确定在光缆发生入侵的位置相对于检测点的距离。

利用该技术，可在电缆附近铺设分布式光纤振动传感器，光纤在监测到振动后向运维人员发出预警，并提供振源的横向位置信息，由运维人员到达振动现场检查电缆并制止施工，避免施工造成的电缆破坏。

发明人发现，目前的分布式光纤传感器无法识别振动类型，挖地、施工产生的危险性振动与行车产生的无危险性振动均会引起电缆防外破系统报警，现场常发生误报情况，降低了运维人员的工作效率，造成了人力上的浪费。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了基于光纤径向振源测距振动识别的电缆防外破方法及系统，创新性地提出了利用光纤径向振源测距实现振动类型判断，并对针对振动的危险性判断的方法。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开的第一目的是提供基于光纤径向振源测距振动识别的电缆防外破方法，包括以下步骤：

获取分布式振动传感光纤上多个测量点的振动信号；

根据获取的振动信号，计算振源与光纤之间的径向距离；

采用时间定位法多次获取振动信号并计算径向距离，判断振源与光纤的径向距离是否逐渐缩短，若距离缩短，判定该振动为破坏性振动，发送预警信息；否则，判定该振动为非破坏性振动。

本公开的第二目的是提供基于光纤径向振源测距振动识别的电缆防外破系统，包括电缆附近铺设的分布式振动传感光纤，与分布式振动传感光纤连接的光脉冲发射装置、接收散射光的光电探测器以及处理器，处理器执行上述的基于光纤径向振源测距振动识别的电缆防外破方法。

本公开的第三目的是基于光纤径向振源测距振动识别的电缆防外破系统，包括：

数据获取模块：被配置为用于获取分布式振动传感光纤上多个测量点的振动信号；

计算模块：被配置为用于根据获取的振动信号，计算振源与光纤之间的径向距离；