楊蕊 翟廣

摘 要：隨著電力工程的不斷發(fā)展，其光纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用越來越普遍。實(shí)踐過程中，電力工程覆蓋范圍的持續(xù)擴(kuò)大，使得光纜在線監(jiān)測(cè)的技術(shù)性要求更高。目前，長(zhǎng)距離監(jiān)測(cè)是在線監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容，而傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方式已不能滿足實(shí)際的應(yīng)用需求，故需進(jìn)行技術(shù)革新?；诖耍疚膹脑诰€監(jiān)測(cè)的原理出發(fā)，對(duì)其長(zhǎng)距離在線監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以期有利于監(jiān)測(cè)質(zhì)量的提升，推動(dòng)我國(guó)電力工程發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電力工程；光纜；在線監(jiān)測(cè)；技術(shù)設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.148

1 在線監(jiān)測(cè)的基本原理

光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，其數(shù)據(jù)的傳輸由光器件進(jìn)行運(yùn)作，當(dāng)這些數(shù)據(jù)被傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)站及監(jiān)測(cè)中心時(shí)，監(jiān)測(cè)中心會(huì)根據(jù)光纖性能的實(shí)際情況對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)化分析，并在定位已發(fā)生故障位置的基礎(chǔ)上，對(duì)即將發(fā)生故障的物質(zhì)進(jìn)行科學(xué)性預(yù)測(cè)。繼而為電纜的使用安全提供保證。實(shí)踐過程中，人們根據(jù)是否承載傳輸業(yè)務(wù)的實(shí)際情況，將光纜在線監(jiān)測(cè)方式分為光纜在線測(cè)試方式和光纜備纖測(cè)試方式。

具體而言，運(yùn)行監(jiān)測(cè)器件和故障分析器件是光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的兩個(gè)重要組成部分[1]。實(shí)踐過程中，控制器會(huì)統(tǒng)一控制這兩個(gè)部位的工作狀態(tài)；其中，光纜日常運(yùn)行的監(jiān)測(cè)由運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)控制。該系統(tǒng)監(jiān)測(cè)體系下，光纜的兩端會(huì)安裝光源和光功率計(jì)，然后周期性的對(duì)光纜的纖芯進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過系統(tǒng)對(duì)比衰耗和閥值的大小關(guān)系進(jìn)行光纜運(yùn)行狀態(tài)的系統(tǒng)判定。一旦衰耗值超過預(yù)先設(shè)定的閥值，運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就會(huì)判定該光纖存在故障，采用故障分析系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)。當(dāng)進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)時(shí)，其測(cè)試的鏈路選擇有控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且在散射原理的指導(dǎo)下，進(jìn)行纖芯的測(cè)試，同時(shí)將測(cè)試的結(jié)果與電力工程管理的正常狀態(tài)值進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)的準(zhǔn)確定位。

2 光纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

生產(chǎn)實(shí)踐過程中，電力工程的基礎(chǔ)設(shè)施越來越完善，其光纜的覆蓋范圍業(yè)越來越多。對(duì)于在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)而言，超長(zhǎng)距離的監(jiān)測(cè)要求使得傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方式面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，要在保證監(jiān)測(cè)精度的同時(shí)，確保監(jiān)測(cè)長(zhǎng)度的增長(zhǎng)，就必須對(duì)其在線監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。從目前的應(yīng)用實(shí)際來看，采用聚類分析原理進(jìn)行雙向測(cè)試是目前光纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的主要發(fā)展方向。

2.1 雙向監(jiān)測(cè)方式的設(shè)計(jì)

OTDR是目前管理工程施工、維護(hù)過程中，進(jìn)行光纖長(zhǎng)度、傳輸衰減和故障監(jiān)測(cè)的主要測(cè)量設(shè)備。這種設(shè)備的覆蓋范圍有限，對(duì)于長(zhǎng)距離乃至超長(zhǎng)距離的光纖監(jiān)測(cè)能力有限；因此，為滿足實(shí)際的測(cè)試需求，人們?cè)谶M(jìn)行測(cè)試的過程中往往加大系統(tǒng)設(shè)定的脈沖寬度，該操作方式雖然在測(cè)試長(zhǎng)度上有所增加，但對(duì)于測(cè)試的精度把握存在一定欠缺。因此需要進(jìn)行更加科學(xué)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

在雙向監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，系統(tǒng)的的參數(shù)將作為標(biāo)準(zhǔn)值不被調(diào)整，其整個(gè)測(cè)試的過程由位于光纜兩端的測(cè)站進(jìn)行把控調(diào)節(jié)，進(jìn)行測(cè)試時(shí)，光纜兩端的測(cè)站會(huì)獨(dú)立的對(duì)光纜進(jìn)散射曲線測(cè)試，然后在測(cè)算算法的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行匹配，繼而實(shí)現(xiàn)區(qū)域段內(nèi)光纜的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。從應(yīng)用效果來看，雙向監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅保證了檢測(cè)過程的精度要求，更實(shí)現(xiàn)了光纜測(cè)量距離的延伸，具有一定的科學(xué)性和實(shí)用性。

2.2 雙向監(jiān)測(cè)方式的算法設(shè)計(jì)

利用雙向監(jiān)測(cè)方式進(jìn)行光纜在線監(jiān)測(cè)時(shí)，光纜運(yùn)行狀態(tài)是在測(cè)算并匹配其散射曲線的基礎(chǔ)上進(jìn)行判定確認(rèn)的，這就使得其整個(gè)計(jì)算的過程成為雙向監(jiān)測(cè)方式應(yīng)用的重點(diǎn)。實(shí)踐過程中，只有把握電纜雙向測(cè)試算法設(shè)計(jì)的合理性，才能對(duì)電纜的運(yùn)行情況做出準(zhǔn)確評(píng)估。具體而言，雙向測(cè)試算法的優(yōu)化步驟包括以下三個(gè)方面：第一，對(duì)于待檢測(cè)電纜及實(shí)踐設(shè)備中可能應(yīng)用到的反射、衰減、接頭衰減、接點(diǎn)損耗、事件點(diǎn)位置等進(jìn)行數(shù)據(jù)表示，實(shí)現(xiàn)屬性賦值的數(shù)據(jù)化。第二，采用不動(dòng)的衡量方法，進(jìn)行數(shù)據(jù)相似度的衡量測(cè)試。第三，對(duì)檢測(cè)光纖的背向曲線進(jìn)行計(jì)算，并將相鄰的兩個(gè)事件進(jìn)行事件組的優(yōu)化組合，然后在確定其相似度的基礎(chǔ)上進(jìn)行聚類分析，從而實(shí)現(xiàn)光纜監(jiān)測(cè)精度的提升，確保其運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2.3 雙向監(jiān)測(cè)方式的具體實(shí)施

實(shí)踐過程中，電力光纜在線監(jiān)測(cè)的雙向測(cè)試是一個(gè)系統(tǒng)復(fù)雜的實(shí)踐過程。在實(shí)施過程中，一旦操作的方式把控不可理，就勢(shì)必對(duì)整個(gè)檢測(cè)的結(jié)果造成一定影響，威脅電纜的使用安全；因此，進(jìn)行雙向監(jiān)測(cè)方式操作步驟的把控意義重大。從電力工程的應(yīng)用實(shí)踐來看，電力工程雙向監(jiān)測(cè)方式的實(shí)施必須進(jìn)行以下技術(shù)保證：第一，通過測(cè)試路由表的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)待測(cè)光纜的系統(tǒng)標(biāo)記；第二，對(duì)于已經(jīng)完成標(biāo)記的電力光纜進(jìn)行系統(tǒng)分類，并確認(rèn)需要進(jìn)行雙向測(cè)試的電纜纖芯段；第三，在檢測(cè)中心的集中組織控制下，各測(cè)站對(duì)滿足測(cè)試條件的超長(zhǎng)線段電纜進(jìn)行測(cè)試控制；第四，在測(cè)試路由的基礎(chǔ)上，對(duì)光纜兩段的測(cè)站進(jìn)行定位，第五，在設(shè)計(jì)參數(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)相鄰標(biāo)記段的光纜進(jìn)行曲線擬合度匹配，實(shí)現(xiàn)整個(gè)測(cè)試結(jié)果的高精度把控。

2.4 雙向監(jiān)測(cè)方式的應(yīng)用范圍

電力光纜在線監(jiān)測(cè)的雙向測(cè)試過程中，雖然背向曲線匹配操作的實(shí)施使得其測(cè)試距離不斷增長(zhǎng)，但其仍有一定的長(zhǎng)度限制。具體而言，OTDR仍是其測(cè)試電纜一端的常用設(shè)備，一旦測(cè)試電纜的長(zhǎng)度超過了科學(xué)的監(jiān)測(cè)范圍，勢(shì)必造成監(jiān)測(cè)精度的直接下降。因此，對(duì)于光纜在線監(jiān)測(cè)過程中的雙向監(jiān)測(cè)方式而言，把控監(jiān)測(cè)光纜的長(zhǎng)度是其整個(gè)測(cè)試過程的核心[2]。實(shí)踐過程中，光纜的長(zhǎng)度應(yīng)該保持其累計(jì)損耗在OTDR卡動(dòng)態(tài)范圍的1～2倍，唯有如此，才能實(shí)現(xiàn)電力光纜監(jiān)測(cè)距離與監(jiān)測(cè)精度的科學(xué)把控，實(shí)現(xiàn)整個(gè)電力工程設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 結(jié)論

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及電力施工技術(shù)的完善，電力工程的光纜長(zhǎng)度將會(huì)不斷增加，而其光纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用也必將越來越普遍。對(duì)于電力工作人員而言，其中有在充分了解在線監(jiān)測(cè)原理的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)把控測(cè)試光纜的長(zhǎng)度，然后采用科學(xué)的方式進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)試，才能實(shí)現(xiàn)測(cè)試光纜的運(yùn)行狀態(tài)的良好把控，保證電力工程設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量，從而推動(dòng)我國(guó)電力工程的良性、可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉耀根，孫濤，劉曉麗.光纖在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn)[J].華北電力技術(shù)，2013（12）：25-27.

[2]黃鳴宇.基于OTDR的光纖回路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[J].寧夏電力，2014（03）：9-13.

作者簡(jiǎn)介：楊蕊（1983-），女，山東曲阜人，本科，中級(jí)工程師，主要從事技術(shù)研發(fā)方面工作。