基于分布式光纤传感技术的电缆隧道安全状态在线监测系统.pdfVIP

凰应用技术 基于分布式光纤传感技术的电缆隧道 安全状态在线监测系统 邓纪伦 翁志辉 金智群 (1．广东省东莞供 电局长安供 电分局 2．广州劲联智能科技有限公司) 摘要 ：为实时监测电缆隧道内电缆、设备等资产安全，确保电网可靠运行，提出一种基于分布式光纤传感 技术的电缆隧道安全状态在线监测系统。根据电缆隧道的现场环境特殊性，设计并优化事件识别算法以及布线方 式，建立基于 Web平台的管理系统，提出基于地理信息系统的标定方法。该系统在南方 电网某区进行了工程试 点，取得 良好的效果。 关键词 ：分布式光纤传感；电缆隧道；事件识别算法 O 引言 造工作量繁重，人力物力投入巨大。为此，本文提出 基于分布式光纤传感技术的电缆隧道安全状态在线 随着城市高压线缆从空中向地下铺设工程的实 监测系统，利用分布式光纤入侵传感系统，可有效解 施，目前城市输电线路基本采用地下隧道的形式运输 决以上问题。 电力。对城市输 电网络进行安全健康监测、及时发现 故障、确保社会的正常运行越来越重要。但是电缆隧 1 系统结构 道现场环境十分恶劣，常规安防报警设备完全无法应 基于分布式光纤传感技术的电缆隧道安全状态 用。现场环境状况：1)地下电缆沟长时间使用后，容 在线监测系统结构图如图1所示，光纤传感主机采用 易积水、积淤泥，常规电子设备无法在如此恶劣的环 基于偏振光时域反射 (polarizationopfic~time．domain 境内长期工作；2)电缆隧道内无 220VAC供 电电源， reflectometer，POTDR)2[-6]原理的传感系统，光纤传 常规电子设备无法供电，且 由于地下电缆沟内环境恶 感主机通过互联网与安全状态发布服务器相连，用户 劣，长距离220VAC供电也容易引起漏电危险。 可使用个人电脑、智能手机等终端设备通过互联网与 为解决电缆沟内输 电电缆防盗预警的问题，有厂 服务器连接，进而获取电缆隧道的安全状态。当隧道 家提出利用低压脉冲反射l1J原理的思路，并推出相应 内电缆受到外力破坏 (如盗窃、施工等行为)时，运 产品。其基本原理是首先把输电电缆的接地屏蔽层对 维人员可第一时间获取破坏点地理位置信息，赶赴现 地 电压抬高，然后向输 电电缆屏蔽层注入低压脉冲。 场进行处理。 当该脉冲沿输电电缆屏蔽层传播到阻抗不匹配点，如 短路点、故障点、中间接头等位置即产生反向脉冲， 该反向脉冲回送到测量点被仪器记录下来。通过计算 发生脉冲与反射脉冲的时间差和脉冲在屏蔽层的波 速度，即可计算阻抗不匹配点。但这种产品存在 2个 问题：1)把输电电缆的接地屏蔽层对地电压抬高，会 给输 电电缆的正常运行带来新的不安全、不稳定因素， 给电网运行带来新的安全隐患；2)电缆沟 内输电电缆 图1 基于分布式光纤传感技术的电缆隧道安全状态 众多，每条输电电缆的屏蔽层都要抬升对地 电压，改 在线监测系统结构 图 24 1)由于实验中POTDR的脉冲宽度为 1 s，对应的空 间分辨率为 100m；2)由于整个系统存在环境噪声、 光电探测器热噪声等各种噪声，所以强度阈值不能设