[发明专利]高压地埋长输电力电缆的安全实时监测方法及系统

说明书

技术领域：

本发明属于传感检测技术领域，具体地说涉及一种高压地埋长输电力 电缆的安全实时监测方法及系统。

技术背景：

高压电力输送是能源运输的大动脉。为了减少占用土地资源，近年地 埋高压电力输送工程建设发展很快，电力是国民经济和社会生活中日益不 可或缺的能源。电力电缆是电力输送的重要载体，担负着为枢纽变电站和 用户供电的任务。随之而来的人为电力电缆的偷窃和其它行业的开挖施工、 地下盾构机械施工影响和破坏高压地埋长输电力电缆的安全、有效的运行 的事件。不仅影响了电力的安全生产，造成巨大的经济损失，而且也严重 威胁着周边沿线人民群众的财产与生命安全。

具不完全统计，我国每年因外界破坏而造成的高压地埋长输电力电缆 千余次，直接经济损失达几亿元，环境破坏和社会影响等间接损失更是无 法估量。为防止外界对高压地埋长输电力电缆的破坏，高压地埋长输电力 电缆电力行业每年投入了大量的人力物力，但是仍然无法有效地预防和阻 止破坏。高压地埋长输电力电缆的安全生产形式非常严峻，寻找确保高压 地埋长输电力电缆安全生产的手段和方法已迫在眉睫。

电力电缆线路遭受外力破坏的事件不断发生，严重影响了电力系统的 安全稳定运行，干扰了各级电力客户的正常用电。外力损坏的原因有机械 挖掘、人力挖伤、钻探打桩、盾构、邻近水管爆炸等多种，其中以机械挖 掘为最频繁。电力电缆由于埋设于地下，遭到破坏后，查找故障点困难， 修复时间较长，影响范围大。如2002年7月24日22时30分，北京电网 为紫竹院变电站、六郎庄变电站送电的两路110千伏电缆先后因机械挖掘 遭严重破坏，两座变电站供电范围地区的正常用电受到极大威胁，一部分 地区短时停电。经过电力工人两昼夜紧张抢修才修复完毕。

为了防止电缆的外力破坏，运行部门目前除了加强线路的巡视检查和 守护工作外，难以采取更有效的措施及时发现、制止外力破坏行为，无法 防患于未然。因此，能够及时发现、定位施工行为、防范外力破坏的技术 手段，是防止电缆遭到外力破坏的当务之急。

随着高压地埋长输电力电缆的发展，各种高压地埋长输电力电缆的安 全监测技术也在不断发展，目前已有的高压地埋长输电力电缆安全生产监 测技术主要有两类。其一：高压地埋长输电力电缆安全事件发生后的监测 技术，这种技术主要有分布式光纤温度和应力监测技术，光纤温度和应力 监测技术是利用光纤的非线性特性(拉曼效应和布里渊效应)实时采集高 压地埋长输电力电缆的介质对光纤的温度影响和冲击应力来确定非安全点 的位置，这种技术受到光缆的结构和光缆与非安全点的距离限制而影响监 测效果。其二，高压地埋长输电力电缆破坏事件发生前的预防监测技术， 也就是高压地埋长输电力电缆破坏预警技术，目前已有的该类技术主要是 “声波技术监测”，该技术是利用声波沿高压地埋长输电力电缆传输原理， 在每隔1公里左右安装一个有源传感器，拾取高压地埋长输电力电缆沿线 的声音信号加以分析，确定事件性质，进而对破坏高压地埋长输电力电缆 的事件提前发现，但是每一个传感器件必须配备一套供电系统和通信系统， 不仅增加设备的投资和维护成本，且这些设施本身也容易遭到破坏，使系 统不能正常运行。

中石油研制的长距离油气管道预警系统是基于马赫-曾德 (Mach-Zehnder)光纤干涉仪原理，形成同干涉调制信号相对传输的双端 拾取结构的M-Z的利用与管道同沟敷设光缆中的普通通信光纤组成连续分 布式的土壤振动检测传感器。拾取管道附近沿线土壤的振动信号，通过对 拾取检测信号的处理与分析，可以实时有效地检测出管道附近沿线的土壤 振动情况和振动点的位置。

上述专有技术和发明专利虽然能解决中石油天然气管道安全输送的预 警问题，但是对于对于高压地埋长输电力电缆的安全、有效运行的实时监 测却不能很好地得到应用，其原因是高压地埋长输电力电缆周围的强电流 形成的交变磁场对《石油和天然气管道安全预警系统》的传感光纤形成很 大的随机性干扰，使得这个分布光纤传感系统不能正确地做相关信号处理 和分析工作，同时，由于高压地埋长输电力电缆段距离较之石油天然气管 道输送段距离短，因此要求该分布传感器的定位误差小于石油天然气管道 预警系统的定位误差。

发明内容