[发明专利]一种基于相干光时域反射计的电力光缆监控装置及方法

权利要求书

1.一种基于相干光时域反射计的电力光缆监控装置，其特征在于：包括服务器、主控制模块、光路保护模块、测试模块、数据分析模块、定位模块、报警模块、相干光时域反射计模块和电源模块；

所述服务器分别与主控制模块、电源模块相连接；

所述主控制模块分别与测试模块、数据分析模块、定位模块、报警模块、光路保护模块和电源模块相连接；

所述服务器采用windows操作系统下的服务器，主控制模块采用可编程序控制机，用于实现逻辑控制、数据处理和网络通信；

所述定位模块包括计算机端的GIS系统和手机端的GPS定位系统；GIS系统安装在工作后台服务器内，GPS定位系统安装在工作人员手机上；

所述光路保护模块采用OAPS系列光路自动切换保护系统；

所述测试模块采用COTDR光时域反射计，用于测试并记录光缆的光功率信息；

所述数据分析模块包括：RS232接口电路、AT89S52单片机；RS232接口电路用于将数字信号传输至单片机中；AT89S52单片机用于对数据的处理；

所述电源模块采用220V交流电和蓄电池，220V交流电用于服务器和主控制模块，蓄电池用于测试点的报警模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于相干光时域反射计的电力光缆监控装置，其特征在于：所述装置还包括外壳、用于被测光缆插入的COTDR输出口、USB插口和充电插口。

3.根据权利要求1所述的一种基于相干光时域反射计的电力光缆监控装置，其特征在于：所述报警模块采用GSM/GPRS模块，通过RS232串口与GSM模块通信，用于使用标准的AT命令来控制GSM模块实现无线通信报警功能；GSM/GPRS模块一端连接AT89S52单片机，用于接受AT89S52单片机发送的报警信息，另一端通过无线传输方式，用于将报警信息发送至工作人员的手机上。

4.一种基于相干光时域反射计的电力光缆监控方法，其特征在于：该方法为：

通过主控制模块运用相干光时域反射计对光缆进行数据测试，测试的数据传输至数据分析模块进行数据分析；

数据分析过程：

数据分析模块通过经验奇异值分解SVD对数据进行降噪和优化分析，提高装置系统的灵敏度和信噪比，进一步提取特征数据；针对光纤的老化点、熔接点、接头、异常弯曲点、断裂点和末端不同类型故障点，光信号功率产生变化各不相同，且功率变化呈现出一定的特点，运用故障类型和光信号功率变化的联系，进而通过光信号功率变化判断故障类型；同时根据COTDR瑞利散射干涉的频率变化，预测光缆外界温度；

故障定位过程：

当光缆发生故障时，主控制模块通过数据分析模块得到的数据特性，判断发生的故障类型，进而将数据中包含的距离信息发送至定位模块，从而进行故障分析和精准定位；

故障修复过程：

当光缆发生故障时，主控制模块将触发光路保护模块功能，光路保护模块能自动识别主、备系纤统光路信号状态，进行光路瞬时切换，从而能在主用光缆发生全阻障碍时，保障光缆系统正常运行。