[发明专利]一种基于Φ-OTDR的输电线路外破监测方法

权利要求书

1.一种基于Φ-OTDR的输电线路外破监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、对总长L的待测光纤以长度d为间隔预设采样点，则采样点的总个数为M＝L/d，预设循环次数N，设置循环变量n的初始值为1；

步骤二、从时刻t_n开始，每隔时长T从Φ-OTDR系统得到光纤中所有预设采样点的瑞利背向散射光信号的相位，重复预设次数J次，即经过时长J*T后，得到一组M*J二维数组，由此绘制相位瀑布图，该瀑布图的横轴为距离轴，距离指采样点到光纤起始点的距离，纵轴为时间轴，色度表示数组中的元素：即相位的大小；

步骤三、对每个预设采样点在时长J*T内的相位作截止频率为f的低通滤波；

步骤四、低通滤波后，对每个预设采样点在时长J*T内的相位作傅里叶变换，得到每个预设采样点的频谱强度分布，绘制频谱图，该频谱图的横轴为距离轴，纵轴为频率轴，色度为傅里叶变换后频谱强度的大小；

步骤五、对每个预设采样点的频谱强度分布求方差，得到每个预设采样点的频率方差，并对其做中值滤波，中值滤波后可绘制频率方差图，其横轴为距离轴，纵轴为频率方差轴；

步骤六、对从光纤起始点开始第m个采样点，计算该点的频率方差阈值V_thm，1≤m≤M；

步骤七、对每个预设采样点的频谱强度分布求峰值，得到每个预设采样点的频率峰值，并对其做中值滤波，中值滤波后绘制频率峰值图，其横轴为距离轴，纵轴为频率峰值轴；

步骤八、对从光纤起始点开始第m个采样点，计算该点的频率峰值阈值F_thm，1≤m≤M；

步骤九、除第1个和第M个点外，判断每个采样点的频率方差V_m和频率峰值F_m是否同时满足报警条件：频率方差V_m大于该点阈值V_thm，并且不小于其前一个采样点的频率方差V_m-1，不小于其后一个采样点的频率方差V_m+1，频率峰值F_m大于该点阈值F_thm，若是，判断事件类型，报警并输出该点到光纤起始点的距离m*d、时刻t_n和事件类型；若否，不报警；

步骤十、判断n+1是否大于N，若否，则n＝n+1，t_n＝t_n-1+J*T，返回步骤二；若是，结束循环。

2.根据权利要求1所述的一种基于Φ-OTDR的输电线路外破监测方法，其特征在于，步骤三中的低通滤波截止频率f根据报警事件频率的统计规律而预设。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于Φ-OTDR的输电线路外破监测方法，其特征在于，步骤五中的频率方差中值滤波的方法为：对从光纤起始点开始第m个采样点的频率方差V_m，将其与其前后采样点的V_m-2、V_m-1、V_m+1、V_m+2排序，令排序的中位数为V_midm，则将V_midm赋值给V_m，其中，第1、2、M-1、M个采样点不参与中值滤波。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于Φ-OTDR的输电线路外破监测方法，其特征在于，步骤七中的频率峰值中值滤波的方法为：对从光纤起始点开始第m个采样点的频率峰值F_m，将其与其前后采样点的F_m-2、F_m-1、F_m+1、F_m+2排序，令排序的中位数为F_midm，则将F_midm赋值给F_m，第1、2、M-1、M个采样点不参与中值滤波。