[发明专利]一种OPGW光缆的驻波半波长测量方法、系统、设备及介质

说明书

本发明公开了一种OPGW光缆的驻波半波长测量方法、系统、设备及介质，属于输电线路安全控制技术领域；所述方法包括以下步骤：基于待测OPGW光缆的传感光纤中的光栅阵列，获取每个光栅反射点的多个采样时间点的相位弧度；基于所述每个光栅反射点的多个采样时间点的相位弧度，获取每个光栅反射点的相邻采样时间点的相位弧度差；基于所述每个光栅反射点的相邻采样时间点的相位弧度差，获取满足预设要求的两个相位弧度差极小值点；获取所述两个相位弧度差极小值点对应的两个光栅反射点的距离，完成驻波半波长测量。本发明能够实现OPGW光缆微风振动中驻波半波长的测量，可解决OPGW光缆微风振动驻波参数测量不完善的技术问题。

技术领域

本发明属于输电线路安全控制技术领域，特别涉及一种OPGW光缆的驻波半波长测量方法、系统、设备及介质。

背景技术

架设在两塔之间的光纤复合架空地线(Optical Fiber Composite OverheadGround Wire，OPGW)光缆符合弦振动模型，容易产生微风振动形成驻波，OPGW光缆振动会造成OPGW疲劳断股、断线、金具损坏、倒塔等严重事故，造成重大经济损失。

具体的进一步深入阐述如下：

(1)把光纤放置在架空高压输电线的地线中，用以构成输电线路上的光纤通信网，这种结构形式兼具地线与通信双重功能，一般称作OPGW光缆。

(2)当风横向吹过OPGW光缆，会在其背后形成稳定脱落的卡门漩涡，风速一般在0.5m/s至10m/s，因此称为“微风振动”。OPGW光缆微风振动的主要危害是会导致OPGW的疲劳断股，严重的断股会造成断线事故，威胁架空输电线的运行寿命。

(3)驻波是由振幅、频率和传播速度都相同的两列相干波，在同一直线上沿相反方向传播时叠加而成的特殊干涉现象。当形成稳定驻波时，会出现稳定的振动幅度极大值和极小值点，称为波腹和波节；相邻的波腹和波节之间的距离称为驻波半波长。

(4)弦振动模型指具有弹性的弦线固定在两端，当弦受到外界因素影响发生振动时，也可以形成稳定驻波，且其两端为固定波节点。

为避免上述情况发生，需要对OPGW光缆进行实时监测。传统的监测方式为单点式，其存在的缺陷包括：

(1)一般仅在杆塔处布设监测点，传感器的安装需要电源、无线网络等通信设备，易受到电磁干扰、腐蚀等影响，在户外恶劣条件下难以保持其稳定性；

(2)单点式的测量只能监测杆塔连接处的光缆状态，无法对光缆全线进行监测；

(3)传感器安装复杂，需要在光缆架设在现场之后再进行安装。

鉴于上述单点式监测的缺陷，近年来以密集波分复用(DWDM)技术为基础的分布式光纤传感系统，因其大容量、高精度、设计灵活、抗电磁干扰、抗腐蚀等特点，逐渐应用在OPGW光缆的运行状态监测领域中。利用分布式传感光纤时，架设在户外时传感器就已经安装，传感器是与光缆一起成缆制作完成的，通过将分布式光纤传感单元复合在OPGW光缆中，可实时监测OPGW光缆的运行状态；通过弦振动模型，当形成驻波时只要测出其振动频率和驻波半波长，就可以得到弦线间的拉力值，进而对OPGW光缆运行状态进行监测。

综上，OPGW光缆在微风振动的情况下处于弦振动模式，该模式下产生的驻波是影响OPGW光缆疲劳断股的主要因素。描述驻波的参量包括振动频率和半波长，目前分布式光纤传感系统只能对OPGW光缆的振动频率进行监测，没有振动驻波半波长的测量手段，亟需一种新的光纤复合架空地线微风振动半波长测量方法及系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种OPGW光缆的驻波半波长测量方法、系统、设备及介质，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明能够实现OPGW光缆微风振动中驻波半波长的测量，可解决OPGW光缆微风振动驻波参数测量不完善的技术问题。