[发明专利]一种OPGW光缆全状态检测分析方法及系统

说明书

本发明公开了一种OPGW光缆全状态检测分析方法及系统，涉及电力光纤状态检测领域。步骤如下：获取OPGW杆塔架设区域气象数据以及分布式光纤传感数据；对分布式光纤传感数据进行数据增广，得到增广数据；将分布式光纤传感数据与增广数据作为训练数据，利用训练数据对基于DE优化的T‑S模糊神经网络模型进行训练，得到各状态分析模型；将检测数据输入到各状态分析模型中得到OPGW光缆的状态分析结果；将状态分析结果与时空间数据校验后，输出最终OPGW光缆全状态分析结果，其中时空间数据包括时间数据和OPGW杆塔架设区域气象数据。本发明在不改变检测设备硬件复杂度的前提下，利用智能算法完成OPGW光缆全状态检测分析。

技术领域

本发明涉及电力光纤状态检测技术领域，更具体的说是涉及一种OPGW光缆全状态检测分析方法及系统。

背景技术

OPGW光缆(Optical Fibre Composite Overhead Ground Wire，OPGW)也称光纤复合架空地线，把光纤放置在架空高压输电线的地线中，用以构成电力光纤通信专网，这种结构形式兼具地线与通信双重功能。OPGW光缆伴随高压输电线敷设，长期暴露于野外环境，易受风、雨、雷、雪等复杂天气影响，出现风舞、雷击、覆冰、弧垂等异常状态。异常状态对于架设年限久、长期处于恶劣环境下的OPGW光缆有着致命伤害，极大程度上影响着光缆的使用年限和安全运行。因此，对OPGW光缆进行全状态检测分析，对保障电力光纤通信专网的安全可靠运行有着重大意义。

目前，OPGW光缆在线检测设备主要包括基于瑞利散射的Φ-OTDR和C-OTDR，用于检测光纤振动信号；基于布里渊散射的B-OTDR和B-OTDA，用于检测光纤温度和应力信号；多参量传感OTDR，可同时检测温度、应变和振动信号。

在现有技术中，针对OPGW光缆状态识别方法，主要包括：基于振动信号的舞动检测，若检测振动信号振幅小于OPGW光缆直径的2～3倍，频率在3～120Hz，则判断为微风振动，若检测振动信号振幅为OPGW光缆直径的5～300倍，频率在0.1～3Hz，则判断为舞动；基于温度或应力变化的OPGW光缆覆冰检测，若检测温度变化或应力变化较大，判断为雷击或覆冰状态，应变变化较大，判断为覆冰、风舞或弧垂状态。

上述方法虽然可以有效的检测光纤温度、应变和振动参数，实现数据异常判别，但缺少智能分析方法，无法精准判别OPGW光缆的具体状态。同时，由于风舞、雷击、覆冰、弧垂等异常状态会导致温度、应变和振动信号复合变化，如出现风舞时，振动和应变信号均会发生变化；出现覆冰时，光纤应变和温度信号均会发生变化等，单一的信号变化是不足以精确判别光纤异常状态的。因此，对本领域技术人员来说，如何实现OPGW光缆全状态检测分析是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种OPGW光缆全状态检测分析方法及系统，以解决背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种OPGW光缆全状态检测分析方法，具体步骤包括如下：

获取OPGW杆塔架设区域气象数据以及分布式光纤传感数据；

对所述分布式光纤传感数据进行数据增广，得到增广数据；

将所述分布式光纤传感数据与所述增广数据作为训练数据，利用所述训练数据对基于DE优化的T-S模糊神经网络模型进行训练，得到各状态分析模型；

将检测数据输入到所述各状态分析模型中得到OPGW光缆的状态分析结果；

将所述状态分析结果与时空间数据校验后，输出最终OPGW光缆全状态分析结果，其中所述时空间数据包括时间数据和所述OPGW杆塔架设区域气象数据。

可选的，所述分布式光纤传感数据包括OPGW光缆温度、应变和振动数据。

可选的，所述OPGW杆塔架设区域气象数据的获取方法为：