電纜分布式光纖監(jiān)測

直埋或穿管敷設(shè)類型的高壓電纜通常直接埋在地下，除了自身制造質(zhì)量或地下腐蝕外，造成高壓電纜損傷的重要因素是人為的機械外力破壞。由于部分施工單位電力設(shè)施保護(hù)意識淡薄、無組織野蠻
施工，經(jīng)常會發(fā)生頂管機、打樁機、破碎機等大型施工機械破壞高壓電纜本體，使電纜本體產(chǎn)生不同程度的損傷，重則引起線路跳閘。據(jù)統(tǒng)計，南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司在 2006—2016 年間高壓電纜
本體發(fā)生故障 75 起，主要原因為施工引起的外力破壞，占比高達(dá) 70. 67%，為本體故障主因; 其次為產(chǎn)品質(zhì)量原因和施工安裝不當(dāng)導(dǎo)致， 分別為12%和 6. 7%。

目前對于高壓電纜線行施工的監(jiān)管，運維單位主要采取人工不定期巡視、發(fā)放宣傳材料、簽訂安全交底協(xié)議等方式，而巡視人員每月需完成規(guī)定的巡視和消缺工作，導(dǎo)致存在巡視周期的盲區(qū)，無法實現(xiàn)外破隱患預(yù)警，因此，傳統(tǒng)運維方式并不能達(dá)到預(yù)期的效果，野蠻施工依然很多。某些施工地安裝簡易視頻監(jiān)控裝置，一定程度上加強了施工現(xiàn)場的實時監(jiān)管，但這種方式只能實現(xiàn)固定施工點有限范圍的監(jiān)視，且野外采取太陽能+蓄電池的供電方式，受天氣因素的影響較大，大多數(shù)情況需人工主動發(fā)現(xiàn)外破隱患信息進(jìn)行預(yù)警，存在一定的局限性。
因此，本文設(shè)計并應(yīng)用一種基于分布式光纖振動傳感的高壓電纜防外破監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)無需在管線沿途安裝其他設(shè)備，利用與高壓電纜同溝敷設(shè)光纖的振動信號，智能識別高壓電纜全線的機
械外破類型，并主動發(fā)送預(yù)警信息。

光纖既是傳感器又是傳輸通道。與傳統(tǒng)電學(xué)傳感器相比，光纖傳感器具有測量精度高、抗電磁干擾強、材質(zhì)輕便、通道安全性好、測量距離遠(yuǎn)、連續(xù)分布式測量等優(yōu)點。將探測光纖埋設(shè)或敷設(shè)在被監(jiān)測結(jié)構(gòu)中，通過光信號獲得該結(jié)構(gòu)體的溫度、應(yīng)力、應(yīng)變等多種物理信息，從而實現(xiàn)異常狀況的實時監(jiān)測。

電纜分布式光纖監(jiān)測高壓電纜防外破監(jiān)測預(yù)警模式

整個系統(tǒng)由分布式光纖振動傳感監(jiān)測主機、解析主機以及防外破監(jiān)測系統(tǒng)平臺組成，主機設(shè)備全部安裝在變電站通信室的同一屏柜內(nèi)。監(jiān)測主機利用管道內(nèi)已鋪設(shè)含通信業(yè)務(wù)光纜內(nèi)的 1 芯空余單模光纖，即可實現(xiàn)同溝敷設(shè)高壓電纜沿線外破隱患的全天候監(jiān)測，不需再重新敷設(shè)1條多模光纖用于傳輸和傳感振動信號。

電纜分布式光纖監(jiān)測特點

①線路沿途免安裝，取通信光纜中的 1 芯空余光纖作為傳感和傳輸通道接入監(jiān)測主機;

②全線施工無盲點，實現(xiàn)全線高壓電纜的外力破壞監(jiān)測;

③系統(tǒng)架構(gòu)簡單，僅需在變電站通信室內(nèi)安裝監(jiān)測主機和解析主機，無需在線路上安裝任何額外的傳感器;

④完善的預(yù)警體系，光纜附近有正在作業(yè)的大型機械時，系統(tǒng)即發(fā)出預(yù)警，并根據(jù)不同閾值設(shè)定區(qū)分告警級別，若大型機械在光纜附近行進(jìn)或與光纜路由短時相交，系統(tǒng)僅進(jìn)行外破隱患事件記錄，而不發(fā)出預(yù)警短信; ⑤可識別破碎機、挖掘機、頂管機、勘探機、打樁機、手持機械 ( 風(fēng)鎬等) 及井下穿管作業(yè)的振動信號，大型施工機械行進(jìn)與作業(yè)信號可被精準(zhǔn)區(qū)分。