基于BOTDR的海缆3D立体监测系统设计与实现.pdfVIP

学兔兔 第35卷 第5期 仪 器 仪 表 学 报 V01．35No．5 2014年5月 ChineseJournalofScientificInstrument Mav．2014 基于BOTDR的海缆 3D立体监测 系统设计与实现术 李永倩 ，赵丽娟 ，杨 志 ，吕安强 ，吴飞龙 ，孙景芳 ，李星荣 (1．华北电力大学电子与通信工程系 保定 071003；2．国网福建省电力有限公司福州供电公司 福州 350009) 摘 要：海底电缆体积大、造价高，铺设在海底导致 日常巡检和故障检测非常困难，目前尚无有效的实时在线监测系统。针对 该问题，采用基于布里渊光时域反射 (BOTDR)技术进行海底电缆实时在线监测，利用海底电缆复合光纤作为传感元件，该监测 方法不仅可以监测海底电缆沿线每一点的温度分布，还可以测量海底电缆所受外力的情况。在理论分析以及对 G．652光纤进 行温度和应变系数标定的基础上，在国内外首次将 BOTDR技术应用到真实海底电缆在线监测，并将 BOTDR系统、船舶 自动识 别系统和视频监控系统相结合，设计并实现了110kV三相单芯高压光电复合海缆的三维立体在线监测系统，且详细分析了 BOTDR测试获取的海缆温度和应变数据。该系统不仅可以实现海底电缆运行状态的实时在线监测，还可以对引起海缆故障的 肇事船舶进行录像、定位和确认 ，为事故赔偿奠定了坚实基础。在福建省电力公司 12个月的良好稳定运行及数据初步分析结 果表明了本系统的有效性。 关键词：布里渊光时域反射 ；海底电缆；三维立体监测；应变／温度 ；自动识别系统；视频监控 中图分类号：TP212 TM930 TH76 文献标识码 ：A 国家标准学科分类代码：460．40 Design andrealization ofthesubmarinecablethree-dimensional monitoringsystem basedonBOTDR LiYongqian，ZhaoLijuan，YangZhi，LvAnqiang，WuFeilong，SunJingfang，LiXingrong (J．DepartmentofElectronicCommunicationEngineering，NorthChinaElectricPower le 钞，Baoding071003，China； 2．FuzhouEelctricPowerCompany，StateGridFujianElectricPowerCompanyLtd．，Fuzhou350009，China) Abstract：Dailyinspectionandfaultdetectionofsubmarinecableisverydifficultbecauseofitslargescale，highcostandlyingunder theocean．Atpresent，thereisnoeffectivereal—timeon-linemonitoringsystem．Tosolvethisproblem ，weadopttheBrillouinoptical timedomainreflectometer(BOTDR)technologytoconducttherealtimeon—linemonitoringofthesubmarinecable．Takingthefiber compositeinthecableasasensor，theBOTDRmonitoringmethodcanmeasurethetemperaturedistributionaswellastheexternalforces exertedonthesubmarinecablealongthesubmarinecable．Onthebasisoftheoretical analysisandthetemperatureandstraincoefficien