監測意義

近年來,為滿足城市建設、環境美化的要求，越來越多電力線路采用電纜方式建設，地下電纜在輸配電系統中的比重越來越大,規模增長迅速。但是在服役過程中，電纜時常受到外力破壞,故障隱患頻發且類型、位置、時刻難以預知，電纜供電安全可靠的優勢受到嚴重影響。因此,保障電纜供電不受外力破壞成為了電力運行部門急需解決的問題。但傳統運行維護技術無法有效匹配電力基礎設施的增長速度，致使電纜線路及電纜通道運維工作面臨著巨大壓力。

本系統依托分布式光纖振動傳感技術實現電纜外破監測，實時測量傳輸線路周圍的振動情況,定位異常發生地點，并識別潛在威脅到光纜的垂直距離，從而有效評估外破威脅等級。該系統能夠提供可靠的傳輸線路防外力破壞預警功能，有力保證電力系統安全運行。

DAS測量原理

本產品通過DF-DAS40系列分布式光纖振動感測儀構建監測平臺。在原理上利用相位敏感型光時域反射計（Φ-OTDR）技術來探測振動，實現對外破事件的監測。Φ-OTDR通常采用kHz級別的窄線寬激光器作為光源，通過向傳感光纖注入探測光脈沖，并檢測傳感光纖中由此產生的瑞利背向散射（RBS）信號來感知光纖所受到的外部擾動。該技術靈敏度極高、測量響應速度快，能夠實現長距離全分布式的無盲區傳感，非常適合對地埋電纜周邊各類微擾動事件的監測。

在測量原理上，當外部擾動發生時，光纖的長度、折射率等會隨著外部擾動事件發生變化，最終導致光纖相應位置產生的RBS光信號相位發生變化。Φ-OTDR通過分析外部擾動發生前后該位置的RBS相位變化，便可以對外部擾動事件進行定量測量。其原理下圖所示：   

通過信號處理可以提取出擾動位置的相位變化信息，就可以獲得外部擾動作用在待測光纖上引起的光纖長度變化，最終實現外部聲場的重構。結合信號分析，就能夠對電纜管廊附近發生的施工現象進行準確定位以及快速識別，達到提前預警、快速巡視排查、減少故障發生的幾率，保障電纜安全運行的目標。

系統對振動信號的時域特征進行統計分析，研究信號的形態隨時間變化的規律，抽取短時能量、平均過零率、諧振頻率、子頻帶能量、香農熵等典型特征量作為信號判斷和識別的依據，結合譜減、自適應濾波等噪聲抑制方法，能夠有效降低虛警率。本系統一方面能夠實現單條線路或多條串/并聯電纜線路外破隱患的監控和定位，形成電纜全線監控體系，另一方面又能夠實現對電纜所有外破隱患點的全流程管控，做到線面結合。

依托本系統可以有效地實時監測地埋電纜周邊的施工振動情況，及時了解異常信號，有效減少地埋電纜故障發生的幾率，一旦周邊有異常施工和破壞，系統就可以發出及時預警。在故障發生后，能夠做到精準定位，快速確定故障點的位置，降低人工查巡工作量，提高故障搶修的效率。系統設備安裝在機房，采用通訊光纜的1芯光纖既作為傳感裝置又做數據通訊，無需額外加裝傳感器和供電電源。光電復合纜敷設的區段可全線監測，全線路無盲區。系統軟件提供檢測預警數據的訪問接口，以備用戶的二次開發與集成。系統所構建的“線面結合、移動互聯” 監測預警技術架構，可極大降低故障發生率和巡檢的工作強度，提升工作質量。

系統的硬件裝置采用如上圖所示的標準2U結構，其內部結構緊湊，穩定性強，能夠安裝在變電站通信機房的機柜內。裝置安裝便捷，只需將一根傳感光纖的單端接入就可完成裝置安裝，利用網絡接口，可以實現遠程監控與數據傳輸。

系統參數介紹：