專利名稱：一種海底電纜故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電纜故障點(diǎn)定位方法，特別是一種海底電纜故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位方法。
背景技術(shù)：
我國海岸線長達(dá)3. 2萬公里，大小島嶼有6500多個(gè)，領(lǐng)海面積約473萬平方公里，海上工作平臺(tái)眾多，海底電纜在遠(yuǎn)程供電、高壓輸電、電力通信、信號(hào)傳輸、保證海島居民的生產(chǎn)生活和海上工作平臺(tái)正常運(yùn)行中起關(guān)鍵作用。
海底電纜是用絕緣材料包裹的導(dǎo)線，鋪設(shè)在海底，用于電力和信息傳輸。根據(jù)用途可分為電力電纜、光電復(fù)合纜、通信光纜等。近年來，光電復(fù)合海底電力電纜(簡(jiǎn)稱光電復(fù)合海纜)在電力傳輸及數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域逐漸普及。這種新型海纜把電纜和光纜復(fù)合在一起，同時(shí)輸送電能和傳輸數(shù)據(jù)，既節(jié)約成本，又降低敷纜施工次數(shù)，在諸如淺海島嶼間跨海輸電和通信應(yīng)用中備受青睞。隨著海島開發(fā)增多及海洋資源開發(fā)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，需要鋪設(shè)的海底電纜越來越多，由于受到施工設(shè)施、施工技術(shù)、電纜的高負(fù)荷運(yùn)行、海域的復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)和海上復(fù)雜運(yùn)行環(huán)境等因素的影響，常常發(fā)生因局部意外受力而使運(yùn)行中的海底電纜出現(xiàn)斷路、短路等故障，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。海纜故障造成的社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)損失很大，必須盡快修復(fù)。然而，在茫茫大海中，從深達(dá)幾十米、甚至幾百米的海床上定位和打撈直徑約IOcm的海纜，如同大海撈針，所以在海纜維修過程中，故障點(diǎn)的檢測(cè)和準(zhǔn)確定位是最為關(guān)鍵的技術(shù)。利用光時(shí)域反射儀(OTDR)進(jìn)行海底電纜的定位是目前主要使用的方法，但OTDR只能測(cè)量光纖故障點(diǎn)距測(cè)試點(diǎn)的距離，不能確定故障點(diǎn)的地理位置，特別是光纖余長、線路盤纜、線路路由不平坦等因素會(huì)對(duì)故障點(diǎn)定位帶來很大的影響，陸地光纜的定位精度可達(dá)到4(T50米，海底電纜的定位精度只能達(dá)到幾百米。因此，海底電纜迫切需要一種準(zhǔn)確的故障點(diǎn)定位方法，避免實(shí)施長距離的線路開挖工作，以及浪費(fèi)大量的人力物力查詢故障點(diǎn)，盡可能快地修復(fù)海纜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提供一種能準(zhǔn)確地對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位的海底電纜故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位方法?！N海底電纜故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位方法，其具體方法為(I)采用布里淵光時(shí)域反射儀(BOTDR)或布里淵光時(shí)域分析儀(B0TDA)，將布里淵光時(shí)域反射儀(BOTDR)或布里淵光時(shí)域分析儀(BOTDA)與單模光纖進(jìn)行連接，所述的單模光纖或者是海底光纜自帶的，或者是在無自帶光纖的海底電纜外纏繞通信光纜，利用通信光纜中的單模光纖與布里淵光時(shí)域反射儀(BOTDR)或布里淵光時(shí)域分析儀(BOTDA)連接，將布里淵光時(shí)域反射儀(BOTDR)或布里淵光時(shí)域分析儀(BOTDA)的探測(cè)脈沖光注入到單模光纖中，利用布里淵光時(shí)域反射儀(BOTDR)或布里淵光時(shí)域分析儀(BOTDA)監(jiān)測(cè)海底電纜，使用多通道監(jiān)測(cè)，以獲取大量海底電纜正常運(yùn)行下的光纖沿線每一點(diǎn)的應(yīng)變/溫度信息，建立原始數(shù)據(jù)檔案；(2)分析原始數(shù)據(jù)檔案，將每一通道海纜長時(shí)間監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)求平均值，具體時(shí)間選擇可以自定，目的是去掉隨機(jī)噪聲的影響，盡可能大地提高信噪比，獲取該通道監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的均值曲線，將同一通道一天內(nèi)不同時(shí)間監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，分析潮汐、風(fēng)浪對(duì)海纜的影響，將至少兩通道的監(jiān)測(cè)均值曲線進(jìn)行比對(duì)，分析海纜本身制作、扭曲、擠壓等帶來的影響，通過分析與比對(duì)，建立所監(jiān)測(cè)海纜BOTDR或BOTDA測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)曲線；(3)將海纜路由竣工圖提供的海纜沿線關(guān)鍵點(diǎn)的平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成經(jīng)緯度信息，便于全球定位系統(tǒng)(GPS)準(zhǔn)確定位，結(jié)合海纜路由剖面圖，將海纜的經(jīng)緯度信息與深度信息融合建立海纜“經(jīng)緯度-深度”三維信息數(shù)據(jù)庫及海纜的光纖長度與“經(jīng)緯度-深度”三維信息數(shù)據(jù)庫；(4)分析標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)，提取海纜路由、海底地形和海底地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征點(diǎn)，根據(jù)每個(gè)特征點(diǎn)去一一修正光纖長度與“經(jīng)緯度-深度”三維信息數(shù)據(jù)庫，大大提高了該數(shù)據(jù)庫信息的精度；(5)—旦海底光纜發(fā)生故障，BOTDR或BOTDA測(cè)試數(shù)據(jù)會(huì)有非常明顯的變化，調(diào)度軟件發(fā)生故障報(bào)警，將故障海纜數(shù)據(jù)與該通道測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)曲線相比對(duì)，通過查找步驟四所建立的數(shù)據(jù)庫，立即獲得故障點(diǎn)的GPS和深度信息，從而準(zhǔn)確確 定故障點(diǎn)位置。本發(fā)明的海底電纜故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位方法采用布里淵分布式應(yīng)變/溫度測(cè)量技術(shù)，通過布里淵分布式光纖應(yīng)變/溫度測(cè)量數(shù)據(jù)與實(shí)際海底電纜狀態(tài)信息融合，提取海纜路由特征信息，從而實(shí)現(xiàn)海底電纜故障點(diǎn)檢測(cè)和準(zhǔn)確定位。具體采用布里淵光時(shí)域反射儀(BOTDR)或布里淵光時(shí)域分析儀(BOTDA)和普通單模光纖實(shí)現(xiàn)海底電纜應(yīng)變/溫度的測(cè)量。布里淵光時(shí)域反射技術(shù)利用光在光纖中傳輸產(chǎn)生的背向布里淵散射信號(hào)測(cè)量光纖沿線的應(yīng)變/溫度，從而實(shí)現(xiàn)海底電纜運(yùn)行狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。該技術(shù)具有一次測(cè)量即可獲得沿整個(gè)光纖被測(cè)場(chǎng)的應(yīng)變/溫度分布信息、測(cè)量精度高、定位準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)長距離海底電纜的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。用于海底電纜監(jiān)測(cè)的普通通信單模光纖可以使用通信光纜纏繞在海底電纜上，也可使用光電復(fù)合海纜本身復(fù)合的單模通信光纖，如附圖I、2所示。在使用時(shí)BOTDR或BOTDA將探測(cè)脈沖光注入到普通單模光纖中進(jìn)行傳輸，光在光纖中傳輸，光纖中的光學(xué)光子和聲學(xué)聲子發(fā)生非彈性碰撞產(chǎn)生布里淵散射，布里淵散射光反向傳輸，又到達(dá)入射端，通過檢測(cè)布里淵散射光信號(hào)的頻移和強(qiáng)度信息，可以得到光纖沿線的應(yīng)變和溫度信息。此外，由入射光脈沖和接收布里淵散射信號(hào)的時(shí)間差可以計(jì)算得到光纖的位置信息。所以，BOTDR或BOTDA可以實(shí)現(xiàn)單模光纖的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，獲取光纖每一點(diǎn)的應(yīng)變和溫度信息。由于單模光纖和海底電纜緊密結(jié)合在一起，所以通過單模光纖可以獲得海纜沿線的應(yīng)變和溫度信息。海底電纜一旦發(fā)生故障，BOTDR或BOTDA測(cè)量得到的應(yīng)變/溫度信息將發(fā)生非常明顯的變化，通過設(shè)置合理的閾值，可以實(shí)現(xiàn)故障告警。在海底電纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過程中，根據(jù)BOTDR或BOTDA測(cè)量得到的應(yīng)變/溫度信息，通過與實(shí)際海底電纜的狀態(tài)信息，包括海纜路由竣工圖、海纜鋪設(shè)沿線地形圖、海纜鋪設(shè)沿線地質(zhì)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行聯(lián)合分析，盡可能多地提取特征點(diǎn)，由于每個(gè)特征點(diǎn)具有確定的光纖長度和“經(jīng)緯度-深度”信息，特征點(diǎn)之間光纖長度在考慮節(jié)距、余長等因素后，誤差均攤。從而實(shí)現(xiàn)海底電纜故障的準(zhǔn)確定位。本發(fā)明的故障點(diǎn)定位精度取決于選取特征點(diǎn)的精度和BOTDR的空間分辨率，該空間分辨率可以做到很高，一般可以達(dá)到lm。建立所監(jiān)測(cè)海纜BOTDR或BOTDA測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)，將同一通道一天內(nèi)不同時(shí)間監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，分析潮汐、風(fēng)浪對(duì)海纜的影響。由于一天中漲潮、落潮、風(fēng)浪的時(shí)間不同，如果一天中不同時(shí)間獲取的多次監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的均值曲線規(guī)律相同，說明海底電纜不受潮汐、風(fēng)浪的影響；反之，海底電纜受潮汐、風(fēng)浪的影響。將至少兩通道的監(jiān)測(cè)均值曲線進(jìn)行比對(duì)，分析海纜本身制作、扭曲、擠壓等帶來的影響。由于海底電纜鋪設(shè)在海底，無法通過人工方式獲取海纜路由的特征點(diǎn)，只能通過詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析獲取物理路由特征點(diǎn)。準(zhǔn)備海纜路由竣工圖、海纜路由剖面圖或者海纜鋪設(shè)沿線地形圖，盡可能多地提取海纜路由、海底地形和海底地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征點(diǎn)，如海纜兩側(cè)登陸點(diǎn)、坡度陡峭點(diǎn)、海底淺灘、海纜保護(hù)套管結(jié)束點(diǎn)、起始點(diǎn)等。由于每個(gè)特征點(diǎn)具有確定的光纖長度和“經(jīng)緯度-深度”信息，特征點(diǎn)之間光纖長度在考慮節(jié)距、余長等因素后，誤差均攤。從而可以根據(jù)每個(gè)特征點(diǎn)去一一修正光纖長度與“經(jīng)緯度-深度”三維信息數(shù)據(jù)庫，大大提聞了該數(shù)據(jù)庫彳目息的精度。所述的光纖長度三維信息數(shù)據(jù)庫中光纖長度的確定為根據(jù)海纜的直徑和節(jié)距計(jì)算出光纜的實(shí)際長度，取光纖的長度等同于光纜長度，從而建立海纜的光纖長度。
光纜是以一定的節(jié)距絞合在海纜中，應(yīng)根據(jù)海纜的直徑和節(jié)距計(jì)算出光纜的實(shí)際長度。相比于海纜直徑，光纜直徑很小可以忽略不計(jì)，將光纖長度等同于光纜長度，從而建立海纜的光纖長度與“經(jīng)緯度-深度”三維信息數(shù)據(jù)庫，為故障定位奠定基礎(chǔ)。所述的海底電纜包括海底光纜、普通海底電纜、光電復(fù)合海纜等。綜上所述的，本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)如下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明采用BOTDR或BOTDA實(shí)現(xiàn)海底電纜實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，利用布里淵散射信號(hào)攜帶得到的應(yīng)變/溫度信息與海底地形、地質(zhì)結(jié)構(gòu)和施工細(xì)節(jié)進(jìn)行聯(lián)合分析，提取特征點(diǎn)，建立數(shù)據(jù)庫，大大提高了定位精度。該數(shù)據(jù)庫建立后，一旦發(fā)生海纜故障，可省去繁瑣的資料查詢和計(jì)算工作，即可迅速準(zhǔn)確定位故障位置，從而修復(fù)海纜，大大節(jié)約人力和物力。


圖I是采用布里淵光時(shí)域反射儀(BOTDR)或者布里淵光時(shí)域分析儀(BOTDA)在線監(jiān)測(cè)自帶單模光纖的光電復(fù)合海底電纜的連接圖。圖2是采用布里淵光時(shí)域反射儀(BOTDR)或者布里淵光時(shí)域分析儀(BOTDA)在線監(jiān)測(cè)普通無自帶光纖海底電纜的將通信光纜纏繞在普通海底電纜上進(jìn)行測(cè)量的連接圖。圖3是實(shí)施例中三相海纜地理位置示意圖。圖4是實(shí)施例中BOTDR測(cè)量得到的東相、西相、中相等三相單芯海纜應(yīng)變/溫度均值曲線。圖5 是東相海纜 BOTDR 測(cè)量獲得的 00:00、05:00、09:00、12:00、15:00、22:22 等不
同時(shí)間獲得的應(yīng)變/溫度監(jiān)測(cè)曲線。圖6是東相海纜BOTDR測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)曲線與該海纜沿線鋪設(shè)地形、地形梯度比對(duì)曲線，及根據(jù)地形提取的東相海纜BOTDR測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)曲線特征點(diǎn)。圖7是根據(jù)施工時(shí)安裝的保護(hù)套管提取的特征點(diǎn)。標(biāo)號(hào)說明I光電復(fù)合海纜2單模光纖3普通海底電纜4禁錨牌5西相海纜6中相海纜7東相海纜。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。實(shí)施例I
一種如圖1-7所示的海底電纜故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位方法，它采用布里淵分布式應(yīng)變/溫度測(cè)量技術(shù)，通過布里淵分布式光纖應(yīng)變/溫度測(cè)量數(shù)據(jù)與實(shí)際海底電纜狀態(tài)信息融合，提取海纜路由特征信息，從而實(shí)現(xiàn)海底電纜故障點(diǎn)檢測(cè)和準(zhǔn)確定位。為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面，參照相關(guān)附圖根據(jù)一具體實(shí)施案例對(duì)該海底電纜故障準(zhǔn)確定位方法進(jìn)行說明。圖I是采用布里淵光時(shí)域反射儀(BOTDR)或者布里淵光時(shí)域分析儀(BOTDA)在線 監(jiān)測(cè)自帶單模光纖2的光電復(fù)合海底電纜I的連接圖。圖2是采用布里淵光時(shí)域反射儀(BOTDR)或者布里淵光時(shí)域分析儀(BOTDA)在線監(jiān)測(cè)普通無自帶光纖海底電纜的將通信光纜纏繞在普通海底電纜3上進(jìn)行測(cè)量的連接圖。利用BOTDR實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)A島和B島之間復(fù)合16芯G. 652光纖的110 kV海底電纜，該海纜分為東相、西相和中相共三相單芯光電復(fù)合海纜1，如附圖3所示。為了防止行駛船舶拋錨對(duì)海纜造成損傷，海纜鋪設(shè)區(qū)域內(nèi)禁止拋錨并設(shè)有禁錨牌4，提醒過往船舶。該海纜水深10米至25米海中部分埋入海床2米，相間間隔一定距離，在基巖出露或可疑的礁石區(qū)及可疑管線之上加200/12高強(qiáng)度減震球餃哈夫型玻璃鋼海底電纜保護(hù)管保護(hù)，并復(fù)蓋砼蓋板及堆石塊；水深5米至10米淺海部分采用200/12高強(qiáng)度減震球餃哈夫型玻璃鋼海底電纜保護(hù)后埋入海床下2.0米，相間間隔一定距離；0至5米潮間帶部分采用200/12高強(qiáng)度減震球餃哈夫型玻璃鋼海底電纜保護(hù)管保護(hù)后埋入海床下2米，基巖出露、礁石區(qū)部分不能采用水下爆破，用200/12高強(qiáng)度減震球餃哈夫型玻璃鋼海底電纜保護(hù)管保護(hù)后并拋石加以固定；A島側(cè)登陸部分石砌電纜棧橋敷設(shè)，相間距離2m ；B島側(cè)登陸部分石砌電纜棧橋敷設(shè)；陸上部分電纜溝深0. 7m。該BOTDR有8個(gè)通道，分別利用I和2通道監(jiān)測(cè)東相海纜、3和4通道監(jiān)測(cè)西相海纜、5和6通道監(jiān)測(cè)中相海纜。第一步B0TDR開始監(jiān)測(cè)正常工作下的三相海纜，同時(shí)記錄三相海纜工作的電流值和環(huán)境溫度，一并存入后臺(tái)，獲取海纜正常運(yùn)行情況下的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，建立原始數(shù)據(jù)檔案。第二步分析數(shù)據(jù)檔案，將同一通道一個(gè)月內(nèi)工作電流和環(huán)境溫度數(shù)值相同的N次BOTDR測(cè)量曲線求平均值，去掉隨機(jī)噪聲的影響，盡可能大地提高信噪比，分別獲取三相海纜監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的均值曲線，見圖4。由圖4可知，東相海纜7中復(fù)合光纖長度為3515米、西相海纜5中復(fù)合光纖長度為3410米、中相海纜6中復(fù)合光纖長度為3395m。三條海纜除長度有區(qū)別外，變化規(guī)律基本相同，從而可排除海纜本身制作、扭曲、擠壓等帶來的影響。將東相海纜通道I 一天內(nèi)不同時(shí)刻、不同溫度測(cè)量曲線濾波去噪后進(jìn)行比對(duì)，見圖5。由圖5可知，一天內(nèi)海纜測(cè)試數(shù)據(jù)變化規(guī)律基本相同，從而可排除潮汐、風(fēng)浪等帶來的影響。最終，通過不斷分析與比對(duì)，建立三相海纜BOTDR測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)曲線。第三步將海纜路由竣工圖提供的海纜沿線關(guān)鍵點(diǎn)的平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成經(jīng)緯度信息，便于全球定位系統(tǒng)(GPS)準(zhǔn)確定位。結(jié)合海纜路由剖面圖，將海纜每“5m”的經(jīng)緯度信息與深度信息融合建立海纜“5m”每點(diǎn)的“經(jīng)緯度-深度”三維信息數(shù)據(jù)庫。當(dāng)然，由于該BOTDR的空間分辨率最高為lm，上述三維信息數(shù)據(jù)庫的極限精度可以達(dá)到lm。光纜是以一定的節(jié)距絞合在海纜中，應(yīng)根據(jù)海纜的直徑和節(jié)距計(jì)算出光纜的實(shí)際長度。相對(duì)于海纜直徑114. 7mm，光纜直徑為2. 5mm可以忽略不計(jì)，將光纖長度等同于光纜長度，從而建立三條海纜的光纖長度與“經(jīng)緯度-深度”三維信息數(shù)據(jù)庫，為特征點(diǎn)提取及故障定位奠定基礎(chǔ)。由于光纜是以一定的節(jié)距絞合在海纜中，根據(jù)海纜生產(chǎn)廠商提供該節(jié)距誤差為10%，且光纖長度又大于光纜長度，再加上盤纜和余長的影響，直接獲得的光纖長度與“經(jīng)緯度-深度”信息誤差很大。要想獲得光纖長度與“經(jīng)緯度-深度”準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)關(guān)系，該數(shù)據(jù)庫需要進(jìn)一步修正。第四步繼續(xù)分析標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)，并提取特征點(diǎn)。準(zhǔn)備海纜路由竣工圖、海纜路由剖面圖或者海纜鋪設(shè)沿線地形圖，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的分析。由于海纜所受應(yīng)變和地形有非常緊密的聯(lián)系，可以通過地形提取特征 點(diǎn)。求取地形的梯度曲線，如圖6黑色線所示。該梯度曲線有三個(gè)非常明顯的峰值，分別對(duì)應(yīng)著海纜敷設(shè)地勢(shì)陡峭點(diǎn)A島登陸點(diǎn)、A島附近地勢(shì)陡峭點(diǎn)、B島登陸點(diǎn)。再通過觀察測(cè)試數(shù)據(jù)，在海底淺灘部分，BOTDR測(cè)試曲線都有一個(gè)非常明顯的谷點(diǎn)。從而根據(jù)海底地形提取了海纜兩側(cè)登陸點(diǎn)、坡度陡峭點(diǎn)、海底淺灘等四個(gè)特征點(diǎn)，見圖6。根據(jù)海纜路由竣工圖提取了保護(hù)套管結(jié)束點(diǎn)、起始點(diǎn)等兩個(gè)特征點(diǎn)，見圖7。由于每個(gè)特征點(diǎn)具有確定的光纖長度和“經(jīng)緯度-深度”信息，特征點(diǎn)之間光纖長度在考慮節(jié)距、余長等因素后，誤差均攤。從而可以根據(jù)每個(gè)特征點(diǎn)去一一修正光纖長度與“經(jīng)緯度-深度”三維信息數(shù)據(jù)庫，大大提高該數(shù)據(jù)庫信息的精度。參照東相海纜，中相海纜和西相海纜也建立光纖長度與“經(jīng)緯度-深度”三維信息數(shù)據(jù)庫。第五步一旦海纜發(fā)生故障，BOTDR測(cè)試數(shù)據(jù)會(huì)有非常明顯的變化，調(diào)度軟件將會(huì)發(fā)生故障報(bào)警，將故障海纜數(shù)據(jù)與該通道測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)曲線相比對(duì)，通過查找步驟四所建立的數(shù)據(jù)庫，立即獲得故障點(diǎn)的GPS和深度信息，從而準(zhǔn)確確定故障點(diǎn)位置，快速打撈并修復(fù)海纜。實(shí)踐證明，本發(fā)明可以快速準(zhǔn)確地定位海底電纜的故障點(diǎn)，該方法特別適用于已經(jīng)敷設(shè)好的海底電纜且無法采用加熱等手段獲取人工特征點(diǎn)的應(yīng)用場(chǎng)合。該方法故障點(diǎn)定位準(zhǔn)確度高，可大大縮短海底電纜的修復(fù)時(shí)間，提高工作效率，減少經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)該方法也適用于直埋、架空、管道光纜線路的故障點(diǎn)定位。 本實(shí)施例未述部分與現(xiàn)有技術(shù)相同。
權(quán)利要求
1.ー種海底電纜故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位方法，其特征在于(1)采用布里淵光時(shí)域反射儀或布里淵光時(shí)域分析儀，將布里淵光時(shí)域反射儀或布里淵光時(shí)域分析儀與單模光纖進(jìn)行連接，所述的單模光纖或者是海底光纜自帶的，或者是在無自帶光纖的海底電纜外纏繞通信光纜，利用通信光纜中的單模光纖與布里淵光時(shí)域反射儀或布里淵光時(shí)域分析儀連接，將布里淵光時(shí)域反射儀或布里淵光時(shí)域分析儀的探測(cè)脈沖光注入到單模光纖中，利用布里淵光時(shí)域反射儀或布里淵光時(shí)域分析儀監(jiān)測(cè)海底電纜，使用多通道監(jiān)測(cè)，以獲取大量海底電纜正常運(yùn)行下的光纖沿線每一點(diǎn)的應(yīng)變/溫度信息，建立原始數(shù)據(jù)檔案；(2)分析原始數(shù)據(jù)檔案，將每一通道海纜長時(shí)間監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)求平均值，以獲取該通道監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的均值曲線，將同一通道一天內(nèi)不同時(shí)間監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，分析潮汐、風(fēng)浪對(duì)海纜的影響，將至少兩通道的監(jiān)測(cè)均值曲線進(jìn)行比對(duì)，分析海纜本身制作、扭曲、擠壓等帶來的影響，通過分析與比對(duì)，建立所監(jiān)測(cè)海纜BOTDR或BOTDA測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)曲線；(3)將海纜路由竣工圖提供的海纜沿線關(guān)鍵點(diǎn)的平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成經(jīng)緯度信息，便于全球定位系統(tǒng)準(zhǔn)確定位，結(jié)合海纜路由剖面圖，將海纜的經(jīng)緯度信息與深度信息融合建立海纜“經(jīng)緯度-深度”三維信息數(shù)據(jù)庫及海纜的光纖長度與“經(jīng)緯度-深度”三維信息數(shù)據(jù)庫；(4)分析標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)，提取海纜路由、海底地形、和海底地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征點(diǎn)，根據(jù)每個(gè)特征點(diǎn)去一一修正光纖長度與“經(jīng)緯度-深度”三維信息數(shù)據(jù)庫，大大提高了該數(shù)據(jù)庫信息的精度；(5) —旦海底光纜發(fā)生故障，BOTDR或BOTDA測(cè)試數(shù)據(jù)會(huì)有非常明顯的變化，調(diào)度軟件發(fā)生故障報(bào)警，將故障海纜數(shù)據(jù)與該通道測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)曲線相比對(duì)，通過查找步驟四所建立的數(shù)據(jù)庫，立即獲得故障點(diǎn)的GPS和深度信息，從而準(zhǔn)確確定故障點(diǎn)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的海底電纜故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位方法，其特征在于所述的光纖長度三維信息數(shù)據(jù)庫中光纖長度的確定為根據(jù)海纜的直徑和節(jié)距計(jì)算出光纜的實(shí)際長度，取光纖的長度等同于光纜長度，從而建立海纜的光纖長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海底電纜故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位方法，其特征在于所述的海底電纜包括海底光纜、普通海底電纜、光電復(fù)合海纜等。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種海底電纜故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位方法，本發(fā)明采用BOTDR或BOTDA實(shí)現(xiàn)海底電纜實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，利用布里淵散射信號(hào)攜帶得到的應(yīng)變/溫度信息與海底地形、地質(zhì)結(jié)構(gòu)和施工細(xì)節(jié)進(jìn)行聯(lián)合分析，提取特征點(diǎn)，建立數(shù)據(jù)庫，大大提高了定位精度。該數(shù)據(jù)庫建立后，一旦發(fā)生海纜故障，可省去繁瑣的資料查詢和計(jì)算工作，即可迅速準(zhǔn)確定位故障位置，從而修復(fù)海纜，大大節(jié)約人力和物力。
文檔編號(hào)G01R31/11GK102735996SQ20121024819
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者呂安強(qiáng), 吳飛龍, 李永倩, 楊力帆, 楊志, 林韓, 林鴻偉, 熊華, 聶津, 趙麗娟 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)(保定), 國家電網(wǎng)公司, 福建省電力有限公司, 福建省電力有限公司福州電業(yè)局