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专利号: 202111525000X
申请人: 东北电力大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.电力跨越光缆线路全覆盖检测方法,该方法通过检测系统实现;所述检测系统实现电力跨越光缆线路中所有光纤纤芯的通信条件下,对光缆线路中所有光纤纤芯的全覆盖同时在线检测;

该检测系统包括一个主设备和一个从设备,所述主设备安装在跨越电力光缆线路的主杆塔侧,所述从设备安装在所述跨越电力光缆线路的跨越杆塔侧;

所述主设备包括N个主单元,与所述N个主单元共用的控制处理器以及与所述控制处理器分别连接的光源、OTDR、第一光开关、第二光开关、第三光开关、第四光开关、光功率计和光衰减器;以及设置在相邻主单元之间的2×2光开关;

所述从设备包括N个从单元;

每个主单元包括主波分复用器和主解复用器;每个从单元包括从波分复用器和从解复用器;

所述N个主单元和N个从单元共同完成对应跨越电力光缆线路的N对光纤发光光路和收光光路的同时在线监测和故障检测;

所述控制处理器通过控制光源光接口依次连接第一光开关、第二光开关和主单元1的主波分复用器的复用端口,并通过主波分复用器的出光端口通过跨越电力光缆线路连接从单元1的从解复用器的进光端口;

所述从解复用器的解复用端口与从波分复用器的复用端口连接,所述从波分复用器的出光端口通过所述跨越电力光缆线路与主单元1的主解复用器的进光端口连接,所述主解复用器的解复用端口通过2×2光开关连接至主单元2的主波分复用器的复用端口,依次类推,实现主单元1至主单元N的依次连接,所述主单元N的主解复用器的解复用端口依次连接第三光开关、第四光开关和光功率计,实现跨越电力光缆线路中N对光路在通信条件下的全覆盖在线检测;

在所述在线检测过程中,所述控制处理器循环读取光功率计的光功率值,当读取的光功率值低于设定阈值时,控制处理器控制OTDR光接口依次连接第一光开关、第二光开关和主单元1中主波分复用器的复用端口;

控制所述主单元N的主解复用器的解复用端口依次连接第三光开关、第四光开关以及光衰减器,实现跨越电力光缆线路M对光路在通信条件下的全覆盖自动故障检测;并将自动故障检测结果上传至服务器;其特征是:根据自动故障检测的结果,获得实际故障点位置及故障光路对编号,并剔除故障单元;

该方法具体由以下步骤实现:

步骤一、所述控制处理器通过控制光源光接口依次连接第一光开关、第二光开关和主单元1的主波分复用器的复用端口,并通过主波分复用器的出光端口通过跨越电力光缆线路连接从单元1的从解复用器的进光端口;

所述从解复用器的解复用端口与从波分复用器的复用端口连接,所述从波分复用器的出光端口通过所述跨越电力光缆线路与主单元1的主解复用器的进光端口连接,所述主解复用器的解复用端口通过光开关连接至主单元2的主波分复用器的复用端口,依次类推,实现主单元1至主单元N的依次连接,所述主单元N的主解复用器的解复用端口依次连接第三光开关、第四光开关和光功率计,实现跨越电力光缆线路中光路对在通信条件下的全覆盖在线监测;

步骤二、在所述在线监测过程中,所述控制处理器循环读取光功率计的光功率值,当读取的光功率值低于设定阈值时,控制处理器控制第一光开关光路0连接至光路2;

控制OTDR光接口依次连接第一光开关、第二光开关和主单元1中主波分复用器的复用端口;

控制所述主单元N的主解复用器的解复用端口依次连接第三光开关、第四光开关以及光衰减器,实现检测系统内跨越电力光缆线路M对发光光路和收光光路在通信条件下的全覆盖自动故障检测;所述M为初始主单元个数,初始值与N值相等;

步骤三、所述控制处理器根据获取的自动故障检测的故障点信息,计算检测实际故障点位置y和故障光路对编号zk,并将实际故障点位置y和故障光路对编号zk和故障光路对编号集Z上传至服务器;k为检测次数,初始值为1;故障光路对编号集Z初始化为空集;

步骤四、所述控制处理器根据步骤三获取的故障光路对编号zk和故障光路对编号集Z,控制主单元zk与其相邻的上下主单元连接方式,即:控制主单元zk与上个主单元zk‑1之间的

2×2光开关zk‑1,分别实现端口1和端口4相连,端口2和端口3相连,控制主单元zk与下个主单元zk+1在之间2×2光开关zk,分别实现端口1和端口4相连,端口2和端口3相连,实现主单元zk和从单元zk剥离,进而实现将故障光路对编号zk从检测系统中剥离,使M=M‑1,k=k+1,将zk添加到故障光路对编号集Z中,Z=Z∪zk;

重新连接进行检测系统内光缆线路的M对光路全覆盖监测,返回至步骤二。

2.根据权利要求1所述的电力跨越光缆线路全覆盖检测方法,其特征在于:所述重新连接进行监测过程需要对各主单元i,1≤i≤N;依次判定,依据各主单元编号i是否属于Z,选择主单元i是否重新连接;

当 且 即主单元i和主单元i+1的编号均不属于故障编号集Z,则主单元i与主单元i+1采用步骤一中的主单元连接方式连接,

当 且i+1∈Z且 主单元i与后续主单元i+2采用步骤四中的通过2×2光开关进行主单元连接,依次类推进行判定,实现主单元1至主单元N的连接。

3.根据权利要求1所述的电力跨越光缆线路全覆盖检测方法,其特征在于:计算实际故障点位置y和故障光路对编号zk的方法为:所述y用公式表示为:

y=x%L

式中,%为取余运算,x为故障点位置与OTDR起始位置的距离值,L为光缆线路总长度;

所述zk的计算步骤为:

步骤A、判断M是否等于N,如果是,则zk=1+x/2L;执行步骤G;如果否,执行步骤B;

步骤B、判断M是否小于N,如果是,执行步骤C,如果否,结束;

步骤C、判断min(Z)是否大于1+x/2L,如果是,则zk=1+x/2L;执行步骤G;如果否,执行步骤D;min()实现对集合中最小元素求解;

步骤D、判断max(Z)‑count(Z)是否小于1+x/2L,如果是,则zk=1+x/2L+count(Z);执行步骤G;如果否,执行步骤E;max()实现对集合中最大元素求解,count()实现对集合中元素的个数求解;

步骤E、按照元素值由小到大的顺序循环从Z取zj∈Z,判断

是否等于1+x/2L,zj为Z中选定的值,zt为Z中所有满足条件的元素;如果是,则 执行步骤G;如果否,执行步骤F;

步骤F、判断 是否大于1+x/2L,如果是,则

执行步骤G如果否,结束;

步骤G、将zk添加到故障光路对编号集Z中,Z=Z∪zk。

4.根据权利要求1所述的电力跨越光缆线路全覆盖检测方法,其特征在于:当所述故障光路对编号zk的值为1时,将故障光路对编号zk加入到故障光路对编号集Z中,然后控制主单元1与第二光开关端口0与端口2连接,控制主单元1与主单元2之间的2×2光开关1,分别实现端口1和端口4相连,端口2和端口3相连,实现主单元1和从单元1的剥离,进而实现将故障光路对1从检测系统剥离,使M=M‑1。

5.根据权利要求1所述的电力跨越光缆线路全覆盖检测方法,其特征在于:当所述故障光路对编号zk的值为N时,将故障光路对编号zk加入到故障光路对编号集Z中,然后控制主单元N与第三光开关端口0与端口2连接,控制主单元N与上个主单元N‑1之间的2×2光开关N‑

1,分别实现端口1和端口4相连,端口2和端口3相连,实现主单元N和从单元N的剥离,进而实现将故障光路对N从检测系统剥离,使M=M‑1,使N=N‑1。