發(fā)布時(shí)間：2021-08-28 16:14

　　隨著國家電網(wǎng)提出大力建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略,電力光纜通信憑借其容量大、低損耗、高速率等優(yōu)點(diǎn)在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中將起著信息交換樞紐的作用。由于電力光纜通信承載著極大的信息量且檢修光纜故障點(diǎn)困難,如果光纜線路發(fā)生故障,將會(huì)給電力企業(yè)帶來無法估量的經(jīng)濟(jì)損失,現(xiàn)有的光纜監(jiān)測方式利用OTDR對(duì)故障光纜線路進(jìn)行檢測,只能得到光纜故障點(diǎn)位置與檢測點(diǎn)位置之間的光纜直線距離,并不具有地理位置屬性;由于光纜敷設(shè)的方式、光纜走線、光纜預(yù)留等現(xiàn)實(shí)工程問題,導(dǎo)致光纜故障直線距離并不能與光纜故障點(diǎn)的實(shí)際地理位置相匹配;如何有效地監(jiān)測光纜線路工作狀態(tài)、實(shí)現(xiàn)對(duì)光纜故障點(diǎn)定位并利用VR-GIS精確顯示其所在的實(shí)際地理位置、縮短光纜故障歷時(shí)就成為了一個(gè)重要課題。本文主要研究基于VR-GIS的光纜故障精確定位方法,針對(duì)電力光纜故障實(shí)際地理位置精確定位問題,本文做了以下工作:（1）基于OTDR曲線分析的光纜線路故障模式識(shí)別方法。OTDR作為監(jiān)測光纜線路的主要器件,其檢測曲線得到的光纜故障點(diǎn)到監(jiān)測點(diǎn)之間的距離的準(zhǔn)確率在一定程度上影響基于VR-GIS的光纜故障精確定位方法定位到光纜故障實(shí)際地理位置的精度。本文通過小波包對(duì)OT... 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

光纖中瑞利散射光示意圖

7公式（2-2）中I()表示瑞利散射光的強(qiáng)度，為入射光方向與散射光方向的夾角，0I表示2方向上的散射光強(qiáng)度。設(shè)光源注入光纖中入射光的光功率為0P，則入射光沿光纖線路傳輸?shù)絲點(diǎn)的后向瑞利散射光再返回到光源點(diǎn)的光功率如公式（2-3）所示：014rtcppn(2-3)其中tp為在散射點(diǎn)處入射光的光功率，1n表示光纖纖芯的折射率，c為光在真空中的速度，r表示光纖的菲涅爾反射損耗系數(shù)，為光纖的相對(duì)折射率（單模光纖為0.25%）。2)菲涅爾反射是當(dāng)入射光從一種光纖介質(zhì)傳輸?shù)搅硪环N光纖介質(zhì)時(shí)被原光纖介質(zhì)反射回來的一種光學(xué)現(xiàn)象，如圖2.2所示，0n、1n、2n分別表示入射光在不同介質(zhì)中的折射率。菲涅爾反射是一種不連續(xù)的光學(xué)反射，通常是發(fā)生在緊鄰的光纖兩端的邊界[27]。在光纖的熔接處、光纖的末端、光纖彎曲處、光纖斷裂和破裂處會(huì)發(fā)生菲涅爾反射，所以可以用菲涅爾反射現(xiàn)象來檢測光纖線路的熔接點(diǎn)、光纖的斷裂點(diǎn)和光纖的彎曲處[28]。圖2.2菲涅爾反射示意圖由圖2.2可知，假設(shè)光纖與空氣接觸處的斷面呈平面鏡狀態(tài)，那么入射光從折射率為1n的光纖a進(jìn)入空氣間隙的接觸面的電磁場反射系數(shù)和投射系數(shù)分別如公式（2-4）和公式（2-5）所示：1011001101EHnnRnnnnRnn(2-4)111012EHnTTnn(2-5)

10圖2.4OTDR檢測模塊的硬件組成該硬件系統(tǒng)中激光二極管的作用是將一個(gè)大功率且穩(wěn)定的窄帶光脈沖信號(hào)發(fā)射到被測光纖中；耦合器起到的作用是將來自激光二極管的光脈沖信號(hào)與被測光纖中的光信號(hào)進(jìn)行耦合，并且光電探測器也會(huì)接收到光纖耦合器耦合的背向散射光信號(hào)；光電探測器的作用是解析沿被測光纖折回的背向散射光脈沖信號(hào)；信號(hào)放大器的作用是將微弱的背向散射光脈沖信號(hào)放大[36]。如圖2.5所示為OTDR測試示意圖，當(dāng)光纖線路中注入功率為0p的窄脈沖時(shí)，距注入端O距離為L的A處經(jīng)背向散射返回到注入端O，其返回到注入端O處的光的光功率如公式（2-12）所示：圖2.5OTDR測試示意圖2()0LLpSpe(2-12)其中，S為光纖背向散射系數(shù)；是光纖線路傳輸衰減常數(shù)。光脈沖信號(hào)由注入端O進(jìn)入光纖，到達(dá)距L處后經(jīng)反射再回到注入端的時(shí)間t和L的關(guān)系如公式（2-13）所示：1122ctLvtn(2-13)其中，c表示光在真空中的傳播速度（8310ms）；1n為光纖纖芯折射率；t表示從注入端開始至發(fā)生反射點(diǎn)的時(shí)間。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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