RU2816676C1

RU2816676C1 - Device for monitoring vibroacoustic characteristics of power cables and wires

Info

Publication number: RU2816676C1
Application number: RU2023134332A
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Трещиков; Виктор Алексеевич Одинцов; Валерий Викторович Горбуленко; Тале Илхам оглы Рагимов; Алексей Николаевич Козлов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Т8 Сенсор" (ООО "Т8 Сенсор")
Filing date: 2023-12-21
Publication date: 2024-04-03

Abstract

FIELD: electricity; physics.

SUBSTANCE: invention relates to remote monitoring of electric power facilities and is intended to obtain data on the state of a wire or cable of a high-voltage power transmission line. Device for monitoring vibroacoustic characteristics of power cables and wires comprises interconnected narrow-band continuous laser; optical-acoustic modulator; transmitting optical amplifier; optical circulator; sensitive optical fibre; receiving optical amplifier; optical filter; quadrature optical receiver for two polarization planes; four-channel signal processing unit; frequency filter; post-processing, control and synchronization unit; computer; four-channel adjustable amplifier; four-channel analogue-to-digital converter; splitter with preservation of polarization; receiving-transmitting optical module; amplifying optical module; pulse probing signal processing unit; a driver-adder of the modulating signal of the optical-acoustic modulator; continuous probing signal processing unit; four-channel narrow-band controlled continuous probing signal amplifier; second four-channel analogue-to-digital converter; second four-channel signal processing unit; second frequency filter; pulse probing signal filter; continuous probing signal filter.

EFFECT: expanded operating performances by expanding the recorded frequency range of vibroacoustic actions on the fibre optic cable while maintaining resolution and range when determining the place of vibroacoustic action.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к дистанционному контролю (мониторингу) объектов электроэнергетики и предназначено для получения данных о состоянии провода или кабеля высоковольтной линии электропередачи (ВЛ) по характеру виброакустических воздействий на встроенное в провод или кабель оптоволокно и передачи полученной информации на пункт сбора (например, диспетчерский пункт).The invention relates to remote control (monitoring) of electric power facilities and is intended to obtain data on the state of a wire or cable of a high-voltage power line (VL) based on the nature of vibroacoustic effects on the optical fiber built into the wire or cable and transmit the received information to a collection point (for example, a control center) .

Современные системы электроснабжения с использованием высоковольтных кабельных линий предпочтительно строятся на основе кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Проведение периодических диагностических испытаний для таких кабелей не обеспечивает необходимого уровня надежности электроснабжения потребителей. Снижение аварийности работы кабельных линий возможно только за счет внедрения в эксплуатацию систем непрерывного мониторинга, которые могут контролировать состояние изоляции кабельных линий в режиме реального времени. Только такие системы могут своевременно выявлять быстро развивающиеся дефекты на самых ранних стадиях, тем самым оперативно предотвращать возможные аварийные ситуации с высоковольтными кабельными линиями. Максимально точная локализация места возникновения дефекта в кабельной линии наиболее полезна при проведении ремонтов подземных кабельных линий, где наибольшую трудоемкость может составлять проведение подготовительных работ, связанных с организацией доступа к месту проведения работ по устранению дефекта (Организация мониторинга технического состояния высоковольтных кабельных линий. DIMRUS Диагностические решения в энергетике, Сайт компании ООО «Димрус», [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://dimrus.ru/texts/cablesm.html, вход свободный - (11.12.2023). Например, для силовых кабельных линий напряжением 1-10 кВ характерны однофазные повреждения. Это самый распространенный вид повреждений. При этом виде повреждений одна из жил кабеля замыкается на его экранирующую оболочку. Известно, что для кабельных сетей акустический метод является основным методом, позволяющим определять повреждения различного характера: однофазные и междуфазные замыкания с различными переходными сопротивлениями, обрывы одной, двух или всех жил. (см., например, О.М. Холянова, Н.Г. Винаковская, МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТ ПОВРЕЖДЕНИЯ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ. Учебное электронное издание. Учебно-методическое пособие. Владивосток, ДФУ, 2018, с. 35-38). На ВЛ к неустойчивым повреждениям могут приводить набросы различных предметов на провода, грозовые перекрытия гирлянд подвесных изоляторов, сближение фазных проводов при ветре или «пляске проводов» и т.д. Количество неустойчивых повреждений значительно превосходит количество устойчивых. Основными причинами, вызывающими повреждения на линиях, являются перекрытия изоляции во время грозы, схлестывание и обрывы проводов при гололеде, набросы, перекрытия загрязненной и увлажненной изоляции, ошибки персонала и др.Modern power supply systems using high-voltage cable lines are preferably built on cables with cross-linked polyethylene insulation. Carrying out periodic diagnostic tests for such cables does not provide the required level of reliability of power supply to consumers. Reducing the accident rate of cable lines is only possible through the introduction of continuous monitoring systems that can monitor the insulation status of cable lines in real time. Only such systems can promptly detect rapidly developing defects at the earliest stages, thereby promptly preventing possible emergency situations with high-voltage cable lines. The most accurate localization of the location of a defect in a cable line is most useful when carrying out repairs of underground cable lines, where the greatest labor intensity can be in carrying out preparatory work related to organizing access to the place of work to eliminate the defect (Organization of monitoring the technical condition of high-voltage cable lines. DIMRUS Diagnostic solutions in the energy sector, Website of the company Dimrus LLC, [Electronic resource]. - Access mode: https://dimrus.ru/texts/cablesm.html, free entry - (12/11/2023). For example, for power cable lines with voltage 1 -10 kV is characterized by single-phase faults. This is the most common type of fault. In this type of fault, one of the cable cores is short-circuited to its shielding shell. It is known that for cable networks the acoustic method is the main method that makes it possible to determine damage of various types: single-phase and phase-to-phase faults with various transition resistances, breaks of one, two or all cores. (see, for example, O.M. Kholyanova, N.G. Vinakovskaya, METHODS FOR DETERMINING LOCATIONS OF DAMAGE IN A CABLE LINE. Educational electronic publication. Educational manual. Vladivostok, Far Eastern Federal University, 2018, pp. 35-38). On overhead lines, unstable damage can be caused by the throwing of various objects onto the wires, lightning overlaps of garlands of suspended insulators, the bringing together of phase wires during wind or “dancing of wires”, etc. The number of unstable damages significantly exceeds the number of stable ones. The main causes of damage on lines are insulation overlaps during a thunderstorm, wires whipping and breaking during ice conditions, surges, contaminated and moistened insulation overlaps, personnel errors, etc.

Известно устройство оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных линий электропередачи (Патент RU №185311 U1, опубл. 29.11.2018), устанавливаемое на фазном проводе В Л между двумя опорами и содержащее датчики ускорения, температуры, влажности, тока, модуль навигации ГЛОНАСС/GPS), связанные со входами микропроцессора, в котором на основе сигналов от упомянутых датчиков формируется информация с указанием адреса пролета ВЛ об обрыве или коротком замыкании (КЗ) проводов ВЛ на землю, об обледенении и налипании на них снега, об амплитудах раскачивания проводов, о пролетах ВЛ с дефектами, приемопередатчик, обеспечивает связь с диспетчерским пультом, а электроснабжение устройства оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных линий электропередачи осуществляется от блока питания, установленного на фазном проводе линии электропередачи.A device for operational monitoring of the technical condition of high-voltage power lines is known (Patent RU No. 185311 U1, published on November 29, 2018), installed on the phase wire VL between two supports and containing sensors for acceleration, temperature, humidity, current, and a GLONASS/GPS navigation module), associated with the inputs of a microprocessor, in which, based on signals from the mentioned sensors, information is generated indicating the address of the overhead line span about a break or short circuit (short circuit) of overhead line wires to the ground, about icing and snow sticking to them, about the amplitudes of swinging wires, about overhead line spans with defects, the transceiver provides communication with the dispatch console, and the power supply to the device for operational monitoring of the technical condition of high-voltage power lines is carried out from a power supply installed on the phase wire of the power line.

Известному устройству присущи следующие недостатки:The known device has the following disadvantages:

- необходимость организации радиосвязи между устройствами и диспетчерским пунктом;- the need to organize radio communication between devices and the control center;

- необходимость наличия модулей навигации с целью позиционирования места аварии или пред аварийного состояния;- the need to have navigation modules for the purpose of positioning the location of an accident or pre-emergency condition;

- необходимость блока питания, установленного на фазном проводе линии электропередачи, что делает проблематичным установку таких устройств на грозозащитный трос и контроль его состояния.- the need for a power supply installed on the phase wire of the power line, which makes it problematic to install such devices on the lightning protection cable and monitor its condition.

Из уровня техники известны системы контроля, применяющие пассивные датчики, не требующие автономного питания. Такая система рассмотрена в способе и системе автоматического контроля состояния провода воздушных линий электропередачи (Патент RU №2771882 С1, опубл. 13.05.2022). Известное техническое решение заключается в сборе информации о состоянии провода тремя считывающими устройствами, отправляющими опросный сигнал по радиоканалу, на как минимум один беспроводной радиочастотный пассивный акустоэлектронный датчик температуры, установленный на проводе ВЛ. У каждого считывающего устройства имеется свой как минимум один датчик температуры, где формируется модулированный ответный сигнал, несущий информацию о температуре. Считывающие устройства обрабатывают отраженный от пассивного акустоэлектронного датчика температуры опросный сигнал, преобразуя информацию о модуляции ответного сигнала в информацию об изменении температуры провода ВЛ. Встроенный в шкаф системы контроллер собирает от каждого из трех считывающих устройств информацию о температуре и передает данные по беспроводной сети оператору на удаленный сервер. Применение в этой системе пассивных акустоэлектронных датчиков температуры, размещаемых на проводах ВЛ, позволяет избавится от систем питания этих датчиков, но в целом система не лишена недостатков, так как в итоге требует автономного питания, решения вопросов электромагнитной совместимости и помехоустойчивости.Control systems that use passive sensors that do not require autonomous power supply are known from the prior art. Such a system is considered in the method and system for automatically monitoring the condition of overhead power line wires (Patent RU No. 2771882 C1, published 05/13/2022). A known technical solution consists in collecting information about the state of the wire by three reading devices that send a polling signal via a radio channel to at least one wireless radio frequency passive acoustoelectronic temperature sensor installed on the overhead line wire. Each reading device has at least one temperature sensor, where a modulated response signal is generated that carries information about the temperature. Reading devices process the interrogation signal reflected from a passive acoustoelectronic temperature sensor, converting information about the modulation of the response signal into information about changes in the temperature of the overhead line wire. The controller built into the system cabinet collects temperature information from each of the three reading devices and transmits the data wirelessly to the operator to a remote server. The use of passive acoustoelectronic temperature sensors in this system, placed on overhead line wires, makes it possible to get rid of the power supply systems for these sensors, but in general the system is not without drawbacks, since it ultimately requires autonomous power supply, solutions to issues of electromagnetic compatibility and noise immunity.

Наиболее близким к заявленному техническому решению - прототипом - является Устройство для мониторинга виброакустической характеристики протяженного объекта с системой распознавания на основе машинного обучения и нейронных сетей (Патент RU №2801071 С1, опубл. 01.08.2023). В литературе такие устройства упоминаются, как распределенные акустические сенсоры - Distributed Acoustic Sensor, DAS) и позволяют обнаруживать вибрацию (акустические колебания) на расстоянии до нескольких десятков километров вдоль оптического кабеля. В качестве чувствительного элемента, как правило, используется стандартное телекоммуникационное одномодовое волокно (G.652, G.655, G.657). К волокну подключают программно-аппаратный комплекс (ПАК) с системой распознавания на основе машинного обучения и нейронных сетей, который осуществляет непрерывный мониторинг виброакустических событий вдоль оптоволоконного кабеля. Известное устройство для анализа виброакустической «картины» в окрестностях оптоволоконного кабеля использует импульсный зондирующий сигнал и по отраженному Рэлеевскому сигналу рассеяния осуществляет выделение сигналов виброакустического воздействия на оптоволоконный кабель и применяется для контроля состояния протяженных объектов, таких, например, как трубопроводы, мосты, дороги, электрические и оптические кабели и иные ответственные конструкции, а так же для мониторинга повреждений при проведении работ вблизи таких объектов.The closest to the claimed technical solution - the prototype - is a Device for monitoring the vibroacoustic characteristics of an extended object with a recognition system based on machine learning and neural networks (Patent RU No. 2801071 C1, published 08/01/2023). In the literature, such devices are referred to as distributed acoustic sensors (Distributed Acoustic Sensor, DAS) and make it possible to detect vibration (acoustic vibrations) at a distance of up to several tens of kilometers along an optical cable. As a rule, standard telecommunication single-mode fiber (G.652, G.655, G.657) is used as a sensing element. A hardware-software complex (SHC) with a recognition system based on machine learning and neural networks is connected to the fiber, which continuously monitors vibroacoustic events along the fiber-optic cable. A known device for analyzing the vibroacoustic “pattern” in the vicinity of a fiber optic cable uses a pulsed probing signal and, based on the reflected Rayleigh scattering signal, extracts signals of vibroacoustic influence on the fiber optic cable and is used to monitor the condition of extended objects, such as, for example, pipelines, bridges, roads, electrical and optical cables and other critical structures, as well as for monitoring damage when carrying out work near such objects.

К недостаткам прототипа следует отнести его ограниченные эксплуатационные возможности, обусловленные невозможностью одновременно обеспечить максимальную дальность регистрации виброакустического воздействия и определение частоты высокочастотных виброакустических воздействий на оптоволокно. Для регистрации высокочастотных виброакустических воздействий, как правило, повышают частоту повторения зондирующего импульса, что неизбежно приводит к уменьшению дальности (длины оптического волокна), в противном случае, в регистрируемом аппаратурой отраженном сигнале появляются ложные виброакустические сигналы. Для сохранения дальности можно увеличивать длительность зондирующего импульса, но в этом случае ухудшается пространственное разрешение. Таким образом, проблема, решаемая заявленным техническим решением, сводится к устранению вышеуказанных недостатков.The disadvantages of the prototype include its limited operational capabilities due to the inability to simultaneously provide the maximum range for recording vibroacoustic effects and determine the frequency of high-frequency vibroacoustic effects on the fiber optic. To record high-frequency vibroacoustic influences, as a rule, the repetition rate of the probing pulse is increased, which inevitably leads to a decrease in the range (length of the optical fiber); otherwise, false vibroacoustic signals appear in the reflected signal recorded by the equipment. To maintain the range, you can increase the duration of the probing pulse, but in this case the spatial resolution deteriorates. Thus, the problem solved by the claimed technical solution comes down to eliminating the above-mentioned shortcomings.

Технический результат - расширение эксплуатационных возможностей за счет расширения регистрируемого диапазона частот виброакустических воздействий на оптоволоконный кабель при сохранении разрешающей способности и дальности при определении места виброакустического воздействия.The technical result is the expansion of operational capabilities by expanding the recorded frequency range of vibroacoustic impacts on a fiber-optic cable while maintaining resolution and range when determining the location of vibroacoustic impacts.

Выявленная проблема решается, а заявленный технический результат достигается тем, что в устройстве для мониторинга виброакустической характеристики силовых кабелей и проводов, содержащем функционально связанные приемо-передающий оптический модуль, усилительный оптический модуль, чувствительный элемент, выполненный в виде оптического волокна, и компьютер с системой распознавания на основе машинного обучения и нейронных сетей, причем приемо-передающий оптический модуль содержит узкополосный непрерывный лазер, акустооптический модулятор, блок обработки импульсных зондирующих сигналов и соединенный с компьютером блок постобработки, управления и синхронизации, а усилительный оптический модуль содержит передающий и приемный оптические усилители, оптический циркулятор и оптический фильтр, при этом выход акустооптического модулятора соединен с входом передающего оптического усилителя а вход оптического фильтра соединен с выходом приемного оптического усилителя, приемо-передающий оптический модуль снабжен разветвителем с сохранением поляризации и квадратурным оптическим приемником для двух плоскостей поляризации, блок обработки импульсных зондирующих сигналов выполнен четырехканальным, выход оптического фильтра усилительного оптического модуля соединен с входом квадратурного оптического приемника, выход узкополосного непрерывного лазера соединен со входом разветвителя с сохранением поляризации, первый выход которого соединен со входом акустооптического модулятора, а второй выход соединен с гетеродинным входом квадратурного оптического приемника, квадратурные выходы которого соединены с входами четырехканального регулируемого усилителя блока обработки импульсных зондирующих сигналов, выходы которого соединены со входами четырехканального аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с входами четырехканального блока обработки сигналов, выход которого соединен с первым входом блока постобработки, управления и синхронизации, приемо-передающий оптический модуль дополнительно снабжен четырехканальным блоком обработки непрерывного зондирующего сигнала, фильтрами непрерывного и импульсного зондирующих сигналов и драйвером-сумматором, причем блок обработки непрерывного зондирующего сигнала выполнен в виде функционально связанных четырехканального узкополосного регулируемого усилителя непрерывного зондирующего сигнала, второго четырехканального аналого-цифрового преобразователя, второго четырехканального блока обработки сигналов и фильтра частот, причем квадратурные выходы квадратурного оптического приемника дополнительно соединены с входами четырехканального регулируемого усилителя четырехканального блока обработки непрерывного зондирующего сигнала, выходы которого соединены со входами четырехканального аналого-цифрового преобразователя четырехканального блока обработки непрерывного зондирующего сигнала, выходы которого соединены с входами четырехканального блока обработки сигналов четырехканального блока обработки непрерывного зондирующего сигнала, выход которого через фильтр частот четырехканального блока обработки непрерывного зондирующего сигнала соединен с вторым входом блока постобработки, управления и синхронизации, снабженного двумя раздельными выходами непрерывного и импульсного зондирующих сигналов, соединенными с соответствующими фильтрами непрерывного и импульсного зондирующих сигналов, выходы которых через драйвер-сумматор соединены с модулирующим входом акустооптического модулятора.The identified problem is solved, and the claimed technical result is achieved by the fact that in a device for monitoring the vibroacoustic characteristics of power cables and wires, containing a functionally connected transceiver optical module, an amplifying optical module, a sensitive element made in the form of an optical fiber, and a computer with a recognition system based on machine learning and neural networks, wherein the transceiver optical module contains a narrow-band continuous laser, an acousto-optical modulator, a processing unit for pulsed probing signals and a post-processing, control and synchronization unit connected to a computer, and the amplifying optical module contains transmitting and receiving optical amplifiers, an optical circulator and optical filter, while the output of the acousto-optical modulator is connected to the input of the transmitting optical amplifier and the input of the optical filter is connected to the output of the receiving optical amplifier, the transceiver optical module is equipped with a splitter with preservation of polarization and a quadrature optical receiver for two planes of polarization, a processing unit for pulsed probes signals is made four-channel, the output of the optical filter of the amplifier optical module is connected to the input of the quadrature optical receiver, the output of the narrow-band continuous laser is connected to the input of the splitter while maintaining polarization, the first output of which is connected to the input of the acousto-optical modulator, and the second output is connected to the heterodyne input of the quadrature optical receiver, quadrature the outputs of which are connected to the inputs of a four-channel adjustable amplifier of a pulse probing signal processing unit, the outputs of which are connected to the inputs of a four-channel analog-to-digital converter, the outputs of which are connected to the inputs of a four-channel signal processing unit, the output of which is connected to the first input of the post-processing, control and synchronization unit, receiving The transmitting optical module is additionally equipped with a four-channel processing unit for a continuous probing signal, filters for continuous and pulsed probing signals and a driver-adder, wherein the processing unit for a continuous probing signal is made in the form of a functionally connected four-channel narrow-band adjustable amplifier of a continuous probing signal, a second four-channel analog-to-digital converter, a second a four-channel signal processing unit and a frequency filter, wherein the quadrature outputs of the quadrature optical receiver are additionally connected to the inputs of a four-channel adjustable amplifier of a four-channel continuous probing signal processing unit, the outputs of which are connected to the inputs of a four-channel analog-to-digital converter of the four-channel continuous probing signal processing unit, the outputs of which are connected to the inputs four-channel signal processing unit four-channel continuous probing signal processing unit, the output of which, through a frequency filter of the four-channel continuous probing signal processing unit, is connected to the second input of the post-processing, control and synchronization unit, equipped with two separate outputs of continuous and pulse probing signals, connected to the corresponding continuous and pulse filters probing signals, the outputs of which are connected through a driver-adder to the modulating input of the acousto-optic modulator.

Изобретение поясняется изображением, на котором представлена схема заявленного устройства.The invention is illustrated by an image showing a diagram of the claimed device.

Позиции, проставленные на изображении, означают следующее:The positions marked on the image mean the following:

1 - узкополосный непрерывный лазер;1 - narrow-band continuous laser;

2 - акустооптический модулятор;2 - acousto-optical modulator;

3 - передающий оптический усилитель;3 - transmitting optical amplifier;

4 - оптический циркулятор (узел ввода оптического излучения в чувствительный элемент и вывода рассеянного излучения из него);4 - optical circulator (unit for inputting optical radiation into the sensitive element and outputting scattered radiation from it);

5 - чувствительный элемент (оптическое волокно);5 - sensitive element (optical fiber);

6 - приемный оптический усилитель;6 - receiving optical amplifier;

7 - оптический фильтр;7 - optical filter;

8 - квадратурный оптический приемник для двух плоскостей поляризации;8 - quadrature optical receiver for two planes of polarization;

9 - четырехканальный блок обработки сигналов;9 - four-channel signal processing unit;

10 - фильтр частот;10 - frequency filter;

11 - блок постобработки, управления и синхронизации;11 - post-processing, control and synchronization block;

12 - компьютер;12 - computer;

13 - четырехканальный регулируемый усилитель;13 - four-channel adjustable amplifier;

14 - четырехканальный аналого-цифровой преобразователь;14 - four-channel analog-to-digital converter;

15 - разветвитель с сохранением поляризации;15 - splitter with preservation of polarization;

16 - приемо-передающий оптический модуль;16 - transceiver optical module;

17 - усилительный оптический модуль;17 - amplifying optical module;

18 - блок обработки импульсных зондирующих сигналов;18 - processing unit for pulsed probing signals;

19 - драйвер-сумматор модулирующего сигнала акустооптического модулятора;19 - driver-adder of the modulating signal of the acousto-optic modulator;

20 - блок обработки непрерывного зондирующего сигнала;20 - processing unit for continuous probing signal;

21 - четырехканальный узкополосный регулируемый усилитель непрерывного зондирующего сигнала;21 - four-channel narrow-band adjustable amplifier of a continuous probing signal;

22 - второй четырехканальный аналого-цифровой преобразователь;22 - second four-channel analog-to-digital converter;

23 - второй четырехканальный блок обработки сигналов;23 - second four-channel signal processing unit;

24 - фильтр частот;24 - frequency filter;

25 - фильтр импульсного зондирующего сигнала;25 - filter of pulse probing signal;

26 - фильтр непрерывного зондирующего сигнала.26 - filter of continuous probing signal.

В соответствии с заявленным изобретением, устройство для мониторинга виброакустической характеристики силовых кабелей и проводов содержит функционально связанные приемо-передающий оптический модуль 16, усилительный оптический модуль 17, чувствительный элемент 5, выполненный в виде оптического волокна, и компьютер 12 с системой распознавания на основе машинного обучения и нейронных сетей. Приемо-передающий оптический модуль 16 содержит узкополосный непрерывный лазер 1, акустооптический модулятор 2, блок обработки импульсных зондирующих сигналов 18 и соединенный с компьютером 12 блок постобработки, управления и синхронизации 11. Усилительный оптический модуль 17 содержит передающий 3 и приемный 6 оптические усилители, оптический циркулятор 4 и оптический фильтр 7, при этом выход акустооптического модулятора 2 соединен с входом передающего оптического усилителя 3 а вход оптического фильтра 7 соединен с выходом приемного оптического усилителя 6, приемо-передающий оптический модуль 16 снабжен разветвителем с сохранением поляризации 15 и квадратурным оптическим приемником 8 для двух плоскостей поляризации, блок обработки импульсных зондирующих сигналов 18 выполнен четырехканальным, выход оптического фильтра 7 усилительного оптического модуля 17 соединен с входом квадратурного оптического приемника 8, выход узкополосного непрерывного лазера 1 соединен со входом разветвителя 15 с сохранением поляризации, первый выход которого соединен со входом акустооптического модулятора 2, а второй выход соединен с гетеродинным входом квадратурного оптического приемника 8, квадратурные выходы которого соединены с входами четырехканального регулируемого усилителя 13 блока обработки импульсных зондирующих сигналов 18, выходы которого соединены со входами четырехканального аналого-цифрового преобразователя 14, выходы которого соединены с входами четырехканального блока обработки сигналов 9, выход которого соединен с первым входом блока постобработки, управления и синхронизации 11. Приемо-передающий оптический модуль 16 дополнительно снабжен четырехканальным блоком обработки непрерывного зондирующего сигнала 20, фильтрами непрерывного 26 и импульсного 25 зондирующих сигналов и драйвером-сумматором 19 модулирующего сигнала акустооптического модулятора 2, причем блок обработки непрерывного зондирующего сигнала 20 выполнен в виде функционально связанных четырехканального узкополосного регулируемого усилителя непрерывного зондирующего сигнала 21, второго четырехканального аналого-цифрового преобразователя 22, второго четырехканального блока обработки сигналов 23 и фильтра частот 24, причем квадратурные выходы квадратурного оптического приемника 8 дополнительно соединены с входами четырехканального регулируемого усилителя 21 четырехканального блока обработки непрерывного зондирующего сигнала 20, выходы которого соединены со входами четырехканального аналого-цифрового преобразователя 22 четырехканального блока обработки непрерывного зондирующего сигнала 20, выходы которого соединены с входами четырехканального блока обработки сигналов 23 четырехканального блока обработки непрерывного зондирующего сигнала 20, выход которого через фильтр частот 24 четырехканального блока обработки непрерывного зондирующего сигнала 20 соединен с вторым входом блока постобработки, управления и синхронизации 11, снабженного двумя раздельными выходами непрерывного и импульсного зондирующих сигналов, соединенными с соответствующими фильтрами непрерывного 26 и импульсного 25 зондирующих сигналов, выходы которых через драйвер-сумматор 19 соединены с модулирующим входом акустооптического модулятора 2.In accordance with the claimed invention, a device for monitoring the vibroacoustic characteristics of power cables and wires contains a functionally connected transceiver optical module 16, an amplifying optical module 17, a sensitive element 5 made in the form of an optical fiber, and a computer 12 with a recognition system based on machine learning and neural networks. The transmitting-receiving optical module 16 contains a narrow-band continuous laser 1, an acousto-optical modulator 2, a processing unit for pulsed probing signals 18 and a post-processing, control and synchronization unit 11 connected to a computer 12. The amplifying optical module 17 contains transmitting 3 and receiving 6 optical amplifiers, an optical circulator 4 and an optical filter 7, while the output of the acousto-optical modulator 2 is connected to the input of the transmitting optical amplifier 3 and the input of the optical filter 7 is connected to the output of the receiving optical amplifier 6, the transceiver optical module 16 is equipped with a polarization-preserving splitter 15 and a quadrature optical receiver 8 for two planes of polarization, the processing unit for pulsed probing signals 18 is made of four channels, the output of the optical filter 7 of the amplifier optical module 17 is connected to the input of the quadrature optical receiver 8, the output of the narrow-band continuous laser 1 is connected to the input of the splitter 15 while maintaining polarization, the first output of which is connected to the input of the acousto-optical modulator 2, and the second output is connected to the heterodyne input of the quadrature optical receiver 8, the quadrature outputs of which are connected to the inputs of a four-channel adjustable amplifier 13 of the pulse probing signal processing unit 18, the outputs of which are connected to the inputs of a four-channel analog-to-digital converter 14, the outputs of which are connected to the inputs of a four-channel signal processing unit 9, the output of which is connected to the first input of the post-processing, control and synchronization unit 11. The transceiver optical module 16 is additionally equipped with a four-channel processing unit for continuous probing signal 20, filters for continuous 26 and pulse 25 probing signals, and a driver-adder 19 of the modulating signal acousto-optical modulator 2, and the processing unit of the continuous probing signal 20 is made in the form of a functionally connected four-channel narrow-band adjustable amplifier of the continuous probing signal 21, a second four-channel analog-to-digital converter 22, a second four-channel signal processing unit 23 and a frequency filter 24, and the quadrature outputs of the quadrature optical receiver 8 are additionally connected to the inputs of a four-channel adjustable amplifier 21 of a four-channel continuous probing signal processing unit 20, the outputs of which are connected to the inputs of a four-channel analog-to-digital converter 22 of a four-channel continuous probing signal processing unit 20, the outputs of which are connected to the inputs of a four-channel signal processing unit 23 of a four-channel continuous probing signal processing unit probing signal 20, the output of which, through a frequency filter 24 of a four-channel processing unit for a continuous probing signal 20, is connected to the second input of a post-processing, control and synchronization unit 11, equipped with two separate outputs of continuous and pulsed probing signals, connected to the corresponding filters of continuous 26 and pulsed 25 probing signals , the outputs of which are connected through the driver-adder 19 to the modulating input of the acousto-optic modulator 2.

Изобретение, как и прототип, основано на том, что различным физическим явлениям, таким как тепловой нагрев, виброакустические воздействия, электрические разряды и прочие, свойственен свой частотный диапазон. Анализ совокупной информации на выходах фильтров частот 10 и 24 (фильтры могут быть многоканальные) об изменении во времени распределения интенсивности, частоты воздействия и аналогичной информации в соседних элементах разрешения позволяет выделить и в дальнейшем классифицировать виброакустическое воздействие, например, виброакустическое воздействие, вызванное частичными электрическими разрядами. Классификация событий осуществляется путем сравнения текущего события с совокупностью эталонов хранящихся в системе распознавания на основе машинного обучения и нейронных сетей, реализованной программным образом в компьютере 12. При совпадении текущего события с одним из эталонов устройство выдает информацию о воздействующем событии. Перед началом эксплуатации устройство для мониторинга виброакустической характеристики силовых кабелей и проводов проходит при необходимости дополнительное обучение. Более подробно эти вопросы раскрыты в материалах, упомянутых при анализе прототипа и не являются предметом настоящего изобретения. Рассмотрим совместную работу приемо-передающего оптического модуля 16, усилительного оптического модуля 17 и их взаимодействия в процессе работы. В приемо-передающем оптическом модуле 16 непрерывное узкополосное излучение от лазера 1 поступает на вход разветвителя с сохранением поляризации 15, первый выход которого соединен со входом акустооптического модулятора 2, в соответствии с логикой управления из блока постобработки, управления и синхронизации 11, снабженного двумя раздельными выходами непрерывного и импульсного зондирующих сигналов, соединенными с соответствующими фильтрами непрерывного 26 и импульсного 25 зондирующих сигналов, выходы которых через драйвер-сумматор 19 соединены с модулирующим входом акустооптического модулятора 2, принцип работы которого основан на акустооптическом эффекте, возникающем при взаимодействии света с акустическими волнами в оптическом материале. Акустические волны создаются высокочастотным колебанием, поступающим на модулирующий вход акустооптического модулятора 2. Для когерентных рефлектометров характерны значения частот высокочастотных колебаний на его модулирующем входе от десятков мегагерц до нескольких сотен мегагерц. Последовательность оптических импульсов на выходе акустооптического модулятора 2 формируется путем подачи на его модулирующий вход периодически повторяющихся импульсов высокочастотного колебания, длительность огибающей которых равна г, а период Т. Такое модулирующее колебание называют последовательностью радиоимпульсов. Эта последовательность радиоимпульсов формируется блоком постобработки, управления и синхронизации 11 и поступает на вход фильтра импульсного зондирующего сигнала 25. Из теории известно, что спектр последовательности прямоугольных радиоимпульсов дискретный и бесконечный, с огибающей sinx/x, а ограничение полосы пропускания путем подавления высокочастотных спектральных составляющих позволяет улучшить соотношение сигнал/шум. Функцию режекции высокочастотных спектральных составляющих обеспечивает фильтр импульсного зондирующего сигнала 25. Фильтр непрерывного зондирующего сигнала 26 также служит для селекции непрерывного сигнала, сформированного блоком постобработки, управления и синхронизации 11. Отфильтрованные сигналы радиоимпульса и непрерывного сигнала усиливаются в драйвере-сумматоре 19 и поступают на модулирующий вход акустооптического модулятора 2. Следует заметить, что значение частоты непрерывного сигнала выбирают, совпадающей с одной из частот спектра последовательности радиоимпульсов. Длина волны оптического излучения, в частности, может составлять 1550 нм, что соответствует технически хорошо освоенному диапазону телекоммуникационной техники. Излучение оптического зондирующего сигнала с выхода акустооптического модулятора 2 поступает в усилительный оптический модуль 17, а именно, на вход оптического усилителя мощности 3, в котором усиливается, и через оптический циркулятор 4 поступает с выхода усилительного оптического модуля 17 в чувствительный элемент 5 - оптическое волокно, расположенное внутри контролируемого объекта, а именно, силового кабеля или провода высоковольтных линий электропередач. В чувствительном элементе 5 излучение рассеивается на неподвижных неоднородностях волокна без изменения частоты (рассеяние Рэлея). Часть излучения рассеивается назад и распространяется по волокну обратно, затем через оптический циркулятор 4 поступает на приемный оптический усилитель 6 и после усиления и фильтрации оптическим фильтром 7 излучение поступает на вход квадратурного оптического приемника для двух плоскостей поляризации 8 приемной части приемо-передающего оптического модуля 16. На гетеродинный вход квадратурного оптического приемника для двух плоскостей поляризации 8 со второго выхода разветвителя с сохранением поляризации 15 поступает оптическое излучение узкополосного непрерывного лазера, где преобразуется в электрические сигналы синфазных и квадратурных составляющих для двух плоскостей поляризации. В результате гетеродинного преобразования на выходах квадратурного оптического приемника для двух плоскостей поляризации 8 мы имеем электрические сигналы, несущие информацию о суммарном оптическом излучении, присутствующем на его оптическом входе. Число выходов квадратурного оптического приемника для двух плоскостей поляризации 8 равно четырем - это две синфазные и две квадратурные составляющие для двух плоскостей поляризации. Работа блока обработки импульсных зондирующих сигналов 18 полностью совпадает с прототипом и поэтому здесь не рассматривается. Блок обработки непрерывного зондирующего сигнала 20 работает аналогично блоку обработки импульсных зондирующих сигналов 18 следующим образом, а именно, с выходов квадратурного оптического приемника для двух плоскостей поляризации 8 электрические сигналы (это две синфазные и две квадратурные составляющие для двух плоскостей поляризации) поступают на входы четырехканального узкополосного регулируемого усилителя непрерывного зондирующего сигнала 21, выходные сигналы которых поступают на входы второго четырехканального аналого-цифрового преобразователя 22. Совокупность синфазных и квадратурных составляющих в цифровом виде поступает во второй четырехканальный блок обработки сигналов 23 для предварительной обработки и вычисления распределения дифференциального фазового набега. Сигнал, пропорциональный дифференциальному фазовому набегу поступает на фильтр частот 24. Фильтр частот 24 позволяет предварительно выделить спектральные составляющие виброакустических воздействий в звуковом и ультразвуковом диапазонах частот, присущих частичным разрядам в проводах и кабелях. Предварительно разделенные по спектру, сигналы с выхода фильтров блока обработки непрерывного зондирующего сигнала 20 и блока обработки импульсных зондирующих сигналов 18 подаются на блок постобработки, управления и синхронизации 11. Следует заметить, что фильтры частот 10 и 24 могут быть многоканальными. В отличии от прототипа блок постобработки, управления и синхронизации 11 обеспечивает не только взаимодействие функциональных узлов по цепям управления и синхронизации, группирования для одних и тех же участков оптического волокна различных событий, но и анализирует совместную информацию с выходов фильтров частот 10 и 24. В силу особенностей возникновения и протекания процесса частичных разрядов, а именно, частичные пробои могут возникать, когда переменное напряжение приближается к максимуму или минимуму (положительная и отрицательная полуволны переменного напряжения). Например, при частоте питающей сети равной 50 Гц, частичные пробои в случае их возникновения будут повторяться с частотой 100 Гц. Частичные пробои сопровождаются возникновением широкого спектра колебаний, в том числе звуковых и ультразвуковых, воздействуют на оптическое волокно и модулируют фазу оптического излучения. Работа четырехканального блока обработки сигналов 9 не отличается от прототипа и в материалах заявки не рассматривается поскольку не является предметом настоящего изобретения. Блок обработки непрерывного зондирующего сигнала 20 по своей структуре аналогичен четырехканальному блоку обработки сигналов 9 и работает следующим образом. Синфазные составляющие / и квадратурные составляющие Q для каждой плоскости поляризации с выходов квадратурного оптического приемника для двух плоскостей поляризации 8 также поступают на входы блока обработки непрерывного зондирующего сигнала 20, а именно на соответствующие входы четырехканального узкополосного регулируемого усилителя непрерывного зондирующего сигнала 20, в котором выравнивание сигналов в синфазных и квадратурных каналах обеспечивается регулировкой коэффициентов передачи в каналах четырехканального регулируемого усилителя, а ширина полосы с целью снижения снижение уровня шумов в каждом канале выбирается исходя из ожидаемого спектра акустического воздействия на оптическое волокно. Например, для акустического воздействия 30 кГц минимальное значение ширины полосы должно быть не менее 60 кГц, уменьшение ширины полосы приводит к потерям за счет снижения уровня отклика, обнаруживаемого виброакустического воздействия, а чрезмерное расширение полосы частот приводит к увеличению уровня шумов на выходах четырехканального узкополосного регулируемого усилителя непрерывного зондирующего сигнала 20. Квадратурные составляющие I и Q для двух плоскостей поляризации квантуются во втором четырехканальном аналого-цифровом преобразователе 22. Во втором четырехканальном блоке обработки сигналов 23 также, вычисляется разностная фаза. В отличии от прототипа разностная фаза вычисляется по непрерывному сигналу, что позволяет выделить и высокочастотные составляющие виброакустического воздействия. В фильтре частот 24 осуществляется частотная селекция сигналов виброакустического воздействия, характеризующая частичные разряды. В блоке постобработки, управления и синхронизации 11 сигналы с выходов фильтров частот 10 и 24 анализируются на наличие интенсивных составляющих спектра с частотой 100 Гц в двух каналах. Интенсивная составляющая с частотой 100 Гц в канале обработки импульсного отраженного сигнала свидетельствует о возможном наличии частичных разрядов, а наличие высокочастотных составляющих спектра на выходах фильтра частот 24 подтверждает наличие частичных разрядов. Таким образом канал обработки импульсного зондирующего сигнала позволяет определить место возникновения частичных разрядов, а канал обработки непрерывного зондирующего сигнала позволяет выделить высокочастотные составляющие спектра, характерные для частичных разрядов. Полученная информация в блоке постобработки, управления и синхронизации 11 группируется в пакеты, пригодные для передачи по скоростному каналу и передаются в компьютер 12 для решения задач распознавания.The invention, like the prototype, is based on the fact that various physical phenomena, such as thermal heating, vibroacoustic effects, electrical discharges and others, have their own frequency range. Analysis of the aggregate information at the outputs of frequency filters 10 and 24 (filters can be multi-channel) about changes in time distribution of intensity, frequency of impact and similar information in adjacent resolution elements allows us to identify and further classify vibroacoustic impact, for example, vibroacoustic impact caused by partial electrical discharges . Classification of events is carried out by comparing the current event with a set of standards stored in a recognition system based on machine learning and neural networks, implemented programmatically in a computer 12. If the current event coincides with one of the standards, the device provides information about the impacting event. Before starting operation, the device for monitoring the vibroacoustic characteristics of power cables and wires undergoes additional training if necessary. These issues are discussed in more detail in the materials mentioned in the analysis of the prototype and are not the subject of the present invention. Let's consider the joint operation of the transceiver optical module 16, the amplifying optical module 17 and their interaction during operation. In the transmitting-receiving optical module 16, continuous narrow-band radiation from the laser 1 is supplied to the input of the polarization-preserving splitter 15, the first output of which is connected to the input of the acousto-optical modulator 2, in accordance with the control logic from the post-processing, control and synchronization unit 11, equipped with two separate outputs continuous and pulsed probing signals connected to corresponding filters of continuous 26 and pulsed 25 probing signals, the outputs of which, through a driver-adder 19, are connected to the modulating input of an acousto-optic modulator 2, the operating principle of which is based on the acousto-optic effect that occurs when light interacts with acoustic waves in optical material. Acoustic waves are created by high-frequency oscillations arriving at the modulating input of acousto-optical modulator 2. Coherent reflectometers are characterized by high-frequency oscillation frequencies at its modulating input ranging from tens of megahertz to several hundred megahertz. The sequence of optical pulses at the output of the acousto-optic modulator 2 is formed by applying periodically repeating high-frequency oscillation pulses to its modulating input, the duration of which is equal to r and the period is T. Such a modulating oscillation is called a sequence of radio pulses. This sequence of radio pulses is generated by the post-processing, control and synchronization unit 11 and is supplied to the input of the pulse probing signal filter 25. It is known from theory that the spectrum of a sequence of rectangular radio pulses is discrete and infinite, with a sinx/x envelope, and limiting the bandwidth by suppressing high-frequency spectral components allows improve the signal-to-noise ratio. The rejection function of high-frequency spectral components is provided by the pulse probing signal filter 25. The continuous probing signal filter 26 also serves to select the continuous signal generated by the post-processing, control and synchronization unit 11. The filtered radio pulse and continuous signal signals are amplified in the driver-adder 19 and are supplied to the modulating input acousto-optic modulator 2. It should be noted that the value of the frequency of the continuous signal is chosen to coincide with one of the frequencies in the spectrum of the sequence of radio pulses. The wavelength of optical radiation, in particular, can be 1550 nm, which corresponds to the technically well-developed range of telecommunications technology. The radiation of the optical probing signal from the output of the acousto-optical modulator 2 enters the amplifying optical module 17, namely, to the input of the optical power amplifier 3, in which it is amplified, and through the optical circulator 4 enters from the output of the amplifying optical module 17 into the sensitive element 5 - optical fiber, located inside the controlled object, namely, a power cable or a wire of high-voltage power lines. In the sensitive element 5, radiation is scattered on stationary inhomogeneities of the fiber without changing the frequency (Rayleigh scattering). Part of the radiation is scattered back and propagates back along the fiber, then through the optical circulator 4 it enters the receiving optical amplifier 6 and after amplification and filtering by the optical filter 7, the radiation enters the input of the quadrature optical receiver for two planes of polarization 8 of the receiving part of the transceiver optical module 16. The heterodyne input of the quadrature optical receiver for two planes of polarization 8 from the second output of the splitter while maintaining polarization 15 receives optical radiation from a narrow-band continuous-wave laser, where it is converted into electrical signals of in-phase and quadrature components for two planes of polarization. As a result of heterodyne conversion at the outputs of a quadrature optical receiver for two planes of polarization 8, we have electrical signals that carry information about the total optical radiation present at its optical input. The number of outputs of the quadrature optical receiver for two planes of polarization 8 is equal to four - these are two in-phase and two quadrature components for two planes of polarization. The operation of the pulse probing signal processing unit 18 is completely identical to the prototype and therefore is not considered here. The continuous probing signal processing unit 20 operates similarly to the pulse probing signal processing unit 18 as follows, namely, from the outputs of a quadrature optical receiver for two polarization planes 8, electrical signals (these are two in-phase and two quadrature components for two polarization planes) are supplied to the inputs of a four-channel narrowband an adjustable amplifier of a continuous probing signal 21, the output signals of which are supplied to the inputs of the second four-channel analog-to-digital converter 22. The set of in-phase and quadrature components in digital form enters the second four-channel signal processing unit 23 for preliminary processing and calculation of the distribution of the differential phase shift. A signal proportional to the differential phase shift is fed to frequency filter 24. Frequency filter 24 allows you to preliminarily isolate the spectral components of vibroacoustic effects in the audio and ultrasonic frequency ranges inherent in partial discharges in wires and cables. Pre-divided by spectrum, the signals from the output filters of the continuous probing signal processing unit 20 and the pulsed probing signal processing unit 18 are fed to the post-processing, control and synchronization unit 11. It should be noted that frequency filters 10 and 24 can be multi-channel. Unlike the prototype, the post-processing, control and synchronization unit 11 provides not only the interaction of functional units along control and synchronization circuits, grouping various events for the same sections of optical fiber, but also analyzes the joint information from the outputs of frequency filters 10 and 24. Due features of the occurrence and course of the process of partial discharges, namely, partial breakdowns can occur when the alternating voltage approaches a maximum or minimum (positive and negative half-waves of the alternating voltage). For example, with a supply network frequency of 50 Hz, partial breakdowns, if they occur, will be repeated with a frequency of 100 Hz. Partial breakdowns are accompanied by the emergence of a wide range of oscillations, including sound and ultrasonic ones, which affect the optical fiber and modulate the phase of optical radiation. The operation of the four-channel signal processing unit 9 does not differ from the prototype and is not considered in the application materials since it is not the subject of the present invention. The continuous probing signal processing unit 20 is similar in structure to the four-channel signal processing unit 9 and operates as follows. The in-phase components / and quadrature components Q for each plane of polarization from the outputs of the quadrature optical receiver for two planes of polarization 8 are also supplied to the inputs of the continuous probing signal processing unit 20, namely to the corresponding inputs of the four-channel narrow-band adjustable amplifier of the continuous probing signal 20, in which the signals are equalized in in-phase and quadrature channels is ensured by adjusting the transmission coefficients in the channels of a four-channel adjustable amplifier, and the bandwidth In order to reduce the noise level in each channel, it is selected based on the expected spectrum of acoustic impact on the optical fiber. For example, for an acoustic stimulus of 30 kHz, the minimum bandwidth is should be at least 60 kHz, a decrease in the bandwidth leads to losses due to a decrease in the level of response detected by vibroacoustic influence, and an excessive expansion of the frequency band leads to an increase in the noise level at the outputs of a four-channel narrow-band adjustable amplifier of a continuous probing signal 20. Quadrature components I and Q for two planes of polarization are quantized in the second four-channel analog-to-digital converter 22. In the second four-channel signal processing unit 23, the difference phase is also calculated. Unlike the prototype, the difference phase is calculated from a continuous signal, which makes it possible to isolate high-frequency components of the vibroacoustic effect. In the frequency filter 24, frequency selection of signals of vibroacoustic influence is carried out, characterizing partial discharges. In post-processing, control and synchronization block 11, signals from the outputs of frequency filters 10 and 24 are analyzed for the presence of intense spectrum components with a frequency of 100 Hz in two channels. An intense component with a frequency of 100 Hz in the pulse reflected signal processing channel indicates the possible presence of partial discharges, and the presence of high-frequency spectrum components at the outputs of frequency filter 24 confirms the presence of partial discharges. Thus, the channel for processing a pulsed probing signal makes it possible to determine the location of the occurrence of partial discharges, and the channel for processing a continuous probing signal allows one to isolate high-frequency components of the spectrum characteristic of partial discharges. The received information in the post-processing, control and synchronization block 11 is grouped into packets suitable for transmission over a high-speed channel and transferred to computer 12 to solve recognition problems.

В опытном устройстве электрические цепи, относящихся к непрерывному тракту зондирующего сигнала, были реализованы на базе двухканальных микросхем типа LMH6521, полоса пропускания сформирована в каждом канале второго четырехканального регулируемого усилителя сформирована внешним полосовым фильтром. Второй блок обработки 23 по аналогии с первым блоком обработки 9 реализован на матрицах, логических программируемых типа EPM7064STI100-7N. В результате проведенных опытов установлено, что техническое решение позволило увеличить регистрируемый диапазон частот виброакустических воздействий на оптоволоконный кабель до 60 кГц (в прототипе - 0,5 кГц). При этом разрешающая способности при определении места виброакустического воздействия составила порядка ±10 метров, что сопоставимо с аналогичной характеристикой прототипа при длительности зондирующего оптического импульса г, равной 200 не и периоде повторения Т, равном 1 мс.In the experimental device, the electrical circuits related to the continuous path of the probing signal were implemented on the basis of two-channel microcircuits of the LMH6521 type, the passband formed in each channel of the second four-channel adjustable amplifier was formed by an external bandpass filter. The second processing unit 23, by analogy with the first processing unit 9, is implemented on programmable logic matrices of the EPM7064STI100-7N type. As a result of the experiments, it was established that the technical solution made it possible to increase the recorded frequency range of vibroacoustic effects on the fiber-optic cable to 60 kHz (0.5 kHz in the prototype). At the same time, the resolution when determining the location of vibroacoustic influence was about ±10 meters, which is comparable to a similar characteristic of the prototype with a duration of the probing optical pulse r equal to 200 ns and a repetition period T equal to 1 ms.

Изложенное позволяет сделать вывод о том, что выявленная техническая проблема решена, а заявленный технический результат - расширение эксплуатационных возможностей за счет расширения регистрируемого диапазона частот виброакустических воздействий на оптоволоконный кабель при сохранении разрешающей способности и дальности при определении места виброакустического воздействия - достигнут.The foregoing allows us to conclude that the identified technical problem has been solved, and the declared technical result - expanding operational capabilities by expanding the recorded frequency range of vibroacoustic effects on a fiber-optic cable while maintaining resolution and range when determining the location of vibroacoustic effects - has been achieved.

Claims

A device for monitoring the vibroacoustic characteristics of power cables and wires, containing a functionally connected transceiver optical module, an amplifying optical module, a sensitive element made in the form of an optical fiber, and a computer with a recognition system based on machine learning and neural networks, wherein the transceiver optical the module contains a narrow-band continuous laser, an acousto-optical modulator, a processing unit for pulsed probing signals and a post-processing, control and synchronization unit connected to a computer, and the amplifying optical module contains transmitting and receiving optical amplifiers, an optical circulator and an optical filter, while the output of the acousto-optical modulator is connected to the input transmitting optical amplifier, and the input of the optical filter is connected to the output of the receiving optical amplifier, the transmitting-receiving optical module is equipped with a polarization-preserving splitter and a quadrature optical receiver for two polarization planes, the pulse probing signal processing unit is made of four channels, the output of the optical filter of the amplifying optical module is connected to input of a quadrature optical receiver, the output of a narrow-band continuous-wave laser is connected to the input of a polarization-preserving splitter, the first output of which is connected to the input of an acousto-optical modulator, and the second output is connected to the heterodyne input of a quadrature optical receiver, the quadrature outputs of which are connected to the inputs of a four-channel adjustable amplifier of the pulse probing processing unit signals, the outputs of which are connected to the inputs of a four-channel analog-to-digital converter, the outputs of which are connected to the inputs of a four-channel signal processing unit, the output of which is connected to the first input of the post-processing, control and synchronization unit, characterized in that the transceiver optical module is additionally equipped with a four-channel processing unit continuous probing signal, filters for continuous and pulsed probing signals and a driver-adder, wherein the processing unit for the continuous probing signal is made in the form of a functionally connected four-channel narrow-band adjustable amplifier of the continuous probing signal, a second four-channel analog-to-digital converter, a second four-channel signal processing unit and a frequency filter, wherein the quadrature outputs of the quadrature optical receiver are additionally connected to the inputs of a four-channel adjustable amplifier of a four-channel continuous probing signal processing unit, the outputs of which are connected to the inputs of a four-channel analog-to-digital converter of a four-channel continuous probing signal processing unit, the outputs of which are connected to the inputs of a four-channel signal processing unit of a four-channel continuous probing signal processing unit. probing signal, the output of which, through a frequency filter of a four-channel continuous probing signal processing unit, is connected to the second input of a post-processing, control and synchronization unit, equipped with two separate outputs of continuous and pulsed probing signals, connected to the corresponding filters of continuous and pulsed probing signals, the outputs of which through a driver - the adder is connected to the modulating input of the acousto-optic modulator.