CN106289572B - 基于分布式光纤温度测量的供电牵引电缆异常温升监控方法与系统 - Google Patents

基于分布式光纤温度测量的供电牵引电缆异常温升监控方法与系统 Download PDF

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Abstract

一种基于分布式光纤温度测量的供电牵引电缆异常温升监控系统，包括分布式光纤探测定位仪、数据中心、用户终端、监控管理终端、铁路既有通信光缆、温度检测光缆，所述的分布式光纤探测定位仪，安置在铁路沿线的通信机房内，连接铁路沿线铺设的所述的既有铁路通信光缆和在变电所的供电牵引电缆上固定的温度检测光缆；通信机房连接沿铁路铺设的所述的既有铁路通信光缆；温度检测光缆用抱箍或者夹持物理接触方式并联固定在供电牵引电缆上；分布式光纤探测定位仪接温度检测光缆的温度信息，分布式光纤探测定位仪通过通信链路上传到所述的监控平台数据中心。

Description

基于分布式光纤温度测量的供电牵引电缆异常温升监控方法 与系统
技术领域
本发明涉及铁路沿线供电牵引电缆异常温升监测，特别是一种基于分布式光纤温度测量的供电牵引电缆异常温升监控方法。
背景技术
高速铁路是国民经济大动脉和大众化交通工具，是国家关键公共基础设施。由于电缆过载，环境等原因，引起电缆温升异常，造成电缆内部绝缘介质性能劣化，可能导致绝缘击穿，火灾等事故，严重影响铁路列车地安全运营。
现有的铁路沿线变电所的供电牵引电缆的安全防护方法有根据阻抗的变化与电缆线路温升之间的关联关系，进行局部过热的风险判识；基于光纤光栅的温度测量。存在价格昂贵，不适合大范围的敷设使用等问题。当前铁路安全监测方法手段与装备存在的功能单一、覆盖范围有限、环境适应性差、造价高、信息孤岛的共性瓶颈问题。针对以上问题，本方法以先进分布式光纤探测和定位方法为核心，开拓利用铁路既有通信光缆的内在传感功能。系统能够实现对铁路沿供电牵引电缆异常温升等事件的实时监测、精确定位、快速识别和报警，从而保障铁路信号、通信、供电，尤其列车运行安全，对确保铁路运输安全具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于，利用先进的分布式光纤探测和定位方法及装置，实时监测变电所供电牵引电缆地温度变及温度变化，实现对铁路沿线变电所的供电牵引电缆的安全状态进行全方位的实时监控和预警，通过建立网络化的变电所的供电牵引电缆安全安全预警系统，保障我国铁路列车运行监控数据的准确性和可靠性。克服铁路干线长，铁路周围环境复杂，现有方法不能实现大范围，实时地对铁路沿线地变电所的供电牵引电缆安全状态进行监测地困难。提供一种基于分布式光纤温度测量的供电牵引电缆异常温升监控方法。
本发明的方法解决方案如下：一种基于分布式光纤温度测量的供电牵引电缆异常温升监控方法，其特征在于基于分布式光纤探测定位仪、数据中心、用户终端、监控管理终端、铁路既有通信光缆、温度检测光缆，
所述的分布式光纤探测定位仪，安置在铁路沿线的通信机房内，连接铁路沿线铺设的所述的既有铁路通信光缆和在变电所的供电牵引电缆上固定的温度检测光缆；通信机房连接沿铁路铺设的所述的既有铁路通信光缆；
所述的分布式光纤探测定位仪包括瑞利或布里渊散射的分布式光纤振动与应变传感器、检测仪器、模式识别单元，温度检测光缆用抱箍或者夹具等物理接触方式并联固定在供电牵引电缆上，若供电牵引电缆出现异常温升，温度检测光缆温度随之上升，调制了温度检测光纤中的光信号，这个信号被分布式光纤探测定位仪捕捉，形成预警信息；温度检测光缆不同位置的温度由布里渊散射信号给出，并且经过模式识别单元信号处理，得到温度检测光缆实时所受温度、温度变化，温度变化或分布位置等信息，即得到某个空间或时间区间的供电牵引电缆上温度检测光缆所受温度、温度变化，温度变化的位置等信息；分布式光纤探测定位仪对温度检测光缆的温度信息进行综合分析处理后，形成对供电牵引电缆安全状的判断，形成预警信息，并将这些预警信息通过通信链路上传到所述的监控平台数据中心，数据中心将监控信息传送到不同权限所述的用户终端。
所述的监控平台数据中心与分布式光纤探测定位仪、监控管理终端、用户终端、辅助监控系统通过通信链路连接，监控平台数据中心对预警信息储存，整合，根据各个用户终端的权限，通过通信链路把预警信息分配到各个用户终端，提醒铁路值班人员，同时将所有的监控信息上传到监控管理终端。
另设有辅助监控系统；所述的辅助监控系统与通信链路连接，辅助监控系统通过摄像头，雷达等方法，实现局部重点区域视频监控。
所述的通信链路为铁路专网，保障信息传输的安全性、可靠性。
所述的温度检测光缆用抱箍、夹具等物理方式均匀固定温度检测光缆和供电牵引电缆。
温度检测光缆续接到铁路沿线的既有通信光缆，通过对温度检测光缆的温度监测来监控变电所的供电牵引电缆的安全状态。
利用铁路既有的通信光缆进行传感，除温度检测光缆外的大部分光缆，不需重新铺设光缆，大大节省了系统的应用到铁路沿线上的时间与施工成本。
所述的基于分布式光纤温度测量的供电牵引电缆异常温升监控方法的装置，其特征在于：钖分布式光纤探测定位仪、数据中心、用户终端、监控管理终端、铁路既有通信光缆、温度检测光缆，所述的分布式光纤探测定位仪，安置在铁路沿线的通信机房内，连接铁路沿线铺设的所述的既有铁路通信光缆和在变电所的供电牵引电缆上固定的温度检测光缆；通信机房连接沿铁路铺设的所述的既有铁路通信光缆；
所述的监测平台数据中心包含服务器、中心监测显示设备；将分布式光纤探测定位仪上传监测平台数据中心，上传的信息进行逻辑管理，并根据各个终端的权限，向用户终端和监控管理终端发送相应的预警信息。
本发明利用铁路既有的通信光缆进行传感，除温度检测光缆外的大部分光缆，不需重新铺设光缆，大大节省了系统的应用到铁路沿线上的时间与施工成本。
所述地温度检测光缆续接到铁路沿线的既有通信光缆，通过对温度检测光缆的温度监测来监控变电所的供电牵引电缆的安全状态。所述的通信链路为铁路专网，保障信息传输的安全性、可靠性。
本发明的有益效果：
1、本发明采用分布式光纤传感方法，具有与既有线无缝融合、距离长，覆盖范围大、分布式监测，无漏点。
2、本发明基于分布式光纤传原理，具有抗电磁干扰能力强，非侵入性，高灵敏度；耐腐蚀，防爆，光路有可挠曲性，便于与光纤系统连接等优势。
3、监测系统基于光纤的传感方法，无需现场供电，安全性、可靠性高，抗雷击、维护成本低。
4、系统所用通信链路为铁路专网，可以保障信息传输的安全性、可靠性。同时具有扩展性强，网络化、智能化等优点。
5、采用既有铁路通信光缆，不需要重新铺设光缆，减少了时间成本和施工成本。
6、传感距离长，分布式测量，恰合铁路干线长，易受安全威胁，亟需长距离全线监测的特点。
附图说明
图1为本发明基于分布式光纤温度测量的供电牵引电缆异常温升监控方法的结构框图
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
首先请参照图1，图1为本发明基于分布式光纤温度测量的供电牵引电缆异常温升监控方法结构框图。由图1可见，本发明基于分布式光纤传感方法，所述的分布式光纤探测定位仪，安置在铁路沿线的通信机房内，连接铁路沿线铺设的所述的既有铁路通信光缆和在变电所的供电牵引电缆上固定的温度检测光缆；所述的分布式光纤探测定位仪包括瑞利或布里渊散射的分布式光纤振动与应变传感器、检测仪器、模式识别单元，温度检测光缆用抱箍、夹具等物理方式固定在供电牵引电缆上，若供电牵引电缆出现异常温升，光缆温度随之上升，调制了光纤中地光信号，这个信号被分布式光纤探测定位仪捕捉，形成预警信息；光缆所受温度由布里渊散射信号给出，并且经过模式识别单元信号处理，得到光缆实时所受温度、温度变化，温度变化位置等信息，即得到某个空间或时间区间的供电牵引电缆上温度检测光缆所受温度、温度变化，温度变化位置等信息；在通信机房连接沿铁路铺设的所述的既有铁路通信光缆；分布式光纤探测定位仪对光缆温度信息进行综合分析处理后，形成对供电牵引电缆安全状的判断，形成预警信息，并将这些预警信息通过通信链路上传到所述的监控平台数据中心，数据中心将监控信息传送到不同权限所述的用户终端。
所述的监控平台数据中心监控平台数据中心与分布式光纤探测定位仪、监控管理终端、用户终端、辅助监控系统通过通信链路连接，监控平台数据中心对预警信息储存，整合，根据各个用户终端的权限，通过通信链路把预警信息分配到各个用户终端，提醒铁路值班人员，同时将所有的监控信息上传到监控管理终端；
所述的辅助监控系统与通信链路连接，辅助监控系统可以通过摄像头，雷达等方法，实现局部重点区域视频监控。
所述地温度检测光缆续接到铁路沿线的既有通信光缆，通过对温度检测光缆的温度监测来监控变电所的供电牵引电缆的安全状态。
所述的监测平台数据中心包含服务器、中心监测显示设备等；可以将分布式光纤探测定位仪上传的信息进行逻辑管理，并根据各个终端的权限，向用户终端和监控管理终端发送相应的预警信息。
以上方法方案可以实现一种基于分布式光纤温度监测的供电牵引电缆实时监控方法。虽然参照上述具体实施例详细地描述了本发明，但是应该理解本发明并不限于所公开的实施方式和实施例，对于本专业领域方法人员来说，可对其形式和细节进行各种改变。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于分布式光纤温度测量的供电牵引电缆异常温升监控方法，其特征在于，基于分布式光纤探测定位仪、监控平台数据中心、用户终端、监控管理终端、铁路既有通信光缆、温度检测光缆， 所述的分布式光纤探测定位仪，安置在铁路沿线的通信机房内，分布式光纤探测定位仪依次连接铁路既有通信光缆和温度检测光缆，在变电所的供电牵引电缆上固定温度检测光缆；通信机房连接沿铁路铺设的所述的铁路既有通信光缆； 所述的分布式光纤探测定位仪包括瑞利或布里渊散射的分布式光纤振动与应变传感器、检测仪器、模式识别单元，温度检测光缆用抱箍或者夹具物理接触方式并联固定在供电牵引电缆上，若供电牵引电缆出现异常温升，温度检测光缆温度随之上升，调制了温度检测光纤中的光信号，这个信号被分布式光纤探测定位仪捕捉，形成预警信息；温度检测光缆不同位置的温度由布里渊散射信号给出，并且经过模式识别单元信号处理，得到温度检测光缆实时所受温度、温度变化，温度变化分布位置信息，即得到某个空间或时间区间的供电牵引电缆上所受温度、温度变化，温度变化分布位置信息；分布式光纤探测定位仪对温度检测光缆的温度信息进行综合分析处理后，形成对供电牵引电缆安全状的判断，形成预警信息，并将这些预警信息通过通信链路上传到所述的监控平台数据中心，监控平台数据中心将监控信息传送到不同权限的用户终端。
2.根据权利要求1所述的基于分布式光纤温度测量的供电牵引电缆异常温升监控方法，其特征在于，所述的监控平台数据中心与分布式光纤探测定位仪、监控管理终端、用户终端、辅助监控系统通过通信链路连接，监控平台数据中心对预警信息储存，整合，根据各个 用户终端的权限，通过通信链路把预警信息分配到各个用户终端，提醒铁路值班人员，同时将所有的监控信息上传到监控管理终端。
3.根据权利要求1所述的基于分布式光纤温度测量的供电牵引电缆异常温升监控方法，其特征在于，另设有辅助监控系统；所述的辅助监控系统与通信链路连接，辅助监控系统通过摄像头、雷达，实现局部重点区域视频监控。
4.根据权利要求1所述的基于分布式光纤温度测量的供电牵引电缆异常温升监控方法，其特征在于，所述的通信链路为铁路专网。
5.根据权利要求1所述的基于分布式光纤温度测量的供电牵引电缆异常温升监控方法，其特征在于，利用铁路既有通信光缆进行传感。
6. 一种根据权利要求1-5之一所述的基于分布式光纤温度测量的供电牵引电缆异常温升监控方法的装置，其特征在于：包括分布式光纤探测定位仪、监控平台数据中心、用户终端、监控管理终端、 铁路既有通信光缆、温度检测光缆，所述的分布式光纤探测定位仪，安置在铁路沿线的通信机房内，连接铁路沿线铺设的所述的铁路既有通信光缆和在变电所的供电牵引电缆上固定温度检测光缆；所述的分布式光纤探测定位仪包括瑞利或布里渊散射的分布式光纤振动与应变传感器、检测仪器、模式识别单元，温度检测光缆用抱箍或者夹具物理接触方式并联固定在供电牵引电缆上，通信机房连接沿铁路铺设所述铁路既有通信光缆；所述的监测平台数据中心包含服务器、中心监测显示设备；将分布式光纤探测定位仪连接并上传监测平台数据中心，上传的信息进行逻辑管理，并根据各个终端的权限，向用户终端和监控管理终端发送相应的预警信息。
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Address after: No. 80 Tianmu East Road, Jingan District, Shanghai

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Applicant after: NANJING PI-LIGHTWAVE INFORMATION TECHNOLOGY CO.,LTD.

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