阅读说明：本技术 基于光纤振动传感技术的地下电力电缆的防外力破坏预警系统 (Underground power cable external damage prevention early warning system based on optical fiber vibration sensing technology ) 是由 方道奎 许建华 于 2019-09-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于光纤振动传感技术的地下电力电缆的防外力破坏预警系统,包括光纤振动传感器组件、温湿度传感器、噪声传感器、传感信号采集单元、信号传输单元和监测预警平台,温湿度传感器、噪声传感器分别通过传感信号采集单元连接信号传输单元,光纤振动传感器组件连接信号传输单元,信号传输单元连接微处理器,微处理器通过无线传输模块连接监测预警平台,还包括告警单元、比较单元和存储单元,告警单元、比较单元和存储单元分别连接微处理器,本发明工作原理简单,能够对地下电力电缆进行实时监测,在破坏前立即发出告警信号,此外,还能够对破坏位置进行定位。(The invention discloses an external force damage prevention early warning system of an underground power cable based on an optical fiber vibration sensing technology, which comprises an optical fiber vibration sensor assembly, a temperature and humidity sensor, a noise sensor and a sensing signal acquisition unit, the monitoring and early warning system comprises a signal transmission unit, a monitoring and early warning platform, a temperature and humidity sensor and a noise sensor, wherein the temperature and humidity sensor and the noise sensor are respectively connected with the signal transmission unit through a sensing signal acquisition unit, an optical fiber vibration sensor assembly is connected with the signal transmission unit, the signal transmission unit is connected with a microprocessor, the microprocessor is connected with the monitoring and early warning platform through a wireless transmission module, the monitoring and early warning system also comprises an alarm unit, a comparison unit and a storage unit, and the alarm unit, the comparison unit and the storage unit are respectively connected with the microprocessor.)

基于光纤振动传感技术的地下电力电缆的防外力破坏预警 系统

技术领域

本发明涉及电力电缆监测技术领域，具体为基于光纤振动传感技术的地下电力电缆的防外力破坏预警系统。

背景技术

随着城市建设的发展，现代城市要求地上空间无电力电缆线路，电力电缆入地成为唯一的选择。但电力电缆运行维护与城市***门互相工作衔接漏洞导致在道路改造、地铁施工和各种市政工程建设施工过程中造成电力电缆毁坏的事故频频发生，严重危及电网安全和人民财产安全。通过对近年来高压电力电缆事故的统计分析，发现外力破坏是造成电力电缆故障的主要原因。因此，如何在电力电缆遭受到破坏之前及时发现，以便及时制止正在发生的破坏活动就成为重要的研究课题。

发明内容

本发明的目的在于提供基于光纤振动传感技术的地下电力电缆的防外力破坏预警系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于光纤振动传感技术的地下电力电缆的防外力破坏预警系统，包括光纤振动传感器组件、温湿度传感器、噪声传感器、传感信号采集单元、信号传输单元和监测预警平台，所述温湿度传感器、噪声传感器分别通过传感信号采集单元连接信号传输单元，所述光纤振动传感器组件连接信号传输单元，所述信号传输单元连接微处理器，所述微处理器通过无线传输模块连接监测预警平台，还包括告警单元、比较单元和存储单元，所述告警单元、比较单元和存储单元分别连接微处理器。

优选的，所述光纤振动传感器组件包括光纤光栅电流传感器和定位终端，所述光纤光栅电流传感器连接定位终端，所述光纤光栅电流传感器安装在电力电缆上，所述定位终端包括光信号单元、电信号单元、信号处理单元和故障诊断单元，所述光信号单元连接电信号单元，所述电信号单元通过信号处理单元连接故障诊断单元。

优选的，所述光信号单元包括宽带光源、半导体光放大器模块、光耦合器、光环形器和阵列波导光栅模块，所述宽带单元通过半导体光放大器模块连接光耦合器，所述光耦合器连接光环形器，所述光环形器连接阵列波导光栅模块。

优选的，所述无线传输模块采用ZigBee传输单元或WIFI传输单元。

优选的，所述信号传输单元采用光纤信号传输单元。

优选的，所述温湿度传感器型号采用AM1011。

优选的，所述噪声传感器采用GB/T3785-2型传感器。

优选的，所述微处理器采用AT89C51单片机。

优选的，其使用方法包括以下步骤：

A、温湿度传感器、噪声传感器分别采用电力电缆的温湿度信号和外部的噪声信号，采集的传感信号通过传感信号采集单元、信号传输单元传输至微处理器；

B、光纤振动传感器组件中的光信号单元提供光信号，光纤光栅电流传感器反射接收到的光信号传输至信号处理单元中转换呈电信号，故障诊断单元根据当前电流和中心波长，判断是否发生故障和故障所在的位置；

C、定位终端得到的信号通过无线传输单元传输至监测预警平台中进一步判断，若监测到异常，立即通过告警单元发出报警信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明工作原理简单，能够对地下电力电缆进行实时监测，在破坏前立即发出告警信号，此外，还能够对破坏位置进行定位。

(2)本发明采用的光纤振动传感器组件采用了光纤光栅电流传感器，能够实时监测电力电缆线路的电流信息，从而及时的发现故障，并根据光纤光栅电流传感器的位置，准确的获取故障点的位置，进一步提高了故障监测效率。

附图说明

图1为本发明系统原理框图；

图2为光纤振动传感器组件原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：基于光纤振动传感技术的地下电力电缆的防外力破坏预警系统，包括光纤振动传感器组件1、温湿度传感器2、噪声传感器3、传感信号采集单元4、信号传输单元5和监测预警平台6，所述温湿度传感器2、噪声传感器3分别通过传感信号采集单元4连接信号传输单元5，所述光纤振动传感器组件1连接信号传输单元5，所述信号传输单元5连接微处理器7，所述微处理器7通过无线传输模块8连接监测预警平台6，还包括告警单元9、比较单元10和存储单元11，所述告警单元9、比较单元10和存储单元11分别连接微处理器7；无线传输模块8采用ZigBee传输单元或WIFI传输单元；其中，信号传输单元采用光纤信号传输单元；温湿度传感器型号采用AM1011；噪声传感器采用GB/T3785-2型传感器；微处理器采用AT89C51单片机。

本发明中，光纤振动传感器组件1包括光纤光栅电流传感器12和定位终端13，所述光纤光栅电流传感器12连接定位终端13，所述光纤光栅电流传感器12安装在电力电缆上，所述定位终端13包括光信号单元14、电信号单元15、信号处理单元16和故障诊断单元17，所述光信号单元14包括宽带光源18、半导体光放大器模块19、光耦合器20、光环形器21和阵列波导光栅模块22，所述宽带光源18通过半导体光放大器模块19连接光耦合器20，所述光耦合器20连接光环形器21，所述光环形器21连接阵列波导光栅模块22，所述光信号单元14连接电信号单元15，所述电信号单元15通过信号处理单元16连接故障诊断单元17。本发明采用的光纤振动传感器组件采用了光纤光栅电流传感器，能够实时监测电力电缆线路的电流信息，从而及时的发现故障，并根据光纤光栅电流传感器的位置，准确的获取故障点的位置，进一步提高了故障监测效率。

工作原理：本发明的使用方法包括以下步骤：

A、温湿度传感器、噪声传感器分别采用电力电缆的温湿度信号和外部的噪声信号，采集的传感信号通过传感信号采集单元、信号传输单元传输至微处理器；

B、光纤振动传感器组件中的光信号单元提供光信号，光纤光栅电流传感器反射接收到的光信号传输至信号处理单元中转换呈电信号，故障诊断单元根据当前电流和中心波长，判断是否发生故障和故障所在的位置；

C、定位终端得到的信号通过无线传输单元传输至监测预警平台中进一步判断，若监测到异常，立即通过告警单元发出报警信号。

综上所述，本发明工作原理简单，能够对地下电力电缆进行实时监测，在破坏前立即发出告警信号，此外，还能够对破坏位置进行定位。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。