CN110243494A - 基于超连续谱光源单端botda的高压电缆测温装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明是基于超连续谱光源单端BOTDA的高压电缆测温装置及方法。传统的高压电缆测温无法保证传感距离和监测盲点的有效测量；本发明是基于超连续谱的单端BOTDA可有效避免双端布里渊光时域分析断点不能测量的问题，而且使用超连续谱光源作为激光源，其具有超宽光谱，足够输出功率，可实现超高空间分辨率及超长探测距离的监测能力。***具有高空间分辨率，解决了高压电缆的实时温度精准监测问题。本发明装置包括超连续谱光源、三个可调谐光滤波器、三个1×2光纤耦合器、两个偏振控制器、两个高速电光调制器、微波信号源、三个光放大器、2×1光纤耦合器、光环行器、传感光纤、光纤反射镜、脉冲发生器、三个光电探测器、数据采集卡、计算机，高压电缆。

Description

基于超连续谱光源单端BOTDA的高压电缆测温装置及方法

技术领域

本发明应用于高压电缆测温领域，具体为基于超连续谱光源单端BOTDA的高压电缆测温装置及方法，利用超连续谱光源在光纤中的后向瑞利散射及受激布里渊散射效应，能够实现对高压电缆温度高空间分辨率、长距离的连续测量。

背景技术

高压电缆是电力电缆的一种，其传输电压范围为1kv-1000kv，应用于电力传输和分配等。随着电量的增加，高压电缆长期处于超负荷运行状态下，使电缆产生大量热，使得线芯温度升高，电缆受热膨胀，绝缘层在高温环境下会加速老化，十分影响电缆寿命，高压电缆绝缘性降低，击穿事故发生几率变大，存在很大的安全隐患，如果运行环境恶劣，有高温热源，腐蚀气体等损害电缆物质的存在，高压电缆绝缘层会更加薄弱，事故会更加频繁。

高压电缆运行温度的监测对于高压输配电***至关重要。高压电缆温度的变化，一方面来自电缆本身电阻的原因，另一方面由于高压电缆周围自然环境的变化，因此，为了高压输电***的安全运行，需要建立高压电力电缆实时在线测温***。目前，基于分布式光纤传感的温度传感器，因其具有测量精度高、测量距离长、抗干扰能力强等优点，已经被应用于高压电力电缆温度的在线监控***中。

现在比较成熟的高压电缆测温技术是基于拉曼散射的分布式光纤传感技术，利用电缆进行测温监控。一种衰减自补偿的光纤拉曼电缆温度监测与报警***（中国发明专利，CN103364107A），这种光纤拉曼分布式温度传感器能够消除电缆沿线因弯曲，应变，节点损耗，特别是长时间工作和工作环境差异等因素引起的光纤衰减变化的影响，实现衰减的自补偿，提高***测温的稳定性与可靠性。但是其监测距离有限，空间分辨率低，无法实现长距离应用。另一种基于拉曼散射的分布式光纤测温技术的电缆载流量监测***（申请号为201721110404.1）可以精确获取电缆横向和纵向各部分的温度信息，但是光纤沿途损耗使得光纤传感距离受限。

因为布里渊散射相比于拉曼散射，能量强度大，容易检测，在对长距离高压电缆的温度监测上动态范围更大，传输距离更远。而且利用光纤中的布里渊散射实现分布式温度测量的***，由于工作在非线性受激散射状态下，所产生的布里渊散射光强较大，而且具有较高的温度灵敏度，是一种很有实用价值的***。传统基于布里渊散射的分布式光纤传感可以分为两种类型：一种是利用脉冲信号来感知光纤沿线温度/应变的光时域***，另一种是利用正弦信号频率调制的连续光作为传感信号的光相关域***。

基于相关域分析的高压电缆测温技术一般是空间分辨率高，但是传输距离受限。单端布里渊光相干域分析的高压电缆测温装置及方法（中国发明专利，CN 105928634 A）选择超辐射发光二极管作为***光源，虽然空间分辨率提高，但测量距离无法满足需求。

基于时域分析高压电缆测温技术一般采用脉冲信号实现高压电缆温度的定位（中国发明专利，CN 105157872 A），其监测距离和空间分辨率因为脉冲宽度的限制，使得空间分辨率通常在米量级，无法监测高压电缆的盲区。

面对测量精度高、测量距离范围远的高压电缆测温要求，我们提出了一种基于超连续谱光源单端BOTDA的高压电缆测温装置及方法，可以实现对高压电缆温度的监测，其优点是本***输出功率大，动态范围大，空间分辨率高，可对整条电缆进行高精度电缆温度的实时监测。

发明内容

本发明提出基于超连续谱光源单端BOTDA的高压电缆测温装置及方法，利用超连续谱光源代替光脉冲信号实现光纤温度的测量和定位。可解决目前高压电缆***中存在着的传感距离和空间分辨率间两者矛盾问题。而且避免了双端BOTDA传感***光纤中出现断点时无法正常工作的限制问题。实现对高压电缆实时无盲点监测。

基于超连续谱光源单端BOTDA的高压电缆测温装置，包括超连续谱光源、第一可调谐光滤波器、1×2第一光纤耦合器、第一偏振控制器、第一高速电光调制器、微波信号源、第一光放大器、2×1光纤耦合器、光环行器、传感光纤、光纤反射镜、第二偏振控制器、第二高速电光调制器、脉冲发生器、1×2第二光纤耦合器、第二光放大器、第三光放大器、1×2第三光纤耦合器、第二可调谐光滤波器、第三可调谐光滤波器、第一光电探测器、第二光电探测器、第三光电探测器、数据采集卡、计算机、高压电缆；

其中，超连续谱光源的出射端与第一可调谐光滤波器的入射端连接；第一可调谐光滤波器的出射端通过单模光纤跳线与1×2第一光纤耦合器的入射端连接；

1×2第一光纤耦合器的第一个出射端通过单模光纤跳线与第一偏振控制器入射端连接；第一偏振控制器出射端通过单模光纤跳线与第一高速电光调制器的入射端连接；第一高速电光调制器的出射端通过单模光纤跳线与第一光放大器的入射端连接；微波信号源的射频输出端通过高频同轴电缆与第一高速电光调制器的射频输入端连接；第一光放大器的出射端通过单模光纤跳线与2×1光纤耦合器的第一个入射端连接；2×1光纤耦合器的出射端通过单模光纤跳线与光环行器的入射端连接；光环行器的反射端与传感光纤的一端连接；传感光纤的另一端与光纤反射镜连接；

1×2第一光纤耦合器的第二个出射端通过单模光纤跳线与第二偏振控制器入射端连接；第二偏振控制器出射端通过单模光纤跳线与第二高速电光调制器的入射端连接；第二高速电光调制器的出射端通过单模光纤跳线与1×2第二光纤耦合器的入射端连接；脉冲发生器的信号输出端与第二高速电光调制器的信号输入端连接；1×2第二光纤耦合器的第一个出射端通过单模光纤跳线与第二光放大器的入射端连接；第二光放大器的出射端通过单模光纤跳线与2×1光纤耦合器的第二个入射端连接；

1×2第二光纤耦合器的第二个出射端利用一根单模光纤跳线与第一光电探测器的入射端连接；

光环行器的出射端通过单模光纤跳线与第三光放大器的入射端连接；第三光放大器的出射端与1×2第三光纤耦合器的入射端连接；

1×2第三光纤耦合器的第一出射端通过单模光纤跳线与第二可调谐光滤波器的入射端连接；1×2第三光纤耦合器的第二出射端通过单模光纤跳线与第三可调谐光滤波器的入射端连接；第二可调谐光滤波器的出射端通过单模光纤跳线与第二光电探测器的入射端连接；第三可调谐光滤波器的出射端通过单模光纤跳线与第三光电探测器的入射端连接；第一光电探测器的信号输出端与数据采集卡的第一信号输入端连接；第二光电探测器的信号输出端与数据采集卡的第二信号输入端连接；第三光电探测器的信号输出端与数据采集卡的第三信号输入端连接；数据采集卡的信号输出端与计算机的信号输入端连接。

基于超连续谱光源单端BOTDA的高压电缆测温方法，该方法在基于超连续谱光源单端BOTDA的高压电缆测温装置中实现，该方法采用如下步骤实现：

a. 超连续谱光源发出的超连续谱光源信号首先经过第一可调谐光滤波器产生中心波长为1550nm的激光信号；激光信号经1×2第一光纤耦合器分为两路：第一路激光信号作为探测光信号，第二路激光信号作为泵浦光信号；探测光信号先经过第一偏振控制器，使激光信号达到最好偏振态；再经过第一高速电光调制器，并被微波信号源输出的正弦信号调制，使得探测光单边带信号的频移量接近布里渊频移，然后经第一光放大器放大后，经2×1光纤耦合器和光环行器合束、环行后进入传感光纤；泵浦光信号先经第二偏振控制器调整偏振态，再经脉冲发生器输出的脉冲信号调制，然后经1×2第二光纤耦合器、第二光放大器、2×1光纤耦合器和光环行器分束、放大、再合束、环行后与探测光信号一起进入传感光纤；

b．经脉冲调制后的泵浦光被1×2第二光纤耦合器分束后，一路作为泵浦光进入传感光纤，正如步骤a所述，另一路作为参考光经第一光电探测器转换为电信号，再经数据采集卡采集后，输入到计算机中；

c.被脉冲调制的泵浦光信号与经传感光纤远端的光纤反射镜反射回的探测光单边带信号，在传感光纤中的某一位置处相向而遇，当探测光边带信号的频率与泵浦光的后向散射光频率差值变小时，探测光边带信号就会与泵浦光的后向散射光耦合，发生受激布里渊散射，当频率正好等于布里渊频移量时，探测光边带信号达到最大；在泵浦光放大探测光边带信号的同时，泵浦光本身还会产生后向的瑞利散射光信号；当后向瑞利散射的泵浦光和探测光边带从光环行器的出射端输出后，再经第三光放大器、1×2第三光纤耦合器放大、分束后，分别被第二可调谐光滤波器和第三可调谐光滤波器滤波；经第二可调谐光滤波器滤出的后向瑞利散射泵浦光由第二光电探测器转换为电信号输入到数据采集卡中，经第三可调谐光滤波器滤出的探测光边带由第三光电探测器转换为电信号输入到数据采集卡中；将采集到的数据输入到计算机中，通过计算泵浦光后向瑞利散射信号与参考信号间的互相关函数，就可以确定出光纤温度或应变的位置信号，并且通过计算探测光边带信号的功率与调制频率之间的关系可以确定光纤的布里渊增益谱，从而实现对光纤任意位置处高压电缆的温度进行探测。

传感光纤直接附着在高压电缆的表面或者在加工高压电缆时将传感光纤置于高压电缆缓冲层。

与现有高压电缆温度监测方法相比，本发明所述的一种基于超连续谱光源单端BOTDA的高压电缆测温装置及方法具有如下优点：

1、与拉曼分布式光纤传感测温技术比较，布里渊散射和拉曼散射对温度均比较敏感。其中布里渊散射的温度灵敏度为0.3%℃^-1，拉曼散射的温度灵敏度为0.8%℃^-1，但布里渊散射强度比拉曼散射高一个数量级，信噪比相对较高。因此，利用超连续谱光源单端BOTDA技术可以获得更高的温度分辨率和更远的传输距离。

2、单端布里渊光相干域分析的高压电缆测温装置及方法（中国发明专利，CN105928634 A）选择超辐射发光二极管作为***光源，虽然空间分辨率提高，但其利用相干域分析测量，***距离无法满足工程需求。本发明采用超连续谱光源，其输出功率更高，可以克服发明专利CN 105928634 A存在的缺陷。

3、与布里渊光时域***测温技术相比，本发明是采用基于超连续谱光源作为探测信号，由于超连续谱的低相干性，光源输出的激光的高功率，会使探测距离会更加长，从而解决了传感距离受限的问题。而且还具有与距离无关的空间分辨率，可达毫米量级，甚至更高，解决了传统监测高压电缆测温装置存在监测盲点问题；***可以连续的得到沿着探测光缆几十甚至上百公里的测量信息，误报和漏报率大大降低，适于远程实时监测。

附图说明

图1是本发明所述的基于超连续谱光源单端BOTDA的高压电缆测温装置及方法的结构示意图。

图中：1-超连续谱光源、2-第一可调谐光滤波器、3-1×2第一光纤耦合器、4-第一偏振控制器、5-第一高速电光调制器、6-微波信号源、7-第一光放大器、8-2×1光纤耦合器、9-光环行器、10-传感光纤、11-光纤反射镜、12-第二偏振控制器、13-第二高速电光调制器、14-脉冲发生器、15-1×2第二光纤耦合器、16-第二光放大器、17-第三光放大器、18-1×2第三光纤耦合器、19-第二可调谐光滤波器、20-第三可调谐光滤波器、21-第一光电探测器、22-第二光电探测器、23-第三光电探测器、24-数据采集卡、25-计算机、26-高压电缆。

图2是高压电缆光纤铺设横截面结构图。

具体实施方式

基于超连续谱光源单端BOTDA的高压电缆测温装置包括超连续谱光源1、第一可调谐光滤波器2、1×2第一光纤耦合器3、第一偏振控制器4、第一高速电光调制器5、微波信号源6、第一光放大器7、2×1光纤耦合器8、光环行器9、传感光纤10、光纤反射镜11、第二偏振控制器12、第二高速电光调制器13、脉冲发生器14、1×2第二光纤耦合器15、第二光放大器16、第三光放大器17、1×2第三光纤耦合器18、第二可调谐光滤波器19、第三可调谐光滤波器20、第一光电探测器21、第二光电探测器22、第三光电探测器23、数据采集卡24、计算机25、高压电缆26；

其中，超连续谱光源1的出射端与第一可调谐光滤波器2的入射端连接；第一可调谐光滤波器2的出射端通过单模光纤跳线与1×2第一光纤耦合器3的入射端连接；

1×2第一光纤耦合器3的第一个出射端通过单模光纤跳线与第一偏振控制器4入射端连接；第一偏振控制器4出射端通过单模光纤跳线与第一高速电光调制器5的入射端连接；第一高速电光调制器5的出射端通过单模光纤跳线与第一光放大器7的入射端连接；微波信号源6的射频输出端通过高频同轴电缆与第一高速电光调制器5的射频输入端连接；第一光放大器7的出射端通过单模光纤跳线与2×1光纤耦合器8的第一个入射端连接；2×1光纤耦合器8的出射端通过单模光纤跳线与光环行器9的入射端连接；光环行器9的反射端与传感光纤10的一端连接；传感光纤10的另一端与光纤反射镜11连接；

1×2第一光纤耦合器3的第二个出射端通过单模光纤跳线与第二偏振控制器12入射端连接；第二偏振控制器12出射端通过单模光纤跳线与第二高速电光调制器13的入射端连接；第二高速电光调制器13的出射端通过单模光纤跳线与1×2第二光纤耦合器15的入射端连接；脉冲发生器14的信号输出端与第二高速电光调制器13的信号输入端连接；1×2第二光纤耦合器15的第一个出射端通过单模光纤跳线与第二光放大器16的入射端连接；第二光放大器16的出射端通过单模光纤跳线与2×1光纤耦合器8的第二个入射端连接；

1×2第二光纤耦合器15的第二个出射端利用一根单模光纤跳线与第一光电探测器21的入射端连接；

光环行器9的出射端通过单模光纤跳线与第三光放大器17的入射端连接；第三光放大器17的出射端与1×2第三光纤耦合器18的入射端连接；

1×2第三光纤耦合器18的第一出射端通过单模光纤跳线与第二可调谐光滤波器19的入射端连接；1×2第三光纤耦合器18的第二出射端通过单模光纤跳线与第三可调谐光滤波器20的入射端连接；第二可调谐光滤波器19的出射端通过单模光纤跳线与第二光电探测器22的入射端连接；第三可调谐光滤波器20的出射端通过单模光纤跳线与第三光电探测器23的入射端连接；第一光电探测器21的信号输出端与数据采集卡24的第一信号输入端连接；第二光电探测器22的信号输出端与数据采集卡24的第二信号输入端连接；第三光电探测器23的信号输出端与数据采集卡24的第三信号输入端连接；数据采集卡24的信号输出端与计算机25的信号输入端连接。

基于超连续谱光源单端BOTDA的高压电缆测温监测方法，该方法在基于超连续谱光源单端BOTDA的高压电缆测温装置中实现，该方法采用如下步骤实现：

a. 超连续谱光源1发出的超连续谱光源信号首先经过第一可调谐光滤波器2产生中心波长为1550nm的激光信号；光源由准连续波拉曼光纤激光器和真波光纤组成超连续谱光源1；超连续谱光源1发出的超连续谱光源信号首先经过第一可调谐光滤波器2产生中心波长为1550nm的激光信号；超连续谱光信号经1×2第一光纤耦合器3分为两路：第一路混沌激光信号作为探测光信号，第二路混沌激光信号作为泵浦光信号；探测光信号先经过第一偏振控制器4，使激光信号达到最好偏振态；再经过第一高速电光调制器5，并被微波信号源6输出的正弦信号调制，使得探测光单边带信号的频移量接近布里渊频移，然后经第一光放大器7放大后，经2×1光纤耦合器8和光环行器9合束、环行后进入传感光纤10；泵浦光信号先经第二偏振控制器12调整偏振态，再经脉冲发生器14输出的脉冲信号调制，然后经1×2第二光纤耦合器15、第二光放大器16、2×1光纤耦合器8和光环行器9分束、放大、再合束、环行后与探测光信号一起进入传感光纤10；

b.经脉冲调制后的泵浦光被1×2第二光纤耦合器15分束后，一路作为泵浦光进入传感光纤10，正如步骤a所述，另一路作为参考光经第一光电探测器21转换为电信号，再经数据采集卡24采集后，输入到计算机25中；

c.被脉冲调制的泵浦光信号与经传感光纤10远端的光纤反射镜11反射回的探测光单边带信号，在传感光纤10中的某一位置处相向而遇，当探测光边带信号的频率与泵浦光的后向散射光频率差值变小时，探测光边带信号就会与泵浦光的后向散射光耦合，发生受激布里渊散射，当频率正好等于布里渊频移量时，探测光边带信号达到最大；在泵浦光放大探测光边带信号的同时，泵浦光本身还会产生后向的瑞利散射光信号；当后向瑞利散射的泵浦光和探测光边带从环行器9的出射端输出后，再经第三光放大器17、1×2第三光纤耦合器18放大、分束后，分别被第二可调谐光滤波器19和第三可调谐光滤波器20滤波；经第二可调谐光滤波器19滤出的后向瑞利散射泵浦光由第二光电探测器22转换为电信号输入到数据采集卡24中，经第三可调谐光滤波器20滤出的探测光边带由第三光电探测器23转换为电信号输入到数据采集卡24中；将采集到的数据输入到计算机25中，通过计算泵浦光后向瑞利散射信号与参考信号的互相关函数，就可以确定出光纤温度或应变的位置信号，与此同时，通过计算探测光边带信号的功率与调制频率之间的关系可以确定光纤的布里渊增益谱，从而获得高压电缆任意位置处的温度值。

传感光纤10直接附着在高压电缆26的表面，或者在加工高压电缆26时，将传感光纤10置于高压电缆缓冲层。

具体实施时，光源由准连续波拉曼光纤激光器和真波光纤组成超连续谱光源1，经过第一可调谐光滤波器2滤波输出激光，激光中心波长可谐调。1×2第一光纤耦合器3、1×2第二光纤耦合器15、1×2第三光纤耦合器18、2×1光纤耦合器8的耦合比为50:50。第一高速电光调制器5、第二高速电光调制器13采用LN81S-FC型强度调制器。微波信号源6采用Model-SNP1012-520-01型微波信号源。脉冲发生器14采用HP 8015A型脉冲信号发生器。第一光放大器7、第二光放大器16、第三光放大器17采用掺铒光纤放大器。第一可调谐光滤波器2、第二可调谐光滤波器19、第三可调谐光滤波器20采用XTM-50型波长和带宽第一可调谐光滤波器。传感光纤10采用G652单模光纤或者G655单模光纤，其长度为300km。

本发明所述的基于超连续谱光源单端BOTDA的高压电缆测温装置及方法中传感光纤10具有两种铺设方法，第一种铺设方法是将传感光纤直接附在高压电缆表面，如图1所示，第二种铺设方法是在加工过程中，把传感光纤10置于高压电缆缓冲层中， 两种方法各有优势，具体根据实际情况而定。

Claims (3)

1.基于超连续谱光源单端BOTDA的高压电缆测温装置，其特征在于：包括超连续谱光源（1）、第一可调谐光滤波器（2）、1×2第一光纤耦合器（3）、第一偏振控制器（4）、第一高速电光调制器（5）、微波信号源（6）、第一光放大器（7）、2×1光纤耦合器（8）、光环行器（9）、传感光纤（10）、光纤反射镜（11）、第二偏振控制器（12）、第二高速电光调制器（13）、脉冲发生器（14）、1×2第二光纤耦合器（15）、第二光放大器（16）、第三光放大器（17）、1×2第三光纤耦合器（18）、第二可调谐光滤波器（19）、第三可调谐光滤波器（20）、第一光电探测器（21）、第二光电探测器（22）、第三光电探测器（23）、数据采集卡（24）、计算机（25）、高压电缆（26）；

其中，超连续谱光源（1）的出射端与第一可调谐光滤波器（2）的入射端连接；第一可调谐光滤波器（2）的出射端通过单模光纤跳线与1×2第一光纤耦合器（3）的入射端连接；

1×2第一光纤耦合器（3）的第一个出射端通过单模光纤跳线与第一偏振控制器（4）入射端连接；第一偏振控制器（4）出射端通过单模光纤跳线与第一高速电光调制器（5）的入射端连接；第一高速电光调制器（5）的出射端通过单模光纤跳线与第一光放大器（7）的入射端连接；微波信号源（6）的射频输出端通过高频同轴电缆与第一高速电光调制器（5）的射频输入端连接；第一光放大器（7）的出射端通过单模光纤跳线与2×1光纤耦合器（8）的第一个入射端连接；2×1光纤耦合器（8）的出射端通过单模光纤跳线与光环行器（9）的入射端连接；光环行器（9）的反射端与传感光纤（10）的一端连接；传感光纤（10）的另一端与光纤反射镜（11）连接；

1×2第一光纤耦合器（3）的第二个出射端通过单模光纤跳线与第二偏振控制器（12）入射端连接；第二偏振控制器（12）出射端通过单模光纤跳线与第二高速电光调制器（13）的入射端连接；第二高速电光调制器（13）的出射端通过单模光纤跳线与1×2第二光纤耦合器（15）的入射端连接；脉冲发生器（14）的信号输出端与第二高速电光调制器（13）的信号输入端连接；1×2第二光纤耦合器（15）的第一个出射端通过单模光纤跳线与第二光放大器（16）的入射端连接；第二光放大器（16）的出射端通过单模光纤跳线与2×1光纤耦合器（8）的第二个入射端连接；

1×2第二光纤耦合器（15）的第二个出射端利用一根单模光纤跳线与第一光电探测器（21）的入射端连接；

光环行器（9）的出射端通过单模光纤跳线与第三光放大器（17）的入射端连接；第三光放大器（17）的出射端与1×2第三光纤耦合器（18）的入射端连接；

1×2第三光纤耦合器（18）的第一出射端通过单模光纤跳线与第二可调谐光滤波器（19）的入射端连接；1×2第三光纤耦合器（18）的第二出射端通过单模光纤跳线与第三可调谐光滤波器（20）的入射端连接；第二可调谐光滤波器（19）的出射端通过单模光纤跳线与第二光电探测器（22）的入射端连接；第三可调谐光滤波器（20）的出射端通过单模光纤跳线与第三光电探测器（23）的入射端连接；第一光电探测器（21）的信号输出端与数据采集卡（24）的第一信号输入端连接；第二光电探测器（22）的信号输出端与数据采集卡（24）的第二信号输入端连接；第三光电探测器（23）的信号输出端与数据采集卡（24）的第三信号输入端连接；数据采集卡（24）的信号输出端与计算机（25）的信号输入端连接。

2.基于超连续谱光源单端BOTDA的高压电缆测温方法，该方法在如权利要求1所述的基于超连续谱光源单端BOTDA的高压电缆测温装置中实现，其特征在于，该方法采用如下步骤实现：

a. 超连续谱光源（1）发出的超连续谱光源信号首先经过第一可调谐光滤波器（2）产生中心波长为1550nm的激光信号；超连续谱光信号经1×2第一光纤耦合器（3）分为两路：第一路激光信号作为探测光信号，第二路激光信号作为泵浦光信号；探测光信号先经过第一偏振控制器（4），使激光信号达到最优偏振态；再经过第一高速电光调制器（5），并被微波信号源（6）输出的正弦信号调制，使得探测光单边带信号的频移量接近布里渊频移，然后经第一光放大器（7）放大后，经2×1光纤耦合器（8）和光环行器（9）合束、环行后进入传感光纤（10）；泵浦光信号先经第二偏振控制器（12）调整偏振态，再经脉冲发生器（14）输出的脉冲信号调制，然后经1×2第二光纤耦合器（15）、第二光放大器（16）、2×1光纤耦合器（8）和光环行器（9）分束、放大、再合束、环行后与探测光信号一起进入传感光纤（10）；

b.经脉冲调制后的泵浦光被1×2第二光纤耦合器（15）分束后，一路作为泵浦光进入传感光纤（10），正如步骤a所述，另一路作为参考光经第一光电探测器（21）转换为电信号，再经数据采集卡（24）采集后，输入到计算机（25）中；

c.被脉冲调制的泵浦光信号与经传感光纤（10）末端的光纤反射镜（11）反射回的探测光单边带信号，在传感光纤（10）中的某一位置处相向而遇，当探测光边带信号的频率与泵浦光的后向散射光频率差值变小时，探测光边带信号就会与泵浦光的后向散射光耦合，发生受激布里渊散射，当频率正好等于布里渊频移量时，探测光边带信号达到最大；在泵浦光放大探测光边带信号的同时，泵浦光本身还会产生后向的瑞利散射光信号；当后向瑞利散射的泵浦光和探测光边带从光环行器（9）的出射端输出后，再经第三光放大器（17）、1×2第三光纤耦合器（18）放大、分束后，分别被第二可调谐光滤波器（19）和第三可调谐光滤波器（20）滤波；经第二可调谐光滤波器（19）滤出的后向瑞利散射泵浦光由第二光电探测器（22）转换为电信号输入到数据采集卡（24）中，经第三可调谐光滤波器（20）滤出的探测光边带由第三光电探测器（23）转换为电信号输入到数据采集卡（24）中；将采集到的数据输入到计算机（25）中，将泵浦光后向瑞利散射信号与参考信号进行互相关运算，即可确定出光纤温度的位置信号，与此同时，通过计算探测光边带信号的功率与调制频率之间的关系可以取得光纤的布里渊增益谱，从而实现对光纤任意位置处高压电缆的温度进行探测。

3.根据权利要求2所述的基于超连续谱光源单端BOTDA的高压电缆测温方法，其特征在于，传感光纤（10）直接附着在高压电缆（26）的表面，或者在加工高压电缆（26）时，将传感光纤（10）置于高压电缆缓冲层。