CN211824710U - 高压电缆防外破监测预警*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高压电缆防外破监测预警***，包括：传感模块、采集模块以及处理模块；传感模块用于与高压电缆相邻设置，且感应高压电缆的外破状态信号；采集模块与传感模块连接，采集模块用于获取外破状态信号；处理模块与采集模块连接，处理模块用于获取高压电缆的外破状态信号。通过传感模块感应外破状态信号，采集模块将外破状态信号发送至处理模块以获取对应的状态参数，将获取的状态参数与***中预设的状态参数进行匹配，匹配时表明外破状态信号为大型机械施工时产生的，也表明大型机械将对高压电缆造成外破隐患，此时处理模块向监控***发送预警信号，便于高压电缆所处环境的监控，从而便于及时制定出对应的处理方案。

Description

高压电缆防外破监测预警***

技术领域

本实用新型涉及电缆监测技术领域，特别是涉及一种高压电缆防外破监测预警***。

背景技术

随着百姓生活水平的提升，电网配送电力的能力在急剧增大，需要采用高压输电线路进行大功率的电力传输，一种是架空输电线路，利用绝缘子和空气绝缘的电力线路，由导线、架空地线、绝缘子串、杆塔、接地装置等部分组成，另一种是高压电缆，通常有隧道敷设、直埋敷设、电缆沟敷设、穿管敷设等地下敷设形式。对于高压电缆线路，通过开展日常和特殊巡视，可以避免大型钻探、挖掘、顶管等施工对高压电缆本体造成损伤或破坏。

但是，这样的巡视方式是定期的，即巡视人员每月需完成定期巡视和消缺任务，难以全天候定点监控施工隐患，也很难将高压电缆外破隐患及时上报，导致存在巡视周期的盲区，而且，野蛮施工导致高压电缆被破坏的现象依然屡见不鲜，对于某些施工地安装简易视频监控装置，一定程度上提高了施工现场的实时监管，但这种方式只能实现固定施工点有限范围的监视，且野外采取太阳能+蓄电池的供电方式，受天气因素的影响较大，且大多数情况下需人工主动去发现外破隐患信息进行预警，存在一定的局限性，使得对高压电缆防外破的实时监测难度增大。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种结构简单且便于实时监测高压电缆的外破情况的高压电缆防外破监测预警***。

一种高压电缆防外破监测预警***，包括：传感模块、采集模块以及处理模块；所述传感模块用于与高压电缆相邻设置，且感应高压电缆的外破状态信号；所述采集模块的输入端与所述传感模块的输出端连接，所述采集模块用于获取所述外破状态信号；所述处理模块的输入端与所述采集模块的输出端连接，所述处理模块的输出端用于与外部监控***连接，所述处理模块的输出端还用于向外部监控***发送预警信号；

所述传感模块包括单模光纤，所述采集模块包括监测工控机，所述监测工控机的输入端与所述单模光纤连接，所述监测工控机的输出端与所述处理模块连接。

在其中一个实施例中，所述高压电缆防外破监测预警***还包括逆变电源，所述逆变电源分别与所述采集模块和所述处理模块连接。

在其中一个实施例中，所述单模光纤与所述采集模块连接，所述单模光纤与所述高压电缆平行设置。

在其中一个实施例中，所述采集模块包括示波器，所述示波器的输入端与所述传感模块连接，所述示波器的输出端与所述处理模块连接，所述示波器用于采集所述外破状态信号的时域幅值。

在其中一个实施例中，所述高压电缆防外破监测预警***还包括光纤跳线架，所述单模光纤的数量为多个，每一所述单模光纤通过所述光纤跳线架与所述监测工控机连接。

在其中一个实施例中，所述监测工控机包括光信号单元，所述光信号单元与所述单模光纤连接。

在其中一个实施例中，所述监测工控机包括脉冲调制单元，所述脉冲调制单元与所述单模光纤连接。

在其中一个实施例中，所述监测工控机包括光放大单元，所述光放大单元与所述单模光纤连接。

在其中一个实施例中，所述处理模块包括解析主机，所述解析主机与所述采集模块连接。

在其中一个实施例中，所述解析主机包括光探测单元，所述光探测单元与所述采集模块连接。

在上述高压电缆防外破监测预警***中，通过传感模块感应外破状态信号，采集模块将外破状态信号发送至处理模块以获取对应的状态参数，将获取的状态参数与***中预设的状态参数进行匹配，当状态参数与预设状态参数匹配时，表明外破状态信号为大型机械施工时产生的，同时也表明大型机械将对高压电缆造成外破隐患，此时处理模块向监控***发送预警信号，便于高压电缆所处环境的监控，从而便于及时制定出对应的处理方案。

附图说明

图1为一实施例的高压电缆防外破监测预警***的结构示意图；

图2为一实施例的高压电缆防外破监测预警方法的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

例如，一种高压电缆防外破监测预警***，包括：传感模块、采集模块以及处理模块；所述传感模块用于与高压电缆相邻设置，且感应高压电缆的外破状态信号；所述采集模块的输入端与所述传感模块的输出端连接，所述采集模块用于获取所述外破状态信号；所述处理模块的输入端与所述采集模块的输出端连接，所述处理模块的输出端用于与外部监控***连接，所述处理模块的输出端还用于向外部监控***发送预警信号。在上述高压电缆防外破监测预警***中，通过传感模块感应外破状态信号，采集模块将外破状态信号发送至处理模块以获取对应的状态参数，将获取的状态参数与***中预设的状态参数进行匹配，当状态参数与预设状态参数匹配时，表明外破状态信号为大型机械施工时产生的，同时也表明大型机械将对高压电缆造成外破隐患，此时处理模块向监控***发送预警信号，便于高压电缆所处环境的监控，从而便于及时制定出对应的处理方案。

请参阅图1，其为一实施例的高压电缆防外破监测预警***10，包括传感模块100、采集模块200以及处理模块300；所述传感模块100用于与高压电缆相邻设置，且感应高压电缆的外破状态信号；所述采集模块200的输入端与所述传感模块100的输出端连接，所述采集模块200用于获取所述状态检测信号；所述处理模块300的输入端与所述采集模块200的输出端连接，所述处理模块 300的输出端用于与外部监控***连接，所述处理模块的输出端还用于向外部监控***发送预警信号。

在其中一个实施例中，所述传感模块包括单模光纤。所述单模光纤为与高压电缆共同设置的，即所述单模光纤与所述高压电缆共同设置，也即在所述高压电缆的周围设置有对应的所述单模光纤。其中，所述单模光纤为已敷设单模光纤的1芯空余纤芯，即在敷设高压电缆时都会设置至少一条空闲的光纤作为备用光纤，通过利用与高压电缆共同设置的已敷设单模光纤的1芯空余纤芯资源作为外部振动的传感和传输通道接入所述采集模块，使得借用原有高压电缆共同设置时的空闲光纤进行监测状态信号的感应和传输，避免了单独增设其他的感应装置进行监测状态信号的感应和传输，从而使得在现有的高压电缆的敷设方式下，避免了增大所述高压电缆防外破监测预警***的成本，同时也避免了高压电缆敷设的成本增加。

在其中一个实施例中，所述单模光纤与所述采集模块连接，所述单模光纤与所述高压电缆平行设置。所述单模光纤与所述高压电缆之间的位置关系为相互平行，使得在受到外部振动信号的扰动下，所述单模光纤的变形情况与所述高压电缆的变形情况相同，从而使得所述单模光纤的变形情况保持与所述高压电缆的变形情况同步，进而使得所述单模光纤间接反映出所述高压电缆的外破情况。由于所述单模光纤中的光信号具有较强的线性特点，当大型机械施工产生的振动信号作用于所述高压电缆过大时，所述高压电缆出现外破情况，即大型机械触碰到所述高压电缆，也即所述高压电缆因受到挤压而发生形变，所述高压电缆的形变导致所述单模光纤发生形变，使得所述单模光纤的长度和折射率发生改变，从而使得所述单模光纤中的光信号发生相位变化。根据光的瑞利散射原理，所述采集模块对所述单模光纤中由于外部振动产生的振动信号进行采集，从而获取所述高压电缆的外破状态信号，便于后续处理模块根据所述外破状态信号进行预警。

在其中一个实施例中，所述采集模块包括监测工控机，所述监测工控机的输入端与所述单模光纤连接，所述监测工控机的输出端与所述处理模块连接。所述监测工控机具有信号采集功能，所述监测工控机用于采集光信号在所述单模光纤内的相位变化情况，即所述监测工控机采集所述单模光纤内发生形变位置的光信号的变化情况，其中，主要是利用Φ-OTDR(Φ-Optical Time Domain Reflectometer，Φ光时域反射仪)技术进行振动信号监测的过程，通过所述单模光纤中脉冲探测光信号产生的后向瑞利散射光之间的干涉来完成相位解调，从而实现对振动信号的提取，即实现对所述高压电缆的外破状态信号的获取，而且，Φ-OTDR技术通过对光干涉的相位调制获取所述单模光纤的形变位置，从而获取所述高压电缆的形变位置，进而确定外部振动信号的位置。所述监测工控机将相位调制后的所述外破状态信号发送至所述处理模块，所述处理模块对所述外破状态信号进行对应的处理，实现对所述单模光纤是否遭受外破及其状态进行判断和评估。

在其中一个实施例中，请参阅图1，所述高压电缆防外破监测预警***10 还包括光纤跳线架400，所述单模光纤的数量为多个，每一所述单模光纤通过所述光纤跳线架400与所述监测工控机连接。所述光纤跳线架400具有多个输入端口，每一所述单模光纤与所述光纤跳线架400的一输入端口连接，所述光纤跳线架400还具有至少一个输出端，所述光纤跳线架400的输出端与所述监测工控机连接。所述单模光纤获取所述高压电缆的外破状态信号，所述高压电缆与至少一根所述单模光纤对应，例如，在所述高压电缆的长度较短的情况下，每一根所述单模光纤与一根所述高压电缆相邻且平行设置，即所述高压电缆的长度与所述单模光纤的长度相等，也即所述单模光纤的长度也相对较短，使得所述单模光纤感应到的外破状态信号可快速传递至所述监测工控机；又如，在所述高压电缆的长度过长情况下，每一所述高压电缆与多根所述单模光纤对应，即多根所述单模光纤的总长度大于或者等于一所述高压电缆的长度，使得每一所述高压电缆的外破状态信号由多个所述单模光纤传输至所述监测工控机。每一所述单模光纤通过所述光纤跳线架400将所述外破状态信号传输至所述监测工控机，使得在多个大型机械施工时产生的外部振动信号作用于所述高压电缆上的不同位置时，多个所述单模光纤同时感应不同位置的外破状态信号，并将多个所述外破状态信号输送至所述监测工控机，从而提高了对多个外破状态信号的传输速率。

在其中一个实施例中，请参阅图1，所述高压电缆防外破监测预警***10 还包括第一屏蔽柜500，所述光纤跳线架400收容于所述第一屏蔽柜500内。所述第一屏蔽柜500将所述光纤跳线架400收容于其中，所述光纤跳线架400用于连接从敷设沟道内引出的所述单模光纤，所述单模光纤在接入所述光纤跳线架400之前，有一部分是处于电箱房内中的，而电箱房内的机器运行时的振动或对所述外破状态信号干扰，使得所述单模光纤传输至所述监测工控机内的所述外破状态信号有偏差。为了避免上述情况，将所述光纤跳线架400收容于所述第一屏蔽柜500内，使得在接入所述光纤跳线架400之前的部分所述单模光纤处于所述第一屏蔽柜500内，从而使得所述单模光纤感应到的所述外破状态信号不受干扰，从而避免了所述监测工控机接收到的所述外破状态信号失真，提高了所述监测工控机接收到的所述外破状态信号的保真性。

在其中一个实施例中，请参阅图1，所述监测工控机包括光信号单元210所述光信号单元210与所述单模光纤连接。所述光信号单元210用于提供窄带脉冲连续信号输出，即所述光信号单元210向所述单模光纤提供窄带脉冲连续信号，便于根据窄带脉冲连续信号在所述单模光纤内的折射情况判断有无大型钻探、挖掘、顶管等施工对高压电缆本体造成损伤或破坏。

在其中一个实施例中，请参阅图1，所述监测工控机包括脉冲调制单元220，所述脉冲调制单元220与所述单模光纤连接。所述脉冲调制单元220用于对窄带连续光信号进行脉冲调制，根据监测需要调制成不同脉宽的脉冲信号，从而便于根据不同的环境使用不同的脉冲信号进行监测。

在其中一个实施例中，请参阅图1，所述监测工控机包括光放大单元230，所述光放大单元230与所述单模光纤连接。所述光放大单元230用于对脉冲信号进行功率放大，实现长距离分布式光纤振动传感，由于所述单模光纤的内部是脉冲信号的运动路径，随着所述单模光纤的长度增大，脉冲信号的能量会随之减少，为了保持长距离的脉冲信号的传输，需要对脉冲信号进行功率放大，从而使得脉冲信号的能量增大，进而使得脉冲信号适用于传输路径长的单模光纤。

在其中一个实施例中，请参阅图1，所述监测工控机包括光纤连接单元240，所述光纤连接单元240与所述单模光纤连接。所述光纤连接单元240用于提供光纤输出输入接口，便于对脉冲信号的输出和输入的控制。

在其中一个实施例中，请参阅图1，所述光信号单元210与所述单模光纤之间依次连接有脉冲调制单元220、光放大单元230以及光纤连接单元240。在其他实施例中，所述脉冲调制单元220、所述光放大单元230以及所述光纤连接单元240的连接顺序可根据实际需要调整连接的先后顺序。

在其中一个实施例中，所述处理模块包括解析主机，所述解析主机与所述采集模块连接。

在其中一个实施例中，请参阅图1，所述解析主机包括光探测单元310，所述光探测单元310与所述采集模块连接。所述光探测单元310用于接收采集返回的振动调制光信号数据，便于对发生形变的所述单模光纤的状态进行监测，从而根据所述单模光纤的形变情况间接反应出高压电缆的形变情况。

在其中一个实施例中，请参阅图1，所述解析主机包括放大单元320，所述放大单元320与所述光探测单元310连接。所述放大单元320用于将返回的振动调制光信号进行放大，从而便于获取信号强度微弱的振动调制光信号，进而便于对发生形变的所述单模光纤的状态进行监测。

在其中一个实施例中，请参阅图1，所述解析主机包括信号采集单元330，所述信号采集单元330与所述放大单元320连接。所述信号采集单元330用于高速数据信号采集，同时输出脉冲触发信号。

在其中一个实施例中，请参阅图1，所述解析主机包括信号处理单元340，所述信号处理单元340与所述信号采集单元330连接。所述信号处理单元340 用于对高速采集的信号进行处理及分析。

在其中一个实施例中，请参阅图1，所述高压电缆防外破监测预警***10 还包括逆变电源600，所述逆变电源600分别与所述采集模块200和所述处理模块300连接。由于所述采集模块200和所述处理模块300需要工作在交流工作环境中，所述高压电缆上的电压是虽然交流电，但是其电压过大，容易造成所述采集模块200和所述处理模块300烧坏，而电箱房内的单独电源通常为直流电，无法适用于所述采集模块200和所述处理模块300。所述逆变电源600具有将直流电压转变为交流电压的逆变特性，所述逆变电源600将电箱房内的直流电源转变为所述采集模块200和所述处理模块300所需要的交流电，从而使得所述采集模块200和所述处理模块300正常工作。

在其中一个实施例中，所述采集模块包括示波器，所述示波器的输入端与所述传感模块连接，所述示波器的输出端与所述处理模块连接，所述示波器用于采集所述外破状态信号的时域幅值。所述示波器用于采集所述外破状态信号，并对所述外破状态信号进行处理，从而获取所述外破状态信号的各项特征值，具有代表性的特征值为所述外破状态信号对应的幅值参数，其中，所述外破状态信号的幅值参数的大小为判断其信号的类型的依据，例如，当所述外破状态信号的幅值大于预设幅值时，向监控***发送预警信号。其中，所述幅值参数作为所述状态参数的粗判状态参数，所述预设幅值为粗判状态条件，所述幅值参数大于所述预设幅值，即为对高压电缆的状态的粗判，也即对高压电缆的状态的初级判断，而且，对信号的幅值的判断较为简单，简化了对高压电缆的状态的判断，便于对高压电缆的当前状态的判断。在其他实施例中，所述幅值参数的大小决定了预警信号的等级，例如，当所述外破状态信号的幅值大于第一幅值时，所述预警信号的等级为普通级；又如，当所述外破状态信号的幅值大于第二幅值时，所述预警信号的等级为重要级；又如，当所述外破状态信号的幅值大于第三幅值时，所述预警信号的等级为严重级。这样，监控人员根据预警信号的等级制定对应的处理方案，便于对不同的预警情况作出针对性的操作，确保在高压电缆出现外破情况下制定准确且合理的处理方案。

在其中一个实施例中，所述示波器还用于采集所述外破状态信号的频率参数以及波形区间参数，由于所述高压电缆的外破状态信号为外部振动源产生的振动对光纤的变化信号，与高压电缆共同设置的原有光纤中的空余纤芯资源作为传感器，即所述高压电缆与的光纤是共同设置，也即高压电缆与光纤是平行且相邻设置的，使得高压电缆在外部震动信号作用下变形，从而使得光纤一同发生变形，引起光纤中光信号的相位变化，而根据光的瑞利散射原理，获取对光信号的相位改变的外破状态信号，而上述外破状态信号是具有对应频率和波形区间的波动信号，根据所述外破状态信号的频率和波形区间的大小判断其信号的类型，例如，当所述外破状态信号的频率大于预设频率时，向监控***发送预警信号；又如，当所述外破状态信号的波形区间大于预设波形区间时，向监控***发送预警信号。其中，所述频率和波形区间作为所述状态参数的细判状态参数，所述预设幅值为细判状态条件，所述频率大于所述预设频率，所述波形区间大于所述预设波形区间，即为对高压电缆的状态的细判，也即对高压电缆的状态的二次判断。而且，上述波动信号中不止具有单一频率的信号，即上述波动信号由多个不同频率的信号叠加形成的，也即对上述波动信号的特征参数进行比对，对信号的频率的判断更为准确，提高了对高压电缆的状态的判断准确性，降低了对高压电缆的当前状态的误判概率。

在其中一个实施例中，所述采集模块包括频谱仪，所述频谱仪的输入端与所述传感模块连接，所述频谱仪的输出端与所述处理模块连接，所述频谱仪用于采集所述外破状态信号的频域幅值。所述频谱仪是运用频谱分析原理对所述外破状态信号进行傅里叶变化，从而将所述外破状态信号分解为多个不同频率分量的信号，即将所述外破状态信号分解为多个不同频率的信号，便于对多个信号叠加而成的所述外破状态信号的处理。所述频域幅值是将所述外破状态信号经过频谱分析获取，即对所述外破状态信号进行傅里叶变化后获取的频域内各次谐波分量，所述频域幅值为在频域下所述外破状态信号的幅值，即所述频域幅值包括在频域下的至少一个频率下的幅值，根据所述频域幅值与所述预设频域幅值匹配结果，进一步判断所述高压电缆的状态。所述预设频域幅值与所述频域幅值具有相同的特征，即所述预设频域幅值包括至少一个频率的幅值，所述频域幅值与所述预设频域幅值的匹配包括频域下的频率和幅值的比对。首先对所述外破状态信号在频域下的频率进行匹配，只有当频率匹配之后，再对该频率下的幅值进行匹配，上述的两次匹配结果均匹配时，即可表明所述外破状态信号与预设信号匹配，也即表明所述外破状态信号为大型机械施工引起的外破状态信号，便于对高压电缆的所处环境的准确判断，从而便于向监控***发送预警信号，进而便于监控人员对高压电缆的实时监控和及时制定处理方案。

在其中一个实施例中，请参阅图1，所述高压电缆防外破监测预警***10 还包括第二屏蔽柜700，所述采集模块200和所述处理模块300收容于所述第二屏蔽柜700内。所述单模光纤在与所述监测工控机连接之前，有部分位于电箱房内，而电箱房内的机器运行将会产生振动，从而对所述外破状态信号产生干扰，使得所述单模光纤传输至所述采集模块200内的所述外破状态信号有偏差。为了避免上述情况，将所述采集模块200和所述处理模块300收容于所述第二屏蔽柜700内，使得在接入所述采集模块200之前的部分所述单模光纤处于所述第二屏蔽柜700内，从而使得所述单模光纤感应到的所述外破状态信号不受干扰，从而避免了所述采集模块200接收到的所述外破状态信号失真，提高了所述采集模块200接收到的所述外破状态信号的保真性。

上述高压电缆外破检测方法，通过传感模块感应外破状态信号，采集模块将外破状态信号发送至处理模块以获取对应的状态参数，将获取的状态参数与***中预设的状态参数进行匹配，当状态参数与预设状态参数匹配时，表明外破状态信号为大型机械施工时产生的，同时也表明大型机械将对高压电缆造成外破隐患，此时处理模块向监控***发送预警信号，便于高压电缆所处环境的监控，从而便于及时制定出对应的处理方案。

在其中一个实施例中，请参阅图2，其为本案一实施例的高压电缆防外破监测预警方法的流程图。

一种高压电缆防外破监测预警方法，包括以下步骤的部分或者全部。

S100：获取高压电缆的外破状态信号。

在其中一个实施例中，所述外破状态信号为高压电缆的运行状态，即所述外破状态信号用于反映出高压电缆的当前运行状态，也即所述外破状态信号对高压电缆的运行状态的监测。所述外破状态信号包含有至少一种状态信号，每一种状态信号分别对应于高压电缆的一种运行状态，根据所述外破状态信号，对应体现出高压电缆的不同的运行状态，使得高压电缆的各个运行状态得以体现，便于后续将所述外破状态信号转换为对应的状态参数，从而使得对高压电缆的当前运行状态通过参数体现，便于后续进行比对。

S200：根据所述外破状态信号获取状态参数。

在其中一个实施例中，所述状态参数为所述外破状态信号的转换参数，使得高压电缆的外破状态信号转换为可比对的所述状态参数，即将高压电缆的所述外破状态信号转换为对应的状态参数，也即将高压电缆的所述外破状态信号转换为具体的状态数值。所述状态参数将所述外破状态信号转换为对应的状态数值，所述状态参数用于后续与所述预设状态参数进行比对，其中，所述状态参数作为后续与预设状态参数的比对，所述状态参数包括第一状态参数和第二状态参数，所述第一状态参数作为与所述预设状态参数比对的初级参数，即所述第一状态参数是作为粗判状态参数，也即所述第一状态参数作为简单判断的状态参数，而所述第二状态参数作为与所述预设状态参数比对的高级参数，即所述第二状态参数是作为细判状态参数，也即所述第二状态参数作为精准判断的状态参数。在其他实施例中，所述第一状态参数和所述第二状态参数分别依次进行与对应的预设状态参数匹配，使得对所述高压电缆的状态监测更加准确。

S300：检测所述状态参数与预设状态参数是否匹配。

在其中一个实施例中，所述状态参数包括第一状态参数和第二状态参数，所述预设状态参数包括第一预设参数和第二预设参数。由于所述第一状态参数作为与所述预设状态参数比对的初级参数，即所述第一状态参数是作为粗判状态参数，也即所述第一状态参数作为简单判断的状态参数，所述第二状态参数作为与所述预设状态参数比对的高级参数，即所述第二状态参数是作为细判状态参数，也即所述第二状态参数作为精准判断的状态参数，与之相对应的所述第一预设参数和所述第二预设参数，同样分别作为粗判预设参数和细判预设参数，即所述第一状态参数和所述第一预设参数进行比对，所述第二状态参数和所述第二预设参数进行比对，也即所述第一状态参数和所述第一预设参数进行粗判比对，所述第二状态参数和所述第二预设参数进行细判比对，使得所述高压电缆的外破状态信号进行至少两次的比对，从而使得对高压电缆的状态的判断更加精准，进而使得实时监测所述高压电缆的状态，提高了对高压电缆的状态监测的准确性。

S400：当所述状态参数与所述预设参数匹配时，向监控***发送预警信号。

在其中一个实施例中，所述状态参数包括第一状态参数和第二状态参数，所述预设参数包括所述第一预设参数和所述第二预设参数，所述状态参数与所述预设参数匹配包括所述第一状态参数与所述第一预设参数匹配，以及所述第二状态参数与所述第二预设参数匹配，即所述状态参数与所述预设参数匹配首先进行所述第一状态参数与所述第一预设参数的匹配，之后再进行所述第二状态参数与所述第二预设参数的匹配，也即所述状态参数与所述预设参数匹配是通过不同的匹配方式进行的，使得所述状态参数依次进行粗判和细判的两种匹配，从而使得对所述高压电缆的状态的判断更加准确。而且，只有当上述两种匹配均满足时，表明发送预警信号是对上述两种匹配条件的求取交集，即需要同时满足上述两种比对的结果，也即当所述第一状态参数与所述第一预设参数匹配，且所述第二状态参数与所述第二预设参数匹配时，向监控***发送预警信号，使得对所述高压电缆的状态监测更加准确，降低了对高压电缆的状态的误判概率。

在其中一个实施例中，所述状态参数包括幅值参数。所述高压电缆的外破状态信号为外部振动源的振动对光纤的变化信号，与高压电缆共同设置的原有光纤中的空余纤芯资源作为传感器，即所述高压电缆与的光纤是共同设置的，也即高压电缆与光纤是平行且相邻设置的，使得高压电缆在外部震动信号作用下变形，从而使得光纤一同发生变形，引起光纤中光信号的相位变化，而根据光的瑞利散射原理，获取对光信号的相位改变的外破状态信号，而上述外破状态信号是具有幅值的波动信号，根据所述外破状态信号的幅值大小判断其信号的类型，例如，当所述外破状态信号的幅值大于预设幅值时，向监控***发送预警信号。其中，所述幅值参数作为所述状态参数的粗判状态参数，所述预设幅值为粗判状态条件，所述幅值参数大于所述预设幅值，即为对高压电缆的状态的粗判，也即对高压电缆的状态的初级判断，而且，对信号的幅值的判断较为简单，简化了对高压电缆的状态的判断，便于对高压电缆的当前状态的判断。在其他实施例中，所述幅值参数的大小决定了预警信号的等级，例如，当所述外破状态信号的幅值大于第一幅值时，所述预警信号的等级为普通级；又如，当所述外破状态信号的幅值大于第二幅值时，所述预警信号的等级为重要级；又如，当所述外破状态信号的幅值大于第三幅值时，所述预警信号的等级为严重级。这样，监控人员根据预警信号的等级制定对应的处理方案，便于对不同的预警情况作出针对性的操作，确保在高压电缆出现外破情况下制定准确且合理的处理方案。

在其中一个实施例中，所述状态参数包括频率参数。由于所述高压电缆的外破状态信号为外部振动源产生的振动对光纤的变化信号，与高压电缆共同设置的原有光纤中的空余纤芯资源作为传感器，即所述高压电缆与的光纤是共同设置的，也即高压电缆与光纤是平行且相邻设置的，使得高压电缆在外部震动信号作用下变形，从而使得光纤一同发生变形，引起光纤中光信号的相位变化，而根据光的瑞利散射原理，获取对光信号的相位改变的外破状态信号，而上述外破状态信号是具有对应频率的波动信号，根据所述外破状态信号的频率大小判断其信号的类型，例如，当所述外破状态信号的频率大于预设频率时，向监控***发送预警信号。其中，所述频率参数作为所述状态参数的细判状态参数，所述预设幅值为细判状态条件，所述频率参数大于所述预设频率，即为对高压电缆的状态的细判，也即对高压电缆的状态的二次判断。而且，上述波动信号中不止具有单一频率的信号，即上述波动信号由多个不同频率的信号叠加形成的，也即对上述波动信号的特征参数进行比对，对信号的频率的判断更为准确，提高了对高压电缆的状态的判断准确性，降低了对高压电缆的当前状态的误判概率。

在其中一个实施例中，所述状态参数包括波形区间参数。由于所述高压电缆的外破状态信号为外部振动源产生的振动对光纤的变化信号，与高压电缆共同设置的原有光纤中的空余纤芯资源作为传感器，即所述高压电缆与的光纤是共同设置的，也即高压电缆与光纤是平行且相邻设置的，使得高压电缆在外部震动信号作用下变形，从而使得光纤一同发生变形，引起光纤中光信号的相位变化，而根据光的瑞利散射原理，获取对光信号的相位改变的外破状态信号，而上述外破状态信号是具有对应波形区间的波动信号，根据所述外破状态信号的波形区间大小判断其信号的类型，例如，当所述外破状态信号的波形区间大于预设波形区间时，向监控***发送预警信号。其中，所述波形区间参数作为所述状态参数的细判状态参数，所述预设波形区间为细判状态条件，所述波形区间参数大于所述预设波形区间，即为对高压电缆的状态的细判，也即对高压电缆的状态的二次判断。而且，上述波动信号波形区间参数作为特征参数，根据波形区间参数与预设波形区间的比对，使得对波动信号的判断更为准确，进一步提高了对高压电缆的状态的判断准确性，进一步降低了对高压电缆的当前状态的误判概率。在其他实施例中，对于高压电缆的外破状态信号的检测中，是先对其进行粗判，后进行细判，即先对其幅值参数进行匹配，后对其频率参数以及波形区间参数进行匹配，而且，只有当上述匹配结果均满足之后再向监控***发送预警信号，使得对外破状态信号的判断更为准确，提高了对高压电缆的状态的判断准确性，便于对高压电缆的状态进行精准监测。

在其中一个实施例中，所述根据所述外破状态信号获取状态参数包括：根据所述外破状态信号进行幅度判断以获取第一幅值参数。所述第一幅值参数是所述外破状态信号在时域内的幅值，即所述第一幅值参数为所述外破状态信号在时间为自变量的条件下的幅值变化情况，例如，根据所述外破状态信号获取均值幅值，所述均值幅值为所述外破状态信号所有时刻对应的幅值的平均值。这样，所述第一幅值参数作为所述外破状态信号在时域下的均值幅值，根据所述均值幅值与所述第一预设幅值比对结果，判断高压电缆的外破状态信号是否为大型机械施工引起的外破状态信号，便于对高压电缆所处的环境进行判断，从而便于在判断为大型机械施工时向监控***发送预警信号。

在其中一个实施例中，所述根据所述外破状态信号获取状态参数包括：根据所述外破状态信号进行频谱分析以获取第二幅值参数。所述第二幅值参数是将所述外破状态信号经过频谱分析获取，即对所述外破状态信号进行傅里叶变化后获取的频域内各次谐波分量，所述第二幅值参数为在频域下所述外破状态信号的幅值，即所述第二幅值参数包括在频域下的至少一个频率下的幅值，根据所述第二幅值参数与所述第二预设幅值匹配结果，进一步判断所述高压电缆的状态。所述第二预设幅值与所述第二幅值参数具有相同的特征，即所述第二预设幅值包括至少一个频率下的幅值，所述第二幅值参数与所述第二预设幅值的匹配包括频域下的频率和幅值的比对。首先对所述外破状态信号在频域下的频率进行匹配，只有当频率匹配之后，再对该频率下的幅值进行匹配，上述的两次匹配结果均匹配时，即可表明所述外破状态信号与预设信号匹配，也即表明所述外破状态信号为大型机械施工引起的外破状态信号，便于对高压电缆的所处环境的准确判断，从而便于向监控***发送预警信号，进而便于监控人员对高压电缆的实时监控和及时制定处理方案。

在其中一个实施例中，所述根据所述外破状态信号获取状态参数包括：根据所述外破状态信号进行模式识别以获取信号类别参数。所述信号类别参数是将所述外破状态信号通过模式识别获取的，模式识别是运用知识库进行深度学习，根据所述信号类别参数对不同大型机械施工产生的外破状态信号进行判断计算，从而对不同大型机械施工产生的外破状态信号进行分类。其中，所述模式识别是通过计算机上的分析模型实现的，所述信号类别参数是作为所述状态参数的其中一种。由于每一种大型机械在施工时产生的外破状态信号是不同的，通过分析模型对所述外破状态信号进行模式识别，从而获取对应的所述信号类别参数，根据所述信号类别参数与预设信号类别进行匹配结果，判断所述高压电缆的所处环境，使得对高压电缆的所处环境的判断更加准确，便于向监控***发送预警信号，从而便于监控人员对高压电缆的实时监控和及时制定处理方案。而且，所述信号类别参数用于区分各类大型机械，即不同的信号类别参数对应于不同的大型机械发出的振动信号，使得对各类大型机械发送出的振动信号进行区分，从而确定发出振动信号的机械类型，从而精准区分破碎机、挖掘机、顶管机、勘探机、打桩机、手持机械、井下穿管作业以及大型施工机械的行进与作业的振动信号。

在其中一个实施例中，所述根据所述外破状态信号获取状态参数包括：根据所述外破状态信号进行特征提取以获取信号特征值。由于所述高压电缆的外破状态信号为外部振动源产生的振动对光纤的变化信号，与高压电缆共同设置的原有光纤中的空余纤芯资源作为传感器，即所述高压电缆与的光纤是共同设置的，也即高压电缆与光纤是平行且相邻设置的，使得高压电缆在外部震动信号作用下变形，从而使得光纤一同发生变形，引起光纤中光信号的相位变化，从而产生对应改的外破状态信号。所述信号特征值是光纤变化时内部的光信号变化的外破状态信号的特征值，通过特征值模型对所述外破状态信号进行处理，从而获取所述外破状态信号对应的特征值，由于每一种大型机械在施工时产生的外破状态信号是不同的，通过特征值模型对所述外破状态信号进行特征值计算，从而获取对应的所述特征值，根据所述特征值与预设特征值进行匹配结果，判断所述高压电缆的所处环境，使得对高压电缆的所处环境的判断更加准确，便于向监控***发送预警信号，从而便于监控人员对高压电缆的实时监控和及时制定处理方案。

在其中一个实施例中，所述根据所述外破状态信号获取状态参数包括：根据所述外破状态信号进行相位解调以获取信号位置参数。由于所述高压电缆的外破状态信号为外部振动源产生的振动对光纤的变化信号，与高压电缆共同设置的原有光纤中的空余纤芯资源作为传感器，即所述高压电缆与的光纤是共同设置的，也即高压电缆与光纤是平行且相邻设置的，使得高压电缆在外部震动信号作用下变形，从而使得光纤一同发生变形，引起光纤中光信号的相位变化，从而产生对应改的外破状态信号。所述信号位置参数是光纤变化时内部的光信号变化的外破状态信号的特征值，通过位置模型对所述外破状态信号进行处理，从而获取所述外破状态信号对应的位置特征值，由于每一种大型机械在施工时产生的外破状态信号是不同的，通过位置模型对所述外破状态信号进行位置特征值计算，从而获取对应的所述信号位置参数，根据所述信号位置参数与预设信号位置进行匹配结果，判断外部振动源与所述高压电缆之间的位置关系，使得对高压电缆的所处环境的判断更加准确，便于向监控***发送预警信号，从而便于监控人员对高压电缆的实时监控和及时制定处理方案。

在其中一个实施例中，所述当所述状态参数与所述预设参数匹配时，向监控***发送预警信号具体包括：当所述状态参数与所述预设参数匹配时，检测所述外破状态信号的持续时间是否大于或等于预设时间；当所述外破状态信号的持续时间大于或等于预设时间时，向监控***发送预警信号。其中，所述外破状态信号的持续时间即为大型机械施工时发出的振动信号的时长，表明了大型机械在高压电缆附近工作的时长，所述外破状态信号的持续时间大于或等于预设时间，表明大型机械在高压电缆附近施工时间较长，具有对高压电缆产生外破的隐患，即表明大型机械在上述环境下继续施工，则将导致大型机械附近的高压电缆外破，此时向监控***发送预警信号，便于监控人员及时制定对应的处理方案。

在其中一个实施例中，当所述外破状态信号的持续时间小于预设时间时，向监控***发送所述状态参数。所述外破状态信号的持续时间小于预设时间，表明大型机械是短时间位于高压电缆附近，例如，大型机械从高压电缆附近经过。此时由于不会因大型机械施工而导致高压电缆外破，即高压电缆不具有外破的隐患，只需将此次出现的情况反馈至监控***进行记录即可，无需发送预警信号。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高压电缆防外破监测预警***，其特征在于，包括：传感模块、采集模块以及处理模块；

所述传感模块用于与高压电缆相邻设置，且感应高压电缆的外破状态信号；

所述采集模块的输入端与所述传感模块的输出端连接，所述采集模块用于获取所述外破状态信号；

所述处理模块的输入端与所述采集模块的输出端连接，所述处理模块的输出端用于与外部监控***连接，所述处理模块的输出端还用于向外部监控***发送预警信号；

所述传感模块包括单模光纤，所述采集模块包括监测工控机，所述监测工控机的输入端与所述单模光纤连接，所述监测工控机的输出端与所述处理模块连接。

2.根据权利要求1所述的高压电缆防外破监测预警***，其特征在于，所述高压电缆防外破监测预警***还包括逆变电源，所述逆变电源分别与所述采集模块和所述处理模块连接。

3.根据权利要求1所述的高压电缆防外破监测预警***，其特征在于，所述单模光纤与所述采集模块连接，所述单模光纤与所述高压电缆平行设置。

4.根据权利要求1所述的高压电缆防外破监测预警***，其特征在于，所述采集模块包括示波器，所述示波器的输入端与所述传感模块连接，所述示波器的输出端与所述处理模块连接，所述示波器用于采集所述外破状态信号的时域幅值。

5.根据权利要求1所述的高压电缆防外破监测预警***，其特征在于，还包括光纤跳线架，所述单模光纤的数量为多个，每一所述单模光纤通过所述光纤跳线架与所述监测工控机连接。

6.根据权利要求1所述的高压电缆防外破监测预警***，其特征在于，所述监测工控机包括光信号单元，所述光信号单元与所述单模光纤连接。

7.根据权利要求1所述的高压电缆防外破监测预警***，其特征在于，所述监测工控机包括脉冲调制单元，所述脉冲调制单元与所述单模光纤连接。

8.根据权利要求1所述的高压电缆防外破监测预警***，其特征在于，所述监测工控机包括光放大单元，所述光放大单元与所述单模光纤连接。

9.根据权利要求1所述的高压电缆防外破监测预警***，其特征在于，所述处理模块包括解析主机，所述解析主机与所述采集模块连接。

10.根据权利要求9所述的高压电缆防外破监测预警***，其特征在于，所述解析主机包括光探测单元，所述光探测单元与所述采集模块连接。

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