引用本文:

孔小红,蒋陵,管翰林,等. 基于ADSS光缆弧垂的在线监测及环境隐患预警算法[J]. 光通信技术,2023,47(4):79-84.

基于ADSS光缆弧垂的在线监测及环境隐患预警算法

孔小红1,蒋 陵1,管翰林1,王驭扬1,张 灿1,石伟伟2,陈 乐2

(1.国网江苏省电力有限公司 南京供电分公司,南京 210019;2.江苏量为石科技股份有限公司,南京 210046)

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摘要:由于恶劣的自然环境和光缆本身弧度的变化会影响全介质自承式(ADSS)光缆传输效率,同时一些如施工或超高车辆及烟火等环境隐患也会严重威胁其正常运行,提出了基于ADSS光缆弧垂在线监测及环境隐患预警算法。首先,采用倾角测量法对弧度进行实时监测;然后,对YOLOv4检测算法进行改进,并设计了可视化智能融合终端;最后,将所提算法与其它算法进行对比实验。实验结果表明:所提算法的平均精度为96.43%,实现了对通信光缆运行状态的实时监测、数据处理与故障分析和智能隐患异常报警,并集成融合为ADSS光缆在线监测可视化智能终端。

关键词:全介质自承式光缆;YOLOv4;弧垂监测

中图分类号:TN929.1 文献标志码:文章编号:1002-5561(2023)04-0079-06

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2023.04.015

0 引言

    全介质自承式(ADSS)光缆[1-4]具有抗雷击、抗电磁干扰、重量轻、施工方便等优点,因此在电力系统中被广泛应用。但是,ADSS光缆受风、雨、雪、雾等恶劣天气的影响,容易出现性能恶化、损坏等现象,导致弧垂下降和断线等问题,直接影响了ADSS光缆的使用寿命、使用质量以及电力系统的正常运行。如今,ADSS光缆故障大多是以预防维护为主,故障发生后识别故障的时间长,且排查故障的时间更长;此外,ADSS光缆位于输电线路的最下方,与输电导线相同,易受到超高车辆作业、线下山火等外破隐患影响。因此,对ADSS光缆进行实时严密监测,将ADSS故障问题从被动维护变为主动监测,对减少故障检测时间和提升故障排除效率具有重大意义。目前,市面上对光缆排障的方式有如下几种[5-9]:①以“电晕摄像机”为载体,对其2个不同波段下的对象展开电晕成像,将获取的信息予以叠加,通过显示屏将其信号予以展示,完成光缆运行的监测。虽然这种方式比较可靠,但由于监测过程中需要较多的探头协同工作,导致其成本较高。②根据自发喇曼散射强度对温度敏感的原理来实施监测。这种方式灵敏度不高,对于一些断缆或者冰层覆盖的问题无法精准识别。③根据自发布里渊散射频移对温度或应变敏感的原理予以监测。这种方式受信号较弱的影响,只能在一定范围内测量。这3种方法只能对光缆的温度、弧垂或外部环境中一个因素进行单一监测。

    针对这种局限性,本文提出一种基于ADSS光缆弧垂在线监测及环境隐患预警算法,并设计可视化智能融合终端,实现对电力光缆可视化、温湿度和弧垂等多维数据的在线监测,提高隐患定性的准确性。

4 结束语

    本文针对ADSS光缆易受恶劣的自然环境、周围环境以及光缆本身弧度的变化导致无法正常运行的问题,提出一种基于ADSS光缆弧垂在线监测及环境隐患预警算法。采用了倾角法完成了弧度的实时监测,同时对YOLOV4算法进行改进,并与其它算法进行分析对比。实验结果表明:相比于其它算法,本文提出的算法的综合性能更好,且支持夜视的隐患检测和报警功能;此外,集成设计的可视化智能融合终端能完成光缆周围环境隐患和弧度的监测,减少了故障发生后的定位时间且降低了成本,在电力系统光缆监测方面将发挥更大的作用,具有广阔的应用前景。