OPGW光纜接頭盒智能監(jiān)測(cè)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

張清華 解鵬 董良雷

【摘要】? ? 光纜是現(xiàn)代通信傳輸?shù)闹匾d體，光纜線路的維護(hù)工作將直接影響著通信傳輸?shù)馁|(zhì)量。由于光纜線路常架設(shè)在戶外，受外界環(huán)境因素影響容易產(chǎn)生老化和損壞等故障，對(duì)于光纜線路的維護(hù)工作就顯得尤為重要。傳統(tǒng)光纜線路巡檢工作主要依靠人工完成，巡檢效率不高、維修時(shí)間長(zhǎng)，嚴(yán)重影響了光纜通信的服務(wù)質(zhì)量。鑒于此，本文對(duì)OPGW光纜接頭盒智能監(jiān)測(cè)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)分析，試圖為之提供行之有效的可行性建議。

【關(guān)鍵詞】? ? OPGW? ? 光纜? ? 接頭盒? ? 智能監(jiān)測(cè)

引言：

光纜復(fù)合架空地線（Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire，OPGW），主要是指在架空高壓輸電線地線中配置光纜，組成輸電線路光纜通信網(wǎng)絡(luò)，因此，OPGW擁有通信和地線兩種功能。OPGW光纜接頭盒通過機(jī)械壓力密封確保光纜接頭之間光學(xué)性能、機(jī)械強(qiáng)度的連續(xù)性得到有效保護(hù)，但由于其工作環(huán)境較為惡劣，長(zhǎng)期受到雨水、光照等因素的影響，對(duì)光纜接頭盒的機(jī)械強(qiáng)度和密封性能造成嚴(yán)重威脅，一旦出現(xiàn)開裂或者密封圈老化，將會(huì)對(duì)內(nèi)部的電纜接頭造成嚴(yán)重破壞。因此，提高OPGW光纜接頭盒的維護(hù)管理質(zhì)量，降低接頭盒故障率是提升光纜通信網(wǎng)絡(luò)使用安全性的必要前提。鑒于此本文對(duì)OPGW光纜接頭盒智能監(jiān)測(cè)技術(shù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)分析：

一、OPGW光纜接頭盒故障評(píng)價(jià)

OPGW光纜接頭盒是光纜分支連接處的重要保護(hù)裝置，基本結(jié)構(gòu)含光纖的纜芯和絞合的金屬材料組成，其中光纜線路主要功能是信號(hào)傳輸?shù)闹饕ǖ?，金屬材料則是為光纖線路提供必要的機(jī)械強(qiáng)度，起到有效的保護(hù)作用。隨著我國(guó)光纜通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，OPGW光纜接頭盒的使用數(shù)量越來越多，由于光纜復(fù)合架空地線兼具通信和地線兩種功能，要求接頭盒具有較高的穩(wěn)定性，除了在設(shè)計(jì)方面需要進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治鐾猓€要對(duì)后期維護(hù)管理工作進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。OPGW光纜接頭盒智能監(jiān)測(cè)技術(shù)依托于互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，對(duì)光纜復(fù)合架空地線的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患并采取有效的應(yīng)對(duì)措施，確保電纜線路安全、平穩(wěn)的運(yùn)行。

OPGW光纜接頭盒由于工作環(huán)境較為惡劣，容易受到外界環(huán)境因素的影響產(chǎn)生故障。雖然OPGW光纜接頭盒使用不銹鋼金屬外殼提供機(jī)械強(qiáng)度，但是，密封老化等問題難以在外觀直接發(fā)現(xiàn)，無疑給傳統(tǒng)人工巡檢增加了難度，巡檢人員無法在故障發(fā)生的第一時(shí)間進(jìn)行處理，導(dǎo)致故障檢修的周期較長(zhǎng)，影響范圍大，嚴(yán)重?fù)p害了通信傳輸質(zhì)量。下文對(duì)OPGW光纜接頭盒常見故障進(jìn)行分析：

1.1光纜接頭故障盒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題

現(xiàn)階段，我國(guó)光纜通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，線路的故障種類和數(shù)量也有一定范圍的上升。受到使用環(huán)境的影響，光纜線路的故障率最高，而且在光纜通信線路故障中，OPGW光纜接頭盒故障發(fā)生概率較高。如果OPGW光纜接頭盒在設(shè)計(jì)方面存在嚴(yán)重缺陷，會(huì)產(chǎn)生密封不嚴(yán)、接頭盒漏水、金屬構(gòu)件銹蝕等問題。如果OPGW光纜接頭盒周圍環(huán)境較為潮濕，接頭盒密封不嚴(yán)時(shí)，內(nèi)部的電纜接頭會(huì)被大量的水離子覆蓋，一旦出現(xiàn)電解或者結(jié)冰，會(huì)對(duì)光纜線頭造成非常嚴(yán)重?fù)p傷。

1.2安裝工藝導(dǎo)致故障

光纜架空復(fù)合地線，對(duì)于材料結(jié)構(gòu)和安裝工藝有較高要求。由于OPGW本身兼具通信和地線兩種功能，因此，要求材料本身具有較高的熱性能，在加上OPGW長(zhǎng)期暴露在外界環(huán)境中，對(duì)于安裝工藝要求更為嚴(yán)苛。由于OPGW光纜接頭盒安裝在電力鐵塔上，一旦遭受強(qiáng)風(fēng)或者低溫導(dǎo)致光纜線路結(jié)冰，致使光纜線路拉力急劇增大，其余股線無法承受該應(yīng)力作用時(shí)，會(huì)直接將光纜線路拉斷。

1.3缺乏光纜接頭盒故障感知手段

目前，OPGW光纜接頭盒的維護(hù)管理工作主要依靠人工進(jìn)行，很少配備專用的傳感器收集OPGW光纜接頭盒運(yùn)行狀態(tài)信息。傳統(tǒng)人工巡檢是通過劃分區(qū)域、定期對(duì)OPGW光纜接頭盒進(jìn)行檢查，巡檢過程中如果發(fā)現(xiàn)問題，需要聯(lián)系就近維修站工作人員對(duì)故障接頭盒進(jìn)行維修和故障處理。在人工巡檢過程中，故障檢出效率極低，而且維修周期較長(zhǎng)，也進(jìn)一步擴(kuò)大了故障影響的范圍。隨著電纜線路規(guī)模不斷擴(kuò)大，OPGW光纜接頭盒檢查不僅耗時(shí)耗力，效率低下。同時(shí)在工作過程中，也存在運(yùn)行光纜造成誤碰傷害。

傳統(tǒng)光纜線路維護(hù)以人工為主，基本按照故障發(fā)生、通知維護(hù)單位、OTDR測(cè)視、尋找故障位置、維修處理流程進(jìn)行。一旦發(fā)現(xiàn)安全隱患，需要根據(jù)巡檢人員所在位置聯(lián)系就近區(qū)域的維修設(shè)備進(jìn)行搶修，無法進(jìn)行遠(yuǎn)程協(xié)助，縮短線路故障造成的影響，設(shè)備和人員的調(diào)度將不可避免地產(chǎn)生故障搶修時(shí)間長(zhǎng)、影響范圍廣的問題，這些都嚴(yán)重影響著電纜線路的穩(wěn)定運(yùn)行。而且有人為因素的影響，對(duì)于故障的反應(yīng)速度有明顯不足，值班人員和維護(hù)人員之間的配合將直接影響光纜線路的維護(hù)效率。因此，迫切需要尋求一種科學(xué)有效的監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)光纜線路運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

二、OPGW光纜接頭盒故障智能監(jiān)測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，光纜線路規(guī)模不斷擴(kuò)大，光纜線路容量和傳輸速率越來越高，對(duì)于信息傳輸?shù)馁|(zhì)量也有了更高的要求，光纜所承擔(dān)的任務(wù)也越來越重，光纜維護(hù)工作成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。依托于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的OPGW光纜接頭盒智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一種自動(dòng)檢測(cè)光纜中斷系統(tǒng)，融合了光通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、軟件工程技術(shù)、為解決實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光纜故障提供一個(gè)理想的選擇。OPGW光纜接頭盒故障智能監(jiān)測(cè)技術(shù)是通過互聯(lián)網(wǎng)作為傳輸通道，傳輸接頭盒運(yùn)行情況數(shù)據(jù)。通過互聯(lián)網(wǎng)共享平臺(tái)建設(shè)數(shù)據(jù)服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器，對(duì)OPGW光纜接頭盒實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行報(bào)表及可視化處理。下面就對(duì)OPGW光纜接頭盒智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行深入分析：

2.1監(jiān)控傳感器設(shè)計(jì)

OPGW光纜接頭盒故障智能監(jiān)測(cè)技術(shù)，依靠傳感器對(duì)接頭盒內(nèi)部進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括接頭盒內(nèi)部進(jìn)水傳感器、溫度傳感器、風(fēng)速感器、電壓傳感器等。傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)接頭盒的戶外溫度以及對(duì)風(fēng)速和風(fēng)力進(jìn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集，形成報(bào)表的大數(shù)據(jù)匯總。

2.2視頻監(jiān)控采集技術(shù)

為提升OPGW光纜接頭盒的運(yùn)維質(zhì)量，該系統(tǒng)可以通過傳感器可以對(duì)接頭盒的環(huán)境溫濕度、高度、圖像和內(nèi)部的水浸、氣壓進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，制定針對(duì)性的維護(hù)措施。OPGW光纜接頭盒故障智能監(jiān)測(cè)技術(shù)采用低功耗的視頻監(jiān)控芯片及視頻錄像算法，對(duì)視頻進(jìn)行采集，當(dāng)視頻是動(dòng)態(tài)的情況下才進(jìn)行視頻儲(chǔ)存，可降低視頻的功耗及儲(chǔ)存芯片的空間，有效提升了視頻采集數(shù)量，方便維護(hù)人員對(duì)OPGW光纜接頭盒的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，通過軟件分析判斷故障隱患。

2.3接頭盒實(shí)時(shí)定位技術(shù)

OPGW光纜接頭盒智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配備有GPS定位裝置，通過該裝置可以對(duì)OPGW光纜接頭盒進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，并將定位數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)的方式進(jìn)行傳輸，如果在巡檢過程中發(fā)現(xiàn)故障，OPGW光纜接頭盒智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以將接頭盒的實(shí)時(shí)位置通過GPS地圖進(jìn)行展示，維修人員可以根據(jù)定位及時(shí)到達(dá)故障現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維修，有效縮短了故障維修時(shí)間，將故障產(chǎn)生的影響降到最低。OPGW光纜接頭盒故障智能監(jiān)測(cè)技術(shù)組網(wǎng)方案如下圖1所示。

OPGW光纜接頭盒智能監(jiān)測(cè)技術(shù)為用戶提供了直觀、方便、快捷的使用體驗(yàn)。結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不僅優(yōu)化了傳統(tǒng)人工巡檢過程的不足，而且極大地提升了巡檢效率和質(zhì)量。隨著電纜通信技術(shù)的不斷成熟，目前，電力通信專網(wǎng)已形成了以光纜通信網(wǎng)為核心的通信網(wǎng)絡(luò)，在光纜通信網(wǎng)中，接頭盒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安裝位置對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行也將起到更為重要的作用。

隨著通信網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，光纜線路規(guī)模越來越大，相關(guān)配件的使用量越來越多，給后期的運(yùn)維管理工作帶來了極大的挑戰(zhàn)。其中OPGW光纜接頭盒故障成為近年來，電網(wǎng)工作者關(guān)注的焦點(diǎn)。智能化的OPGW光纜接頭盒故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)依靠現(xiàn)代化信息管理技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，通過互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、GPS定位系統(tǒng)以及互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)OPGW光纜線路運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和傳輸，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患，縮短運(yùn)維周期，將故障影響降到最低。此外，通過無線傳輸和軟件分析等操作簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)人工巡檢的勞動(dòng)強(qiáng)度，極大地提高了電力通信巡檢工作的質(zhì)量和效率，電力通信管理更加智能化和規(guī)范化，確保電力網(wǎng)絡(luò)安全、平穩(wěn)、高效的運(yùn)行，為電力企業(yè)智能化發(fā)展提供幫助。

三、結(jié)束語

綜上所述，為提升OPGW光纜接頭盒的穩(wěn)定性及可靠性，本文分析了在光纜線路中常見的接頭盒故障，提出了基于傳感器技術(shù)的 OPGW光纜接頭盒故障智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過傳感器可以對(duì)接頭盒的環(huán)境溫濕度、高度、圖像以及接頭盒內(nèi)部的水浸、氣壓進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，制定針對(duì)性的維護(hù)措施。該OPGW光纜接頭盒故障智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配備進(jìn)水的傳感器、溫度傳感器、風(fēng)速感器以及電壓傳感器，全方位對(duì)光纜接頭盒內(nèi)部進(jìn)行監(jiān)控，可以有效的確保電纜通信網(wǎng)絡(luò)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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