本申请涉及一种基于分布式声波传感的交流电缆异常振动监测方法。所述方法包括：基于分布式声波传感振动监测，获取交流电缆的振动信号；根据预设的振动采样频率对振动信号进行采样，得到采样信号，所述预设的振动采样频率为交流电缆输电的工频的整数倍；通过对所述采样信号进行数据分析，判定交流电缆的异常振动位置。采用本方法能够消除交流电缆输电时工频振动的影响。振动的影响。振动的影响。
【技术实现步骤摘要】
基于分布式声波传感的交流电缆异常振动监测方法、装置
[0001]本申请涉及电缆监测
，特别是涉及一种基于分布式声波传感的交流电缆异常振动监测方法、装置。
技术介绍
[0002]随着不可再生资源的消耗量日益增加，目前逐渐将资源开发的重心转移到可再生能源上。海底电缆是海洋电力输送的重要载体，随着海岛经济的迅速发展，海底电缆的铺设数量也日益上涨，同时，海底电缆出现问题的频率也日益增加。
[0003]相关技术中，可以使用分布式声波传感器对海缆的振动状态进行监测，提前预警某些海缆的故障威胁，如被船锚挂住海缆，也能对一些已发生的故障位置进行定位。海缆长度普遍在数十公里，很多分布式光纤传感产品会采用平衡探测技术和数字解调算法来探测、处理瑞利散射信号，恢复振动波形，其优势在于可以放大被测信号，探测范围更远，可以满足整条海缆的监测需求。
[0004]分布式光纤传感产品解调出错，会导致DAS(分布式声波传感)无法进行异常振动检测，例如无法区分船锚挂到海缆、洋流冲刷等行为产生的振动信号，进而无法及时发现威胁。导致振动解调出差的问题有很多。因此，如何避免或者弱化分布式光纤传感的监测解调错误，以减少误报提高监测准确性，成为了急需解决的问题。
技术实现思路
[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供了一种基于分布式声波传感的交流电缆异常振动监测方法，可以根据预设的振动采样频率对振动信号进行采样，得到采样信号，可以消除交流电缆通电时工频的影响。
[0006]第一方面，本申请提供了一种基于分布式声波传感的交流电缆异常振动监测方法。所述方法包括：
[0007]基于分布式声波传感振动监测，获取交流电缆的振动信号；
[0008]根据预设的振动采样频率对振动信号进行采样，得到采样信号，所述预设的振动采样频率为交流电缆输电的工频的整数倍；
[0009]通过对所述采样信号进行数据分析，判定交流电缆的异常振动位置。
[0010]在其中一个实施例中，所述预设的振动采样频率的下限为交流电缆输电的工频；和/或，
[0011]所述预设的振动采样频率的上限其中，L为交流电缆中的光纤长度，单位为km，C为光在基于分布式声波传感振动监测的光纤介质中的传播速度，单位为km/s；和/或，
[0012]所述交流电缆为用于输送高压交流电的单相海缆。
[0013]在其中一个实施例中，所述通过对所述采样信号进行数据分析，判定交流电缆的
异常振动位置包括：
[0014]根据所述采样信号计算得到交流电缆的不同位置上的能量数据；
[0015]当交流电缆上某个位置的所述能量数据满足异常条件时，所述能量数据在交流电缆上对应的位置为异常振动位置；
[0016]其中，所述异常条件包括某个位置的所述振动能量数据超过能量阈值，或者，所述交流电缆某个位置上采集的多个所述能量数据中超过所述能量阈值的个数占比超过比例阈值。
[0017]在其中一个实施例中，所述根据所述采样信号计算得到交流电缆的不同位置上的能量数据包括：
[0018]根据相位解调算法分别对n个按照时间顺序采集的所述采样信号进行解调，得到所述采样信号在交流电缆各位置的相位；
[0019]从交流电缆首端开始将交流电缆上符合差分距离的任意两个位置的相位相减，得到n条差分相位数据，所述差分距离根据所需的空间分辨率确定；
[0020]将n条差分相位数据根据所述振动信号在交流电缆中返回的时间顺序分为多组信号数据，将各组所述信号数据分别在时域上进行相位解缠绕，得到多组解缠绕后的差分相位数据；
[0021]对交流电缆的不同位置上解缠绕后的差分相位数据，分别通过傅里叶变换获得频谱图，以计算得到所述能量数据。
[0022]在其中一个实施例中，所述能量数据为交流电缆不同位置上解缠绕后的差分相位数据经傅里叶变换获得的频谱图中频率在2赫兹至25赫兹范围内的总能量值。
[0023]在其中一个实施例中，所述能量阈值为根据频谱图计算得到所述能量数据的上限值，所述比例阈值为所述交流电缆某个位置上采集的多个所述能量数据中超过所述能量阈值的个数占比的上限值。
[0024]在其中一个实施例中，所述方法还包括：
[0025]构建振动标记图，所述振动标记图的横轴为交流电缆的位置，纵轴为时间；
[0026]根据图像识别算法从振动标记图中识别出异常振动位置并进行预警，所述异常振动位置与其余位置的色彩属性信息不同。
[0027]第二方面，本申请还提供了一种基于分布式声波传感的电缆异常振动监测装置，所述装置包括：
[0028]监测模块，用于基于分布式声波传感振动监测，获取交流电缆的振动信号；
[0029]采样模块，用于根据预设的振动采样频率对振动信号进行采样，得到采样信号，所述预设的振动采样频率为交流电缆输电的工频的整数倍；
[0030]判断模块，用于通过对所述采样信号进行数据分析，判定交流电缆的异常振动位置。
[0031]在其中一个实施例中，所述预设的振动采样频率的下限为交流电缆输电的工频；和/或，
[0032]所述预设的振动采样频率的上限其中，L为交流电缆中的光纤长度，单位为km，C为光在基于分布式声波传感振动监测的光纤介质中的传播速度，单位为km/s；
和/或，
[0033]所述交流电缆为用于输送高压交流电的单相海缆。
[0034]在其中一个实施例中，所述通过对所述采样信号进行数据分析，判定交流电缆的异常振动位置包括：
[0035]根据所述采样信号计算得到交流电缆的不同位置上的能量数据；
[0036]当交流电缆上某个位置的所述能量数据满足异常条件时，所述能量数据在交流电缆上对应的位置为异常振动位置；
[0037]其中，所述异常条件包括某个位置的所述振动能量数据超过能量阈值，或者，所述交流电缆某个位置上采集的多个所述能量数据中超过所述能量阈值的个数占比超过比例阈值。
[0038]在其中一个实施例中，所述根据所述采样信号计算得到交流电缆的不同位置上的能量数据包括：
[0039]根据相位解调算法分别对n个按照时间顺序采集的所述采样信号进行解调，得到所述采样信号在交流电缆各位置的相位；
[0040]从交流电缆首端开始将交流电缆上符合差分距离的任意两个位置的相位相减，得到n条差分相位数据，所述差分距离根据所需的空间分辨率确定；
[0041]将n条差分相位数据根据所述振动信号在交流电缆中返回的时间顺序分为多组信号数据，将各组所述信号数据分别在时域上进行相位解缠绕，得到多组解缠绕后的差分相位数据；
[0042]对交流电缆的不同位置上解缠绕后的差分相位数据，分别通过傅里叶变换获得频谱图，以计算得到所述能量数据。
[0043]在其中一个实施例中，所述能量数据为交流电缆不同位置上解缠绕后的差分相位数据经傅里叶变换获得的频谱图中频率在2赫兹至25赫兹范围内的总能量值。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于分布式声波传感的交流电缆异常振动监测方法，其特征在于，所述方法包括：基于分布式声波传感振动监测，获取交流电缆的振动信号；根据预设的振动采样频率对振动信号进行采样，得到采样信号，所述预设的振动采样频率为交流电缆输电的工频的整数倍；通过对所述采样信号进行数据分析，判定交流电缆的异常振动位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的振动采样频率的下限为交流电缆输电的工频；和/或，所述预设的振动采样频率的上限其中，L为交流电缆中的光纤长度，单位为km，C为光在基于分布式声波传感振动监测的光纤介质中的传播速度，单位为km/s；和/或，所述交流电缆为用于输送高压交流电的单相海缆。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过对所述采样信号进行数据分析，判定交流电缆的异常振动位置包括：根据所述采样信号计算得到交流电缆的不同位置上的能量数据；当交流电缆上某个位置的所述能量数据满足异常条件时，所述能量数据在交流电缆上对应的位置为异常振动位置；其中，所述异常条件包括某个位置的所述振动能量数据超过能量阈值，或者，所述交流电缆某个位置上采集的多个所述能量数据中超过所述能量阈值的个数占比超过比例阈值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述采样信号计算得到交流电缆的不同位置上的能量数据包括：根据相位解调算法分别对n个按照时间顺序采集的所述采样信号进行解调，得到所述采样信号在交流电缆各位置的相位；从交流电缆首端开始将交流电缆上符合差分距离的任意两个位置的相位相减，得到n条差分相位数据，所述差分距离根据所需的空间分辨率确定；将n条差分相位数据根据所述振动信号在交流电缆中返回的时间顺序分为多组信...
【专利技术属性】
技术研发人员：金华，陈科新，姜明武，
申请(专利权)人：苏州光格科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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