面向智能光電復合纜的故障識別與定位研究

徐傳鵬 孫久龍

摘要：隨著經濟和科技的快速發展，互聯網時代為電網和通信的發展帶來了新的機遇，互聯網時代提出將電力光纖推廣到家庭和改善能源互聯網信息通信系統的理念。電力光纖到家以智能光電復合纜為基礎，利用電力線信道資源，實現電網與通信網絡的深度融合，是實現能源互聯網信息通信的有效途徑。與傳統的電力電纜和光纜的裝配方案相比，智能光電復合纜具有較強的抗干擾能力。從成本角度來看，光電復合纜在材料成本增加不到10%的條件下，實現了總成本約40%的降低。因此，智能光電復合纜是促進電力光纖到家發展的理想載體，取代了傳統的有線電視線路、網絡線路、電話線和電源線，可節省大量的渠道資源。但目前，仍沒有有效地監測手段來評估其安全狀況。

關鍵詞：光電復合纜;人工神經網絡;獨立成分分析

引言

隨著社會的進步和科技的發展，光電技術在現實生活中的應用也愈發廣泛，對人們的生產、生活產生了重大影響。但是，對電能進行傳輸的手段和對光進行傳輸的手段是不同的方法，在單獨進行傳輸時，這兩種能量并不會出現干擾的情況，光電復合纜就可以把相關設備對電和信號的需求同時得到解決，具有重要的意義。在傳輸過程中不會彼此產生干擾，光電復合光纜的應用，實現了信號傳輸與電力能源傳輸的同時進行，不僅減少了資金投入，而且提高了傳輸的質量和效率。這一技術的實現主要是依賴光電復合纜的特殊結構形式和性質，針對復合纜的特性，可以將其應用于較多的領域當中。本文就光電復合纜的一種結構及其應用進行了詳細的討論。

1故障分類及產生

智能光電復合纜中常見的故障按照內因和外因可以分為電氣故障與外力故障，所謂電氣故障就是由于復合纜內部線路出現短路、斷路等物理原因導致;而外力故障主要是人為導致，即折斷、彎曲、撞擊等。兩種故障并不是完全獨立存在的，有可能相互影響。例如，因為外力故障引發電氣故障。因此，引起電氣故障發生的原因，外力故障承擔大部分責任。包括復合纜運輸、安裝等過程中由于外力因素引起的碰撞、彎曲、牽引均有可能對合格的復合纜造成損傷。這些屬可控因素，同時還存在不可控因素。例如，地震、臺風等自然災害造成的外力故障。其次，如果使用時間超過或者接近智能光電復合纜的設計使用壽命時，可能由于線路的耐久與包層的老化導致出現線路的電氣故障。還有一些其他的因素可能會造成智能光電復合纜的故障，如人為盜取復合纜、產品不合格、復合纜的設計承載負荷與實際不匹配等。因此，對這些故障進行分類可分為復合纜短路故障、復合纜斷路故障、復合纜泄露故障。其中，泄露故障指的是復合纜包層出現破裂導致部分能量或信號出現泄露。但仍可以正常工作，只是出現工作不穩定或者電壓不正常的現象。

2智能光電復合纜故障定位

2.1布線光電復合纜產品標準

綜合布線光電復合纜產品主要有智慧燈桿光電復合纜、數據中心系統光電復合纜、消費電子應用光電復合纜等。智慧燈桿是將功能性照明、交通監控、公安監控、污染物監控、大氣質量監控、WiFi、4G/5G基站、廣播、信息屏、充電樁等各種功能集成到一起的智慧城市公共基礎設施。大量的通信設備集成在燈桿中，每個通信設備至少需要1～2根線纜進行供電與信號傳輸，而燈桿空間狹小，合理設計的光電復合纜將使得線纜外徑大大減小，提高線纜束集成度。由此，智慧燈桿光電復合纜將隨著智慧燈桿建設的逐步推進具有廣闊應用前景。綜合布線系統作為數據中心信息化的基礎設施，是數據中心系統網絡運行的一個重要組成部分。綜合布線系統光電復合纜可采用電子配線架系統，以實現對光纖端口管理與控制。

2.2光電復合纜遠程供電

現階段礦井、鄉村等相對特殊區域和范圍網絡信號較弱，也就是信號覆蓋的弱區。供電工作的穩定性與可靠性與環境條件有極大的關系，為了解決上述問題，可以通過復合光纜進行遠程供電?，F階遠程供電的實施通過光電復合光纜的形式來實現，實現了信號和電力能源的同時傳輸，減少了資金投入。和傳統的供電相比較，遠程供電引入的資金投入量小、停電造成的影響小，在設備維護方面都具有很多優勢，初期建設以及后期維護所需要投入的資金量較少，具有建設時間短、建設效率高的特點?；诠怆姀秃瞎饫|傳輸電力的特性，與其他通信電纜相比較，是一類輸電的電纜，為了保證設備的安全，同時，便于維護與應用，可以通過選用不同材料顏色，來發揮警示、提示的作用，使其與其他通信纜相區別。由于遠端的基站、駐地網引入市電的資金投入量較大，所可以選取光電復合纜的供電技術實現遠程供電，不僅減少可資金投入，而且在建設的整個過程中，相對安全。

2.3維修方法

根據光電復合纜的損傷位置和用于維修的備用纜的長度數據，光電復合纜故障點維修方法主要分為單密封接頭維修法和雙密封接頭維修法。單密封接頭維修法適用于光電復合纜損傷位置距離平臺接線箱較近，或損傷位置距離平臺接線箱雖然不近，但用于維修的備用光電復合纜足夠長，能滿足從損傷點至光電復合纜接線箱之間的長度要求。主要維修思路是：回收平臺光電復合纜接線箱至損傷點間光電復合纜，回收完成后，在原光電復合纜路由上重新鋪設一段同規格型號的光電復合纜，并用一個密封接頭完成新鋪纜與原光電復合纜的銅導體焊接及光纖熔接作業，進而完成光電復合纜維修。雙密封接頭維修法適用于光電復合纜損傷位置距離平臺接線箱較遠，用于維修替換的備用光電復合纜長度無法滿足從損傷點至平臺接線箱之間長度要求。主要維修思路是：找到損傷點所在的大致位置，將光電復合纜在水下切斷，然后分別起吊切斷后的兩端光電復合纜至船舶甲板，多次反復測試，確保將故障點完全切除。用一段新的同規格型號的備用纜通過兩個密封接頭完成新纜與原光電復合纜的連接作業。從而實現受損光電復合纜的維修。

結語

隨著科技的不斷發展，光電復合纜技術的應用領域會不斷擴展，但是也要注意其在應用中的問題，相關人員要加大研究力度，和外國先進技術進行交流，取長補短，切實提高其在生活中應用的效果，提高經濟效益，給人們的生活帶來方便。

參考文獻：

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