随着电力行业的不断扩大与电力需求的不断增加,高压长距离输电已经成为电力系统的基本要求,为了提高其安全可靠性,大力发展智能电网已经是大势所趋。利用先进的传感设备、控制方法与监测技术,可以为实现电网健康监测提供行之有效的方法。电力系统中,输电线路的舞动现象一直威胁着电网的安全可靠运行。线缆舞动是电网故障的主要原因之一,因舞动造成的停电事故时有发生,亟待可靠有效的监测方法。光纤传感技术具有长距离传输、抗电磁干扰等优点,随着电力光缆OPPC/OPGW的大范围使用,其内部的冗余单模光纤为实现输电线路舞动监测提供了极大的便利。利用沿导线内光纤传播的后向瑞利散射信号,便可以实现输电线缆的舞动监测。因此,本文设计了基于相位敏感型光时域反射计（Phase-sensitive Optical Time Domain Reflectometry,φ-OTDR）的输电线缆舞动在线监测系统。针对系统实时性问题,设计FPGA作为控制器实现数据高速采集传输,并结合多核多线程合理分配并行运算资源提升运算性能。针对系统舞动波形还原效果,采用维纳滤波算法消除探测信号的相位噪声。经过实验验证,该系统为开展输电线缆舞动监测提供了良好的解决方案。论文主要开展以下研究:第一、研究了输电线缆舞动的舞动模型与舞动规律。从微元法的角度,根据输电线缆的舞动特征与边界条件,在自重条件下根据力学特性得到了线缆舞动后的位移特征与频率信息。通过有限元仿真软件,仿真模拟了线缆的受迫舞动。在0.1Hz-3Hz的情况下,得到了内部光纤随线缆的应变响应规律,并探讨了共振舞动情况。第二、研究了基于分布式光纤传感的输电线缆舞动在线监测系统基本原理。从瑞利信号的原理出发探究外界舞动信息如何影响探测光相位关系,并对系统的解调原理进行阐述,介绍了正交解调算法的运算过程。搭建了输电线缆舞动在线监测系统,对系统性能进行了分析,确定了解调过程的性能优化方法。第三、针对系统硬件设计与软件实时性问题,设计了FPGA高速采集传输单元并结合多核多线程数据并行运算方式的输电线缆舞动在线监测系统。对于硬件方面,设计了光学子系统与电学子系统。光学子系统利用光信号收集输电线缆的舞动信息。电学子系统则以FPGA作为系统主控控制器,实现传感信号高速采集及传输。最后,在Qt平台下开发了上位机软件,通过创建线程池,选择合适的CPU分配,结合多核多线程合理分配并行运算资源提升了运算性能,实现数据并行处理,提高了系统实时性。第四、针对舞动波形还原过程,深入分析探测信号中存在的相位噪声,并对噪声滤除进行了研究。首先在理论与实验的基础上证明了相位噪声在信号传输过程中的存在性,在讨论相位噪声与舞动信号的频谱特性下,提出用维纳滤波算法解决相位噪声。经过仿真与实验验证,在不同舞动强度与舞动频率上,维纳滤波算法可以有效消除相位噪声,证明了该方法可以优化输电线缆舞动波形,提高舞动信号的还原信噪比。第五、设计了输电线缆舞动监测实验。压电陶瓷（Piezoelectric transducer,PZT）模拟了3Hz、2Hz和1Hz的舞动信号,通过PZT振动模拟舞动波形,系统成功探测到PZT发出的舞动信号并有较高的信噪比。电力光缆悬挂受迫舞动实验在人为施加激振模仿线缆舞动情况下,系统成功探测到真实舞动信号。在分析了本实验的频率响应特征下,通过不同实验结果展现了系统对输电线缆舞动的监测能力。