电力通信光缆线路中的故障点定位和有效检测技术

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  【摘  要】通信光缆线路是通信的重要组成部分,其安全稳定运行是保障通信质量的关键。因此,通信企业需提高对通信光缆线路的重视,做好通信光缆线路的运维管理工作。在通信光缆线路的运维管理工作中,故障点定位是难度较高的环节,故障点的准确定位可以有效提升故障维修的效率,降低通信企业的经济损失。
  【关键词】通信光缆;线路故障点;准确定位;有效检测
  1通信光缆线路故障常见原因的分析
  首先,通信光缆自身存在的缺陷导致光缆故障。通信光缆由光纤和外护层组成,光纤的质量直接影响到光缆的传输性能,如果光纤自身存在缺陷,那么当光缆使用一段时间后,光纤的包层直径以及同心度出现误差,或者光纤的机械性能出现问题,通讯光缆就会出现故障。另外,光缆的外护层材料如果存在缺陷,也会导致老化速度加快,最终影响到通讯光缆的使用寿命和性能。其次,人为因素导致光缆通信故障。在通信光缆线路运行过程中一般存在的人为影响因素有两种,一种是外来人员引起了通信光缆的运行安全故障,例如说存在偷窃行为偷到光缆线路,还有车辆发生安全事故撞坏了光缆线路,以及施工过程中对于通信光缆线路造成的损伤等。另一种原因就是工作人员在工作中造成的通信光缆运行故障,一般都是在进行故障排查过程中,工作人员过于相信自己的工作经验,没有形成科学合理的故障解决方案。最后,自然环境因素导致光缆故障。自然环境因素包括风、雨、雷、电、地震、高温、冰雪等极端气候条件,当光缆在极端高温或严寒的自然环境下工作时,光缆外护层就会因为温度变化大或者频繁而造成损伤。现在很多地区的通信光缆采用直埋式的敷设方法,土壤的湿度、酸碱度等也是影响光缆正常运行的因素之一。
  2影响通信光缆线路故障点位置判断的因素
  2.1故障点定位受到测试误差的影响
  对通信光缆线路故障点的定位,一般通过OTDR测试设备实现,其测试数据与实际情况存在一定程度的误差。在OTDR测试中,鉴于抽样间隔的存在,使得误差产生,尤其显示在距离分辨率上十分明显,与抽样频率呈现正比关系。
  2.2故障测试设备的使用缺乏科学性,操作误差时有发生
  首先,折射率出现误差。折射率与多种因素关系密切,厂家与产品型号的差异都会造成不同的折射率。在使用OTDR的时候,要对折射率进行合理设定,避免因为这一因素,造成定位不准确。其次,量程选择不合理。在使用OTDR仪表的时候,量程的恰当选择十分关键,一旦选择不科学,很难保证故障定位的精准性。OTDR仪表量程的不同会造成数据的差异,一旦量程选择出现不合理,必定造成测定结果的不准确。再次,脉冲宽度出现不当情况。如果脉冲幅度能够保持一致,那么,其宽度与能量呈现正比关系。也就是说,脉冲宽度越大,其误差程度就约严重。最后,时间处理出现不恰当情况。OTDR仪表的脉冲反射信号的采样工作需要实现处理的均衡性,减少随机事件的发生,降低随机事件产生的不良影响。测试精度与平均化时间关系密切,在达到一定时间之后,精度呈现不变状态。为了有效缩短测试时间,一般将时间设定在0.5-3分钟的区间。
  3光纤线路故障点定位的要点
  3.1熟悉仪表操作
  只有掌握了仪表的正确操作方法,保证了其工作的科学可靠性,才能保证定位的准确性。在检修工作中,最为常用的就是OTDR仪表,在使用中,需要确保参数的正确,之后对测试范围进行选择,在此基础上,活用仪表自身的放大功能。只有保证了仪表应用的正确才能给定位与检修工作提供便利。
  3.2了解线路信息
  在具体工作中,也需要积极搜集光纤线路的资料,并妥善保存。在工作中也需要对其准确性进行核对,只有正确的信息才能给检修工作的开展提供参考。具体包括线路建设的年代、材质以及施工单位和设计情况等等。
  3.3结合故障特点灵活地采取测试手段
  对于故障点的测试工作来说,需要结合线路以及故障的情况来灵活地选择测试手段。举例来说,对于故障点,形成相应的应对思路,一方面需要整合光缆线路的原始资料,同时进行现场测量,对两方面的资料和数据进行比对,这样才能更为准确、客观地分析故障点,给后续检修工作的开展提供必要的支持。
  4光时域反射仪及检测方法
  OTDR工作原理就是运用光的瑞利散射及菲涅尔反射原则,OTDR和被检测光纤实现连接后,向被检测光纤发射测试所用的激光脉冲。其中,OTDR运用菲涅尔反射原理:依据菲涅尔反射原理,如果在发送端探测出背向反射而来的光,即可看出前后端面回波脉冲,这些信号之间的时间间隔则是光走两倍纤长度时间,以此检测光纤长度值。同理,如果光纤内部出现断裂或缺陷,也需要在光纤输入端检测至回波脉冲,依据回波脉冲状况准确定位故障。而OTDR运用瑞利散射原理,就是把窄脉冲注入光纤的输入端,如果光脉冲顺着光纤进行传输,不同点瑞利散射部分会不断返回至光纤输入端。而光纤接收到电路所检测的返回光,并通过数字处理提升信噪比,将与反射功率对应的电信号连接至示波器,通过恰当的处理,相对应的对数衰减曲线得以在屏幕上显示出来。而由于光纤光纤自身因素的影响,激光会出现散射,而散射并无方向性,一部分散射光会返回至OTDR之上。由于所返回和传输的光功率展现正比关系,通过深入分析返回的光功率,可以展现传输的光功率,以此测得光纤衰减情况。当光传输通路面临全部中断,在断点位置背向散射光功率降至零,从而产生菲涅尔反射。
  5通信光缆线路中故障点定位和检测的仿真分析
  为了进一步明确光时域反射仪的定位准确性,笔者仿真软件对光时域反射仪的应用效果进行分析。在房仿真分析中,通过最大最小准则明确阈值B,并将其与不同尺度下的小波系数进行对比,如果模值小于阈值B,则小波系数设定为0;如果模值大于阈值B,则将小波系数数值减去B,获得相对平滑的小波系数。仿真测试设置的采样频率是2000kHz,共采样19600个采样点;通过dB3小波进行光信号的小波分解,从而获得不同尺度下的小波系数模极大值。按照上文中提到的去噪处理方法进行降噪,降噪后获得的光信号与原始信号具有较高的相似性。由此可以看出,在应用光时域反射仪进行故障点定位与检测时,技术人员可以利用小波变换系数有效运算,去除光信号中的噪音,提升光时域反射仪定位的准确性,为运维人员开展故障维修工作提供帮助。
  6光缆线路故障处理方法
  线路维修管理人员要熟练地掌握并运用相关故障检修技术,及时发现故障,找出故障根源,确保线路维修质量。当出现故障时,机房值班技术人员必须要及时对故障位置及类型做出判断。为了降低故障发生几率,线路维修单位需要保证足够的抢修力量,检修设备要齐全,人员要配置好。线路查修工作需要每天进行,无论天气好坏都要及时获取線路信息,便于及时采取有效措施进行抢修,争取短时间内恢复线路。故障解决后,必须要做好相关记录,并对故障问题进行全面分析,并制定出有效的解决措施。例如:在跳接光纤检测前,第一步就是要测试备用纤芯,使其满足有关要求。在对故障进行处理时。通常会遇到先恢复跳纤业务的要求。一旦遇到这种问题,必须要和传输中心保持联系,征求其同意,才能跳纤。另外,只可以逐芯来拔插纤芯,每跳一芯,需等到传输机房确认无误后,才能开始下一芯的跳纤。
  7结束语
  通过本文的分析可知,在实际的光时域反射仪应用中,通信企业的运维人员需要合理设置光时域反射仪的各项参数,通过小波变化模极大值方法进行光信号的去噪处理,实现光脉冲信号的不失真重构,提升故障点定位的准确性及排除效率,促进通信企业的可持续发展。
  参考文献:
  [1]李杼.光纤通信中光缆故障位置的确定技术分析[J].应用能源技术,2018,07:52-53.
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