面向智能光电复合缆的故障识别与定位研究

徐传鹏 孙久龙

摘要：随着经济和科技的快速发展，互联网时代为电网和通信的发展带来了新的机遇，互联网时代提出将电力光纤推广到家庭和改善能源互联网信息通信系统的理念。电力光纤到家以智能光电复合缆为基础，利用电力线信道资源，实现电网与通信网络的深度融合，是实现能源互联网信息通信的有效途径。与传统的电力电缆和光缆的装配方案相比，智能光电复合缆具有较强的抗干扰能力。從成本角度来看，光电复合缆在材料成本增加不到10%的条件下，实现了总成本约40%的降低。因此，智能光电复合缆是促进电力光纤到家发展的理想载体，取代了传统的有线电视线路、网络线路、电话线和电源线，可节省大量的渠道资源。但目前，仍没有有效地监测手段来评估其安全状况。

关键词：光电复合缆;人工神经网络;独立成分分析

引言

随着社会的进步和科技的发展，光电技术在现实生活中的应用也愈发广泛，对人们的生产、生活产生了重大影响。但是，对电能进行传输的手段和对光进行传输的手段是不同的方法，在单独进行传输时，这两种能量并不会出现干扰的情况，光电复合缆就可以把相关设备对电和信号的需求同时得到解决，具有重要的意义。在传输过程中不会彼此产生干扰，光电复合光缆的应用，实现了信号传输与电力能源传输的同时进行，不仅减少了资金投入，而且提高了传输的质量和效率。这一技术的实现主要是依赖光电复合缆的特殊结构形式和性质，针对复合缆的特性，可以将其应用于较多的领域当中。本文就光电复合缆的一种结构及其应用进行了详细的讨论。

1故障分类及产生

智能光电复合缆中常见的故障按照内因和外因可以分为电气故障与外力故障，所谓电气故障就是由于复合缆内部线路出现短路、断路等物理原因导致;而外力故障主要是人为导致，即折断、弯曲、撞击等。两种故障并不是完全独立存在的，有可能相互影响。例如，因为外力故障引发电气故障。因此，引起电气故障发生的原因，外力故障承担大部分责任。包括复合缆运输、安装等过程中由于外力因素引起的碰撞、弯曲、牵引均有可能对合格的复合缆造成损伤。这些属可控因素，同时还存在不可控因素。例如，地震、台风等自然灾害造成的外力故障。其次，如果使用时间超过或者接近智能光电复合缆的设计使用寿命时，可能由于线路的耐久与包层的老化导致出现线路的电气故障。还有一些其他的因素可能会造成智能光电复合缆的故障，如人为盗取复合缆、产品不合格、复合缆的设计承载负荷与实际不匹配等。因此，对这些故障进行分类可分为复合缆短路故障、复合缆断路故障、复合缆泄露故障。其中，泄露故障指的是复合缆包层出现破裂导致部分能量或信号出现泄露。但仍可以正常工作，只是出现工作不稳定或者电压不正常的现象。

2智能光电复合缆故障定位

2.1布线光电复合缆产品标准

综合布线光电复合缆产品主要有智慧灯杆光电复合缆、数据中心系统光电复合缆、消费电子应用光电复合缆等。智慧灯杆是将功能性照明、交通监控、公安监控、污染物监控、大气质量监控、WiFi、4G/5G基站、广播、信息屏、充电桩等各种功能集成到一起的智慧城市公共基础设施。大量的通信设备集成在灯杆中，每个通信设备至少需要1～2根线缆进行供电与信号传输，而灯杆空间狭小，合理设计的光电复合缆将使得线缆外径大大减小，提高线缆束集成度。由此，智慧灯杆光电复合缆将随着智慧灯杆建设的逐步推进具有广阔应用前景。综合布线系统作为数据中心信息化的基础设施，是数据中心系统网络运行的一个重要组成部分。综合布线系统光电复合缆可采用电子配线架系统，以实现对光纤端口管理与控制。

2.2光电复合缆远程供电

现阶段矿井、乡村等相对特殊区域和范围网络信号较弱，也就是信号覆盖的弱区。供电工作的稳定性与可靠性与环境条件有极大的关系，为了解决上述问题，可以通过复合光缆进行远程供电。现阶远程供电的实施通过光电复合光缆的形式来实现，实现了信号和电力能源的同时传输，减少了资金投入。和传统的供电相比较，远程供电引入的资金投入量小、停电造成的影响小，在设备维护方面都具有很多优势，初期建设以及后期维护所需要投入的资金量较少，具有建设时间短、建设效率高的特点。基于光电复合光缆传输电力的特性，与其他通信电缆相比较，是一类输电的电缆，为了保证设备的安全，同时，便于维护与应用，可以通过选用不同材料颜色，来发挥警示、提示的作用，使其与其他通信缆相区别。由于远端的基站、驻地网引入市电的资金投入量较大，所可以选取光电复合缆的供电技术实现远程供电，不仅减少可资金投入，而且在建设的整个过程中，相对安全。

2.3维修方法

根据光电复合缆的损伤位置和用于维修的备用缆的长度数据，光电复合缆故障点维修方法主要分为单密封接头维修法和双密封接头维修法。单密封接头维修法适用于光电复合缆损伤位置距离平台接线箱较近，或损伤位置距离平台接线箱虽然不近，但用于维修的备用光电复合缆足够长，能满足从损伤点至光电复合缆接线箱之间的长度要求。主要维修思路是：回收平台光电复合缆接线箱至损伤点间光电复合缆，回收完成后，在原光电复合缆路由上重新铺设一段同规格型号的光电复合缆，并用一个密封接头完成新铺缆与原光电复合缆的铜导体焊接及光纤熔接作业，进而完成光电复合缆维修。双密封接头维修法适用于光电复合缆损伤位置距离平台接线箱较远，用于维修替换的备用光电复合缆长度无法满足从损伤点至平台接线箱之间长度要求。主要维修思路是：找到损伤点所在的大致位置，将光电复合缆在水下切断，然后分别起吊切断后的两端光电复合缆至船舶甲板，多次反复测试，确保将故障点完全切除。用一段新的同规格型号的备用缆通过两个密封接头完成新缆与原光电复合缆的连接作业。从而实现受损光电复合缆的维修。

结语

随着科技的不断发展，光电复合缆技术的应用领域会不断扩展，但是也要注意其在应用中的问题，相关人员要加大研究力度，和外国先进技术进行交流，取长补短，切实提高其在生活中应用的效果，提高经济效益，给人们的生活带来方便。

参考文献：

[1]伊锋雷.光电复合缆结构及其应用[J].中国新通信，2018，（1）：52-53.

[2]冯春琳，祝晨，李楠，张前程.复合缆在WLAN小区建设中的应用新尝试[J].移动通信，2020，（12）.

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