本发明涉及安全监测领域，具体涉及一种光纤型多参数电缆终端检测系统。
背景技术：
随着城网改造工程深入开展，为施工方便、减少线走廊的占地面积，提高供电的可靠性，在变电站10kv线路出线段，工业园区客户10kv供电线路进线段，城镇10kv配电线路、箱式变10kv电源进线等，都设计选用了yjlv22～8.7/15kv橡胶绝缘电力电缆供电。电缆终端头早期配用热缩终端头，后期配用冷缩终端头，但电缆线路投入运行3～5年后，电缆终端头每年都多次发生过故障，造成变电站或线路分段开关跳闸，直接影响了10kv城网供电的可靠性。
安装在室外的电缆终端头，常年受风、雨、雪、雷电的侵袭及温度诸因素的影响，经多年运行后，会因绝缘老化而损坏。而且杆上户外电缆终端头在电缆线路的首段，容易受到雷电过电压的侵袭，当避雷针放电时，雷电流通过地线接地装置流入大地，会在接地装置的电阻上产生压降，如果电缆接地装置的电阻大于10ω，产生的压降较大，加上避雷器的残压，会加在电缆芯线至终端头的绝缘体上，会使相线绝缘放电击穿。一旦发生上述故障，多数都是小范围的，不会影响到整个系统；但存在极少数雪崩式的连锁故障，即从一个很简单的故障开始，触发了一系列连锁反应，而导致网络的大部分甚至整个系统瘫痪。所以能够实时准确地评估电缆终端头的各类健康参数，对工程建设、中长期规划都有重要意义。
电缆终端头的检测目前都仅能依靠传统的人工检测的方式，还没有一种能够在线检测，尤其是通过光纤传感器测量电缆终端的方式。
技术实现要素：
本发明主要是解决上述电缆终端头的在线检测问题，避免电缆终端头遭到损坏，而造成停电事故，给生产造成损失，给生活带来影响，因此提出一种光纤型多参数电缆终端检测系统，基于电缆终端头的光纤光栅传感器，利用光栅反射原理，对电缆终端头的状态进行有效的实时检测分析，用光缆作为传输和传感元件，依靠光纤进行信号感应，不需要供电，不受电磁影响，耐腐蚀，适用于各种复杂安装环境，有效解决了安装现场供电以及远距离传感、传输的问题，光信号检测灵敏度更高，提高了报警信号的准确性。
本发明的技术方案如下：
本发明公开的一种光纤型多参数电缆终端检测系统，包括光纤传感模块和处理模块，所述光纤传感模块包括锯齿波驱动器、可调激光器、光隔离器、光环形器、光纤分路器和光纤光栅传感器，所述锯齿波驱动器提供锯齿波信号让可调激光器从短波长到长波长进行扫描，所述可调激光器的输出波长在1525～1605nm之间，所述锯齿波驱动器发出的每一个锯齿波都会产生一组从1525～1605nm的光谱图。所述可调激光器的输出端连接光隔离器的输入端，所述光隔离器的输出端与光环形器相连，所述光环形器与光纤分路器相连，所述光环形器控制光只能从光隔离器输入，而不能返回，以免损伤可调激光器。所述光纤分路器后面连接有若干个光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器敷设在各电缆终端。
所述处理模块包括光电探测器、数据采集器和中央处理器，所述光电探测器与光环行器相连，所述光纤光栅传感器的反射波长光谱反射后依次经过光纤分路器和光环形器，然后进入到光电探测器中，所述光电探测器将光信号解调成电信号，再将电信号发送给数据采集器，所述数据采集器采集光电探测器传输的电信号，同时，所述锯齿波驱动器在提供锯齿波信号给可调激光器时，也会提供一个同步信号给数据采集器，所述数据采集器将采集到的数字信号传输至中央处理器中，所述中央处理器将当前组锯齿波信号产生的电压信号再与下一组锯齿波信号产生的电压信号进行对比分析。
如上所述的光纤型多参数电缆终端检测系统，所述光纤分路器包括若干个输出端口。
如上所述的光纤型多参数电缆终端检测系统，所述光纤光栅传感器包括光纤光栅温度传感器、光纤光栅振动传感器、光纤光栅应变传感器和光纤光栅位移传感器，可对电缆终端的多个参数同时测量。
其中，所述光纤光栅振动传感器可以检测电缆终端头连接处是否受到振动。
所述光纤光栅温度传感器可以检测电缆终端头的温度，如果温度高说明运行异常可以起到预警作用。
所述光纤光栅应变传感器可以检测电缆终端头是否受热膨胀变形。
所述光纤光栅位移传感器可以检测电缆终端头与安装基体之间的相对位移，可以提前预警避免电缆终端头电缆的脱落。
进一步的，所述光纤光栅传感器的波长范围在1525～1605nm之间，且各光纤光栅传感器的波长彼此不重合。
如上所述的光纤型多参数电缆终端检测系统，所述中央处理器后面连接有通信模块，将检测数据通过通信模块发送至终端设备上，如监控室的电脑上。
本发明的有益效果在于：
1、本发明光纤型多参数电缆终端检测系统，区别于传统针对整条电缆的检测方式，仅在电缆终端头设置光纤光栅传感器，利用光栅反射原理，对电缆终端头的状态进行有效的实时检测分析，用光缆作为传输和传感元件，依靠光纤进行信号感应，不需要供电，不受电磁影响，耐腐蚀，适用于各种复杂安装环境，有效解决了安装现场供电以及远距离传感、传输的问题。
2、本发明光纤型多参数电缆终端检测系统，光信号检测灵敏度更高，提高了报警信号的准确性。
3、本发明光纤型多参数电缆终端检测系统，通过增加光纤分路器的数量即可方便扩展，实现多个电缆终端头的实时在线安全监测报警，能够准确区分报警电缆终端头位置，提高报警位置的有效性和准确性。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本申请的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。
在附图中：
图1为本实施例1的光纤型多参数电缆终端检测系统的框架图；
图2为本实施例1的光纤光栅传感器的光谱分布图；
图3为本实施例1的电缆终端头中光纤光栅传感器的敷设结构图；
图中各附图标记所代表的组件为：
61、光纤光栅温度传感器，62、光纤光栅振动传感器，63、光纤光栅应变传感器，64、光纤光栅位移传感器。
具体实施方式
下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。需要说明，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员，可以以各种形式实现本公开，而不应被这里阐述的实施方式所限制。
实施例1
参见图1，图1为本实施的一种光纤型多参数电缆终端检测系统的框架图，包括光纤传感模块和处理模块，所述光纤传感模块包括锯齿波驱动器、可调激光器、光隔离器、光环形器、光纤分路器和光纤光栅传感器，所述锯齿波驱动器提供锯齿波信号让可调激光器从短波长到长波长进行扫描，所述可调激光器的输出波长在1525～1605nm之间，所述锯齿波驱动器发出的每一个锯齿波都会产生一组从1525～1605nm的光谱图。所述可调激光器的输出端连接光隔离器的输入端，通过增加光隔离器，可有效防止从后面光路反射的信号再返回到可调激光器中，从而损坏激光器。
进一步的，所述光隔离器的输出端与光环形器相连，所述光环形器与光纤分路器相连，所述光环形器控制光只能从光隔离器输入，而不能返回，以免损伤可调激光器。所述光纤分路器后面连接有若干个光纤光栅传感器，为了波分复用可以让多个光纤光栅传感器信号串联起来，所述光纤光栅传感器敷设在各电缆终端。优选的，所述光纤分路器包括若干个输出端口，每个输出端口连接若干个光纤光栅传感器，可实现多通道光纤光栅传感器的监控。图1中只画了单通道敷设在电缆终端头的光纤光栅传感器状态图，可仅安装一个电缆终端头作为单通道使用，当然此处也可根据使用场景拓展电缆终端头的数量实现多通道光纤光栅传感器的监控，拓展性较强，此处不做限制。
进一步的，本实施例中的光纤光栅传感器包括光纤光栅温度传感器61、光纤光栅振动传感器62、光纤光栅应变传感器63和光纤光栅位移传感器64，其在电缆终端头的敷设状态参见图3。通过各光纤光栅传感器的设置，可对电缆终端的多个参数同时测量。
其中，所述光纤光栅振动传感器62可以检测电缆终端头连接处是否受到振动。
所述光纤光栅温度传感器61可以检测电缆终端头的温度，如果温度高说明运行异常可以起到预警作用。
所述光纤光栅应变传感器63可以检测电缆终端头是否受热膨胀变形。
所述光纤光栅位移传感器64可以检测电缆终端头与安装基体之间的相对位移，可以提前预警避免电缆终端头电缆的脱落。
进一步的，所述光纤光栅传感器的波长范围也在1525～1605nm之间，参见图2，与可调激光器的输出波长一致，便于光纤光栅传感器的反射波长在光谱图中呈现。而且，此处各光纤光栅传感器的波长彼此不重合。
进一步的，所述处理模块包括光电探测器、数据采集器和中央处理器，所述光电探测器与光环行器相连，四种光纤光栅传感器的反射波长光谱反射后依次经过光纤分路器和光环形器，然后进入到实时采集光信号的光电探测器中，所述光电探测器将光信号解调成电信号，再将电信号发送给数据采集器，所述数据采集器采集光电探测器传输的电信号，同时，所述锯齿波驱动器在提供锯齿波信号给可调激光器时，也会提供一个同步信号给数据采集器，所述数据采集器将采集到的数字信号传输至中央处理器中，所述中央处理器将当前组锯齿波信号产生的电压信号再与下一组锯齿波信号产生的电压信号进行对比分析，就能知道每次之间光波长的信号变化情况。
进一步的，所述中央处理器后面还连接有通信模块，将检测数据通过通信模块发送至终端设备上。
本系统的具体操作过程及原理如下：
所述锯齿波驱动器驱动可调激光器的同时提供一个同步信号给数据采集器，所述可调激光器输出光信号经过光隔离器、光环形器和光纤分路器，到达敷设在电缆终端头的光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器包括光纤光栅温度传感器61、光纤光栅振动传感器62、光纤光栅应变传感器63和光纤光栅位移传感器64，经过光纤光栅传感器反射后的波长信号再返回，分别经过光纤分路器和光环形器，然后再通过光电探测器将光信号转换为电信号，然后再将电信号发送给数据采集器，所述数据采集器将采集到的数字信号传输至中央处理器中，所述中央处理器将当前组锯齿波信号产生的电压信号再与下一组锯齿波信号产生的电压信号进行对比分析，就能知道每次之间光波长的信号变化情况，然后，所述中央处理器将检测数据通过通信模块发送至终端设备上，如监控室的电脑上。
本光纤型多参数电缆终端检测系统，区别于传统针对整条电缆的检测方式，仅在电缆终端头设置光纤光栅传感器，利用光栅反射原理，对电缆终端头的状态进行有效的实时检测分析，用光缆作为传输和传感元件，依靠光纤进行信号感应，不需要供电，不受电磁影响，耐腐蚀，适用于各种复杂安装环境，有效解决了安装现场供电以及远距离传感、传输的问题，光信号检测灵敏度更高，提高了报警信号的准确性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或增减替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
1.一种光纤型多参数电缆终端检测系统，其特征在于，包括光纤传感模块和处理模块，所述光纤传感模块包括锯齿波驱动器、可调激光器、光隔离器、光环形器、光纤分路器和光纤光栅传感器，所述锯齿波驱动器提供锯齿波信号让可调激光器从短波长到长波长进行扫描，所述可调激光器的输出端连接光隔离器的输入端，所述光隔离器的输出端与光环形器相连，所述光环形器与光纤分路器相连，所述光环形器控制光只能从光隔离器输入，而不能返回，所述光纤分路器后面连接有若干个光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器敷设在各电缆终端；
所述处理模块包括光电探测器、数据采集器和中央处理器，所述光电探测器与光环行器相连，所述光纤光栅传感器的反射波长光谱反射后依次经过光纤分路器和光环形器，然后进入到光电探测器中，所述光电探测器将光信号解调成电信号，再将电信号发送给数据采集器，所述数据采集器采集光电探测器传输的电信号，同时，所述锯齿波驱动器在提供锯齿波信号给可调激光器时，也会提供一个同步信号给数据采集器，所述数据采集器将采集到的数字信号传输至中央处理器中，所述中央处理器将当前组锯齿波信号产生的电压信号再与下一组锯齿波信号产生的电压信号进行对比分析。
2.按照权利要求1所述的一种光纤型多参数电缆终端检测系统，其特征在于，所述可调激光器的输出波长在1525～1605nm之间。
3.按照权利要求1所述的一种光纤型多参数电缆终端检测系统，其特征在于，所述光纤分路器包括若干个输出端口。
4.按照权利要求2所述的一种光纤型多参数电缆终端检测系统，其特征在于，所述光纤光栅传感器包括光纤光栅温度传感器(61)、光纤光栅振动传感器(62)、光纤光栅应变传感器(63)和光纤光栅位移传感器(64)。
5.按照权利要求4所述的一种光纤型多参数电缆终端检测系统，其特征在于，所述光纤光栅传感器的波长范围在1525～1605nm之间。
6.按照权利要求1所述的一种光纤型多参数电缆终端检测系统，其特征在于，所述中央处理器后面连接有通信模块，将检测数据通过通信模块发送至终端设备上。
技术总结