基于迈克尔逊干涉和图像识别的高压电缆防外破监测预警系统Monitoring and Warning System of Power Cable External-damage Prevention Based on Michelson Interference and Image Recognition
洪博,张晨曦,王旭
HONG Bo,ZHANG Chenxi,WANG Xu
摘要(Abstract):
城市建设高峰伴随着大量市政施工,对高压电缆的安全运行造成极大外破压力,研究防外破监测预警系统代替人工巡视具有重大意义。基于迈克尔逊干涉光纤振动传感原理,结合图像识别技术设计搭建了一套光纤振动源防外破监测预警系统。该系统以光纤作为传感器监测振动信号,同时联动监控球机拍摄现场照片进行图像识别,实现了对电缆通道保护范围内振动源的高灵敏度、高准确率外破预警和视觉定位。
Massive municipal construction in urban construction peak brings external damage to operation security of high-voltage cables. Therefore, it is of great significance to study the substitution of a monitoring and warning system of power cable external-damage prevention for manual inspection. Based on the principle of Michelson interference optical fiber vibration sensing combined with image recognition, an optical fiber vibration source monitoring and warning system for external damage prevention is designed and built. The system uses optical fiber as a sensor to monitor the vibration signal, and meanwhile starts the monitoring dome camera to take photos of the scene for image recognition, enabling external damage warning of vibration source with high sensitivity and accuracy as well as visual positioning in the protected area of cable channel.
关键词(KeyWords):
电力电缆;防外破;光纤传感;图像识别
power cable;external-damage prevention;fiber optic sensing;image identification
基金项目(Foundation):
作者(Author):
洪博,张晨曦,王旭
HONG Bo,ZHANG Chenxi,WANG Xu
DOI: 10.19585/j.zjdl.202103012
参考文献(References):
- [1]惠宝军,傅明利,刘通,等.110 kV及以上电力电缆系统故障统计分析[J].南方电网技术,2017,11(12):44-50.
- [2]项恩新,王科,聂鼎,等.基于振动特征的智能电缆防外破监测技术研究[J].电测与仪表,2020,57(24):35-45.
- [3]王玮.基于作业声音信号统计分析的工程机械识别研究[D].杭州:杭州电子科技大学,2016.
- [4]许金彤,李建斌,俞登科.介于空气、土壤介质的电力电缆防外破定位方法[J].信息通信,2015,28(9):183-184.
- [5]张智娟,郭文翰,徐志钮,等.基于Φ-OTDR的光纤传感技术原理及其应用现状[J].半导体光电,2019,40(1):9-16.
- [6]王振,赵霞,孙震,等.基于光纤传感的长输管道破坏预警技术研究[J].工业安全与环保,2019,45(11):27-30.
- [7]徐涛.基于分布式光纤振动传感的高压电缆防外破监测预警系统应用[J].东北电力技术,2020,41(6):30-33.
- [8]荆涛,黄丹飞,衣文索,等.基于φ-OTDR马赫泽德光纤振动传感系统[J].长春理工大学学报(自然科学版),2020,43(3):23-28.
- [9]徐恩波.分布式光纤振动传感器系统硬件设计及实验[D].武汉:华中科技大学,2007.
- [10]盛媛媛.光纤传感器振动检测系统分析[D].北京:华北电力大学,2016.
- [11]盛逐风.基于φ-OTDR与MZI复合的超长周界光纤预警系统研究[D].北京:北京交通大学,2016.
- [12]吕悦娟,王宇,张建国,等.基于广义互相关技术的马赫泽德振动检测系统[J].光学技术,2019,45(2):192-197.
- [13]杨江.基于迈克尔逊干渉和模式识别的全光纤周界安防系统[D].杭州:中国计量学院,2015.
- [14]王亮.Michelson干涉型光纤振动传感系统模式识别方法的研究[D].长春:吉林大学,2016.
- [15]高文智.基于光纤振动传感技术的相位解调方法研究及硬件实现[D].长春:吉林大学,2018.
- [16]孔汇环.电力人工智能图像识别技术研究及在架空输电线路巡检业务中的应用[D].合肥:安徽大学,2019.
- [17]林庆达,禤亮,覃威威,等.电力系统图像识别研究综述[J].云南电力技术,2017,45(4):30-33.
- [18]吕宁.基于深度学习的输电线路防外力破坏监测系统研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2018.