OPGW光缆接头盒智能监测技术的实现

张清华 解鹏 董良雷

【摘要】    光缆是现代通信传输的重要载体，光缆线路的维护工作将直接影响着通信传输的质量。由于光缆线路常架设在户外，受外界环境因素影响容易产生老化和损坏等故障，对于光缆线路的维护工作就显得尤为重要。传统光缆线路巡检工作主要依靠人工完成，巡检效率不高、维修时间长，严重影响了光缆通信的服务质量。鉴于此，本文对OPGW光缆接头盒智能监测技术的实现进行详细分析，试图为之提供行之有效的可行性建议。

【关键词】    OPGW    光缆    接头盒    智能监测

引言：

光缆复合架空地线（Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire，OPGW），主要是指在架空高压输电线地线中配置光缆，组成输电线路光缆通信网络，因此，OPGW拥有通信和地线两种功能。OPGW光缆接头盒通过机械压力密封确保光缆接头之间光学性能、机械强度的连续性得到有效保护，但由于其工作环境较为恶劣，长期受到雨水、光照等因素的影响，对光缆接头盒的机械强度和密封性能造成严重威胁，一旦出现开裂或者密封圈老化，将会对内部的电缆接头造成严重破坏。因此，提高OPGW光缆接头盒的维护管理质量，降低接头盒故障率是提升光缆通信网络使用安全性的必要前提。鉴于此本文对OPGW光缆接头盒智能监测技术的设计与实现进行详细分析：

一、OPGW光缆接头盒故障评价

OPGW光缆接头盒是光缆分支连接处的重要保护装置，基本结构含光纤的缆芯和绞合的金属材料组成，其中光缆线路主要功能是信号传输的主要通道，金属材料则是为光纤线路提供必要的机械强度，起到有效的保护作用。随着我国光缆通信网络规模的不断扩大，OPGW光缆接头盒的使用数量越来越多，由于光缆复合架空地线兼具通信和地线两种功能，要求接头盒具有较高的稳定性，除了在设计方面需要进行严谨的分析外，还要对后期维护管理工作进行优化升级。OPGW光缆接头盒智能监测技术依托于互联网平台，对光缆复合架空地线的运行状态进行实时监控，及时发现故障隐患并采取有效的应对措施，确保电缆线路安全、平稳的运行。

OPGW光缆接头盒由于工作环境较为恶劣，容易受到外界环境因素的影响产生故障。虽然OPGW光缆接头盒使用不锈钢金属外壳提供机械强度，但是，密封老化等问题难以在外观直接发现，无疑给传统人工巡检增加了难度，巡检人员无法在故障发生的第一时间进行处理，导致故障检修的周期较长，影响范围大，严重损害了通信传输质量。下文对OPGW光缆接头盒常见故障进行分析：

1.1光缆接头故障盒结构设计问题

现阶段，我国光缆通信网络的规模不断扩大，线路的故障种类和数量也有一定范围的上升。受到使用环境的影响，光缆线路的故障率最高，而且在光缆通信线路故障中，OPGW光缆接头盒故障发生概率较高。如果OPGW光缆接头盒在设计方面存在严重缺陷，会产生密封不严、接头盒漏水、金属构件锈蚀等问题。如果OPGW光缆接头盒周围环境较为潮湿，接头盒密封不严时，内部的电缆接头会被大量的水离子覆盖，一旦出现电解或者结冰，会对光缆线头造成非常严重损伤。

1.2安装工艺导致故障

光缆架空复合地线，对于材料结构和安装工艺有较高要求。由于OPGW本身兼具通信和地线两种功能，因此，要求材料本身具有较高的热性能，在加上OPGW长期暴露在外界环境中，对于安装工艺要求更为严苛。由于OPGW光缆接头盒安装在电力铁塔上，一旦遭受强风或者低温导致光缆线路结冰，致使光缆线路拉力急剧增大，其余股线无法承受该应力作用时，会直接将光缆线路拉断。

1.3缺乏光缆接头盒故障感知手段

目前，OPGW光缆接头盒的维护管理工作主要依靠人工进行，很少配备专用的传感器收集OPGW光缆接头盒运行状态信息。传统人工巡检是通过划分区域、定期对OPGW光缆接头盒进行检查，巡检过程中如果发现问题，需要联系就近维修站工作人员对故障接头盒进行维修和故障处理。在人工巡检过程中，故障检出效率极低，而且维修周期较长，也进一步扩大了故障影响的范围。随着电缆线路规模不断扩大，OPGW光缆接头盒检查不仅耗时耗力，效率低下。同时在工作过程中，也存在运行光缆造成误碰伤害。

传统光缆线路维护以人工为主，基本按照故障发生、通知维护单位、OTDR测视、寻找故障位置、维修处理流程进行。一旦发现安全隐患，需要根据巡检人员所在位置联系就近区域的维修设备进行抢修，无法进行远程协助，缩短线路故障造成的影响，设备和人员的调度将不可避免地产生故障抢修时间长、影响范围广的问题，这些都严重影响着电缆线路的稳定运行。而且有人为因素的影响，对于故障的反应速度有明显不足，值班人员和维护人员之间的配合将直接影响光缆线路的维护效率。因此，迫切需要寻求一种科学有效的监测技术对光缆线路运行状态进行实时监控。

二、OPGW光缆接头盒故障智能监测技术设计

随着城市建设的快速发展，光缆线路规模不断扩大，光缆线路容量和传输速率越来越高，对于信息传输的质量也有了更高的要求，光缆所承担的任务也越来越重，光缆维护工作成为人们关注的焦点。依托于现代科学技术的OPGW光缆接头盒智能监测系统是一种自动检测光缆中断系统，融合了光通信技术、互联网技术、软件工程技术、为解决实时监测光缆故障提供一个理想的选择。OPGW光缆接头盒故障智能监测技术是通过互联网作为传输通道，传输接头盒运行情况数據。通过互联网共享平台建设数据服务器和应用服务器，对OPGW光缆接头盒实时数据信息进行报表及可视化处理。下面就对OPGW光缆接头盒智能监测系统的设计与实现进行深入分析：

2.1监控传感器设计

OPGW光缆接头盒故障智能监测技术，依靠传感器对接头盒内部进行状态监测，监测内容包括接头盒内部进水传感器、温度传感器、风速感器、电压传感器等。传感器可以实时监测接头盒的户外温度以及对风速和风力进行监控数据采集，形成报表的大数据汇总。

2.2视频监控采集技术

为提升OPGW光缆接头盒的运维质量，该系统可以通过传感器可以对接头盒的环境温湿度、高度、图像和内部的水浸、气压进行全面监测，制定针对性的维护措施。OPGW光缆接头盒故障智能监测技術采用低功耗的视频监控芯片及视频录像算法，对视频进行采集，当视频是动态的情况下才进行视频储存，可降低视频的功耗及储存芯片的空间，有效提升了视频采集数量，方便维护人员对OPGW光缆接头盒的历史数据进行查询，通过软件分析判断故障隐患。

2.3接头盒实时定位技术

OPGW光缆接头盒智能监测系统配备有GPS定位装置，通过该装置可以对OPGW光缆接头盒进行实时定位，并将定位数据通过无线网络的方式进行传输，如果在巡检过程中发现故障，OPGW光缆接头盒智能监测系统可以将接头盒的实时位置通过GPS地图进行展示，维修人员可以根据定位及时到达故障现场进行维修，有效缩短了故障维修时间，将故障产生的影响降到最低。OPGW光缆接头盒故障智能监测技术组网方案如下图1所示。

OPGW光缆接头盒智能监测技术为用户提供了直观、方便、快捷的使用体验。结合现代科学技术不仅优化了传统人工巡检过程的不足，而且极大地提升了巡检效率和质量。随着电缆通信技术的不断成熟，目前，电力通信专网已形成了以光缆通信网为核心的通信网络，在光缆通信网中，接头盒结构设计和安装位置对通信网络的运行也将起到更为重要的作用。

随着通信网络的快速发展，光缆线路规模越来越大，相关配件的使用量越来越多，给后期的运维管理工作带来了极大的挑战。其中OPGW光缆接头盒故障成为近年来，电网工作者关注的焦点。智能化的OPGW光缆接头盒故障监测系统依靠现代化信息管理技术和互联网平台，通过互联网平台、GPS定位系统以及互联网实现对OPGW光缆线路运行数据的实时采集和传输，可以及时发现故障隐患，缩短运维周期，将故障影响降到最低。此外，通过无线传输和软件分析等操作简化了传统人工巡检的劳动强度，极大地提高了电力通信巡检工作的质量和效率，电力通信管理更加智能化和规范化，确保电力网络安全、平稳、高效的运行，为电力企业智能化发展提供帮助。

三、结束语

综上所述，为提升OPGW光缆接头盒的稳定性及可靠性，本文分析了在光缆线路中常见的接头盒故障，提出了基于传感器技术的 OPGW光缆接头盒故障智能监测系统，通过传感器可以对接头盒的环境温湿度、高度、图像以及接头盒内部的水浸、气压进行全面监测，制定针对性的维护措施。该OPGW光缆接头盒故障智能监测系统配备进水的传感器、温度传感器、风速感器以及电压传感器，全方位对光缆接头盒内部进行监控，可以有效的确保电缆通信网络安全、稳定的运行。

参  考  文  献

[1]郑伟军，方景辉，徐辉.光缆接头盒积水发现模块研制[J].中国电力企业管理.2018（09）

[2]王先培，田猛，董政呈，龙嘉川，代荡荡，朱国威.通信光缆故障对电力网连锁故障的影响[J].电力系统自动化.2015（13）

[3]赵子岩，李文.电力通信光缆典型故障分析及应对措施研究[J].电力信息与通信技术.2016（05）

[4]张清华，解鹏.OPGW光缆接头盒智能监测技术的设计与实现[J].中国新通信. 2020（04）

[5]谢明海，徐律佳，杨乐祥，李有超.光缆接头盒密封性智能监测系统的实现[J].电力信息与通信技术.2016（10）