基于振动传感技术的电缆故障定位方法和装置与流程

1.本技术涉及智能电网技术领域，特别是涉及一种基于振动传感技术的电缆故障定位方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。


背景技术：

2.当前，电力电缆的敷设往往伴随着通信光缆，因此通过对同沟敷设的通信光缆的定位即可实现对电力电缆的故障点进行定位。
3.传统技术中，光缆故障定位通常利用otdr(optical time domain reflectometry，光时域反射计)进行故障点长度测量。然而，在工程实践中定位光缆断点时，首先利用otdr测量断点距离，通过地面与光缆铺设过程中的冗余比例确定开挖点，在开挖点开挖；在找到光缆并剪断后，再利用otdr继续确定开挖点，直至逼近光缆断点。该方法在寻找断点过程中需要多次开挖剪断光缆，工作量较大，导致对故障点的定位效率较低。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高故障点定位效率的基于振动传感技术的电缆故障定位方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
5.第一方面，本技术提供了一种基于振动传感技术的电缆故障定位方法。所述方法包括：
6.获取与待定位电缆同沟敷设的光缆中的测量参数；
7.根据所述测量参数，确定所述光缆的故障类型；
8.根据所述故障类型，确定所述待定位电缆的目标故障定位方式；
9.采用所述目标故障定位方式，确定所述待定位电缆的故障位置。
10.在其中一个实施例中，所述根据所述测量参数，确定所述光缆的故障类型，包括：
11.根据所述测量参数，识别所述光缆的故障信息；
12.在所述故障信息表示所述光缆在电缆故障下未发生断裂的情况下，确认所述光缆的故障类型为第一故障类型；
13.在所述故障信息表示所述光缆在电缆故障下发生断裂的情况下，确认所述光缆的故障类型为第二故障类型。
14.在其中一个实施例中，所述采用所述目标故障定位方式，确定所述待定位电缆的故障位置，包括：
15.在所述故障类型为所述第一故障类型的情况下，在所述待定位电缆中通电，使通电后的待定位电缆在待定位的故障位置产生对地放电；
16.获取所述通电后的待定位电缆在对地放电时对所述光缆造成的振动数据，作为所述光缆的第一监控数据；
17.根据所述第一监控数据，确定所述光缆的最大振动位置在线缆敷设方向上的第一
位置信息；所述线缆为所述待定位电缆和所述光缆；
18.控制铅球在所述第一位置信息对应的线缆沟槽地面上进行投掷，获取所述铅球进行投掷时对所述光缆造成的振动数据，作为所述光缆的第二监控数据；
19.获取所述铅球进行投掷时造成的振动在地面下的第一振动传播速度和所述光缆的第一埋地深度；
20.根据所述第二监控数据、所述第一振动传播速度和所述第一埋地深度，确定所述光缆的最大振动位置在垂直于线缆敷设方向上的第二位置信息；
21.根据所述第一位置信息和所述第二位置信息，确定所述光缆的最大振动位置，作为所述待定位电缆的故障位置。
22.在其中一个实施例中，所述根据所述第二监控数据、所述第一振动传播速度和所述第一埋地深度，确定所述光缆的最大振动位置在垂直于线缆敷设方向上的第二位置信息，包括：
23.根据所述第二监控数据，确定所述光缆在第一目标位置与第二目标位置分别接收到所述铅球进行投掷时对所述光缆造成的振动的振动时间差；所述第一目标位置为所述光缆中接收到所述铅球进行投掷时对所述光缆造成的振动的最近位置，所述第二目标位置为所述光缆中接收到所述铅球进行投掷时对所述光缆造成的振动的最远位置；
24.获取所述第一目标位置与所述第二目标位置之间的距离差；
25.根据所述振动时间差、所述距离差、所述第一埋地深度和所述第一振动传播速度，确定所述光缆的最大振动位置在垂直于线缆敷设方向上的第二位置信息。
26.在其中一个实施例中，所述采用所述目标故障定位方式，确定所述待定位电缆的故障位置，包括：
27.在所述故障类型为所述第二故障类型的情况下，获取所述光缆在电缆故障下发生断裂的断裂位置范围；
28.控制铅球在所述断裂位置范围中的不同位置进行三次投掷，并对应获取所述铅球三次落地的落地时刻，以及对应获取所述铅球进行投掷时对所述光缆造成的振动数据，作为所述光缆的三个第三监控数据；
29.根据所述三个第三监控数据，分别确定所述光缆接收到所述铅球进行投掷时对所述光缆造成的振动的振动时刻；
30.获取所述铅球进行投掷时造成的振动在地面下的第二振动传播速度和所述光缆的埋地深度；
31.根据所述第二振动传播速度、所述埋地深度、所述落地时刻和所述振动时刻，确定所述光缆在电缆故障下发生断裂的断裂位置，作为所述待定位电缆的故障位置。
32.在其中一个实施例中，所述采用所述目标故障定位方式，确定所述待定位电缆的故障位置，包括：
33.采用所述目标故障定位方式，按照预设次数确定所述待定位电缆的多个故障定位数据；
34.对所述多个故障定位数据做平均处理，得到平均故障定位数据；
35.根据所述平均故障定位数据，确定所述待定位电缆的故障位置。
36.第二方面，本技术还提供了一种基于振动传感技术的电缆故障定位装置。
37.所述装置包括：
38.测量参数获取模块，用于获取与待定位电缆同沟敷设的光缆中的测量参数；
39.故障类型确定模块，用于根据所述测量参数，确定所述光缆的故障类型；
40.定位方式确定模块，用于根据所述故障类型，确定所述待定位电缆的目标故障定位方式；
41.故障位置确定模块，用于采用所述目标故障定位方式，确定所述待定位电缆的故障位置。
42.第三方面，本技术还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
43.获取与待定位电缆同沟敷设的光缆中的测量参数；
44.根据所述测量参数，确定所述光缆的故障类型；
45.根据所述故障类型，确定所述待定位电缆的目标故障定位方式；
46.采用所述目标故障定位方式，确定所述待定位电缆的故障位置。
47.第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
48.获取与待定位电缆同沟敷设的光缆中的测量参数；
49.根据所述测量参数，确定所述光缆的故障类型；
50.根据所述故障类型，确定所述待定位电缆的目标故障定位方式；
51.采用所述目标故障定位方式，确定所述待定位电缆的故障位置。
52.第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
53.获取与待定位电缆同沟敷设的光缆中的测量参数；
54.根据所述测量参数，确定所述光缆的故障类型；
55.根据所述故障类型，确定所述待定位电缆的目标故障定位方式；
56.采用所述目标故障定位方式，确定所述待定位电缆的故障位置。
57.上述基于振动传感技术的电缆故障定位方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，首先，获取与待定位电缆同沟敷设的光缆中的测量参数，然后根据测量参数，确定光缆的故障类型，再根据故障类型，确定待定位电缆的目标故障定位方式；对于与电缆同沟敷设的光缆的故障类型，不同的故障类型可以采用不同的定位方式，更具有针对性的故障定位方式可以有效减少定位过程中的工作量，以提高电缆故障的定位效率；采用目标故障定位方式，确定待定位电缆的故障位置，通过对与电缆同沟敷设的光缆进行定位，从而间接实现对电缆故障的定位，可以获得电缆中故障位置更准确的定位信息。上述方法中，基于光缆传输信息的物理性质，可以准确获取到光缆中的扰动信息，进而可以确定出光缆的故障类型和对应的目标故障定位方式，并以更有针对性的目标故障定位方式来实现对光缆的定位，间接实现了对电缆的故障定位，能够提高电缆故障定位的效率；同时减少了工作量和提高了定位精确性。
附图说明
58.图1为一个实施例中基于振动传感技术的电缆故障定位方法的流程示意图；
59.图2为一个实施例中获取光缆中的测量参数的分布式光缆振动传感系统的示意图；
60.图3为一个实施例中确定待定位电缆的故障位置的步骤的流程示意图；
61.图4为一个实施例中不同接收节点接收信息的时间差示意图；
62.图5为一个实施例中确定第二位置信息的示意图；
63.图6为一个实施例中确定光缆断裂位置的示意图；
64.图7为一个实施例中基于振动传感技术的电缆故障定位系统的示意图；
65.图8为一个实施例中基于振动传感技术的电缆故障定位装置的结构框图；
66.图9为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
67.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
68.在一个实施例中，如图1所示，提供了一种基于振动传感技术的电缆故障定位方法，本实施例以该方法应用于终端进行举例说明，可以理解的是，该方法也可以应用于服务器，还可以应用于包括终端和服务器的系统，并通过终端和服务器之间的交互实现。终端可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机和平板电脑。服务器可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。本实施例中，该方法包括以下步骤：
69.步骤s101，获取与待定位电缆同沟敷设的光缆中的测量参数。
70.示例性地，光缆的测量参数可以采用φ-otdr光时域反射仪的干涉机理对光缆沿线的振动信息进行测量得到，外界扰动作用在光缆上面，光缆产生的振动导致光缆中的后向瑞利散射光的相位发生变化，由于干涉作用导致该位置稳定的干涉状态发生变化并引起光强的变化，通过实时监测光缆后向瑞利散射的干涉信号可以确定光缆的信息。如图2所示，为一种获取光缆中的测量参数的分布式光缆振动传感系统示意图。具体包括：首先通过超窄线宽激光器发射连续光脉冲，通常激光器的线宽《3khz，超窄线宽激光器发出的连续光脉冲通过光缆传输到声光调制器中进行调制，得到脉冲光信号；脉冲光信号经过掺铒光纤放大器(edfa)进行放大，该放大器的作用是将输入光进行放大，以增大输入到待测光缆的信号能量，使探测距离加长；经过放大后的脉冲光信号输入到100ghz的滤波器中滤除其中的无用光信号，经过滤波后的光信号输入到环形器的输入端口1；环形器的端口2连接待测光缆，环形器的端口3连接雪崩光电二极管(apd)，即光电探测器，用于探测待测光缆中自相干后向瑞利散射光的光信号，并将光信号转化为电信号，然后光电探测器将电信号输入运放电路，运放电路将电信号进行滤波、放大、采样处理后输入数据采集卡中，最后由数据采集卡关联的数据处理器(例如本实施例中的终端)进行数据处理和分析，最终得到该待测光缆上的信息。另外，信号发生器用于驱动声光调制器产生光脉冲信号，并将光脉冲的同步信号发送给数据采集卡中。
71.步骤s102，根据测量参数，确定光缆的故障类型。
72.示例性地，终端对光缆中的测量参数进行处理和分析，确定光缆中存在扰动信息之外，是否还存在入侵信息。若存在入侵信息说明光缆发生了断裂，否则没有发生断裂。基
于光缆是否发生断裂确定光缆的故障类型。具体可以采用机器学习算法模型对测量参数进行分类处理，机器学习算法模型通过预先训练之后，可以输出光缆的各个故障类型的概率，将概率最大的故障类型作为光缆的故障类型。
73.步骤s103，根据故障类型，确定待定位电缆的目标故障定位方式。
74.示例性地，终端根据光缆的故障类型，基于预设的故障类型与故障定位方式之间的映射关系，确定出故障类型对应的目标故障定位方式。在光缆未发生断裂时，需要由电缆在断裂位置进行放电以获取对光缆的扰动信息，进而确定电缆的断裂位置；而在光缆因电缆断裂而发生断裂时，光缆断裂位置通常与电缆断裂位置相邻，因此需要获取对光缆的入侵信息以确定光缆的断裂位置，从而确定电缆的断裂位置(即故障位置)。具体可以由终端控制相关设备主动创造对光缆的振动干扰，然后采用光缆的振动传感技术对光缆进行定位。对于特定的故障类型进行定位时，更具有针对性的故障定位方式会比通用的故障定位方式具有更高的定位效率。
75.步骤s104，采用目标故障定位方式，确定待定位电缆的故障位置。
76.示例性地，终端采用目标故障定位方式，控制其余相关的设备，完成对光缆的断裂位置定位或扰动位置定位，从而实现对同沟敷设电缆中断裂位置(即故障位置)的定位。
77.上述基于振动传感技术的电缆故障定位方法中，首先，获取与待定位电缆同沟敷设的光缆中的测量参数，然后根据测量参数，确定光缆的故障类型，再根据故障类型，确定待定位电缆的目标故障定位方式；对于与电缆同沟敷设的光缆的故障类型，不同的故障类型可以采用不同的定位方式，更具有针对性的故障定位方式可以有效减少定位过程中的工作量，以提高电缆故障的定位效率；采用目标故障定位方式，确定待定位电缆的故障位置，通过对与电缆同沟敷设的光缆进行定位，从而间接实现对电缆故障的定位，可以获得电缆中故障位置更准确的定位信息。上述方法中，基于光缆传输信息的物理性质，可以准确获取到光缆中的扰动信息，进而可以确定出光缆的故障类型和对应的目标故障定位方式，并以更有针对性的目标故障定位方式来实现对光缆的定位，间接实现了对电缆的故障定位，能够提高电缆故障定位的效率；同时减少了工作量和提高了定位精确性。
78.在一个实施例中，上述步骤s102根据测量参数，确定光缆的故障类型，还包括：根据测量参数，识别光缆的故障信息；在故障信息表示光缆在电缆故障下未发生断裂的情况下，确认光缆的故障类型为第一故障类型；在故障信息表示光缆在电缆故障下发生断裂的情况下，确认光缆的故障类型为第二故障类型。
79.示例性地，终端对光缆中的测量参数进行处理和分析，确定光缆中存在扰动信息之外，是否还存在入侵信息。若存在入侵信息说明光缆发生了断裂，否则没有发生断裂。基于光缆是否发生断裂确定光缆的故障类型。具体可以采用机器学习算法模型对测量参数进行二分类处理，机器学习算法模型通过预先训练之后，可以输出光缆的两种故障类型的概率，将概率最大的故障类型作为光缆的故障类型。也可以是根据出测量参数中的某个参数或参数的某种特征，基于预设的参数阈值或映射关系等，直接确定出光缆的故障类型。
80.本实施例中，通过获取光缆的测量参数并对其进行分析，能够识别光缆的故障信息并确定故障类型。这样可以有效地判断光缆是否发生断裂，从而为后续的故障定位提供准确的信息。
81.在一个实施例中，如图3所示，上述步骤s104采用目标故障定位方式，确定待定位
电缆的故障位置，还可以通过以下步骤实现：
82.步骤s301，在故障类型为第一故障类型的情况下，在待定位电缆中通电，使通电后的待定位电缆在待定位的故障位置产生对地放电。
83.步骤s302，获取通电后的待定位电缆在对地放电时对光缆造成的振动数据，作为光缆的第一监控数据。
84.步骤s303，根据第一监控数据，确定光缆的最大振动位置在线缆敷设方向上的第一位置信息。
85.步骤s304，控制铅球在第一位置信息对应的线缆沟槽地面上进行投掷，获取铅球进行投掷时对光缆造成的振动数据，作为光缆的第二监控数据。
86.步骤s305，获取铅球进行投掷时造成的振动在地面下的第一振动传播速度和光缆的第一埋地深度。
87.步骤s306，根据第二监控数据、第一振动传播速度和第一埋地深度，确定光缆的最大振动位置在垂直于线缆敷设方向上的第二位置信息。
88.步骤s307，根据第一位置信息和第二位置信息，确定光缆的最大振动位置，作为待定位电缆的故障位置。
89.其中，线缆为待定位电缆和光缆。
90.示例性地，在故障类型为第一故障类型的情况下，由于光缆没有因为电缆的断裂而产生断裂，因此无法通过对光缆的断裂位置进行定位从而确定电缆的断裂位置(即故障位置)。终端首先需要控制相关设备在待定位电缆中进行通电，以使得电缆在其断裂位置(即故障位置)进行对地放电，在对地放电中，电流会在断裂位置造成对地振动，对地振动的能量会传递到同沟敷设的光缆中。通过电缆的持续对地放电，获取到对地振动对光缆造成的振动数据(即第一监控数据)。因为光缆未发生断裂，可以认为光缆对振动的反应是均匀的，因此光缆上与电缆故障点距离最近的位置，会接收到最大的对地振动的能量，也就是光缆上的最大振动位置。通过对第一监控数据进行分析处理，可以确定出最大振动位置在光缆上的光缆长度信息，即为最大振动位置在线缆敷设方向上的第一位置信息。根据第一位置信息，可以确定出最大振动位置对应地面上的位置范围。然后，控制铅球在第一位置信息对应的线缆沟槽地面上进行投掷，使得铅球在投掷落地时，产生地面振动，从而对光缆造成的振动数据，(即为第二监控数据)。然后根据第二监控数据以及由用户输入的第一振动传播速度和第一埋地深度，可以确定出在垂直于线缆敷设方向上，光缆与铅球之间的距离信息；在小范围中，光缆都是笔直敷设的，因此在垂直于线缆敷设方向上，光缆与铅球之间的距离信息即为最大振动位置与铅球之间的距离信息(即为第二位置信息)。最后基于两个方向上的位置信息——第一位置信息和第二位置信息，可以准确定位到光缆的最大振动位置，也就可以确定出待定位电缆的断裂位置(即为故障位置)。
91.本实施例中，基于光缆未发生断裂的情况和光缆对应的性质，采用电缆对地放电和铅球投掷落地振动两种方式，分别确定出与电缆断裂位置最近的光缆最大振动位置在两个方向上的位置信息，进而准确定位到光缆最大振动位置，以实现对电缆断裂位置(即故障位置)的准确定位。通过对电缆的故障位置的准确定位，可以直接快速地确定出电缆的故障位置，从而提高电缆故障定位的效率。
92.在一个实施例中，上述步骤s306根据第二监控数据、第一振动传播速度和第一埋
地深度，确定光缆的最大振动位置在垂直于线缆敷设方向上的第二位置信息，还包括：根据第二监控数据，确定光缆在第一目标位置与第二目标位置分别接收到铅球进行投掷时对光缆造成的振动的振动时间差；获取第一目标位置与第二目标位置之间的距离差；根据振动时间差、距离差和第一振动传播速度，确定光缆的最大振动位置在垂直于线缆敷设方向上的第二位置信息。
93.其中，第一目标位置为光缆中接收到铅球进行投掷时对光缆造成的振动的最近位置，第二目标位置为光缆中接收到铅球进行投掷时对光缆造成的振动的最远位置。
94.示例性地，tdoa(time difference of arrival，到达时间差)定位是一种常用的利用时间差进行定位的方法，如图4所示，基于两个接收节点接收到发送节点发送的信息的时刻，计算得到时间差。然而这种方法需要设定3个接收信息的节点来实现。具体为：基于3个接收节点之间接收同一信息发送节点发送的同一信息的时间差，确定出至少两个双曲线轨迹，基于双曲线轨迹的交点确定出信息发送节点。本实施例中，针对光缆接收振动的性质，简化了tdoa的流程，仅需设定2个接收信息的节点就可以实现。当铅球在投掷落地时，产生地面振动，从而对光缆造成的振动数据，而光缆接收振动能量最大的位置，即为光缆中接收到铅球进行投掷时对光缆造成的振动的最近位置(第一目标位置)；振动能量随着传播而逐渐削弱，光缆接收振动能量最小的临界位置，即为光缆中接收到铅球进行投掷时对光缆造成的振动的最远位置(第二目标位置)。终端根据第二监控数据，分析第二监控数据中铅球进行投掷时对光缆造成的扰动信息，从而确定出光缆的第一目标位置和第二目标位置分别接收到铅球进行投掷时对光缆造成的振动的振动时间差。然后终端确定出第一目标位置与第二目标位置之间的距离差。从而根据振动时间差、距离差、第一埋地深度和第一振动传播速度，就可以确定光缆的最大振动位置在垂直于线缆敷设方向上的第二位置信息。
95.举例说明，如图5所示，因为点与线之间的最短距离为垂线段的长度，因此假设m点为第一目标位置，n点为第二目标位置，q点为铅球落地位置，距离差为s，第一振动传播速度为v1，那么振动时间差为δt＝t
2-t1。假设光缆的第一埋地深度为d1，q点与m点之间的距离为l1。基于勾股定理，可以得到：
96.(t2*v1)2＝s2+(t1*v1)2，t
22
＝(t1+δt)2，t1*v1＝l197.对上述公式处理可以得到：
[0098][0099]
最后，基于勾股定理，可以确定出在垂直于线缆敷设方向上，m点与q点之间的距离l2为l
22
＝l
12-d
12
，即可确定出第二位置信息(等同于l2)。
[0100]
本实施例中，简化了tdoa定位流程，只需设定2个接收信息的位置就能实现对光缆的定位。通过分析振动时间差、距离差和振动传播速度等参数，可以确定光缆的最大振动位置在垂直于线缆敷设方向上的第二位置信息。这种方法可以提高定位的效率和准确性，减少定位操作的复杂性。
[0101]
在一个实施例中，上述步骤s104采用目标故障定位方式，确定待定位电缆的故障位置，还包括：在故障类型为第二故障类型的情况下，获取光缆在电缆故障下发生断裂的断裂位置范围；控制铅球在断裂位置范围中的不同位置进行三次投掷，并对应获取铅球三次
落地的落地时刻，以及对应获取铅球进行投掷时对光缆造成的振动数据，作为光缆的三个第三监控数据；根据三个第三监控数据，分别确定光缆接收到铅球进行投掷时对光缆造成的振动的振动时刻；获取铅球进行投掷时造成的振动在地面下的第二振动传播速度和光缆的第二埋地深度；根据第二振动传播速度、第二埋地深度、落地时刻和振动时刻，确定光缆在电缆故障下发生断裂的断裂位置，作为待定位电缆的故障位置。
[0102]
示例性地，在故障类型为第二故障类型的情况下，即光缆因为电缆的断裂而产生断裂。通常情况下，在电缆断裂位置的电流的影响下，光缆的断裂位置会是与电缆断裂位置紧挨着的位置，因此可以通过对光缆的断裂位置进行定位从而确定电缆的断裂位置(即故障位置)。同时，振动产生的能量会在光缆断裂位置侵入，使得光缆中的监控数据可以获取到对应的侵入信息。终端基于当前光缆中的监控信息，确定可以确定出光缆断裂位置范围，从而控制铅球在断裂位置范围内进行投掷。终端控制铅球进行三次投掷，并获取对应的落地时刻；当铅球落地时，造成的振动通过地面传递到光缆断裂位置，使得振动能量从光缆断裂位置侵入，同时，终端对应获取光缆中的三个第三监控数据，基于第三监控数据确定出光缆在断裂位置接收到铅球进行投掷时对光缆造成振动能量的侵入的时刻(即振动时刻)。最后，根据由用户输入的第二振动传播速度和第二埋地深度，以及落地时刻、振动时刻和铅球的落地位置，确定出光缆在电缆故障下发生断裂的断裂位置，作为待定位电缆的故障位置。
[0103]
举例说明，如图6所示，假设在第一次投掷时，铅球落地时刻为ta，光缆的振动时刻为tb，那么振动的传播时间为t
b-ta。第二振动传播数据为v2，则铅球落地位置a1和光缆断裂位置之间的距离为v2*(t
b-ta)。第二埋地深度为d2，那么铅球落地位置和光缆断裂位置之间的水平距离la为
[0104][0105]
类似地，可以计算得到在第二次投掷时，铅球落地位置a2和光缆断裂位置之间的水平距离lb，以及在第三次投掷时，铅球落地位置a3和光缆断裂位置之间的水平距离lc。基于la、lb和lc，以及铅球的三个落地位置，可以确定出三个圆周，由三个圆周可以确定一个交点，此交点即为光缆断裂位置。
[0106]
需要说明的是，在一个实施例中，也可以仅进行两次铅球投掷，相应地就可以得到两个圆周，两个圆周可以确定出两个交点，以在光缆敷设方向上的交点作为目标交点，即为光缆断裂位置。
[0107]
本实施例中，利用光缆中的监控数据和振动信息，通过控制铅球投掷和分析振动时刻，可以确定光缆在电缆断裂位置附近的断裂位置。这种方法可以有效地定位光缆的故障位置，提高故障定位的准确性和效率。
[0108]
在一个实施例中，上述步骤s104采用目标故障定位方式，确定待定位电缆的故障位置，还包括：采用目标故障定位方式，按照预设次数确定待定位电缆的多个故障定位数据；对多个故障定位数据做平均处理，得到平均故障定位数据；根据平均故障定位数据，确定待定位电缆的故障位置。
[0109]
示例性地，为了克服由于到达时间测量误差引起的故障位置定位不准确的问题，可以采用多次定位取平均数据的方式来获取更精确的故障位置。
[0110]
本实施例中，通过多次定位并取平均的方式可以有效减少随机因素带来的测量误
差，从而提高定位的准确度。
[0111]
在一个实施例中，如图7所示，提供了一种用于实现上述基于振动传感技术的电缆故障定位方法的基于振动传感技术的电缆故障定位系统，包括：计算机终端701、铅球自由落体控制设备702、光缆振动传感采集与处理单元703和光缆振动传感光路单元704。
[0112]
其中，计算机终端701用于控制铅球自由落体控制设备702进行铅球投掷，同时铅球自由落体控制设备702将铅球落地时刻传输给计算机终端701；然后铅球落地造成的振动被光缆振动传感光路单元704接收到；光缆振动传感光路单元704将监控数据传输给光缆振动传感采集与处理单元703进行分析和处理，并将处理后的数据传递给计算机终端701，最后计算机终端701计算出故障位置。
[0113]
铅球自由落体控制设备702可以包括一个测量车和一个立柱。立柱上安装有一个掷球座，掷球座上有一个用于铅球自由落体的孔。在掷球座的孔上方，有一个电磁装置用于固定和释放铅球。掷球座下方还设有一个计时传感器，用于测量铅球下落的时间。该设备可实现自动化控制，自动记录铅球自由落体时间，且高度可调节，并且能够自动计算铅球落地时刻。
[0114]
本实施例中，通过控制铅球的自由落体和测量其落地时刻，以及通过光缆振动传感光路单元接收光缆的振动数据，能够准确地确定电缆的故障位置。并且本实施例中的系统具有自动化控制、高度可调节和精确定位等优点，可以提高电缆故障定位的准确性和效率。
[0115]
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0116]
基于同样的发明构思，本技术实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的基于振动传感技术的电缆故障定位方法的基于振动传感技术的电缆故障定位装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个基于振动传感技术的电缆故障定位装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于基于振动传感技术的电缆故障定位方法的限定，在此不再赘述。
[0117]
在一个实施例中，如图8所示，提供了一种基于振动传感技术的电缆故障定位装置，包括：测量参数获取模块801、故障类型确定模块802、定位方式确定模块803和故障位置确定模块804，其中：
[0118]
测量参数获取模块801，用于获取与待定位电缆同沟敷设的光缆中的测量参数；
[0119]
故障类型确定模块802，用于根据测量参数，确定光缆的故障类型；
[0120]
定位方式确定模块803，用于根据故障类型，确定待定位电缆的目标故障定位方式；
[0121]
故障位置确定模块804，用于采用目标故障定位方式，确定待定位电缆的故障位置。
[0122]
在一个实施例中，上述故障类型确定模块802，还用于根据测量参数，识别光缆的故障信息；在故障信息表示光缆在电缆故障下未发生断裂的情况下，确认光缆的故障类型为第一故障类型；在故障信息表示光缆在电缆故障下发生断裂的情况下，确认光缆的故障类型为第二故障类型。
[0123]
在一个实施例中，上述故障位置确定模块804，还用于在故障类型为第一故障类型的情况下，在待定位电缆中通电，使通电后的待定位电缆在待定位的故障位置产生对地放电；获取通电后的待定位电缆在对地放电时对光缆造成的振动数据，作为光缆的第一监控数据；根据第一监控数据，确定光缆的最大振动位置在线缆敷设方向上的第一位置信息；线缆为待定位电缆和光缆；控制铅球在第一位置信息对应的线缆沟槽地面上进行投掷，获取铅球进行投掷时对光缆造成的振动数据，作为光缆的第二监控数据；获取铅球进行投掷时造成的振动在地面下的第一振动传播速度和光缆的第一埋地深度；根据第二监控数据、第一振动传播速度和第一埋地深度，确定光缆的最大振动位置在垂直于线缆敷设方向上的第二位置信息；根据第一位置信息和第二位置信息，确定光缆的最大振动位置，作为待定位电缆的故障位置。
[0124]
在一个实施例中，上述故障位置确定模块804，还用于根据第二监控数据，确定光缆在第一目标位置与第二目标位置分别接收到铅球进行投掷时对光缆造成的振动的振动时间差；第一目标位置为光缆中接收到铅球进行投掷时对光缆造成的振动的最近位置，第二目标位置为光缆中接收到铅球进行投掷时对光缆造成的振动的最远位置；获取第一目标位置与第二目标位置之间的距离差；根据振动时间差、距离差、第一埋地深度和第一振动传播速度，确定光缆的最大振动位置在垂直于线缆敷设方向上的第二位置信息。
[0125]
在一个实施例中，上述故障位置确定模块804，还用于在故障类型为第二故障类型的情况下，获取光缆在电缆故障下发生断裂的断裂位置范围；控制铅球在断裂位置范围中的不同位置进行三次投掷，并对应获取铅球三次落地的落地时刻，以及对应获取铅球进行投掷时对光缆造成的振动数据，作为光缆的三个第三监控数据；根据三个第三监控数据，分别确定光缆接收到铅球进行投掷时对光缆造成的振动的振动时刻；获取铅球进行投掷时造成的振动在地面下的第二振动传播速度和光缆的第二埋地深度；根据第二振动传播速度、第二埋地深度、落地时刻和振动时刻，确定光缆在电缆故障下发生断裂的断裂位置，作为待定位电缆的故障位置。
[0126]
在一个实施例中，上述故障位置确定模块804，还用于采用目标故障定位方式，按照预设次数确定待定位电缆的多个故障定位数据；对多个故障定位数据做平均处理，得到平均故障定位数据；根据平均故障定位数据，确定待定位电缆的故障位置。
[0127]
上述基于振动传感技术的电缆故障定位装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0128]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图9所示。该计算机设备包括处理器、存储器、输入/输出接口、通信接口、显示单元和输入装置。其中，处理器、存储器和输入/输出接口通过系统总线连接，通信接口、显示单元和输入装置通过输入/输出接口连接到系统总线。其中，该计算机设备的处理器用于提供
计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的输入/输出接口用于处理器与外部设备之间交换信息。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过wifi、移动蜂窝网络、nfc(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于振动传感技术的电缆故障定位方法。该计算机设备的显示单元用于形成视觉可见的画面，可以是显示屏、投影装置或虚拟现实成像装置。显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
[0129]
本领域技术人员可以理解，图9中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0130]
在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0131]
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0132]
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0133]
需要说明的是，本技术所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据，且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准。
[0134]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory，rom)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(reram)、磁变存储器(magnetoresistive random access memory，mram)、铁电存储器(ferroelectric random access memory，fram)、相变存储器(phase change memory，pcm)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。本技术所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本技术所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
[0135]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例
中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0136]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种基于振动传感技术的电缆故障定位方法，其特征在于，所述方法包括：获取与待定位电缆同沟敷设的光缆中的测量参数；根据所述测量参数，确定所述光缆的故障类型；根据所述故障类型，确定所述待定位电缆的目标故障定位方式；采用所述目标故障定位方式，确定所述待定位电缆的故障位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述测量参数，确定所述光缆的故障类型，包括：根据所述测量参数，识别所述光缆的故障信息；在所述故障信息表示所述光缆在电缆故障下未发生断裂的情况下，确认所述光缆的故障类型为第一故障类型；在所述故障信息表示所述光缆在电缆故障下发生断裂的情况下，确认所述光缆的故障类型为第二故障类型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用所述目标故障定位方式，确定所述待定位电缆的故障位置，包括：在所述故障类型为所述第一故障类型的情况下，在所述待定位电缆中通电，使通电后的待定位电缆在待定位的故障位置产生对地放电；获取所述通电后的待定位电缆在对地放电时对所述光缆造成的振动数据，作为所述光缆的第一监控数据；根据所述第一监控数据，确定所述光缆的最大振动位置在线缆敷设方向上的第一位置信息；所述线缆为所述待定位电缆和所述光缆；控制铅球在所述第一位置信息对应的线缆沟槽地面上进行投掷，获取所述铅球进行投掷时对所述光缆造成的振动数据，作为所述光缆的第二监控数据；获取所述铅球进行投掷时造成的振动在地面下的第一振动传播速度和所述光缆的第一埋地深度；根据所述第二监控数据、所述第一振动传播速度和所述第一埋地深度，确定所述光缆的最大振动位置在垂直于线缆敷设方向上的第二位置信息；根据所述第一位置信息和所述第二位置信息，确定所述光缆的最大振动位置，作为所述待定位电缆的故障位置。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二监控数据、所述第一振动传播速度和所述第一埋地深度，确定所述光缆的最大振动位置在垂直于线缆敷设方向上的第二位置信息，包括：根据所述第二监控数据，确定所述光缆在第一目标位置与第二目标位置分别接收到所述铅球进行投掷时对所述光缆造成的振动的振动时间差；所述第一目标位置为所述光缆中接收到所述铅球进行投掷时对所述光缆造成的振动的最近位置，所述第二目标位置为所述光缆中接收到所述铅球进行投掷时对所述光缆造成的振动的最远位置；获取所述第一目标位置与所述第二目标位置之间的距离差；根据所述振动时间差、所述距离差、所述第一埋地深度和所述第一振动传播速度，确定所述光缆的最大振动位置在垂直于线缆敷设方向上的第二位置信息。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用所述目标故障定位方式，确定所
述待定位电缆的故障位置，包括：在所述故障类型为所述第二故障类型的情况下，获取所述光缆在电缆故障下发生断裂的断裂位置范围；控制铅球在所述断裂位置范围中的不同位置进行三次投掷，并对应获取所述铅球三次落地的落地时刻，以及对应获取所述铅球进行投掷时对所述光缆造成的振动数据，作为所述光缆的三个第三监控数据；根据所述三个第三监控数据，分别确定所述光缆接收到所述铅球进行投掷时对所述光缆造成的振动的振动时刻；获取所述铅球进行投掷时造成的振动在地面下的第二振动传播速度和所述光缆的第二埋地深度；根据所述第二振动传播速度、所述第二埋地深度、所述落地时刻和所述振动时刻，确定所述光缆在电缆故障下发生断裂的断裂位置，作为所述待定位电缆的故障位置。6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述采用所述目标故障定位方式，确定所述待定位电缆的故障位置，包括：采用所述目标故障定位方式，按照预设次数确定所述待定位电缆的多个故障定位数据；对所述多个故障定位数据做平均处理，得到平均故障定位数据；根据所述平均故障定位数据，确定所述待定位电缆的故障位置。7.一种基于振动传感技术的电缆故障定位装置，其特征在于，所述装置包括：测量参数获取模块，用于获取与待定位电缆同沟敷设的光缆中的测量参数；故障类型确定模块，用于根据所述测量参数，确定所述光缆的故障类型；定位方式确定模块，用于根据所述故障类型，确定所述待定位电缆的目标故障定位方式；故障位置确定模块，用于采用所述目标故障定位方式，确定所述待定位电缆的故障位置。8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本申请涉及一种基于振动传感技术的电缆故障定位方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。所述方法包括：获取与待定位电缆同沟敷设的光缆中的测量参数；根据测量参数，确定光缆的故障类型；根据故障类型，确定待定位电缆的目标故障定位方式；采用目标故障定位方式，确定待定位电缆的故障位置。采用本方法能够提高对电缆故障位置的定位效率。法能够提高对电缆故障位置的定位效率。法能够提高对电缆故障位置的定位效率。


技术研发人员：刘仲 李鹏 徐振恒 韦杰 谭则杰 樊小鹏 骆柏锋 林跃欢 尹旭 李立浧
受保护的技术使用者：南方电网数字电网研究院有限公司
技术研发日：2023.07.12
技术公布日：2023/9/26