光纖復(fù)合海底電纜故障診斷方法研究.pdf

1、光電復(fù)合海底電纜因具有信息與電能同時傳輸?shù)葍?yōu)點，在海島和海上平臺等工程應(yīng)用中越來越廣泛。為了縮短修復(fù)海纜故障所用時間，保證海纜運行通暢，減少經(jīng)濟損失，對海纜故障類型的診斷進行研究非常必要。
　　本課題以某電力公司海底電纜在線監(jiān)測項目的光電復(fù)合海纜為基礎(chǔ)開展研究。本文首先綜述了利用分布式光纖傳感技術(shù)的海纜監(jiān)測系統(tǒng)及故障診斷理論基礎(chǔ)，介紹了小波包分析及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)原理，明確了使用小波包與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法進行海纜故障類型的診斷，分

2、析了海纜故障的幾種類型及產(chǎn)生原因，根據(jù)多年以來海纜故障的測量經(jīng)驗及海纜發(fā)生故障時的傳感光纖的溫度和應(yīng)變變化特點，模擬海纜故障數(shù)據(jù)；其次，利用小波分析算法對故障數(shù)據(jù)進行降噪處理，去除噪聲干擾，還原原始信號中的有效信息，并利用小波包分解降噪后的數(shù)據(jù)，分別提取出每種故障的能量、標準差及小波包Shannon熵三種故障特征，作為模式識別的診斷依據(jù)；再次，針對電氣及機械故障，分別建立了BP、PNN兩種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，確定了每種網(wǎng)絡(luò)的最佳參數(shù)，將提取出的特

3、征向量輸入到兩種網(wǎng)絡(luò)中，對三種故障特征的故障區(qū)分度作了對比，并綜合比較了這兩種網(wǎng)絡(luò)的診斷性能。最后，利用LabVIEW虛擬儀器，搭建了海底電纜故障診斷平臺，可完成數(shù)據(jù)的讀取、分析、診斷及結(jié)果顯示。
　　仿真結(jié)果表明，利用小波包分解提取出的三種特征向量均在不同程度表征出海纜故障特征。對于電氣故障，提取標準差作為特征向量的診斷效果最好，對于機械故障，提取各頻帶能量作為特征向量的診斷效果最好。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的選擇上，PNN網(wǎng)絡(luò)的分類性能總體