标准草案架空输电线路舞动全光纤监测技术规范

ICS29.080.10

CCSK48

备案号：XXXXT/CEC

中国电力企业联合会标准

T/CECXXX—202X

架空输电线路舞动全光纤监测技术规范

Technologyspecificationforall-fibermonitoringofoverhead

transmissionlinegalloping

（征求意见稿）

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

中国电力企业联合会发布

1

T/CECXXX—202X

前言

本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起

草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国电力企业联合会提出。

本文件由全国架空线路标准化技术委员会线路运行分技术委员会（SAC/TC202/SC1）归口。

本文件起草单位：

本文件主要起草人：

本文件为首次发布。

本文件在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市西城区白广

路二条1号,100761）。

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架空输电线路舞动全光纤监测技术规范

1范围

本文件规定了架空输电线路舞动全光纤监测技术的监测方法与系统、监测基本条件、监测系统要求、

安装调试、日常运维和监测报告等。

本文件适用于安装有光纤复合架空地线（OPGW）或者光纤复合相线（OPPC）的架空输电线路。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件

GB4943.1音视频、信息技术和通信技术设备第1部分：安全要求

GB/T9361计算机场地安全要求

GB/T9771（所有部分）通信用单模光纤

GB/T12357（所有部分）通信用多模光纤

GB/T14733.12电信术语光纤通信

DL/T832光纤复合架空地线

DL/T1613光纤复合架空相线及相关附件

DL/T1894电力光纤传感器通用规范

DL/T5344电力光纤通信工程验收规范

IEEEStd2828Guideformeasuringmethodofoverheadpowertransmissionlinegallopingbasedon

monocularvideo

3术语和定义

GB/T14733.12、DL/T832、DL/T1613、DL/T1894和IEEEStd2828界定的以及下列术语和定义适

用于本文件。

3.1

全光纤监测技术all-fibermonitoringtechnology

基于光纤中瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射等非线性散射效应的分布式传感监测技术。

3.2

分布式光纤传感技术distributedopticalfibersensingtechnology

以光纤作为传感媒介，参量被感知的位置沿传感光纤连续分布的技术。

3.3

分布式光纤振动监测vibrationmonitoringofdistributedopticalfiber

1

T/CECXXX—202X

以分布式光纤振动监测技术获取输电线路振动信号，获取振动的实时空间频率分布信息。

3.4

分布式光纤温度监测temperaturemonitoringofdistributedopticalfiber

以分布式光纤温度监测技术获取输电线路温度信号，获取温度的实时空间分布信息。

3.5

舞动全光纤监测gallopingall-fibermonitoring

综合架空输电线路分布式光纤振动和温度监测数据，判断架空输电线路舞动状态，获取频率、位置

和时间等舞动参数信息。

4监测系统

4.1监测原理

以输电线路上OPGW/OPPC内部光纤作为传感介质，传输光缆作为传输介质，采用全光纤监测技术监

测架空输电线路舞动。全光纤监测技术原理见附录A。

全光纤监测技术通过采集OPGW/OPPC中光纤后向散射光信号，对其温度和振动信号进行时空分布信

息的提取，并结合傅里叶变换、滤波、去噪等方法对信号进行分析，进一步获取振动的实时空间频率分

布数据，最后结合输电线路舞动状态样本数据库，判断导线舞动状态，得出舞动频率、位置等参数，实

现对舞动开始时间、持续时间和结束时间的判断和提取，获得本次线路舞动的发展过程信息。

4.2系统组成

输电线路舞动全光纤监测系统主要包括传感端、传输端和监测端，示意图见图1。

传感端：一般为输电线路OPGW/OPPC线缆，其内部含有光纤。

传输端：一般为传输光缆，用于连接OPGW/OPPC与监测端。

监测端：一般为监测系统硬件设备，包括解调仪和分析处理系统等。监测端提供传感信号必须的光

源，并实现传感信号解调、处理和分析，获取线路舞动参数。

图1全光纤舞动监测系统示意图

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5监测条件

5.1一般要求

舞动全光纤监测的一般要求如下：

a）所监测的输电线路应安装OPGW光缆或者OPPC导线，并满足DL/T832和DL/T1613中的技术

要求，所用传输光纤的特性应满足GB/T9771和GB/T12357的有关规定；

b）舞动全光纤监测的传感光纤应选择OPGW/OPPC中独立的光纤芯；且待监测线路至少应有2芯冗

余的纤芯资源；

c）舞动全光纤监测系统的接入不应改变线路的连接方式、绝缘性能及电气完整性，不应影响现场

其他设备的安全运行；

d）舞动全光纤监测系统应安装在变电站或光缆通信中继站内；

e）舞动全光纤监测系统的光纤接口宜采用FC-APC接头连接；尾纤与传输光缆中光纤的熔接应用

热熔套管保护，且其熔接点衰减平均值应不大于0.1db/点，并满足DL/T5344的有关要求；

f）当采用光开关时，宜采用电子式；如采用有源光开关，其供电应满足DL/T5344的有关规定。

5.2工作条件

全光纤监测室内装置的工作条件如下：

a）使用温度：-10℃～+55℃（室内）；

b）运行温度：-20℃～+85℃（线路）；

c）使用湿度：5%～95%（产品内部，既不应凝露，也不应结冰）；

d）大气压力：80kPa～110kPa；

e）场地安全要求：符合GB/T9361中B级安全规定；

f）监测端安全要求：符合GB4943.1中电击与着火的有关规定；

g）工作电源：

--工作电压：AC220V±22V;

--频率：50Hz±0.5Hz；

--电源谐波总畸变率：THD≤8%。

6监测系统要求

6.1硬件要求

为满足输电线路舞动光纤传感监测的使用，应满足如下技术指标：

a）传感端监测范围：不超过120km；

b）空间分辨率：可达10m～100m；

c）温度分辨率：1℃；

d）舞动频率测量精度：±0.2Hz；

e）通道数：单通道和多通道均可；

f）运行寿命：系统至少可无故障运行20000h。

6.2功能要求

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功能应满足如下要求：

a）振动：可实时采集振动信号并将其转化成振动数据；

b）温度监测：可实时采集温度信号并将其转化成温度数据；

c）舞动定位：可根据实时采集到的数据判断舞动状态，给出舞动参数；

d）舞动报警：可对舞动状态进行实时报警；

e）数据管理：可查看实时数据以及历史数据,并具备至少1年的结果数据回溯能力。

7安装调试

7.1安装

安装工作如下：

a）应标记待测光纤端口编号；

b）应记录设备所安装屏柜的位置和编号；

c）光纤接头损耗应满足设计规定值，光纤熔接后应采用热熔套管保护；

d）光纤、跳纤应设置统一的标志牌；

e）光纤、跳纤应采用阻燃、防水材料；

f）光纤、跳纤应排列整齐、走向合理，不宜交叉，最小弯曲半径应不小于缆径的25倍；

7.2调试

调试要求如下：

a）首次调试应明确待测线路的首末位置，并对关键塔位位置信息进行标定；

b）调试完成后应确认是否正常保存数据，长度设置是否合理；

c）调试完成后宜保留初始状态数据，以便于运行后状态对比；

d）如果修改光学参数，或者需要对光纤光缆进行移动、更换等，注意先关闭激光电源后再进行操

作。

8运维

8.1监测装置运维

测装置的运维要求如下：

a）设备光纤接口在更换监测光纤时必须保持清洁，光口需要用专用酒精擦净；

b）光纤接口应定期清洁，清洁时确保关闭仪器，当清洁任一光学接口时，应确保禁用激光源；

c）设备工作时，任何情况下均不应查看连接到光学输出的光学设备端部，禁止使用显微镜、放大

镜等设备观察光源输出口，避免激光束的能量聚到视网膜上造成眼睛的永久伤害；

d）如有元器件在架空线路上，则应进行周期性检查、保养。

8.2校验与标定

全光纤监测装置的设备校验应遵循以下规则：

a）全光纤的监测装置应定期检定以保持监测的准确性；

b）监测线路如经历大覆冰、技改大修等工况，则应重新标定；

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c）针对新建线路，应在线路初始伸长稳定后进行二次标定。

9监测报告

监测报告的内容应根据监测要求制定，应至少包括以下要素：

a)线路基本信息；

b)舞动状态与舞动起止时间；

c)舞动发生的大致位置；

d)舞动频率；

e)监测人员姓名和监测日期。

舞动监测报告模板见附录B。

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附录A

（资料性）

全光纤监测技术原理

A.1光纤反射机理

从分子理论的角度出发，当光入射到介质上时，介质中的电子会被光波中的能量激发而作受迫振动，

进而产生相干次波。理论上，介质中分子密度的分布是均匀的，次波相干迭加的过程也会按照几何光学

规律进行；但实际上，任何物质都有特定的分子或原子结构，不存在绝对均匀的物质。如果介质不均匀

结构的尺寸小于光波的波长尺度（10-7m），那么次波相干迭加会产生强度差别很大的次波源。这时除了

有遵从几何光学规律传播的光线外，还有沿其它方向传播的光线，这些光线就是散射光。

分布式光纤传感机理主要是由光纤中的三种散射机制所决定的，包括布里渊散射、瑞利散射及拉曼

散射，如图A.1所示。

图A.1光纤反向散射光谱

A.2光纤拉曼散射技术原理

光在光纤内进行传输时，光纤分子与入射光的光子会发生非弹性碰撞，此过程中入射光子会对声子

进行吸收或者释放，并且与光纤分子之间发生能量转移，最终会出现斯托克斯和反斯托克斯两种与入射

光子频率截然不同的光子。对该过程用分子能级图进行表示，如图A.2所示。

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图A.2光纤拉曼散射原理示意图

图A.2中，二氧化硅分子所处的两个能级分别用E1、E2进行表示，其能级差为hcΔγ，与E1、E2

关系为E2-E1=hcΔγ，入射光子的波数为γ0，能量为hcΔγ0。光纤分子吸收一个入射光子从初态E1（或

E2）跃迁到虚态E1+hcγ0（或E1+hcγ0），当光纤分子再次从虚态降到其初始能级E1（或E2）时就会释放

斯托克斯光子或者反斯托克斯光子其波数分别对应为γ0-Δγ或者γ0+Δγ，这种光纤分子吸收光子的过程

叫做光纤中的瑞利散射过程，释放光子的过程叫做拉曼散射过程。

温度传感原理是根据测量拉曼散射光的强度变化来实现的。光源功率波动、环境干扰、光纤传输损

耗等温度以外的因素都会降低系统的稳定性，为优化这一问题一般将反斯托克斯与斯托克斯光强之比作

为温敏信号。而对于反斯托克斯与斯托克斯光在光纤中传播时的损耗系数的差异则进行忽略。这是利用

光纤拉曼散射实现温度测量的理论基础。

A.3光纤瑞利散射技术原理

当一束光射入介质时，入射光与其中的微粒会发生弹性碰撞，由此产生瑞利散射。产生瑞利散射是

有条件的，即微粒的直径与入射波波长相比，前者必须远小于后者，一般最大值约为波长的1/10，即

1nm~300nm。瑞利散射光的光强与入射光波长的4次方成反比。

瑞利散射光的传播方向是向四面八方的，其中沿轴向向后的方向传播的散射光，称为瑞利后向散射

（或背向散射）。后向散射示意图如图A.3所示。光纤后向瑞利散射光的能量非常微弱，大约只有入射

光能量的十万分之一，同时后向瑞利散射光只改变光在光纤中的传输方向，不改变光在光纤中的传输频

率以及偏振特性等。所以，在发生后向瑞利散射的位置处，散射光的频率和偏振方向与入射光的频率和

偏振方向是完全相同的。

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图A.3光纤后向瑞利散射

而当光纤受到扰动而发生形变时，后向瑞利散射的光功率会发生改变，此时返回的瑞利散射光就可

以作为一种检测信号。其光功率可以反映光纤的受力情况，而由入射端发射激光到接收后向瑞利散射光

的这段时间长度，可以计算出受力点与激光入射端之间的距离。

A.4光纤布里渊散射技术原理

布里渊散射是一种非弹性散射（光的散射频率不等于入射频率），经过散射后会发生频移，称为布

里渊频移，散射可以分为自发布里渊散射和受激布里渊散射，而受激布里渊散射往往建立在自发布里渊

散射的基础上。

光纤中传播的光波与声波相互作用，其中后向散射光相对入射光发生频率偏移，布里渊散射光的频

率偏移量与光纤轴向的应变、温度呈线性关系。通过测量布里渊散射光频率的偏移量即可实现对光纤轴

向应变的测量,虽然布里渊散射光对温度、应变均敏感，但试验测得的温度系数约为应变系数的20倍，

因此，布里渊散射对应变更敏感。此外，温度变化是慢速变化，应变是快速变化，故工程应用中主要利

用布里渊散射测量应变。

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附录B

（资料性）

舞动监测报告模板

舞动监测报告模板见表B.1。

表B.1舞动监测报告模板

XX线路舞动监测报告

报告编号：

线路信息

起点变电站终点变电站

全光纤舞动监测装置编号全光纤舞动监测装置编号

舞动开始时间舞动结束时间

舞动持续时间

舞动频率

舞动发生位置

监测人员与日期

确认人

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目次

1范围.........................................................................1

2规范性引用文件.............................................................1

3术语和定义..................................................................1

4监测方法与系统.............................................................2

5监测基本条件...............................................................3

6监测系统要求...............................................................3

7安装调试....................................................................4

8日常运维....................................................................4

9监测报告....................................................................5

附录A（资料性）全光纤监测技术原理..........................................6

附录B（资料性）舞动监测报告模板.............................................9

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架空输电线路舞动全光纤监测技术规范

1范围

本文件规定了架空输电线路舞动全光纤监测技术的监测方法与系统、监测基本条件、监测系统要求、

安装调试、日常运维和监测报告等。

本文件适用于安装有光纤复合架空地线（OPGW）或者光纤复合相线（OPPC）的架空输电线路。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件

GB4943.1音视频、信息技术和通信技术设备第1部分：安全要求

GB/T9361计算机场地安全要求

GB/T9771（所有部分）通信用单模光纤

GB/T12357（所有部分）通信用多模光纤

GB/T14733.12电信术语光纤通信

DL/T832光纤复合架空地线

DL/T1613光纤复合架空相线及相关附件

DL/T1894电力光纤传感器通用规范

DL/T5344电力光纤通信工程验收规范

IEEEStd2828Guideformeasuringmethodofoverheadpowertransmissionlinegallopingbasedon

monocularvideo

3术语和定义

GB/T14733.12、DL/T832、DL/T1613、DL/T1894和IEEEStd2828界定的以及下列术语和定义适

用于本文件。

3.1

全光纤监测技术all-fibermonitoringtechnology

基于光纤中瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射等非线性散射效应的分布式传感监测技术。

3.2

分布式光纤传感技术distributedopticalfibersensingtechnology

以光纤作为传感媒介，参量被感知的位置沿传感光纤连续分布的技术。

3.3

分布式光纤振动监测vibrationmonitoringofdistributedopticalfiber

1

T/CECXXX—202X

以分布式光纤振动监测技术获取输电线路振动信号，获取振动的实时空间频率分布信息。

3.4

分布式光纤温度监测temperaturemonitoringofdistributedopticalfiber

以分布式光纤温度监测技术获取输电线路温度信号，获取温度的实时空间分布信息。

3.5

舞动全光纤监测gallopingall-fibermonitoring

综合架空输电线路分布式光纤振动和温度监测数据，判断架空输电线路舞动状态，获取频率、位置

和时间等舞动参数信息。

4监测系统

4.1监测原理

以输电线路上OPGW/OPPC内部光纤作为传感介质，传输光缆作为传输介质，采用全光纤监测技术监

测架空输电线路舞动。全光纤监测技术原理见附录A。

全光纤监测技术通过采集OPGW/OPPC中光纤后向散射光信号，对其温度和振动信号进行时空分布信

息的提取，并结合傅里叶变换、滤波、去噪等方法对信号进行分析，进一步获取振动的实时空间频率分

布数据，最后结合输电线路舞动状态样本数据库，判断导线舞动状态，得出舞动频率、位置等参数，实

现对舞动开始时间、持续时间和结束时间的判断和提取，获得本次线路舞动的发展过程信息。

4.2系统组成

输电线路舞动全光纤监测系统主要包括传感端、传输端和监测端，示意图见图1。

传感端：一般为输电线路OPGW/OPPC线缆，其内部含有光纤。

传输端：一般为传输光缆，用于连接OPGW/OPPC与监测端。

监测端：一般为监测系统硬件设备，包括解调仪和分析处理系统等。监测端提供传感信号必须的光

源，并实现传感信号解调、处理和分析，获取线路舞动参数。

图1全光纤舞动监测系统示意图

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5监测条件

5.1一般要求

舞动全光纤监测的一般要求如下：

a）所监测的输电线路应安装OPGW光缆或者OPPC导线，并满足DL/T832和DL/T1613中的技术

要求，所用传输光纤的特性应满足GB/T9771和GB/T12357的有关规定；

b）舞动全光纤监测的传感光纤应选择OPGW/OPPC中独立的光纤芯；且待监测线路至少应有2芯冗

余的纤芯资源；

c）舞动全光纤监测系统的接入不应改变线路的连接方式、绝缘性能及电气完整性，不应影响现场

其他设备的安全运行；

d）舞动全光纤监测系统应安装在变电站或光缆通信中继站内；

e）舞动全光纤监测系统的光纤接口宜采用FC-APC接头连接；尾纤与传输光缆中光纤的熔接应用

热熔套管保护，且其熔接点衰减平均值应不大于0.1db/点，并满足DL/T5344的有关要求；

f）当采用光开关时，宜采用电子式；如采用有源光开关，其供电应满足DL/T5344的有关规定。

5.2工作条件

全光纤监测室内装置的工作条件如下：

a）使用温度：-10℃～+55℃（室内）；

b）运行温度：-20℃～+85℃（线路）；

c）使用湿度：5%～95%（产品内部，既不应凝露，也不应结冰）；

d）大气压力：80kPa～110kPa；

e）场地安全要求：符合GB/T9361中B级安全规定；

f）监测端安全要求：符合GB4943.1中电击与着火的有关规定；

g）工作电源：

--工作电压：AC220V±22V;

--频率：50Hz±0.5Hz；

--电源谐波总畸变率：THD≤8%。

6监测系统要求

6.1硬件要求

为满足输电线路舞动光纤传感监测的使用，应满足如下技术指标：

a）传感端监测范围：不超过120km；

b）空间分辨率：可达10m～100m；

c）温度分辨率：1℃；

d）舞动频率测量精度：±0.2Hz；

e）通道数：单通道和