光纤通信具有传输效率高、抗干扰性强等优势，是电力通信信息传输的重要载体，保证电力系统的稳定运行。光缆一般架设在户外，受到自然因素、人为因素的影响，很有可能会发生故障，导致电力系统无法正常运行。为了解决面临问题，要设计出在线监测系统，对于发生故障及时报警，并采取有效处理措施。
一、安全运行下电力通信光缆在线监测系统设计的重要意义
安全一直是电力系统管理的重点，可以保证稳定运行，为人们提供电力资源。通信光缆是电力系统的重要组成部分，可以传递信息，一旦发生故障，将会对正常供电产生不利影响。开展电力通信光缆在线监测系统设计是很有必要的，首先可以通过监测了解运行情况，对于发生问题可以第一时间发现，并快速的处理，保证了电力系统运行的安全。其次保证供电的稳定性，在现代社会中，人们对电力资源供应提出了更高要求，具备安全性、持续性等特点。积极开展在线监测对于可能发生问题进行预防，确保电力系统始终处于稳定运行中。最后维护企业经济效益，电力通信光缆发生故障后，企业要投入经费处理，增加了支出，设计在线监测系统可以将损失降到最低，促进企业更好的发展[1]。
二、电力通信光缆在线监测系统功能和架构
（一）系统功能
监测功能。这是电力通信光缆在线监测系统最基础功能，对数据信息进行收集，并对运行情况有全面了解，可以实现预警、故障定位等。电力通信光缆在线监测方法比较多，主要包括点名监测、周期监测及故障告警监测，可以对光缆运行情况进行监测。监测完成后，会根据信息制出曲线，对其进行分析，计算出熔接点平均损耗、熔接点最大损耗等性能指标。
故障管理功能。包括故障监测、定位等，当通信光缆运行发生故障时，系统会报警，主站会接受到报警信息，对异常信息进行分析，了解故障发生的原因，及时通知维修人员进行处理，整个过程是比较快速的，避免扩大影响范围。
配置功能。主要作用是查询、设置等功能，这对于系统运行是非常重要的。
安全管理功能。建立起完善的权限管理机制，确保工作人员工作需求和访问权限相匹配，采取严格管理方式，避免信息外漏，具有较好保密性。根据工作内容的不同将安全级别分为三级，分别是管理、维护和应用。管理人员要根据实际情况在不同人员的使用权限做出调整，保证实际工作顺利开展，提升电力系统运行效率。
报表打印和管理功能。运用电力通信光缆在线监测系统可以获得详细报表和统计报表，其中详细报表主要记录了性能、数据分析等信息，统计报表包括两种信息，分别是光纤损耗和故障类型[2]。
（二）系统架构
从结构上来看，电力通信光缆在线监测系统包括三个部分，主站、现场终端和通信信道。主站具有控制现场终端的作用，多个现场终端之间处于相对独立状态，如果发生通信终端，可以自主进行测试。主站是管控中心，对现场终端进行管理。同时可以传输、处理数据，为系统运行提供有力支持，提升整体安全性。现场终端是指光纤监测设备，通常处于变电站，监测光缆运行状况，将收集到的信息传输到主站。通信信道有两种类型，是基于SDH的光纤通信和基于以太网交换机的信息内网，对数据信息进行传输。根据物联网模型，电力通信光缆监测系统可以分为感知层、网络层及应用层。感知层构成较为复杂，包括现场终端、信息交换机等设备，对光缆信息进行采集，并通过网络层发送到主站。网络层主要作用是提供信道，保证感知层和主站之间的信息传输。为了提升安全性，建议采用信息内网传输数据。应用层是管控软件，运用C/S架构来设计电力通信光缆监测系统，借助于客户端和服务器来管理系统。
图二：系统结构
三、系统设计
（一）现场终端设计
系统设计要求设备具有强大功能，单独设备可以对多条光缆进行实时监测，为了满足实际所需，设备的体积不能过大，而且测量方式要简单、易于操作。现场终端由多个模块组成。主控模块运用的是J1900X86平台，具有多个功能接口，同时要运用计算机技术，为人员数据管理提供便利。测量模块组成较为复杂，各种元件构成了一个整体，光功率监测卡可以接受光信号，通过监测了解光纤中光功率的大小，对于出现故障也可以及时发现，并采取有效处理措施。波分复用器让测试波和工作波处于相对独立状态，在这种情况下，不会对正常业务的运行产生影响。OTDR测试卡运用光纤中背向散射和菲涅尔原理，采用发送窄带激光脉冲的方法来测量光纤性能，在最短时间内发现问题，并对故障情况有一个全面了解。1×N光开光主要作用是测试光口，会减少对OTDR测试卡的使用数量。协议转换模块运用STM32F104，对测量模块中的数据进行有效处理，之后发送到主控模块，或者转换主控模块下发的数据。电源模块主要功能是提供电源，为其他模块的正常运行提供可靠保障。
（二）软件设计
运用C/S架构来设计电力通信光缆在线监测系统，软件包括客户端和服务器端。在现场终端设备中安装客户端软件，在主站安装服务器软件，实现系统的稳定运行。当光功率发生问题时，光功率监测卡会识别出来，OTDR卡会启动并进行监测，将获得数据信息进行分析，最终传送到主站。主站将故障信息、告警通知等信息记录下来，作为重要的资料。编写客户端、服务器软件时运用C#语言，数据库运用MySQL，构建服务器采用Tomcat，运用混合式人机交互界面布局。
四、测试与应用
（一）系统测试
为了保证电力通信光缆在线监测系统的良好性能，要进行测试，选用某地区的220kV变电站，并安装现场终端设备。在该变电站的线路某处通信光缆接入尾纤，断开尾纤，对光缆受损进行模拟。将损坏长度和测试长度进行对比，注意观察设备是否发生报警信息，将整个过程中产生的数据信息详细记录下来。
（二）实际应用
在变电站中运用电力通信光缆监测系统，实现对光缆的有效监测。地区出现了雷雨天气，导致通信光缆受损，决定安排两个小组进行抢修，其中一组采用传统抢修方式，另一组采用在线监测系统的方式，将整个过程的时间、抢修效果等全面记录下来。通过对比两组发现，电力通信光缆在线监测系统优势明显，可以对故障位置进行快速、准确的定位，将经济损失降到最低，另外使用时间比较短，抢修效率非常高，电力系统可以快速恢复到正常，保证电力资源供应的稳定性。
五、其他方面
（一）明确设计目标
在设计电力通信光缆监测系统之前，先要明确目标，以此为指导开展实际工作，保证设计成果的有效性。电力通信光缆在线监测设计的根本目的是对光缆运行情况进行监测，对于发生问题及时处理，尽快恢复到正常运行状态。电力企业要对历史数据信息进行分析，对目前电力通信光缆情况有全面了解，在此基础上进行设计，体现出较强针对性，保证发挥出有效作用。不同地区电力通信光缆所处环境有所差异，会受到自然环境、气候条件等因素的影响，因此要坚持具体问题具体分析原则，制定完善设计方案，提升电力通信光缆在线监测系统的运用效果，保证电力系统的安全运行[3]。
（二）做好管理工作
电力通信光缆在线监测系统设计具有复杂性、技术性等特点，任何一个环节出现失误都会影响到最终效果，因此过程中要加强管理。明确设计要求，完成设计工作后要进行审核，看是否满足要求，如果存在问题要及时处理，保证设计工作的质量。企业要积极参与到设计中来，采纳提出的意见和建议，有利于提升设计水平。另外要聘用专业设计单位，工作人员要具备专业素养，可以解决实际中遇到问题，保证设计工作的顺利开展。不同设计人员负责设计部分不同，但电力通信光缆在线监测系统是一个整体，因此人员相互之间要加强交流，保证信息传递、共享。对于出现问题要进行探讨，并制定有效处理措施，消除不利因素影响。管理工作要贯彻到设计工作的始终，包括人员管理、技术管理等方面，创建出稳定工作环境。意识到电力通信光缆在线监测系统设计的重要性，严格按照流程执行，提升系统运用的有效性[4]。
六、结语
综上所述，通信光缆是电力系统的重要组成部分，可以起到传输信息的作用，为系统稳定运行提供支持。为了有效应对故障，要开展电力通信光缆在线监测系统设计，发挥出先进技术的作用，对光缆进行实时监测。系统的设计会改变故障抢修模式，更加地高效、准确，降低经济损失，推动电力企业可持续发展。
参考文献：
[1] 张博凡,施禹. 电力通信光缆在线监测系统的设计与应用[J]. 电力安全技术,2020,22(10):34-37.
[2] 胡光雄,彭志荣,李瑞德,等. 基于Android移动终端的光缆故障监测研究[J]. 自动化与仪器仪表,2017(2):92-94.
[3] 李代刚,徐立坤,张旭辉,等. 基于分布式双模块电力光纤防外破 监测系统研究[J]. 电力信息与通信技术,2019,17(10):20-26.
[4] 汤龙龙,方钟,庞铄,等. 一种基于物联网分布式光缆在线监测装置在电力通信上的应用[J]. 通讯世界,2020,27(1):239-240.
