高压电缆分布式光纤测温系统远程缺陷处理方法研究
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作者: 吕晨
摘要：本文分析了光线测温系统数据传输流程及其主要运行特点，在此基础上梳理、总结现有测温系统日常巡检主要内容。为了能够实现测温系统缺陷的远程快速准确定位和及时处缺，以测温系统通信规约为指导，汇总、梳理日常运行维护工作内容，给出了光纤测温系统远程缺陷处理方法。
关键词：光纤测温 通信规约 巡检 远程处缺
0 引言
分布式光纤测温系统是电缆网运行监控系统的一个重要组成部分，负责向监控平台实时传递电缆本体和隧道的温度数据、后向散射数据和温度报警信息。该系统子站设备多，地理分布广，采集数据量大，且各自为战，独立运行。通信规约作为联系纽带，将该子系统众多采集和通信设备有机结合在一起，形成了一个数据采集、传输和存储的完整流程。
测温系统的日常维护工作的目的和主要内容是保证每一条测温数据交互通道的稳定和通常，以及实时数据的有效性和准确性。工作对象包括：测温、通信设备，数据汇集设备还有将这些设备联系在一起的通信规约。做好日常维护工作，能够在一定程度上降低光纤测温系统的缺陷发生率。并且大多数情况下能够快速远程进行缺陷处理，避免了大量的现场工作，提高了工作效率。
本文以测温子系统通信规约为指导，总结分析主要设备运行特点，针对测温系统远程巡检、缺陷定位和缺陷的远程处理工作进行总结、梳理和改进，最终固化下来。以便能够做到隐患的及时排查，缺陷的准确定位和缺陷处理的迅速响应，进一步提高测温子系统日常运行的整体稳定性和可靠性。
1 测温系统运行特点
测温系统的主要功能是测量电缆表皮和隧道温度，并将相关数据传输至监控平台，其数据传输流程包括数据采集、格式处理、本地存储、数据通信、后台服务和数据库存储等环节。测温系统运行特点如下：
1.1 主站设备量少，重要性高
主站端与测温系统相关的数据汇集服务器数量较少，共3组，6台（两两互为热备用）。软件功能简单、明确，但重要性较高。测温数据汇集服务器负责向每一个子站通信主机发送数据传输命令，并接受数据，同时写入数据库；监控中心报警服务器负责接收测温系统报警信息并推送至C/S的客户端。
1.2 子站设备量大，分布广
已接入系统运行的测温子站主机和工控机设备共54台，均位于各变电站主控制内，数量大，分布广。导致现场维护工作的效率较低。
1.3 子站设备运行时间较长
子站的测温主机和通信主机设备已运行了将近四年时间。工控机设备的生命周日要比普通台式主机生命周期（4年）更长一些，但是从目前的运行状况来看，在未来的一段时间内，设备的老化、故障将是影响测温子系统稳定运行的一个主要原因。
1.4 统一通信规约
目前的测温子系统通信规约是以国网公司输电线路在线监测相关标准[1]为基础，借鉴了GB/T18657系列配套标准[2]。该通信规约基于TCP/IP协议族，采用平衡传输方式，包括了数据校验、重发、确认、阈值触发等主要功能，基本上能够满足对于数据传输的实时、准确和可靠性要求。
1.5 统一维护方式
不同类型测温主机和通信主机软硬件系统功能基本一致，无论在功能上，还是软硬件系统的配置上均采用了测温和通信分开管理，因此可采用一致的维护方法。
1.6 两类缺陷
常见缺陷集中出现在子站端测温、通信主机和前端所敷设的光纤。子站端缺陷处理基本上可通过远程操作方式实施；光纤衰减和断裂点必须经由现场处理方式解决。
总的来讲，测温系统是目前电缆网运行监控系统当中较为复杂的子系统之一。但通信过程相对透明。他拥有自己的测温系统、通信系统、前段监测设备，覆盖范围大、数据量多，并且中间环节较多。对日常维护工作的细致程度要求很高。
2 测温系统巡检
2.1 巡检工作的主要环节
根据该通信规约特点，可知测温子系统巡检和处缺工作的重点应该从以下两个环节为重点展开：
2.1.1 主站数据汇集服务器和中心报警服务器。这两种服务器位于通信协议的主站端，可理解为整个数据交互的核心或主动端。共部署了所有数据采集和报警信息接受后台服务共30个。负责通信命令发送接受、数据接受、设备代码以及通道代码等实时交互等，这些详细的信息均存储于服务日志当中。
2.1.2 子站通信服务器。此类服务器部署于不同的变电站中，位于通信规约的厂站端，可理解为多个数据交互的被动端。每一台通信服务器共部署了两种服务：一种是通信服务，数据发送命令的接收、数据的放松和报警信号的发送；另外一种服务作为主站端和厂站端通信服务的中间件，用于过滤、筛选、有效性确认以及阈值触发等功能。
2.2 主站数据汇集服务器
数据汇集服务器是整个测温系统维护过程当中最关键的一个环节。该服务器上所部署的测温服务进程运行状态的好坏，直接决定了整个测温系统的稳定性。特别是子站与主站数据、命令交互日志。可以全面、准确的反应当前所有子站与主站服务器的通信过程状态，数据交互时间、周期、各通道通信状态、子站主机端口状态等。在测温系统的巡视和处缺过程当中，无论采用怎样的方法和工具，最终的目的便是保证数据汇集服务器及其所部属的软件服务正常运行状态，并具备正常、规范的日志。
对于该设备的巡检内容主要为后台服务日志的完整性和有效性。
2.2.1 完整性：为服务日志当中的信息是否完整，如：命令发送时间，接收时间和数据接收时间是否及时；服务代码，通道代码，设备编码是否正确；测温数值和后散射曲线数值及其测点数量是否完整，并符合测点间距的要求。
2.2.2 有效性：包括：日志是否存在溢出信息，是否为无效日志；各条命令和数据的发送、接收时间是否等间隔；各个代码端是否准确。
2.3 子站测温和通信主机
在对子站测温主机和通信主机的巡检过程当中主要的巡检内容如下：
2.3.1 测温主机
测温软件的通道巡检状态是否正常，是否存在不巡检通道；本地磁盘空间，网络及共享文件挂载状态，两台主机间通信是否正常；系统时钟和CPU及内存占用率是否正常，硬件设备运行状况是否良好。
2.3.2 通信主机
通信软件中各通道的运行状态、数据的及时展示、报警信息的展示是否正常；系统时钟和CPU及内存占用率是否正常，硬件设备运行状况是否良好。
3 远程缺陷处理
缺陷的发生多由细微的误差引起。因此，缺陷的处理切不可采用粗放的手段来解决，例如：主机重启以及相关软件的重启。首先这种处理方法很有可能无法根除缺陷；其次，频繁地重启对主机的软硬件会造成损害。所以一定要逐个排查每个环节，分析缺陷原因，制定处缺方法，最终完成缺陷处理。下面将针对该流程分两部分说明缺陷处理的方法。
3.1 主站分析和处缺方法
无论通过巡检方式或是其他方式发现了测温系统的缺陷，首先要从主站端入手来分析和初步确定缺陷发生的位置和原因，并继续进行处缺工作。在这一过程当中，要紧紧把握住日志文件，对其进行细致梳理和认真分析。
3.1.1 如果日志当中保存有完整且正确的时间、光纤编码、通道编码、测温数据和后散射数据等信息，那么可确定缺陷应位于主站端数据库服务器和数据库。因为所有的测温信息通过数据汇集服务器和数据库服务器写入数据库。无论是C/S和B/S客户端，都要重新由数据库当中调取所需曲线并作相应展示。可通过数据库操作软件查看当前对应表空间名称，路径和空间来做相应的缺陷处理。
3.1.2 如果日志中测温数据采集命令的发送时间间隔和命令代码缺失、有误或重复，那么可确定缺陷位于后台测温服务。通过重新调整测温后台服务的相关设备代码、时间和通道代码配置来完成缺陷处理。
3.1.3 如果日志中出现目标设备无法连接，或者缺乏某一通道测温或后散射数据，那么缺陷应位于子站端。
3.2 子站分析和处缺方法
当确定了缺陷的位置位于子站端设备后，可按照先通信主机后测温主机的顺序，对两台主机的软硬件系统分别进行缺陷排查。需提起注意的是，大部分子站缺陷均可通过远程方式来处理，除非遇到远程无法解决的问题，例如：主机失去外部电源等现场处理才可解决的情况。所以，该部分分析和处缺的原则是：尽可能将所有缺陷远程处理，避免现场处缺。
3.2.1 通信主机时钟与数据汇集服务器时间差异较大而引起的通道中断。由于数据传输周期为15分钟，若差异大于此，便发生双方不能按照统一约定时钟进行传输，因此造成通道通信条件无法建立，通信失败。此缺陷处理过程非常简单，以数据汇集服务器为基准，修改通信服务器始终便可解决。
3.2.2 由于通信软件运行时间较长而存在的误差积累而导致的某一通道或者所有通道均无法正常传输数据。可通过重新加载配置数据，或者对故障通道的配置数据进行微调来处理此类缺陷。
3.2.3 测温软件运行时间较长所积累的误差所导致的软件崩溃、退出导致的通信失败。可通过重新启动该软件并配置相关参数来处理。
3.2.4 测温和通信主机的硬盘空间不足影响操作系统和应用软件的运行，造成软件的自动退出。可通过转移或删除部分数据来完成。
4 结论和展望
本文所给出远程缺陷处理方法，是在充分了解测温系统主要设备功能和运行特点基础上，通过分析测温子系统通信规约并以其为指导，从而总结和固化下来的。整个流程力求简单、明了，便于操作和理解，在实际工作中也取得了令人满意的效果。
测温系统远程巡检和处缺方法的提出为其他子系统相应工作的开展奠定了基础，文中部分内容可直接推广至其他子系统，最终可实现监控系统全面状态巡检和处缺。
参考文献：
[1]国家电网公司企业标准.架空输电线路在线监测系统通用技术条件.
[2]IEC 6 08 70-5-104:200.远动设备及系统第5部分：传输规约第104篇:采用标准传输协议子集的IEC 60870-5-101网络访问.
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