海底电缆是跨海电力传输的主要手段,近年来人们通过在海底电缆中埋入光纤构成了光电复合海缆,在传输电力的同时实现了电网信息的输送。分布式光纤传感技术具有耐高温、抗电磁干扰能力强、监测距离长和可实现连续监测等优点,是实现光电复合海缆在线监测的有效手段,其中基于布里渊散射的BOTDR（Brillouin Optical Time Domain Reflectometer）技术在多项技术指标上优于其他分布式光纤传感技术,更适合实现海缆的在线监测。目前基于BOTDR技术的海缆监测系统普遍采用扫频方式获得布里渊谱,测量时间较长,难以实现动态应变的监测,此外关于三芯海缆振动的仿真研究较少,且大多忽略了由电动力导致的海缆自身振动。本文对三芯海缆在正常运行、超负荷运行和发生悬空故障时的振动情况进行了仿真建模,重点分析了不同振动下光纤的振动频率和承受的应变情况;接着将能实现应变快速测量的单斜坡法引入到基于BOTDR技术的海缆在线监测方法中,验证了其有效性并尝试给出了最佳工作点;最后对基于单斜坡法的BOTDR技术能否实现海缆振动监测进行了评估。应用多物理场仿真软件COMSOL建立了36 k V ZS-YJQF41型三芯海缆固体力学和磁场耦合的二维有限元模型,实现了海缆正常运行和超负荷运行情况的模拟,获得了由电动力导致的海缆自身振动时的光纤应变/应力数据;应用有限元分析软件ANSYS对同型号海缆发生悬空故障时的振动情况进行了建模,选用PIPE288和SOLID单元分别构建了海缆的外被层和其余部件,利用PIPE288单元的特性实现了海洋环境载荷的施加,计算获得了海缆不同部件的位移、应力、应变云图以及光纤中心节点的加速度-时间曲线图。结合上述模型的计算结果与BOTDR技术的测量性能对海缆的振动测量可行性进行了初步分析,结果表明海缆悬空时的光纤应变达到了BOTDR技术可测的最小值,而正常及超负荷运行时的光纤应变不会对BOTDR监测系统产生影响。为了提高基于布里渊散射的海缆应变测量的实时性,将仅需测量一个频率点对应增益的单斜坡法引入到海缆在线监测中,针对数值产生的不同信噪比的布里渊谱和实测裸光纤/海缆复合光纤的布里渊谱,比较了单斜坡法和基于扫频方式的谱拟合法的准确性和实时性,研究了光纤沿线布里渊频移不同程度波动情况下工作点的选择问题,并从测量时间的角度对基于单斜坡法的BOTDR技术在三芯海缆振动监测领域的可行性进行了评估。研究结果表明基于单斜坡法的BOTDR技术在误差仅小幅增加的情况下测量时间大大减小,其最佳工作点为光纤沿线布里渊频移的均值减去一半的线宽,该技术可在长度较短时实现海缆悬空故障的振动测量。本文的研究为三芯海缆的振动监测提供了参考。