电缆防盗报警

电缆防盗报警（精选6篇）

电缆防盗报警 篇1

0 引言

城市路灯电缆常常被一些不法分子盗取,这不仅破坏了城市的公共设施还影响了照明,间接地造成交通事故,危害人身安全。本电缆防盗报警器就能够有效地解决上述所出现的问题。

电缆防盗报警器是人为设定固定值与路灯电缆阻抗值进行比较,当有人剪断一段电缆时,电缆阻抗值将发生变化,其变化值比人为设定固定值大时,仪器将发出报警信号。

1 电缆防盗报警器的设计

电缆防盗报警器原理框图如图1所示。

本报警器由信号源、测量电路、比较电路、显示电路、控制电路组成。直流电源U1是测量电路中电桥电路的恒压源,被测电缆接入电桥电路中,当电桥平衡时,测量电路输出电压U2=0;当被监测电缆阻抗值发生变化,使电桥不平衡,测量电路输出U2>0,此时,显示电路将显示电缆回路的阻抗值,同时,输出电压U2输入到比较放大电路,同比较器的参考电压U3,又称门限电压相比较,当U2-U3>0(一般取ΔU=3V)时,控制电路工作,将发出控制信号控制有线或无线报警。

1.1 信号源电路组成

信号源电路如图2所示。它是一个三端集成稳压器,是一个直流信号源,采用W78××集成稳压块,本电路采用W7805三端集成稳压器,输出电压值可在5~24V之间连续可调。

1.2 测量电路组成

测量电路的核心是不平衡电桥。

1.2.1 不平衡电桥特性

电桥如图3所示。根据电工基础知识可以列出流入电流表Ig的方程:

Ig=-R6R9+R7R8/R6R7(R8+R9)+R8R9(R6+R7)

若取R7=R9,R8=R6+ΔR(ΔR为测量回路阻抗),则上式可写成:

Ig=U1ΔR/2R6(R6+R9)+ΔR(2R6+R9)。

上式说明,当UI不变,改变测量回路阻抗ΔR时,电流表Ig随之改变。ΔR与Ig特性曲线如图4所示,呈线性变化。

1.2.2 路灯电缆等效电路

图5为被测电缆等效电路(以U相为例)。

D:灯泡;L:镇流器;S:触发器;C:电容

设:UO间输入电压为直流恒压,电容C和灯泡D相当开路,则:图5可用图6等效表示。r镇流器电阻,R触发器电阻。

显然,UO间可用一纯电阻RD来等效表示,如图7所示。当U相间等效电阻RD发生变化时,电流Ig也发生变化,这样完全可以对UO间阻抗值进行监测。

1.2.3 测量系统电路

测量系统电路如图8所示。R1、R2、R3、R4、RW组成不平衡电桥电路,RW为调零电位器;J11、J12,J21、J22为延时继电器J1常开触点,J2为延时继电器常闭触点。VD为隔离二极管。当UO间电阻发生变化时,电流Ig将发生变化。

图8系统测量电路(参见右栏)

1.2.4 延时网络电路

延时网络电路如图9所示,当报警器送电后,测量端并不立即接入不平衡桥路,则经过延时网络电路对测量回路的残余电压5分钟放电后,测量端接入桥路,仪表开始对UO间网络阻抗进行测量。保证了测量的精度。J1、J2为延时继电器,G1、G2为74LS00与非门集成块。

1.3 比较电路组成

比较电路如图10所示。U2为桥路产生的输出电压,比较器的门限电压,由调节电位器RW3产生,又称参考电压或设定调节电压。当U2>比较器的门限电压时,输出高电位,即ΔU=3V;当U2<比较器的门限电压时时,即ΔU≤-0.4V。输出电压ΔU分别控制控制电路的开关管工作状态。

1.4 控制电路组成

控制电路如图11所示。控制电路主要由开关管VT3、继电器J3组成。当控制电压ΔU输出3V(高电位)时,VT3晶体管饱和导通,继电器J3动作,发出报警信号;当控制电压ΔU输出低电位时,VT3晶体管截止,继电器J3不动作,不发出报警信号。

1.5 显示电路组成

显示电路是由一个IC7107集成块组成的,其目的是把输入模拟量转换成数字量显示。

2 结语

本研究针对城市路灯的实际需要而设计,思路较巧妙,结构简单、易行、成本低、稳定性能较好,能直接监测电缆回路阻抗变化,达到报警的目的。但电缆CO间毕竟存在感性、容性负载,一但满足谐振条件,相间将出现很高电压,导致仪表显示不稳定。采取措施:一是尽量避开易产生振荡的电缆支路,二是可以把比较器的门限电压远离U2输入电压的变化范围。

参考文献

[1]清华大学电子学教研组.模拟电子技术简明教程[M].北京:高等教育出版社,1992.

[2]阎石.数字电子电路[M].北京:高等教育出版社,1993.

[3]张万益.非接触式液位报警器[J].无线电,2004(1):56.

[4]方大千,方亚敏.家庭电子小制作[M].北京:新时代出版社,2004.

电缆导体激光打标防盗技术 篇2

目前铜在市场上现货价格约为50 000元/t, 以一根常规3芯240mm2铜芯电缆为例, 其每公里电缆铜含量约为6.4t, 价值高达38万元, 而铜导体成本约占铜芯电缆整个成本的70%～90%, 因此当很多不法分子在利益的趋势下, 铤而走险盗取国家电缆后, 除了造成电力供应中断、城市停转、工厂停工等不可估量的损失外, 也给相关单位带来了巨额的线路修复费用 (电缆重购费用+安装敷设费用) 和很长的修复周期。

虽然目前国家对电缆盗窃犯罪加大了处罚力度, 但是盗窃的侦破工作却进展缓慢。其原因是犯罪分子在盗取电缆后, 将电缆外面带有标识的绝缘、护套等迅速剥离, 只保留最有经济价值的导体 (单根铜线或多根铜线绞合) 部分, 而电缆导体部分没有任何标识, 造成了公安机关在调查过程中无法追溯导体来源, 给侦破工作带来很大阻碍, 而且取证困难;同时, 导体较强的通用性使其可直接用来继续生产电缆, 因而犯罪分子可轻易将导体销售给任何一家电缆制造公司, 而且购买导体的电缆制造公司也无法辨识所购导体是否为盗窃赃物, 从而失去了举报可能性。没有买卖就没有偷盗, 只有阻断电缆盗窃犯罪分子的销路, 加大他们销赃成本和被查处、被举报风险, 才能有效预防电缆偷盗问题。为此, 本公司采用激光打标技术在铜导体单线 (铜线) 上打印不可去除的标识信息, 任何人都可以通过手机、电脑、pad等具备上网功能的设备, 通过标识信息查询到该铜导体的所有者信息, 使盗窃赃物无所遁形。

1 导体激光打标防盗技术简介

导体激光打标防盗技术是采用激光打标机在导线上标识图形、文字、字母、数字等各种信息, 其原理是利用高能量密度的激光脉冲输出, 对铜线局部进行照射, 使其表层材料熔融、气化或产生颜色变化等物理、化学反应, 以留下永久性标识, 而且无法通过溶剂或焚烧等方法清除掉。常用导体激光打标机的主要技术参数如表1所示。

导体激光打标过程为非接触性加工, 不产生机械挤压或应力, 因此不会损坏导体, 同时激光聚焦后的尺寸很小, 热影响区域较小, 加工精细, 对铜导体电性能的影响也可忽略不计。导体激光打标机的印字间距可以根据需要在100～1 000mm范围进行调整。受限于人视力, 铜线规格为2～4mm时, 导体单线打印标识可以直接目视;铜线规格为0.5～2.0mm时, 导体单线打印标识则无法通过肉眼识别, 需要借助放大镜等工具;铜线规格小于0.5mm时, 则不宜采用导体激光打标防盗技术。

2 导体激光打标工艺的实现

导体激光打标的生产线如图1所示, 主要由收放线装置、前后槽型定位轮、激光打标装置三部分组成, 厂家可分开采购, 自行组装。放线装置用于固定需要打印标识的铜线盘具, 铜线从盘具上引出, 通过放线张力控制装置, 进入激光打标装置, 铜线打印标识完成后, 通过收线张力控制装置进入收线装置, 收线装置在驱动电机的带动下将标识打印完成的铜线收入盘具中。张力控制装置保证铜线在生产过程中速度均匀、张力恒定, 使标识大小、间距均匀, 同时避免出现铜线拉细问题。前后槽型定位轮安装在激光打标装置前后;下定位轮上开槽, 槽型为半圆形或V形, 上定位轮可以开槽也可以不开槽, 槽的大小可以根据铜线的直径调整;前后槽型定位轮的槽孔和激光射头应处于同一轴线, 铜线通过槽孔定位, 使铜线的中间位置准确处于激光照射区, 保证打印的标识不偏移和缺失。市场上激光打标装置可选品牌和规格非常多, 通常价格在15万左右。导体激光打标时, 可先根据打印要求在激光打标装置的控制面板上设置打印内容、打印深度、字符线宽、字符高度等参数, 字符高度以铜线直径的1/3～1/2设置为佳;然后根据打印内容的复杂性和激光打标装置的型号和功率调整收放线速度 (约4～5m/s) 。实心导体经激光打标工序后可以直接用于后续的电缆生产;对于绞合导体, 打印标识后的铜单线需经过绞合工序制造成各种规格的带有标识信息的铜导体, 才可用于后续的电缆生产。

3 标识信息的设计和查询

本公司设计的导体激光打印标识的信息内容通常包括两部分:a.哪里查, 即服务器地址 (如www.service.com) , 可通过互联网Internet链接该服务器;b.查什么, 即产品代码, 通过产品代码作为关键词检索、链接网页获得该产品相关信息。

为了实现导体激光打印标识信息的查询, 服务器地址可以指向电缆制造企业的某个电脑终端服务器, 电缆制造企业在完成电缆的生产和检测之后, 将产品相关信息录入该服务器。产品相关信息主要包括以下内容:电缆制造商, 电缆型号、规格、电压等级, 电缆设计制造执行标准, 电缆制造时间 (年月) , 电缆制造长度, 电缆近似重量, 铜导体近似重量, 产品项目名称, 产品所有者, 产品所有者变更情况及日期 (产品所有者发生变更时, 需要变更双方法人出具“所有权变更联合声明”通知制造商, 制造商对信息验证无误后, 才能在服务器中增加所有权变更信息, 这个服务为制造商销售该产品后提供的附加服务) 。上述产品相关信息应与产品代码一一对应, 确保任何人通过电脑、手机、pad等具有上网功能的便携设备, 登陆服务器地址, 在可视窗口中输入产品代码时, 快速查询到该产品的制造商、所有人、所有权变更及日期等所有相关信息。可以预计随着4G移动互联技术的不断普及, 导体激光打印标识信息查询会越来越快、越来越方便。

4 结束语

电缆故障报警系统的设计与实现 篇3

随着现代通信技术的发展, 尤其是通讯技术和微电子技术的发展, 对电缆故障检测提出了一些新的要求和方法。由于自然灾害或人为因素常常引发电缆中断事故, 然而传统的电缆监测设备具有精度低、测量速度慢等方面的弊端, 所以急需一种高精度的电缆故障报警定位系统。电缆故障的探测一般要经过诊断、测距、定点三个步骤, 而其中的测距与定点都属于对电缆故障的定位。

2 报警系统硬件电路的设计及工作原理

2.1 系统组成

由于通信电缆线具有特殊性 (即通讯繁忙) , 要求对其检测要准确、及时。对发生电缆中断故障时能及时发出报警信号, 并对电缆故障的中断点位置进行比较准确的检测。系统采用放置于各支局的电缆监控装置和放置于省或市局监控中心的计算机两级结构, 通过电话网络和调制解调器将它们联接起来, 进行报警信息的数据传输。监控中心计算机通过电话网络和调制解调器接收报警数据, 完成故障电缆的电子地图定位、打印、报警和数据存档等工作;电缆监控装置以嵌入式处理器芯片Atmega128作为系统的控制核心, 采用直流交流在线切换的供电方式, 包括实时监测、人机交互、电话语音处理和数据通讯模块。并且可以通过电话进行参数查询与修改。系统结构如图1所示。

2.2 电缆监测电路的设计及原理

在某一监测点对尽量多的线缆进行监测是充分发挥电缆监测系统的功能要求, 这就涉及到对多线路的接入和监测。电缆监测电路可以同时对8根电缆进行实时监测。通过对电缆一对备用线的监视, 实现电缆通断状态的监测。选取的一对备用线, 一端接入监测电路, 另一端短接, 从而构成一个回路。电路可以巡回监测电缆线路的状态, 若出现故障, 则依据线路的通断状态, 采用电阻或电容测量方法, 确定故障点的基本位置。

2.2.1 电阻检测

电阻测量电路如图2所示, 当进行电缆的电阻/电容测量时, 控制继电器的开关, 将被测量电缆的两端分别连接CAP-RES1端和CAP-RES2端。当被测量线路在故障点短路后, 将CAP-RES1和CAP-RES2分别同图2中的RES1和GND相连, 短路后的长线相当于一个电阻器, 其长度与电阻值成正比。通过+9V、1KΩ电阻和被测线路电阻组成的分压电路, 将被测线路电阻上的电压, 经过LM331V/F电路, 转换为对应的频率信号。频率信号经过6N137高速光耦隔离后连接ATmega捕获时钟的中断引脚, 测量出频率值。

2.2.2 电容检测

电容测量电路如图3所示, 当进行电缆的电阻/电容测量时, 控制继电器开关, 将被测电缆两端分别连接CAP-RES1端和CAP-RES2端。当被测线路断路后, 将CAP-RES1和CAP-RES2分别同图3中的CAP1和CAP2相连, 断开后的长线对相当于一个电容器的两个极板, 其长度与电容值成正比。电容测量采用ne555电路, 将电容量转化为频率量。测量电路分别对0.1uF标准电容C0和被测电容CX进行测量, 得到相应的频率值F0和FX, 按照公式CX=C0*F0/FX, 计算出被测电缆的电容值。采用高速光耦6N137芯片, 使电路与MCU隔离。

3 系统软件设计

系统软件包括电缆监控装置软件和监控中心软件两部分组成。电缆监控装置软件采用中断和程序查询相结合的方式, 独立完成对通讯电缆的实时监控、电话语音报警、故障自动定位、参数远程修改、故障校验、数据上传和机房环境监测等功能;监控中心通过MODEM和电话网络接收报警数据, 完成故障点地图打印、报警和电缆管理功能。下面着重介绍监控装置主程序、电阻检测函数和电容检测函数。

3.1 监控装置主程序

监控装置主程序主要执行如下动作:

3.1.1 系统的初始化, 包括数据缓冲区、MCU的I/O端口、软件标志、串行口波特率、定时器及中断向量表的初始化。

3.1.2 接收键盘输入, 包括本机标识、报警电话号码、复核电话号码、语音数据、被监测线路长度、密码等参数的设定及显示。

3.1.3 对线路状态和环境进行监测, 若线路发生故障或机房环境发生异常, 则进行线路长度测量或环境参数测量。并通过电话网络发送报警信息。

3.1.4 若有远程控制电话呼入, 在密码核对正确后, 用户可进行远程参数查询和修改。

3.2 电阻/电容检测函数

当线路发生故障时, 由NE555/LM331电路将线路电阻/电容转化为相应频率, 送给Timer1/Timer3的捕获引脚ICP1/ICP3, 其输入捕获单元可精确捕获ICP1/ICP3引脚发生的外部事件及发生的时刻, 调用电阻/电容检测函数, 计算单位时间内触发事件的次数, 从而精确计算出频率值及相应的电容/电阻值;由于电阻/电容同电缆长度成比例关系, 在故障未发生时, 定期测量整个线路的电阻/电容值, 计算出单位电阻/电容的线路长度;在故障发生时, 测量故障线路的电阻/电容值, 并换算出故障电缆长度。为减少系统误差, 电容检测函数先测量标准电容, 然后测量线路电容, 从而提高测量精度。

4 系统的测试结果

本文以电信局测试数据为例, 采用在电信领域中广泛使用的0.4mm线径电缆进行测试, 首先对每路电缆的一对线路全长进行10次电容电阻测量, 计算出单位长度电容电阻;然后, 对每一路电缆故障模拟测试, 得到测试数据表。由表1可知, 每条线的单位长度电容/电阻值是变化的, 若按固定常数50nF/KM计算, 则由测量得到的电容/电阻, 计算出的电缆长度的相对误差2%以上。然而, 由于每条铺设的电缆的型号、所处环境以及施工的复杂性, 导致单位长度电容/电阻值很难由理论计算得出。因此, 针对特定电缆, 定期地测试其总长度以及相应的电容/电阻值, 计算出单位长度电容/电阻值, 并形成所有被测电缆的单位长度电容/电阻值表。当故障发生时, 由测得电容/电阻值同查表得到的单位长度电容/电阻值的乘积, 而得到故障点的电缆长度。由表1可知, 检测距离在100-20000米之内, 测量相对误差为1%以内。

5 结束语

系统监测最长距离为20公里, 精度为1%, 无误报情况发生;系统结构紧凑、功能齐全、简单易用, 成本低廉, 精确度高, 具备电话机功能, 已在国内大量应用。

电缆防盗报警 篇4

1 路灯地埋电缆线路敷设的基本要求及方案

敷设的基本条件:

(1) 严格遵照符合设计要求的规划和图纸设计施工, 以国家相关行业规定的施工标准为准绳, 不得有私自改变原来设计规划或者与国家相关行业标准相违背的行为。

(2) 对于整个施工中电器及线路的安装及调试严格按国标和行标稳步进行, 并依次做好相关的防护措施, 自始至终确保施工及安装质量。

(3) 在各项施工及电气设施安装过程, 要依次分步做好质量监测和调试工作, 确保工程稳步、优质、高效的推进;发现问题及时上报, 按相关应急预案妥善解决, 并及时通过检测调试保证解决方案及施工安装的正确性。

(4) 施工中所有电缆的支架统一采用新式槽型支架, 按对侧交错对称设置, 水平间距0.85m, 分段每间隔55m修建一个积水处理排泄井, 用φ160PVC管将井内积水排至道路下水井内, 坡度大于2.5%;电缆沟底排水坡度为3.5%;每个电缆井底部均用PVC管φ160铺设到与其相邻的下水井, 坡度大于2.5%。

(5) 施工中所有处于电缆沟转角、端头和穿越道路管道处均需设置符合施工设计要求的活动盖板, 每相隔20m设9块活动盖板, 每块宽300mm左右, 人行道与各块活动盖板之间应达到同一水平位置, 且盖板材质与样式应严格按施工设计要求布置, 不得擅自改变设计方案。

(6) 施工程序方案。各项工程施工均须严格按设计方案程序及相关行业工程施工作业规程稳步推进。

(7) 电缆线路管沟的施工。电缆线路管沟采用机械配合人工共同开挖, 管沟深度大于管线所埋的深度, 在该项施工中要严格做到对施工现场及附近现有管线的保护, 并及时做好对所有基坑的检验和记录。

(8) 线缆管道的垫层设置。线缆管道的垫层模板统一用长度为3m的木质模板, 设置好之后全部用地锚固定好, 防止后续施工中模板滑动错位。所有垫层砼均采用C15砼, 厚度为10cm, 顶面采用1:2水泥砂浆批挡1cm厚, 砼浇筑时必须振捣密实。

(9) 电缆沟墙体的施工。电缆沟墙体采用M7.5砂浆MU10砖, 沟墙体在砌砖时每隔60m砌有变形缝;墙体用1:2.5水泥砂浆批挡, 厚度内墙1cm外墙1.5cm;墙顶采用C15素混凝土压顶, 厚度10cm。刺向施工军训严格按设计要求和行业国标进行。

(10) 盖板的标准及施工。盖板材质统一采用C25钢筋混凝土制作, 每块活动盖板设置5个φ35mm透气孔, 直线段电缆沟每隔18m左右及转角、端头和管沟衔接处设置8块活动盖板, 活动盖板底座和活动盖板沿口的钢制作件均要求热镀锌, 层厚大于55μm。

(11) 电缆井的施工。电缆井地基承载力应达到fa≥150kpa, 引入电缆沟落在开挖的基槽上时须用6%稳定水泥石粉渣回填压实, 用1:2水泥砂浆向集水坑找1%坡, 井底板用C 2 5砼, 井壁用M 7.5水泥砂浆砌筑MU10砖, 井内外墙壁均抹1:2.5防水砂浆, 墙外侧做满包氯丁胶沥青防水涂料或符合行业标准和施工要求的同类材料, 墙顶采用C15砼压顶, 井盖用C25砼现浇, 共8块。

(12) 电缆沟的回填。经相关人员验收合格并签字后, 对所有的电缆沟用符合施工要求的土料回填夯实。

2 智能电缆防盗装置方案

科技发展日新月异, 对道路照明设施的要求也逐步提高, 伴随着社会和科技的发展、城镇化的加速等, 道路照明管理问题也日益突出, 破坏路灯电缆及设施的案件时有发生。统计数据显示, 最近几年, 中国的一线及二线城市的路灯电缆被盗的直接经济损失, 已经从2003年的几十万元逐步飙升到2008年的数百万元甚至更多。路灯电缆被盗造成的直接损失以每年超过30%的速度增加, 而城市安全等方面的间接损失更是难以计量。因此, 路灯电缆防盗已经成为城市照明管理人员的必须迫切解决的问题。破坏路灯电缆及设施的案件造成了国家财产的严重损失, 造成了严重的交通隐患和直接或间接经济损失。以下结合当前实际情况, 简单谈谈电缆防盗装置。

2.1 现代电子防盗技术简介

现代电子防盗技术是在路灯电缆上安装某种电子监控仪器, 如果电缆被盗, 该系统设备就会及时发出报警信号, 相关路政线路监测人员就会及时发现问题并作相应的处理, 从而保障照明系统的正常运行以及国家财产的安全。当前电子技术电缆防盗得到了广泛的应用。

传统的电子技术防盗依据其工作原理, 可以简单地分为:电力载波法、漏电流检测法、电缆末端安装通讯设备检测法等。

2.2 传统防盗装置的局限和理想的防盗装置方案推荐 (举例说明)

(1) 全天候防盗技术弊端:照明线路晚上亮灯后通电、白天灭灯后断电。

(2) 可靠载波技术的弊端:路灯电缆的每个光源上都并联几十微法的补偿电容, 传统的电力载波信号强度随距离成指数规律下降。

(3) 可靠报警技术的弊端:照明设备自身的故障常导致局部灭灯, 导致电流变化大;高压钠灯寿命终了前会出现“自熄”现象, 导致电流变化很不稳定。由于电流不稳定, 很难根据电流变化分辨出是电缆被盗还是断电灭灯。

(4) 康贝电子将高频调制与解调技术、模糊控制技术、无线通信等多种应用技术与公司拥有自主知识产权的最新专利技术进行了有机的整合, 成就了一种全新的路灯电缆防盗报警系统。该解决方案工作稳定, 反应迅速, 其误报率与漏报率极低, 是解决路灯电缆等220V电压规格的低压电力电缆盗窃问题的最佳选择。

该路灯电缆防盗报警系统由现场终端、监控中心以及无线通信网络三部分组成。其中, 现场终端既可以独立运行, 也可以组网运行。在监控中心软件平台的统一协调下, 当监控中心的通信主机接收到任何一台现场终端的报警信息后, 即可迅速确定报警位置和故障电缆, 并将报警信息发布给系统预先设置好的联系电话。路灯照明管理部门以及巡逻人员可以据此快速反应, 及时采取措施制止电缆盗割行为。相关的报警信息还可以在计算机系统内留下记录, 方便日后进行可追溯性管理。

3 结语

在工程施工中应严格按照设计要求、质量管控体系和作业规程稳步进行, 并做好自检、巡检和监督, 确保每个环节万无一失;对工程质量和事故隐患做到未雨绸缪, 防微杜渐, 并切实搞好现场安全质量管理, 严格责任追究制度, 这样才能按计划保质保量地圆满完成工程。

摘要：社会的快速发展, 对道路路灯设施的要求逐步提高, 作为市政建设的重要一部分, 路灯及相关设施的施工与设计与现代城市的高标准、高要求密不可分。其中路灯电线路敷设由原来的外部悬挂式, 改为地埋式, 但电缆被盗、被破坏现象仍时有发生。该文简单探讨了在路灯施工工程中路灯地埋电缆线路敷设和理想的防盗装置问题。

关键词：路灯施工,地埋电缆,防盗装置

参考文献

[1]王珺.探析路灯地埋电缆线路敷设和理想的防盗装置[J].科技咨询导报, 2007 (23) :44.

[2]张伟军.路灯电缆地埋管线的设计[J].甘肃统计信息, 2010 (2) .

电缆防盗报警 篇5

电缆是非常重要的电气设备, 随着经济的发展, 城市规模越来越大, 城市电网的电缆化率也越来越高。相应地, 对电缆的供电可靠性要求也越来越高, 特别是对于一些比较重要的供电负荷, 如政府机关、钢铁企业等。而由于电缆制造材料价值较高 (普遍为铜芯导线) , 不法之徒往往铤而走险, 盗割电力电缆, 给工矿企业的生产造成严重影响, 带来了巨大的经济损失。因此, 电力线的防盗问题是一个非常重要的研究课题。

然而目前已有的电缆防盗系统大多是在电缆被盗割之后, 通过监测各类电信号的异常信息, 然后报警。而此时电缆已经遭到破坏, 已然给供电单位带来了直接和间接的经济损失, 并没有达到防患于未然的目的。针对上述问题, 本文提出了一种基于地理信息系统 (GIS) 和红外技术的电缆防盗系统。该系统以GIS图作为主要的图形化操作界面, 将电缆的实际走向在GIS地图上直观显示出来, 一旦不法人员进入电缆沟槽, 可以立即直观地将事故发生地点显示在图形界面上, 巡检人员可立即赶赴事故地点进行处理, 从而大大提高了反应速度, 可有效提高电力电缆的防盗水平。

1 常用的电缆防盗技术

目前业内常用的电缆防盗技术主要有电压电流检测法、电容探测法、电力线载波通信法等[1,2]。电压电流检测法通过检测电缆末端带电状态来判断电缆是否被盗, 一旦检测到电缆末端失电, 即判定电缆被盗。该方法实现简单, 但只能用于长期带电的电缆。电容检测法将电力电缆空置两芯在末端短路, 始端接入多谐振荡器, 根据振荡器输出状态判定电缆是否被盗, 并可进一步根据振荡器输出频率判定电缆被割位置。该方法需要利用空置电缆芯, 因此成本较高, 且电缆未被全部剪断时, 有漏报的可能。电力线载波通信法在电缆上加载载波信号, 一旦检测到载波传输中断, 即判定电缆被盗。该方法的缺点是易受电力谐波的干扰而产生误报。

2 基于GIS和红外技术的电缆防盗系统

本文设计的基于GIS和红外技术的电缆防盗系统, 采用无线 (GPRS) 通信方式在不破坏市政路面的情况下传输所监测数据, 并可根据监测要求设定部分数值, 辅以GIS地理信息系统准确定位, 及时判断故障点并发出预警信息。该系统由红外栅栏、通信终端和后台软件系统组成。其中, 红外栅栏和通信终端安装在现场的监测点, 软件系统安装在上位机;通信终端通过无线同上位机通信, 相关信息由位于上位机的软件系统显示。

2.1 地理信息系统

GIS是在计算机硬件、软件系统支持下, 对整个或部分地球表层 (包括大气层) 空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析和可视化表达的信息处理与管理系统。GIS在电力系统已有成功应用经验[3,4]。

针对城区电力电缆接头地理位置分散的特点, 将GIS技术应用到上位机管理系统的功能开发和实现中, 使运行人员通过电缆和接头分布地理信息图更直观地管理和监视接头。软件通过嵌入专门绘制的城区电力GIS地图 (图1) , 在电子地图窗口中显示街道、整个城区的变电所、线路、电缆接头等信息。该电力GIS地图主要包括城市区域、街道、电缆、变电站、电缆接头等多个图层。这样报警信息就会变得更加直观, 对城区大范围内快速定位电缆被盗所在的地理位置有很大帮助。

2.2 红外栅栏

红外栅栏采用先进的主动红外光电探测传感器制作而成。它是利用人眼看不到的红外光束组成无线监控区域, 当人员越过红外栅栏时, 人体势必遮挡红外光束, 电路输出信号, 相应装置动作或报警, 如图2所示。

该装置由发射端、接收端2部分组成, 采用微机及特殊的防误动作处理技术。当电缆盗窃者进入电缆沟时, 会挡断相邻2束以上光线, 且持续一段时间, 由此可判定有非法人员进入, 栅栏将产生报警信号。这样在盗窃者盗割电缆前, 一方面及时发出警告, 另一方面及时通知巡检人员就近处理, 从而可有效地保护电缆。另外, 当有小动物或小物体挡住一束光线时, 报警器不会报警, 从而降低了误报率。

2.3 GSM/GPRS模块及通信电路

GSM/GPRS模块采用法国Wavecom公司生产的双频GSM/GPRS通信模块Q2406A。和同类产品相比, Q2406A模块功耗低——空闲模式最大功耗为3 mA, 休眠状态下最大功耗为10 μA。Q2406A模块由2部分组成:一是基带部分, 用于实现一些系统功能, 如电源管理、存储管理和接口管理;二是射频 (RF) 部分, 用于接收和发送信号。

Q2406A模块只需外扩一个SIM卡, 通过UART1和微处理器之间通信, UART1的TXD1引脚和微处理器连接串行发送数据, UART1的RXD1引脚和微处理器连接串行接收数据;微处理器应用GSM AT指令对模块进行操作。当终端装置和上位机之间需要通信时, 微处理器通过串口控制Q2406A发送和接收数据。

3 电缆防盗系统的应用实例

本方案在临汾市尧都区10 kV以上供电电缆进行了试点, 依据电力工程设计要求[5]制定了具体的实施方案, 取得了较好的效果。

3.1 红外栅栏的安装

尧都区10 kV以上供电电缆大多采用电缆沟敷设的安装方式, 结合现场实际情况和巡检人员的经验, 选择了多个重要电缆沟入口和容易出现非法进入的地点安装了红外栅栏。一旦红外栅栏监测到有非正常情况下的外来人员进入电缆沟槽, 或者非正常情况下的电缆位移, 就立即启动报警信号。

3.2 现场监测及通信终端的安装

现场监测及通信终端全天24 h不间断地监测红外栅栏状态, 一旦报警, 立即通过GPRS网络通知后台软件系统。终端采用蓄电池供电, 现场安装方便, 且供电可靠性较高。

3.3 基于GIS平台的后台软件系统搭建

后台软件系统建立了包括电气元件实体和GIS图元实体在内的实体库, 并且能实现系统的图模一体化;通过读取DXF格式的电子地图实现GIS图形数据自动获取;进一步通过读取的图元记录, 对实体库对应类型的实体对象进行初始化, 以实现图形数据的转化。为了实现对图形的编辑、打印, 转化后的数据另存为本系统数据格式, 开发了相应的文件操作动态链接库, 与数据库存储相比, 无需购买商业数据库, 安装使用方便。整个后台软件以GIS图作为主要的图形化操作界面, 各类数据可在图形中直观地显示出来, 符合现场人员的操作习惯。

4 结语

本文提出的电缆防盗系统, 现场运行可靠, 对有效遏制电力电缆盗割行为起到了良好的作用。此外, 系统还为电缆测温、绝缘监测等模块预留了接入接口, 视现场的需要还可以挂接电缆测温、电缆防火监测以及电缆绝缘状态监测等功能模块, 最终可形成电缆运行状态综合监测系统。

摘要：分析了电力电缆防盗割的重要性, 介绍了目前常用的几种电缆防盗技术, 然后针对其不足提出了一种基于GIS和红外技术的电缆防盗系统, 并在实际应用中验证了其效果。

关键词：电力电缆,防盗系统,GIS,红外技术

参考文献

[1]方波, 秦大为.电力电缆防盗报警系统[J].电工技术, 2007 (1)

[2]秦大为.电力电缆的故障分析与故障检测[J].电工技术, 2005 (12)

[3]邱龙富.地下电缆管理在配电GIS系统中的应用[J].广西电力, 2012 (1)

[4]杨玲秋.基于GIS的城市地下电缆信息系统模型研究[J].杭州电子科技大学学报, 2010 (6)

电缆防盗报警 篇6

大型火电厂一旦发生火灾事故, 如果不能及时处理, 不仅严重影响到电厂的正常运行, 而且对主电网的安全稳定运行带来严重威胁, 对正常生产和人民生活用电也相应受到严重影响, 直接或间接造成的损失都很大。事实证明, 采用火灾自动报警系统的作用明显, 在火灾处于阴燃阶段时感烟探测器就能发现火情, 大大提高了火灾发生的反应时间, 这对防止和减少重大火灾发生是十分重要的。火灾自动报警系统的采用, 使电厂防火“以防为主, 防消结合”的原则得到充分体现。随着社会科学技术的飞速发展, 火灾报警系统更新换代的步伐不断加快, 误报和漏报情况基本解决, 智能火灾报警控制系统日益成熟, 产品性能也更加完善。

2 选择火灾探测器的原则

火灾探测器是火灾自动报警系统中非常关键的设备, 是判断火灾发生的主要判据, 它的稳定性和先进性决定了整个火灾自动报警系统的可靠性, 大型火电厂工程设计中探测器的配置选型是否正确, 合理是影响可靠性的重要因素。不同种类火灾探测器, 其响应原理, 结构特点, 适用场所均不同。在设计中, 应根据探测区域内可能发生火灾的燃烧特点及其安装环境, 以及可能引起误报的原因等因素, 选择合适的探测器。

根据火灾特点, 选择火灾报警探测器时, 应符合以下原则:

(1) 在封闭的空间或火灾初期有阴燃阶段, 产生大量的烟和少量的热, 很少火焰辐射的场合, 应该选用感烟探测器。

(2) 在火灾发展迅速, 产生大量的热, 烟和火焰辐射的场合, 应选用感温探测器, 感烟探测器, 火焰探测器或其组合。有强烈火焰辐射和少量的烟和热的场合, 应选用火焰探测器。

(3) 在电缆夹层, 电缆竖井, 电缆沟道采用感温电缆或者光纤感温火灾探测器, 本文着重对这两者之间的选用进行分析和对比。

总之, 在选择火灾探测器时, 除了参考上述原则外, 还必须遵守国家标准《火力发电厂与变电站设计防火规范》 (GB50229-2006) 《火灾自动报警系统施工及验收规范》 (GB50166-2007) 和火灾自动报警系统设计规范 (GB50116-98) 等规定, 并根据厂家产品技术性能, 结合火电厂实际情况来决定探测器选型。

3 线型感温电缆和光纤感温火灾探测器的原理

线型感温电缆从动作性能来分类:可分为定温型, 差温型, 差定温型, 从工作方式分类:可分为不可恢复式 (开关量) , 可恢复式 (模拟量) 感温电缆。

开关量线型感温电缆, 其探测原理是热敏电缆受热后电阻率降低从而触发开关量的温度报警, 根据不同的场合选用不同额定动作温度的感温电缆。模拟量感温电缆由四芯铜导线组成, 每根截流导线覆盖着一层具有负温度系数特性的绝缘材料, 四根导线均匀绞在一起, 组成系统时末端两两短接成两个互相比较的监测回路, 环境温度变化通过感温电缆传到控制接口模块, 当探测区的温度达到或超过系统报警值时, 系统发出火灾报警信号。

光纤感温火灾探测器是采用光纤的背向拉曼散射 (RAMAN) 温度效应和光时域反射原理 (OTDR) 研发的光纤温度探测处理器, 其工作原理为当激光器发出一束激光, 通过耦合器调制后射入感温光纤中, 光纤反射回的拉曼散射光通过光谱分离模块分解成不同波长的Stokes散射光和Antistokes散射光, 其中Stokes散射光的强度与温度弱有关, 而Antistokes散射光的强度与温度强有关通过对两束光信号进行处理和对比计算得出温度沿光纤的分布曲线。利用光时域反射技术 (OTDR) 通过计算光在光纤中的传输速度和回波时间实现对所有温度点的定位。

4 线型感温电缆和光纤感温火灾探测器的性能对比

4.1 报警方式:

线型感温电缆对分区的火灾情况进行报警, 但不能定位, 只能判断火警区域 (100m~200m) 并且报警之前没有任何征兆, 报警时火灾往往已形成一定规模, 属于事后报警。光纤感温火灾探测器时刻监视电缆温度, 在发生火情之前提前告警, 例如可以设置60℃一级报警, 70℃二级报警, 85℃火灾报警, 又能准确定位, 能够很快找到具体的发热点或火灾点, 显示事故点温度变化的类型, 显示事故点温度读数及位置 (精度±1℃, 1~2m) 并具有火情分析功能, 对火情的大小, 火情的蔓延方向及烟雾方向做出准确判断, 给救灾工作提供便利数据。

4.2 火灾报警的设计方式:

线型感温电缆对每个防火分区安装微机头带适当长度的感温电缆, 报警时可以知道具体某个分区的信号, 感温电缆需要正弦波贴附安装。光纤感温火灾探测器的报警区域可以根据现场实际情况在系统上设定, 对安装在现场的探测光缆没有任何影响, 便于电厂复杂的环境, 标定后分区准确, 每个报警区可以根据现场情况设定不同报警值, 适应现场复杂多变的环境。

4.3 安全可靠性:

线型感温电缆具有一定的抗电磁干扰, 抗机械损伤的能力, 但受绝缘老化和长时间的电磁干扰, 以及微机头受潮受电磁干扰等诸多因素的缘故, 使用年限越久性能越不稳定, 误报率越高, 使用寿命较短。光纤感温火灾探测器的光纤是有Si O2晶体组成, 性能非常稳定, 不受电磁干扰影响, 安全可靠性高, 光纤测温控制主机采用特殊的抗电磁干扰材料, 并置于控制室内, 因此整个光纤探测系统不会受电磁干扰, 可靠性高, 使用寿命一般大于20年。

4.4 设备安装:

线型感温电缆, 每段电缆需配一个终端盒和微机头 (带电) , 单根电缆长度不超过200米每个微机头与控制室的火灾报警控制器之间还的安装电源电缆, 需要紧贴以正弦波的方式敷设, 安装难度大, 影响今后电缆改装。光纤感温火灾探测器只需敷设感温光缆 (无任何带电部件) 安装比较简单。采用抗拉伸, 抗冲击, 外径小, 柔韧的光缆, 可以按照正弦波方式或者直线悬吊敷设。

4.5 可恢复性:

线型感温电缆中可恢复性感温电缆180℃以下可恢复一次, 180℃以上为不可恢复温度, 报警受损后, 须更换整段电缆。光纤感温火灾探测器达到报警点后利用软件进行复位, 不损伤光缆, 当光缆部分受损后, 只须采用光纤熔接机对受损点熔接即可, 感温光缆测温范围一般在-30℃~250℃特种光缆可达500℃。

结束语