CN103198600A - 一种用于配电网的电缆屏蔽层防盗报警装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于配电网的电缆屏蔽层防盗报警装置，包括发射机、发射卡环、接收卡环、接收机和报警器，所述的发射卡环和接收卡环安装在电缆外部，所述的发射机与发射卡环连接，所述的接收卡环依次连接接收机和报警器；发射机以一定信号断续比发射交流电流信号至发射卡环，通过发射卡环将信号耦合到电缆的屏蔽层上，接收卡环接收经过屏蔽层后的信号并发送给接收机，接收机对接收到的信号经放大、滤波、A/D转换处理，并根据接收到的信号判断电缆屏蔽层是否完整性，若是，则对信号进行显示，若否，则对信号进行显示，并向报警器发送报警信号，报警器发出报警。与现有技术相比，本发明具有可实现防盗报警功能、具有自适应功能、结构简单、应用广等优点。

Description

一种用于配电网的电缆屏蔽层防盗报警装置
技术领域
本发明涉及一种电网监控装置，尤其是涉及一种用于配电网的电缆屏蔽层防盗报警装置。
背景技术
近几年，随着城市工业化的迅猛发展，从发电站到城乡电网，从配电间到工厂街道，电缆线路以其独具的特点，得到越来越广泛的应用，在许多场合起着架空线所无法替代的作用。在郊区，电缆大部分都是以直埋方式来敷设的，这样就给某些不法分子偷盗电缆带来了可乘之机，时常发生电缆屏蔽层被盗剥的现象。
在电缆结构上的所谓“屏蔽”，实质上是一种改善电场分布的措施。电缆导体由多根导丝绞合而成，它与绝缘层之间易形成气隙，导体表面不光滑，会造成电场集中。在导体表面加一层半导电材料的屏蔽层，它与被屏蔽的导体等电位，并与绝缘层良好接触，从而避免在导体与绝缘层之间发生局部放电。这一层屏蔽又称为内屏蔽层。
高压电力电缆的屏蔽层一般都需要接地。对于35kV及以下电压等级的电缆都采用两端接地方式，这是因为这些电缆大多数是三芯电缆，在正常运行中，流过三个线芯的电流总和为零，在铝包或金属屏蔽层外基本上没有磁链，这样，在铝包或金属屏蔽层两端就基本上没有感应电压，所以两端接地后不会有感应电流流过铝包或金属屏蔽层。屏蔽层两端接地可以使屏蔽层与大地之间即形成了一个回路，屏蔽层受到破坏后，回路将断开，只需监测这个回路是否连通即可判断电缆屏蔽层的完整性。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可实现防盗报警功能、具有自适应调节功能、结构简单、应用广的用于配电网的电缆屏蔽层防盗报警装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现；
一种用于配电网的电缆屏蔽层防盗报警装置，包括发射机、发射卡环、接收卡环、接收机和报警器，所述的发射卡环和接收卡环安装在电缆外部，所述的发射机与发射卡环连接，所述的接收卡环依次连接接收机和报警器；
发射机以一定信号断续比发射交流电流信号至发射卡环，通过发射卡环将信号耦合到电缆的屏蔽层上，接收卡环接收经过屏蔽层后的信号并发送给接收机，接收机对接收到的信号经放大、滤波、A/D转换处理，并根据接收到的信号判断电缆屏蔽层是否完整性，若是，则对信号进行显示，若否，则对信号进行显示，并向报警器发送报警信号，报警器发出报警。
所述的发射机包括交流电源输入端口、电流整流滤波储能回路、阻尼震荡回路和信号发生器，所述的交流电源输入端口与交流电源连接，所述的阻尼震荡回路分别连接电流整流滤波储能回路、信号发生器和发射卡环。
所述的发射机的信号断续比为60s∶1s。
所述的接收机包括前置放大器、数字式带通滤波器、A/D转换器、液晶显示屏、CPU和功能设置键盘，所述的前置放大器的一端与接收卡环连接，另一端依次连接数字式带通滤波器、A/D转换器和CPU，所述的CPU分别连接液晶显示屏、功能设置键盘、前置放大器和报警器；
前置放大器、数字式带通滤波器和A/D转换器依次对接收到的信号进行放大、滤波和A/D转换处理后送入CPU，CPU识别信号幅值并自动调节前置放大器的增益倍数，同时通过功能设置键盘对报警值进行在线设置。
所述的数字式带通滤波器为数字窄带滤波器。
所述的发射卡环和接收卡环安装在同一条电缆上，发射卡环和接收卡环的间距为1～1.5m。
所述的报警器包括蜂鸣器和指示灯。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明通过在电缆屏蔽层上施加一个交流电流信号，同时监测这个信号的大小，达到监测输电电缆屏蔽层完整性的目的，实现防盗报警功能；
2)本发明可准确识别接收信号幅值，并自动调节增益倍数，具有自适应调节功能；
3)本发明结构简单，可以广泛应用于各种工况下的变配电站10kV出线电缆。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示，一种用于配电网的电缆屏蔽层防盗报警装置，包括发射机1、发射卡环2、接收卡环3、接收机4和报警器5，所述的发射卡环2和接收卡环3安装在电缆外部，所述的发射机1与发射卡环2连接，所述的接收卡环3依次连接接收机4和报警器5。
所述的发射机1包括交流电源输入端口、电流整流滤波储能回路11、阻尼震荡回路12和信号发生器13，所述的交流电源输入端口与220V交流电源连接，所述的阻尼震荡回路12分别连接电流整流滤波储能回路11、信号发生器12和发射卡环2。
所述的接收机4包括前置放大器41、数字式带通滤波器42、A/D转换器43、液晶显示屏44、CPU45和功能设置键盘46，所述的前置放大器41的一端与接收卡环3连接，另一端依次连接数字式带通滤波器42、A/D转换器43和CPU45，所述的CPU45分别连接液晶显示屏44、功能设置键盘46、前置放大器41和报警器5。所述的数字式带通滤波器42为数字窄带滤波器。所述的液晶显示屏44为HBO160*160液晶屏显示。所述的报警器5包括蜂鸣器和指示灯。
上述用于配电网的电缆屏蔽层防盗报警装置的工作原理为：发射机1以一定信号断续比发射交流电流信号至发射卡环2，通过发射卡环2将信号耦合到电缆的屏蔽层上，接收卡环3接收经过屏蔽层后的信号并发送给接收机4；接收机4中的前置放大器41、数字式带通滤波器42和A/D转换器43依次对接收到的信号进行放大、滤波和A/D转换处理后送入CPU45，CPU45识别信号幅值并自动调节前置放大器的增益倍数，同时通过功能设置键盘46对报警值进行在线设置；CPU45根据接收到的信号判断电缆屏蔽层是否完整性，若是，则将信号传输给液晶显示屏44进行显示，若否，则对信号进行显示，并向报警器5发送报警信号，报警器发出报警。
根据一段运行时间的自动监测并记录正常使用时的最大接收值和最小接收值，对该装置设置合理的报警值，在发生电缆屏蔽层被破坏时及时声光报警。
上述用于配电网的电缆屏蔽层防盗报警装置的技术指标包括：
1)发射卡环由零序电流互感器改装而成，互感器内径根据现场最大电缆外径取Φ120mm。
2)发射卡环与接收卡环安装在同一条电缆上，间距为1～1.5m，间距过小可能产生电磁干扰，影响测量精度。
3)CPU为MPS430单片机，该单片机有完善的AD采样接口和与上位机的通讯接口，电路简洁可靠；接收机的数字式带通滤波器采用凌特公司的LTC1067数字滤波器，每倍频衰减大于60db，选频效果极佳。
4)发射机的信号发生器采用数字锁相技术，频率稳定无漂移，发射信号断续比为60s∶1s。
5)发射机与接收机装在一个360×140×300mm的便捷式铝制仪器箱内。
5)发射机的输出功率为10W，输出频率为144Hz，断续比为60S断∶1S通，响应时间为小于1MS。
上述用于配电网的电缆屏蔽层防盗报警装置通过在线监控电缆屏蔽层的完整性，当电缆受到外力破坏、人为盗割、电缆剥皮等异常状态时发出声光报警，实现防盗报警功能。该装置可识别接收信号幅值，并自动调节增益倍数，具有自适应调节功能，且该设备结构简单，便于维护，可以广泛应用于各种工况下的变配电站10kV出线电缆。

Claims (7)

1.一种用于配电网的电缆屏蔽层防盗报警装置，其特征在于，包括发射机、发射卡环、接收卡环、接收机和报警器，所述的发射卡环和接收卡环安装在电缆外部，所述的发射机与发射卡环连接，所述的接收卡环依次连接接收机和报警器；
发射机以一定信号断续比发射交流电流信号至发射卡环，通过发射卡环将信号耦合到电缆的屏蔽层上，接收卡环接收经过屏蔽层后的信号并发送给接收机，接收机对接收到的信号经放大、滤波、A/D转换处理，并根据接收到的信号判断电缆屏蔽层是否完整性，若是，则对信号进行显示，若否，则对信号进行显示，并向报警器发送报警信号，报警器发出报警。
2.根据权利要求1所述的一种用于配电网的电缆屏蔽层防盗报警装置，其特征在于，所述的发射机包括交流电源输入端口、电流整流滤波储能回路、阻尼震荡回路和信号发生器，所述的交流电源输入端口与交流电源连接，所述的阻尼震荡回路分别连接电流整流滤波储能回路、信号发生器和发射卡环。
3.根据权利要求1所述的一种用于配电网的电缆屏蔽层防盗报警装置，其特征在于，所述的发射机的信号断续比为60s∶1s。
4.根据权利要求1所述的一种用于配电网的电缆屏蔽层防盗报警装置，其特征在于，所述的接收机包括前置放大器、数字式带通滤波器、A/D转换器、液晶显示屏、CPU和功能设置键盘，所述的前置放大器的一端与接收卡环连接，另一端依次连接数字式带通滤波器、A/D转换器和CPU，所述的CPU分别连接液晶显示屏、功能设置键盘、前置放大器和报警器；
前置放大器、数字式带通滤波器和A/D转换器依次对接收到的信号进行放大、滤波和A/D转换处理后送入CPU，CPU识别信号幅值并自动调节前置放大器的增益倍数，同时通过功能设置键盘对报警值进行在线设置。
5.根据权利要求4所述的一种用于配电网的电缆屏蔽层防盗报警装置，其特征在于，所述的数字式带通滤波器为数字窄带滤波器。
6.根据权利要求1所述的一种用于配电网的电缆屏蔽层防盗报警装置，其特征在于，所述的发射卡环和接收卡环安装在同一条电缆上，发射卡环和接收卡环的间距为1～1.5m。
7.根据权利要求1所述的一种用于配电网的电缆屏蔽层防盗报警装置，其特征在于，所述的报警器包括蜂鸣器和指示灯。
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