CN103646488A - 铠装电缆监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铠装电缆监测系统及方法，其包括第一耦合器、第二耦合器、载波信号发射器、载波信号接收器及报警装置，第一耦合器与铠装电缆一端耦合连接，第二耦合器与铠装电缆另一端耦合连接，载波信号发射器与第一耦合器连接，载波信号接收器与第二耦合器连接，报警装置与载波信号接收器连接，铠装电缆的铠装层两端分别接地。本发明通过第一耦合器将载波信号加载至铠装层，利用铠装层与大地构成的传输回路传输载波信号，第二耦合器对铠装层另一端的载波信号进行检测，并发送检测信号给报警装置，在铠装电缆遭到外力破坏或人为盗割，致使载波信号传输中断，报警装置即可发出报警信号，具有原理简单、安全可靠、经济实用、应用方便的特点。

Description

铠装电缆监测系统及方法

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其是涉及一种铠装电缆监测系统及方法。

背景技术

输送电力的电缆分为高压电缆和中低压电缆，一般来说，高压电缆因传输电压高，危险性大，因此发生被盗的可能性不大；而10kV/380V的中低压电缆因传输电压低，线材价值较高(普遍为铜芯线)，而成为一些不法之徒的盗窃目标。

另外，中低压配用电线路及其设施具有分布面广的特点，给日常监管维护带来了一定的困难，尤其是一些偏僻的地方还时常遭到不法分子的盗窃破坏，其造成的损失尤其是间接损失很为可观。

针对电缆防盗监测问题，普遍采用人工巡视和电子检测报警两种方式。人工巡视适用于有围墙的场所地点，如学校、工厂、仓库、机关大院等，可将电缆的防盗与消防、治安相结合，但由于缺少实时监测手段，采用人工巡视方式不能够及时发现和处理事件，给不法之徒可乘之机。

在加强人防的基础上，结合现有的电子检测报警系统，其主要包括两种检测报警方式：

（1）电压电流检测法

通过检测电缆是否带电来判断电缆是否被盗割，此种方法简单可靠，但当电网意外跳闸或正常供电停止时，不易判断而造成误报；而且检测大电流信号时需要专门的电流传感器，对于中压电缆检测不仅需要电流传感器，还需加装专门电压隔离传感器，实施难度大，安装成本高。

（2）电力线载波通讯法

在被测电缆的电力线上加载检测载波信号，一旦电缆被盗割，信号传输中断，电子检测报警系统接收不到载波信号就会报警；但是电力线是专门用于传送电能的，若用于传送数据载波信号则会受到许多限制，主要包括：电力线上高频载波信号衰减大，信号传输距离有限；电力线上高频载波信号抗干扰能力弱，当电力线上负载频繁接入或切换，会产生强电磁干扰信号，电子检测报警系统接收不到载波信号造成误报。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术的不足，提供一种铠装电缆监测系统及方法，在铠装电缆的铠装层一端加载高频载波信号，在铠装层另一端设置报警装置实时监测载波信号是否中断传输，在铠装电缆遭到外力破坏或人为盗割，致使载波信号传输中断，报警装置即可发出报警信号，具有原理简单、安全可靠、经济实用、应用方便的特点。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种铠装电缆监测系统，其包括第一耦合器、第二耦合器、载波信号发射器、载波信号接收器及报警装置，所述第一耦合器与铠装电缆一端耦合连接，所述第二耦合器与铠装电缆另一端耦合连接，所述载波信号发射器与第一耦合器连接，所述载波信号接收器与第二耦合器连接，所述报警装置与载波信号接收器连接，所述铠装电缆的铠装层两端分别接地；

所述载波信号发射器通过第一耦合器将载波信号加载至所述铠装层一端，载波信号通过铠装层接地构成的传输回路传输到铠装层另一端，所述载波信号接收器通过第二耦合器检测铠装层另一端的载波信号，并发送检测信号给所述报警装置，所述报警装置接收载波信号接收器发出的检测信号，对检测信号进行分析判断获得报警信号。

一种铠装电缆监测方法，其包括以下步骤：

通过载波信号发射器产生载波信号，并利用第一耦合器将载波信号加载至铠装层一端；

将载波信号通过铠装层接地构成的传输回路传输到铠装层另一端；

通过第二耦合器将铠装层另一端的载波信号传送至载波信号接收器；

通过载波信号接收器对载波信号进行解码识别和判断，并发送检测信号给所述报警装置；

利用报警装置对所述检测信号进行分析判断获得报警信号。

综上所述，本发明铠装电缆监测系统及方法通过第一耦合器将载波信号加载至铠装层，利用铠装层与大地构成的传输回路传输载波信号，第二耦合器对铠装层另一端的载波信号进行检测，并发送检测信号给报警装置，在铠装电缆遭到外力破坏或人为盗割，致使载波信号传输中断，报警装置即可发出报警信号，具有原理简单、安全可靠、经济实用、应用方便的特点。

附图说明

图1为本发明铠装电缆监测系统的原理框图；

图2为本发明铠装电缆监测系统结合报警管理基站的原理框图；

图3为本发明铠装电缆监测系统结合报警管理基站的另一实施例的原理框图；

图4为本发明铠装电缆监测系统的结构示意图；

图5为本发明铠装电缆监测方法的流程示意图；

图6为本发明铠装电缆监测系统另一实施例的原理框图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本发明铠装电缆监测系统包括第一耦合器、第二耦合器、载波信号发射器、载波信号接收器及报警装置，所述第一耦合器与铠装电缆一端耦合连接，所述第二耦合器与铠装电缆另一端耦合连接，所述载波信号发射器与第一耦合器连接，所述载波信号接收器与第二耦合器连接，所述报警装置与载波信号接收器连接。

一般的地埋中压电力电缆和部分低压地埋电力电缆均采用铠装电缆，铠装电缆外层设有由钢带缠绕而成的铠装层，为防止外力破坏铠装电缆内部的铜质电力线，在铠装层外侧套设有保护套。

所述铠装电缆的铠装层两端分别接地，所述铠装层接地后与大地构成传输回路，以屏蔽铠装电缆上的高压电场对外部的辐射干扰，使得第一耦合器和第二耦合器分别与铠装电缆耦合时不用考虑对铠装电缆进行高压隔离，简化了第一耦合器和第二耦合器的设计和安装使用；所述载波信号发射器通过第一耦合器将高频载波信号加载至所述铠装层一端，载波信号通过铠装层与大地构成的传输回路传输到铠装层另一端，所述载波信号接收器通过第二耦合器检测铠装层另一端的载波信号，并发送检测信号给所述报警装置，所述报警装置接收载波信号接收器发出的检测信号，所述报警装置对检测信号进行分析判断获得报警信号；相比于将载波信号加载入铠装电缆的带电电力线上，铠装层具有干扰噪声小、高频阻抗稳定、有利于载波信号的检测的效果；按照载波通信标准，高频载波信号频率的范围为40kHz-500kHz。

本发明通过第一耦合器将载波信号加载至铠装层，利用铠装层与大地构成的传输回路传输载波信号，第二耦合器对铠装层另一端的载波信号进行检测，并发送检测信号给报警装置，在铠装电缆遭到外力破坏或人为盗割，致使载波信号传输中断，报警装置即可发出报警信号，具有原理简单、安全可靠、经济实用、应用方便的特点。

在其中一个实施例中，如图2所示，本发明还可以包括报警管理基站，所述报警装置接收载波信号接收器发出的检测信号，所述报警装置对检测信号进行分析判断获得报警信号，所述报警装置将报警信号发送给所述报警管理基站。

具体地，所述报警装置设置有GSM（Global System for MobileCommunications）/GPRS（General Packet Radio Service）无线通信网络模块，报警装置对接收的检测信号进行分析判断获得报警信号，所述报警装置通过无线通信网络将报警信号发送给所述报警管理基站。

报警装置实时采集载波信号接收器发出的检测信号，并进行分析判断，当在铠装电缆遭到外力破坏或人为盗割时，致使载波信号发射器发出的载波信号传输中断，载波信号接收器未接收到载波信号，载波信号接收器发送报警检测信号，报警装置接收到报警检测信号后利用GSM/GPRS无线通信网络模块发送报警信号，报警信号通过GSM/GPRS无线通信网络传送到电力公司的报警管理基站，进而可通知安检巡视人员到现场进行处置；通过在铠装电缆上加载载波信号，实现对铠装电缆是否完整的实时监测，保护铠装电缆的安全运行，避免了传统人工巡检费时费力、巡检不到位、巡检及时性差等问题。

在其他实施例中，如图3所示，无线通信网络模块可被替代为有线通信网络模块，报警装置接收到报警检测信号后通过有线通信网络发送报警信号，报警信号通过有线通信网络传送到电力公司的报警管理基站，进而可通知安检巡视人员到现场进行处置。

在其中一个实施例中，所述第一耦合器和第二耦合器悬空置于铠装层外部，在高频载波信号耦合方面，第一耦合器和第二耦合器采用电感耦合器，不与铠装电缆的铠装层直接接触，将高频载波信号间接加载至铠装层上，可以更安全、方便实施、不用对铠装电缆进行断电来对第一耦合器和第二耦合器进行安装。

具体地，如图4所示，所述第一耦合器为由两个半圆环电感组合而成的环形状电感耦合器，铠装电缆的铠装层贯穿所述第一耦合器设置；所述第二耦合器为由两个半圆环电感组合而成的环形状电感耦合器，铠装电缆的铠装层贯穿所述第二耦合器设置；在其他实施例中，铠装电缆的最外侧保护套也可以贴合第一耦合器及第二耦合器设置。

在其中一个实施例中，所述载波信号发射器通过高频电缆与第一耦合器连接，所述载波信号接收器通过高频电缆与第二耦合器连接，所述高频电缆为50-105欧姆同轴电缆。

具体地，载波信号发射器包括信号源模块和功率放大模块，信号源模块用于发送高频载波信号，功率放大模块用于将高频载波信号进行放大处理，并通过第一耦合器加载至铠装层上；载波信号接收器包括信号滤波放大模块和信号检测模块，信号滤波放大模块用于将铠装层传输过来的微弱载波信号进行滤波、放大，信号检测模块用于将铠装层传输过来的经放大处理后的载波信号解码识别和判断，并发送检测信号给报警装置。

根据上述本发明铠装电缆监测系统，本发明提供一种铠装电缆监测方法，该方法中涉及的第一耦合器、第二耦合器、载波信号发射器、载波信号接收器及报警装置可以与上述铠装电缆监测系统实施例阐述的技术特征相同，并能产生相同的技术效果。本发明铠装电缆监测方法，通过载波信号发射器产生载波信号，并利用第一耦合器将载波信号加载至铠装层一端，将载波信号通过铠装层与接地构成的传输回路进行传输，通过第二耦合器将铠装层另一端的载波信号并传送至载波信号接收器，通过载波信号接收器对载波信号进行检测并发送检测信号，利用报警装置对所述检测信号进行分析判断获得报警信号，在铠装电缆遭到外力破坏或人为盗割，致使载波信号传输中断，报警装置即可发出报警信号，具有原理简单、安全可靠、经济实用、应用方便的特点。

如图5所示，本发明铠装电缆监测方法，包括如下步骤：

通过载波信号发射器产生载波信号，并利用第一耦合器将载波信号加载至铠装层一端；

将载波信号通过铠装层接地构成的传输回路传输到铠装层另一端；

通过第二耦合器将铠装层另一端的载波信号传送至载波信号接收器；

通过载波信号接收器对载波信号进行解码识别和判断，并发送检测信号给所述报警装置；

利用报警装置对所述检测信号进行分析判断获得报警信号。

其中，对所述检测信号进行分析判断获得报警信号的步骤包括：

若检测信号未包含载波信号接收器接收加载至铠装层的载波信号信息，则判定铠装电缆断开，通过报警装置输出预设的报警信号。

具体地，若铠装电缆断开，载波信号接收器未接收到加载至铠装层的载波信号，载波信号接收器发送检测信号，检测信号未包含载波信号接收器接收加载至铠装层的载波信号信息，报警装置接收到检测信号后进行分析判断，并发送预设的报警信号给报警管理基站。

具体地，当在铠装电缆遭到外力破坏或人为盗割时，致使载波信号发射器发出的载波信号传输中断，载波信号接收器未接收到载波信号，载波信号接收器发送检测信号，报警装置接收到检测信号后进行分析判断，并发送预设的报警信号，报警装置将报警信号传送到电力公司的报警管理基站，进而可通知安检巡视人员到现场进行处置。

在其他实施例中，如图6所示，多条铠装电缆依次连接组成电力电网传输系统，每条铠装电缆的铠装层两端分别接地，当其中存在铠装电缆遭到外力破坏或人为盗割时，致使载波信号发射器发出的载波信号传输中断，报警装置即可发出报警信号，报警信号传送到电力公司的报警管理基站，报警管理基站对报警信号进行智能化分析处理，判断产生报警信号的报警装置对应的实际区域，进而可通知安检巡视人员到现场进行处置，具有原理简单、安全可靠、经济实用、应用方便的特点，在电力电网停电后，报警装置仍可继续通过载波信号接收器发出的检测信号进行分析判断，实现对铠装电缆是否完整的实时监测，保护铠装电缆的安全运行，避免了传统人工巡检费时费力、巡检不到位、巡检及时性差等问题。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种铠装电缆监测系统，其特征在于：包括第一耦合器、第二耦合器、载波信号发射器、载波信号接收器及报警装置，所述第一耦合器与铠装电缆一端耦合连接，所述第二耦合器与铠装电缆另一端耦合连接，所述载波信号发射器与第一耦合器连接，所述载波信号接收器与第二耦合器连接，所述报警装置与载波信号接收器连接，所述铠装电缆的铠装层两端分别接地；

所述载波信号发射器通过第一耦合器将载波信号加载至所述铠装层一端，载波信号通过铠装层接地构成的传输回路传输到铠装层另一端，所述载波信号接收器通过第二耦合器检测铠装层另一端的载波信号，并发送检测信号给所述报警装置，所述报警装置接收载波信号接收器发出的检测信号，对检测信号进行分析判断获得报警信号。

2.根据权利要求1所述的铠装电缆监测系统，其特征在于：还包括报警管理基站，所述报警装置发送报警信号给所述报警管理基站。

3.根据权利要求2所述的铠装电缆监测系统，其特征在于：所述报警装置通过无线通信网络将报警信号发送所述报警管理基站。

4.根据权利要求1所述的铠装电缆监测系统，其特征在于：所述载波信号发射器通过高频电缆与第一耦合器连接。

5.根据权利要求1所述的铠装电缆监测系统，其特征在于：所述载波信号接收器通过高频电缆与第二耦合器连接。

6.根据权利要求4或5所述的铠装电缆监测系统，其特征在于：所述高频电缆为50-105欧姆同轴电缆。

7.根据权利要求1所述的铠装电缆监测系统，其特征在于：所述第一耦合器为环形状电感耦合器，铠装电缆的铠装层贯穿所述第一耦合器设置。

8.根据权利要求1所述的铠装电缆监测系统，其特征在于：所述第二耦合器为环形状电感耦合器，铠装电缆的铠装层贯穿所述第二耦合器设置。

9.一种铠装电缆监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过载波信号发射器产生载波信号，并利用第一耦合器将载波信号加载至铠装层一端；

将载波信号通过铠装层接地构成的传输回路传输到铠装层另一端；

通过第二耦合器将铠装层另一端的载波信号传送至载波信号接收器；

通过载波信号接收器对载波信号进行解码识别和判断，并发送检测信号给所述报警装置；

利用报警装置对所述检测信号进行分析判断获得报警信号。

10.根据权利要求9所述的铠装电缆监测方法，其特征在于，对所述检测信号进行分析判断获得报警信号的步骤包括：

若检测信号未包含载波信号接收器接收加载至铠装层的载波信号信息，则判定铠装电缆断开，通过报警装置输出预设的报警信号。

Images