CN104376914B - 高压输电电力电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高压输电电力电缆，包括三根电流线芯、绝缘层、屏蔽层、保护层；每根电流线芯的外部依次设置绝缘层、屏蔽层；三根电流线芯设置于保护层的内部；还包括四根控制线芯；所述的四根控制线芯外均设置有绝缘层；所述的三根电流线芯线经相同并且两两相切；其中只有1根控制线芯位于所述的三根电流线芯所形成的腔体内并且与所述的三根电流线芯相切；另外三根控制线芯线径相同，并且每根控制线芯均与两根电流线芯相切；还包括第一导线、第二导线、第三导线；所述的第一导线、第二导线、第三导线的外径两两相切；本发明提供的高压输电电力电缆，当盗贼盗窃电力电缆防护层的那一刻就能够立马知道盗窃的地点。

Description

高压输电电力电缆
技术领域
本发明涉及一种高压输电电力电缆，属于高压输电技术领域。
背景技术
随着国民经济的快速发展，作为国民经济主动脉的电力电缆的用量和使用范围越来越大。电力电缆是用于传输和分配电能的电缆。常用于城市地下电网、发电站的引出线路、工矿企业的内部供电及过江、过海的水下输电线。在电力线路中，电力电缆所占的比重正逐渐增加。电力电缆是在电力系统的主干线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品，其中包括1-500KV以及以上各种电压等级，各种绝缘的电力电缆。
电力电缆的基本结构由线芯(导体)、绝缘层、屏蔽层和保护层四部分组成。线芯是电力电缆的导电部分，用来输送电能，是电力电缆的主要部分。绝缘层是将线芯与大地以及不同相的线芯间在电气上彼此隔离，保证电能输送，是电力电缆结构中不可缺少的组成部分。屏蔽层，因为电力线缆通过的电流比较大，电流周围会产生磁场，为了不影响别的元件，所以加屏蔽层可以把这种电磁场屏蔽在电缆内。保护层的作用是保护电力电缆免受外界杂质和水分的侵入，以及防止外力直接损坏电力电缆。
电力电缆从结构上可划分为线芯和防护层(防护层指绝缘层、屏蔽层和保护层)两大部分，位于最里层的线芯用于传输电能，裹在线芯外的防护层具有多层结构，分别实现屏蔽、绝缘、防外力破坏等功能。在高压及以上输、配电网，由于电压较高，盗窃带电电缆常会导致盗窃者伤亡，因此，现在盗贼盗窃电力线路都不是冲着导线的铜材而来，近一年来出现了多起10kV电力电缆防护层被盗事件。由于电缆敷设隐蔽，且没有设置监防系统，故电缆防护层被盗没有造成停电及短路事故的不易被发现，但是留下了很大的安全隐患。有的电缆防护层被盗后，虽然暂时没有发生停电或人员伤亡事故，但电缆绝缘防护等级大幅下降，操作过电压、雷电过电压、谐波过电压、人员踩踏、鼠咬，都将触发短路，某一相短路爆炸，往往引发同沟敷设的多条馈电线路同时短路，造成大面积停电，由此可见，盗贼已给电力系统埋下了多处严重的安全隐患。由于多条防护层被盗后的电缆埋藏在地下，电力部门至今没有专门的设备监测电缆的安全情况，无法得知电力电缆的防护层被破坏，从而不能及时采取补救措施，使电力系统和周边人员及环境的安全受到严重威胁。
通过以上的描述，可以发现针对盗贼在盗窃电力电缆防护层的时候就能够立刻发现并且定位到盗窃的地方是非常值得研究的课题。
现有的电力电缆线芯与线芯之间的空间利用率很低，整个电缆的线径比较粗。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：第一，盗贼盗窃高压输电电力电缆的防护层时很难被发现，给输电线路留下了很大的安全隐患，目前还不能在盗贼盗窃高压输电电力电缆防护层的时候就立刻发现盗窃地点。第二，现有的电力电缆线芯与线芯之间的空间利用率很低，整个电缆的线径比较粗。
为了实现解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案是：高压输电电力电缆，包括三根电流线芯、绝缘层、屏蔽层、保护层；每根电流线芯的外部依次设置绝缘层、屏蔽层；三根电流线芯设置于保护层的内部；其特征在于，还包括四根控制线芯；所述的四根控制线芯外均设置有绝缘层；所述的三根电流线芯线径相同并且两两相切；其中只有1根控制线芯位于所述的三根电流线芯所形成的腔体内并且与所述的三根电流线芯相切；另外三根控制线芯线径相同，并且每根控制线芯均与两根电流线芯相切；保护层与电流线芯、控制线芯之间的空隙填充绝缘填充物；
还包括第一导线、第二导线、第三导线；所述的第一导线、第二导线、第三导线的外表面两两相切；所述的第一导线、第二导线、第三导线嵌设于保护层中；所述的第一导线、第二导线、第三导线分别与线芯平行；
第一导线、第二导线和第三导线外设置有绝缘层；
还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一AD单元、第二AD单元、第三AD单元、控制器、显示单元、报警单元、第一直流电源、第二直流电源；
所述的第一导线的左端电连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端电连接第一直流电源的正接线端，第一直流电源的负接线端电连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端电连接第二导线的左端；
第一直流电源的负接线端同时电连接第二直流电源的正接线端；第二直流电源的负接线端电连接第三电阻的一端，第三电阻的另一端电连接第三导线的左端；
所述的第一导线、第二导线、第三导线的右端相互之间不接触，并且均设置有绝缘保护套；
第一AD单元将第一电阻两端的电压信号输入到控制器；
第二AD单元将第二电阻两端的电压信号输入到控制器；
第三AD单元将第三电阻两端的电压信号输入到控制器；
显示单元的输入端与控制器的显示信号输出端口相连；
报警单元的输入端与控制器的报警信号输出端口相连。
进一步，所述的第一电阻、第二电阻和第三电阻的阻值相等。
进一步，所述的第一电阻、第二电阻和第三电阻的阻值均为1欧姆。
进一步，所述的第一导线、第二导线和第三导线的外径相等，并且绝缘层厚度均小于3mm。
进一步，所述的第一导线、第二导线和第三导线的绝缘层厚度均为1mm。
进一步，所述的第一直流电源与第二直流电源的电压相等，从而便于分析计算盗窃点。
进一步，所述的控制器采用AT89S52单片机实现。
进一步，所述的显示单元采用LCD1864显示屏，将控制器计算出来的盗窃点显示出来。
进一步，所述的报警单元采用蜂鸣器报警。这样能够通过声音提醒有盗贼在盗窃电力电缆。
进一步，所述的第一AD单元、第二AD单元、第三AD单元均采用ADC0809芯片。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明提供的高压输电电力电缆，当盗贼盗窃电力电缆防护层的那一刻就能够立马知道盗窃的地点，有效的保护了输电线路的安全，并且在直流电源与导线尚未形成闭合回路时不消耗电能；同时，因为盗贼想盗窃线芯的话，必须先破坏保护层，所以本发明的电力电缆也有效防止了盗贼盗窃电力电缆线芯。本发明的电力电缆线芯与线芯之间的空间利用率很高，整个电缆的线径比较细。
附图说明
图1是本发明高压输电电力电缆的结构示意图。
其中，1是电流线芯；2是绝缘层；3是屏蔽层；4是保护层；9是控制线芯。
图2是保护层中三根导线相切示意图。
其中，5是第一导线；6是第二导线；7是第三导线；8是保护层。
图3是本发明涉及的盗窃点实时监测电路原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对发明做进一步详细描述。
参照图1、2、3，高压输电电力电缆，包括三根电流线芯、绝缘层、屏蔽层、保护层；每根电流线芯的外部依次设置绝缘层、屏蔽层；三根电流线芯设置于保护层的内部；其特征在于，还包括四根控制线芯；所述的四根控制线芯外均设置有绝缘层；所述的三根电流线芯线径相同并且两两相切；其中只有1根控制线芯位于所述的三根电流线芯所形成的腔体内并且与所述的三根电流线芯相切；另外三根控制线芯线径相同，并且每根控制线芯均与两根电流线芯相切；保护层与电流线芯、控制线芯之间的空隙填充绝缘填充物；还包括第一导线、第二导线、第三导线；所述的第一导线、第二导线、第三导线的外表面两两相切；所述的第一导线、第二导线、第三导线嵌设于保护层中；第一导线、第二导线和第三导线外设置有绝缘层；所述的第一导线、第二导线、第三导线分别与线芯平行；还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一AD单元、第二AD单元、第三AD单元、控制器、显示单元、报警单元、第一直流电源、第二直流电源；所述的第一导线的左端电连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端电连接第一直流电源的正接线端，第一直流电源的负接线端电连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端电连接第二导线的左端；第一直流电源的负接线端同时电连接第二直流电源的正接线端；第二直流电源的负接线端电连接第三电阻的一端，第三电阻的另一端电连接第三导线的左端；所述的第一导线、第二导线、第三导线的右端相互之间不接触，并且均设置有绝缘保护套；第一AD单元将第一电阻两端的电压信号输入到控制器；第二AD单元将第二电阻两端的电压信号输入到控制器；第三AD单元将第三电阻两端的电压信号输入到控制器；显示单元的输入端与控制器的显示信号输出端口相连；报警单元的输入端与控制器的报警信号输出端口相连。
其中，所述的控制器采用AT89S52单片机实现。所述的显示单元采用LCD1864显示屏，所述的报警单元采用蜂鸣器报警，这样能够通过声音提醒有盗贼在盗窃电力电缆，并且将计算出来的盗窃地点通过LCD1864显示屏显示出来。所述的第一AD单元、第二AD单元、第三AD单元均采用ADC0809芯片。
其中，所述的第一导线、第二导线和第三导线的外径均为3cm，其中导线的绝缘层厚度均为1mm。
本实施例中电力电缆的长度为2500米，那么第一导线，第二导线，第三导线的长度也就分别为2500米，第一导线，第二导线，第三导线的电阻分别为10欧姆，第一直流电源和第二直流电源的电压均选择30V的，第一电阻，第二电阻，第三电阻均为1欧姆，从而确保了第一电阻，第二电阻，第三电阻两端的电压不会超过5V，这样AD单元才能正常工作。
本发明能够实现盗窃点实时监测的原理：不论盗贼盗窃电力电缆的线芯，还是盗窃电力电缆的防护层(防护层包括绝缘层、屏蔽层和保护层)，那么都需要先破坏保护层，由于保护层比较结实，一般不容易破坏，因此盗贼必须采用金属大剪刀剪断保护层，而保护层里面设置有第一导线，第二导线，第三导线，由于第一导线，第二导线，第三导线的外径两两相切并且导线的绝缘层都非常薄，当采用剪刀剪断保护层的时候，一定会将第一导线，第二导线，第三导线也剪断，恰恰在剪刀将第一导线，第二导线，第三导线剪断的那一瞬间，第一导线，第二导线，第三导线内部的导体通过金属大剪刀连接到一块，至少会有两根导线的导体会通过金属大剪刀电连接起来，也可能三根导线的导体都会通过金属大剪刀电连接起来。这时候，本发明中的电路就形成了闭合回路，有可能是第一导线与第二导线形成闭合回路，也有可能是第二导线与第三导线形成闭合回路，也有可能同时形成两个闭合回路。一旦控制器检测到第一电阻，第二电阻或第三电阻两端有电压就可以判断有盗贼正在盗窃电力电缆。
假如，只是第一导线与第二导线形成了闭合回路；
首先，通过第一电阻两端的电压除以第一电阻的阻值，得到闭合回路的电流；
其次，第一直流电源的电压除以闭合回路的电流，计算出了闭合回路的总电阻，总电阻减去第一电阻和第二电阻的阻值，即得到第一导线和第二导线的总电阻值；
最后，通过公式R＝ρL/S,从而计算出盗窃地点。(ρ与S都是已知参数)。

Claims (10)

1.高压输电电力电缆，包括三根电流线芯、绝缘层、屏蔽层、保护层；每根电流线芯的外部依次设置绝缘层、屏蔽层；三根电流线芯设置于保护层的内部；其特征在于，还包括四根控制线芯；所述的四根控制线芯外均设置有绝缘层；所述的三根电流线芯线径相同并且两两相切；其中只有1根控制线芯位于所述的三根电流线芯所形成的腔体内并且与所述的三根电流线芯相切；另外三根控制线芯线径相同，并且每根控制线芯均与两根电流线芯相切；保护层与电流线芯、控制线芯之间的空隙填充绝缘填充物；
还包括第一导线、第二导线、第三导线；所述的第一导线、第二导线、第三导线的外表面两两相切；所述的第一导线、第二导线、第三导线嵌设于保护层中；所述的第一导线、第二导线、第三导线分别与线芯平行；
第一导线、第二导线和第三导线外设置有绝缘层；
还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一AD单元、第二AD单元、第三AD单元、控制器、显示单元、报警单元、第一直流电源、第二直流电源；
所述的第一导线的左端电连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端电连接第一直流电源的正接线端，第一直流电源的负接线端电连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端电连接第二导线的左端；
第一直流电源的负接线端同时电连接第二直流电源的正接线端；第二直流电源的负接线端电连接第三电阻的一端，第三电阻的另一端电连接第三导线的左端；
所述的第一导线、第二导线、第三导线的右端相互之间不接触，并且均设置有绝缘保护套；
第一AD单元将第一电阻两端的电压信号输入到控制器；
第二AD单元将第二电阻两端的电压信号输入到控制器；
第三AD单元将第三电阻两端的电压信号输入到控制器；
显示单元的输入端与控制器的显示信号输出端口相连；
报警单元的输入端与控制器的报警信号输出端口相连。
2.根据权利要求1所述的高压输电电力电缆，其特征在于，所述的第一电阻、第二电阻和第三电阻的阻值相等。
3.根据权利要求2所述的高压输电电力电缆，其特征在于，所述的第一电阻、第二电阻和第三电阻的阻值均为1欧姆。
4.根据权利要求1所述的高压输电电力电缆，其特征在于，所述的第一导线、第二导线和第三导线的外径相等，并且绝缘层厚度均小于3mm。
5.根据权利要求4所述的高压输电电力电缆，其特征在于，所述的第一导线、第二导线和第三导线的绝缘层厚度均为1mm。
6.根据权利要求1所述的高压输电电力电缆，其特征在于，所述的第一直流电源与第二直流电源的电压相等。
7.根据权利要求1所述的高压输电电力电缆，其特征在于，所述的控制器采用AT89S52单片机实现。
8.根据权利要求1所述的高压输电电力电缆，其特征在于，所述的显示单元采用LCD1864显示屏。
9.根据权利要求1所述的高压输电电力电缆，其特征在于，所述的报警单元采用蜂鸣器报警。
10.根据权利要求1所述的高压输电电力电缆，其特征在于，所述的第一AD单元、第二AD单元、第三AD单元均采用ADC0809芯片。
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