CN104854463B - 电缆系统中的问题检测 - Google Patents
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Abstract
用于检测具有电缆（4）和负载（5‑8）的电缆系统中的问题的设备（1）包括用于向电缆（4）提供第一信号的第一电路（11）、用于测量作为对第一信号的响应的第二信号的参数的第二电路（12）、以及用于响应于参数值中的改变而检测问题的第三电路（13）。负载（5‑8）可以包括各自示出电容性行为的相互并联的负载。问题可以包括导致电缆系统的电容中的改变和参数值中的改变的电缆（4）中的中断。设备（1）还可以包括用于使电容放电的第四电路（14）、用于从参数值中的改变导出问题的位置的第五电路（15）、以及用于馈给至少一个其它电路（11‑15）和/或用于响应于电缆系统信息和/或时序信息而激活至少一个其它电路（11‑15）的第六电路（16）。
Description
技术领域
本发明涉及用于检测去激活的电缆系统中的问题的设备，该电缆系统包括电缆和连接到电缆的负载。本发明还涉及包括设备的系统、方法、计算机程序产品和介质。
去激活的电缆系统中的这样的问题的示例是电缆系统的部分的失窃。这样的系统的示例是站、电缆和/或负载。这样的负载的示例是灯和需要电气供给/供电/馈给的其它单元。
背景技术
CN 201867910 U公开了一种街灯电缆防盗系统，其中前端控制箱靠近第一街灯定位，并且其中信号控制箱靠近最后一个街灯定位以用于监视第一和最后一个街灯之间的电缆。在两个不同位置处的这两个箱被认为是相对不利的。
CN 101635077 A公开了一种用于路灯电缆的防盗检测方法，其中将可变频率输入电流信号注入到电缆中，并且其中针对输入电流信号的不同频率测量输出电流信号和输出电压信号，并且其中考虑路灯的谐振频率，并且其中需要已知实际路灯数目。这样，以相对复杂的方式，不再要求两个不同位置处的两个箱来监视电缆。
发明内容
本发明的目的是提供相对简单的设备。本发明另外的目的是提供相对简单的系统和提供相对简单的方法、计算机程序产品和介质。
根据第一方面，提供了一种用于检测去激活的电缆系统中的问题的设备，该电缆系统包括电缆和连接到电缆的负载，该设备包括
- 用于向电缆提供第一信号的第一电路，
- 用于测量第二信号的参数的第二电路，该第二信号是对第一信号的响应，
- 用于响应于第二信号的参数值中的改变而检测电缆系统中的问题的第三电路，以及
- 用于从第二信号的参数值中的改变导出问题的位置的第五电路（15）。
去激活的电缆系统是已经被关断/关闭的非操作电缆系统。在这样的去激活的电缆系统中，不存在用于电气供给/供电/馈给负载的任何信号。例如，对于以街灯形式的负载，在白天期间，当存在充足量的自然日光时，这些街灯将被关断/关闭，并且电缆系统将是非操作的。街灯包括由驱动器或镇流器驱动的那些灯，诸如LED灯、HPS（高压钠）、荧光灯、CFL（紧凑型荧光灯）、HID（高强度放电器）等，其各自在去激活的电缆系统中示出电容性行为。
第一电路向电缆提供第一信号，第二电路测量作为对第一信号的响应的第二信号的参数，并且第三电路响应于第二信号的参数值中的改变而检测电缆系统中的问题。作为结果，相比于相对复杂的CN 101635077 A，已经创建了用于检测去激活的电缆系统中的问题的相对简单的设备。
相比于CN 201867910 U，改进的设备不需要两个不同位置处的两个箱来监视电缆。
相比于CN 101635077 A，改进的设备不需要可变频率输入电流信号，不需要针对输入电流信号的不同频率测量输出电流信号和输出电压信号，不需要考虑路灯的谐振频率，并且不需要已知实际路灯数目。
第二信号的参数的测量可以包括绝对测量/确定或相对测量/确定。
设备的实施例通过负载包括在相互不同的位置处电气连接到电缆的相互并联的负载而限定，相互并联的负载各自在去激活的电缆系统中示出电容性行为。在包括各自示出电容性行为的相互并联的负载的电缆系统中，电缆系统的电容可以被认为与负载电容的总和相对应。
设备的实施例通过电缆系统中的问题包括电缆系统的电缆中的中断而限定，中断导致所述设备处的电缆系统的电容中的改变，所述设备处的电缆系统的电容中的改变导致第二信号的参数值中的改变。在包括电缆中的中断的电缆系统中，存在于设备与中断之间的负载的负载电容将仍旧贡献于所述设备处的电缆系统的电容，其它负载的负载电容将不会如此。可以经由设备检测的其它问题是电缆与负载之一之间的连接中的中断以及导致负载之一的改变的电容性行为的该负载中的故障等。
设备的实施例通过还包括-用于使电容放电的第四电路而限定。优选地，在将第一信号提供给电缆之前和在测量第二信号的参数之前等，在集中式位置处经由第四电路使电缆系统的电容放电。可替换地，可以在分散式位置处使电缆的电容放电，例如经由并联连接到负载的电阻器，但是这样的电阻器将增加电缆系统的功耗。
设备的实施例通过还包括-用于从第二信号的参数值中的改变导出问题的位置的第五电路而限定。优选地，选取第二信号的参数使得诸如中断之类的问题的位置可以从参数值中的改变导出。
设备的实施例通过第一电路被布置成在第一和第二时刻向电缆提供第一信号，第二电路被布置成测量每时刻的第二信号的参数，并且第三电路被布置成将第二信号的该参数值彼此比较而限定。优选地，将第二信号的参数值彼此比较以检测电缆系统中的问题，并且避免需要提前为设备提供关于参数的正常值的知识。在所述设备处的电缆系统的电容中的改变导致第二信号的参数值中的改变的情况中，在第一和第二时刻之间，该电容应当被充分放电。这可以例如经由第四电路或经由并联连接到负载的电阻器或通过自然放电等来完成。
设备的实施例通过第一信号包括DC电流信号并且第二信号包括电压信号而限定。这是简单、低成本且鲁棒的实施例。
设备的实施例通过DC电流信号具有恒定幅度并且电压信号包括斜坡而限定。这是简单、低成本且鲁棒的实施例。
设备的实施例通过电压信号的参数定义斜坡的角度或定义电压信号的幅度改变预定义值所要求的时间量而限定。这是简单、低成本且鲁棒的实施例。
设备的实施例通过第一电路被布置成在第一和第二时刻向电缆提供DC电流信号，第二电路被布置成测量每时刻的电压信号的参数，并且第三电路被布置成将电压信号的该参数值彼此比较而限定。优选地，将第二信号的参数值彼此比较，以检测电缆系统中的问题，并且避免需要提前为设备提供关于参数的正常值的知识。
设备的实施例通过还包括-用于馈给一个或多个其它电路和/或用于响应于电缆系统信息和/或时序信息而激活一个或多个其它电路的第六电路而限定。在去激活的电缆系统中，不存在用于电气供给/供电/馈给负载的任何信号。因此，第一、第二、第三、第四和第五电路可能需要经由替换方式馈给。另外，为了避免一方面用于电气供给/供电/馈给负载的信号与另一方面第一和第二信号之间的冲突，可能需要例如经由电缆系统信息（电缆系统被激活还是去激活？）和/或经由时序信息（现在是什么时间）来通知设备。另外，第六电路可以包括用于接收这样的信息的接收器和/或用于检测这样的信息的检测器。
根据第二方面，提供了一种包括如以上所限定的设备并且还包括站、电缆和/或负载的系统。
根据第三方面，提供了一种用于检测去激活的电缆系统中的问题的方法，该电缆系统包括电缆和连接到电缆的负载，该方法包括以下步骤
- 向电缆提供第一信号，
- 测量第二信号的参数，该第二信号是对第一信号的响应，以及
- 响应于第二信号的参数值中的改变而检测电缆系统中的问题，以及
- 从第二信号的参数值中的改变导出问题的位置。
根据第四方面，提供了一种用于在计算机上运行时执行如以上所限定的方法的步骤的计算机程序产品。
根据第五方面，提供了一种用于存储和包括如以上所限定的计算机程序产品的介质。
基本想法在于，为了检测包括电缆和负载的电缆系统中的问题，向电缆提供第一信号，测量作为对第一信号的响应的第二信号的参数，并且响应于第二信号的参数值中的改变而检测电缆系统中的问题应当是足够的。
已经解决了提供改进的设备的问题。另外的益处在于改进的设备是简单、低成本且鲁棒的。
本发明的这些和其它方面将从以下描述的实施例显而易见，并且将参照这些实施例进行阐述。
附图说明
在图中：
图1示出电缆系统和设备，
图2示出设备的实施例，
图3示出电缆系统的分析，
图4示出第一波形，
图5示出第二波形，以及
图6示出流程图。
具体实施方式
在图1中，示出电缆系统和设备1。电缆系统包括电缆4和此处以街灯形式的负载5-8，但是不排除其它种类的负载。电缆4连接到包括用于将传输电压转换成消耗电压的转换器的站3中的箱2。箱2还包括用于在存在不足量的自然光时接通负载5-8并且在存在足量自然光时关断负载5-8的开关。
可替换地，例如在消耗电压已经供应到站3的情况中，箱2不需要包括转换器并且可以主要包括开关。
站3还包括用于检测去激活的电缆系统中的问题的设备1，可替换地，设备1可以位于站3外部。在去激活的电缆系统中，已经关断负载5-8。
在图2中，示出设备1的实施例。设备1包括用于向电缆4提供第一信号的第一电路11、用于测量第二信号的参数的第二电路12（第二信号是对第一信号的响应）、以及用于响应于第二信号的参数值中的改变而检测电缆系统中的问题的第三电路13。第一和第二电路11和12可以例如形成连接到电缆4的接口17的部分，并且第三电路13可以例如形成连接到接口17的控制器18的部分。可替换地，第一、第二和第三电路11-13可以是不形成更大实体的部分的单独单元。另外可替换地，第一、第二和第三电路11-13可以形成还可具有某种接口功能的控制器18的部分，或者第一、第二和第三电路11-13可以形成还可具有某种控制器功能的接口17的部分。
电缆4包括两个导体，可替换地电缆4可以包括一个导体，其中另一导体通过接地连接实现。
在图3中，示出电缆系统的分析。负载5-7各自可以由电容器和串联连接的并联连接表示，所述串联连接包括电阻器和电感器，由此电阻器可以具有相对高的值，使得在此可以近似忽略串联连接。第一电路11可以包括电流源21，并且电缆4可以由电阻器22表示。显然不排除更少或更多的负载。
优选地，负载5-8包括在相互不同的位置处电气连接到电缆4的相互并联的负载，相互并联的负载各自在去激活的电缆系统中示出电容性行为。电缆系统中的问题可以包括电缆系统的电缆4中的中断，中断导致所述设备1处的电缆系统的电容中的改变，所述设备1处的电缆系统的电容中的改变导致第二信号的参数值中的改变。其中接通负载5-8的经激活的电缆系统中的中断将立即可见。因此，主要是在其中负载5-8被关断的去激活的电缆系统中，将需要检测这样的中断。
优选地，图2中示出的设备1还可以包括用于例如通过使电缆4的导体短路来使电容放电的第四电路14。第四电路14可以形成接口17或控制器18的部分，或者可以是不形成更大实体的部分的单独单元。
优选地，图2中示出的设备1还可以包括用于从第二信号的参数值中的改变导出诸如中断之类的问题的位置的第五电路15。第五电路15可以形成控制器18或接口17的部分，或者可以是不形成更大实体的部分的单独单元。
优选地，第一电路11可以被布置成在第一和第二时刻向电缆4提供第一信号，并且第二电路12可以被布置成测量每时刻的第二信号的参数，并且第三电路13可以被布置成将第二信号的该参数值彼此比较。通过重复地提供第一信号和测量第二信号的参数，参数值中的突然改变将是用于电缆4中的突然中断的指示。
仅作为示例，第一信号可以包括DC电流信号I并且第二信号可以包括电压信号U，鉴于图3，所述电压信号U可以是依照公式I/C=ΔU/Δt对DC电流信号I的响应，其中C是所述设备1处的电缆系统的电容并且t是时间。优选地，DC电流信号可以具有恒定幅度并且电压信号可以包括斜坡，即其为时间相关的信号并且电压的波形是斜坡。电压信号的参数定义斜坡的角度或定义电压信号的幅度改变预定义值所要求的时间量。同样在该情况中，第一电路11可以被布置成重复地向电缆提供DC电流信号，第二电路12可以被布置成重复地测量电压信号的参数，并且第三电路13可以被布置成将电压信号的该参数值彼此比较。当重复地提供和测量时，在两次提供/测量之间，应当使电缆系统的电容充分放电。这可以例如经由第四电路14或经由并联连接到负载5-8的电阻器或通过自然放电等来完成。
优选地，图2中示出的设备1还可以包括用于馈给一个或多个其它电路11-15和/或用于响应于电缆系统信息和/或时序信息而激活一个或多个其它电路11-15的第六电路16。经由电缆系统信息，可以关于电缆系统被激活还是去激活而通知设备1。经由时序信息，可以关于时间而通知设备1。第六电路16还可以经由图1和2中未示出的耦合而耦合到箱2以用于接收馈给电力和/或信息。
在图4中，示出第一波形。对于以DC电流信号形式的第一信号，第二信号可以以电压信号B和C的形式。当每一次将DC电流信号注入到电缆系统中时，在设备1处的电缆系统的电容已经在注入之前被充分放电的条件下，电压信号B将从零开始上升直到已经达到上限（该限度在此等于图4中示出的幅度值A）。这将花费时间量TB。当电压信号C突然比通常更快地上升时，花费时间量TC＜TB，将清楚的是设备1处的电缆系统的电容量已经降低。这将是已经做出电缆4中的中断的指示，并且可以生成针对电缆失窃的警报。
电压信号的参数在此定义电压信号的幅度改变预定义值（在该情况中幅度值A）所要求的时间量。可替换地，电压信号的参数可以定义电压信号的斜坡的角度。在两种情况中，时间量或斜坡中的相对改变将与电容中的相对改变成比例。例如，在时间量减小10%的情况中，则将损失大约10%的电容，并且这将对应于至少10%的负载被切断。这样，可以做出中断位置的估计。例如，对于负载以街灯形式的情况，如果减小10%的电容，则这意味着10%的灯从系统断开，也就是说，10%的电缆从系统断开。
在图5中，示出第二波形。对于以DC电流信号形式的第一信号，第二信号可以以电压信号E和F的形式。当每一次将DC电流信号注入到电缆系统中时，在设备1处的电缆系统的电容已经在注入之前被充分放电的条件下，电压信号E将从零开始上升直到已经达到上限。为了从例如该限度的10%去往例如其90%（该限度的80%则等于图5中示出的幅度值D），将花费时间量TE。当电压信号F突然比通常更快地上升时，花费时间量TF＜TE，将清楚的是设备1处的电缆系统的电容量已经降低。这将是已经做出电缆4中的中断的指示，并且可以生成针对电缆失窃的警报。类似于之前所描述的，可以做出中断位置的估计。
在图6中，示出流程图，其中以下各块具有以下含义：
块31：向去激活的电缆系统的电缆4提供第一信号，该电缆系统包括电缆4和负载5-8，负载5-8包括在相互不同的位置处电气连接到电缆4的相互并联的负载，相互并联的负载各自在去激活的电缆系统中示出电容性行为，电缆系统中的问题包括电缆系统的电缆4中的中断，中断导致电缆系统的电容中的改变。
块32：测量第二信号的参数，该第二信号是对第一信号的响应，电缆系统的电容中的改变导致第二信号的参数值中的改变。
块33：使电容放电。
块34：再次向去激活的电缆系统的电缆4提供第一信号。
块35：然后再次测量第二信号的参数。
块36：比较最后两个测量的第二信号的参数值，如果它们相对相等（是），则去往块33，如果不相对相等（否），则去往块37。
块37：响应于第二信号的参数值中的改变而检测电缆系统中的问题，另外可以导出或不导出问题的位置，并且可以生成或不生成警报。
图6中所示的流程图仅仅是示例。相互并联的负载5-8各自可以在去激活的电缆系统中示出不同于电容性行为的另一种行为。电容的放电可以以其它方式实现，例如经由并联连接到负载5-8的电阻器或通过自然放电等。并且在块31以上和之前，可以执行另一放电，以确保在块31中提供第一信号之前电容被完全放电等。
不排除其它种类的第一和第二信号。例如对于各自示出电感性行为的相互并联的负载，第一信号可以是电压信号U，并且第二信号可以是依照公式U/L=ΔI/Δt的电流信号I，其中L是所述设备1处的电缆系统的电感并且t是时间。在该情况中，当一个或多个负载被切断时，电缆系统的电感将增加等。
电路11-16可以至少部分地经由一个或多个处理器实现并且可以至少部分地经由硬件或软件或二者的混合等实现。
总结来说，用于检测具有电缆4和负载5-8的电缆系统中的问题的设备1包括用于向电缆4提供第一信号的第一电路11、用于测量作为对第一信号的响应的第二信号的参数的第二电路12、以及用于响应于参数值中的改变而检测问题的第三电路13。负载5-8可以包括各自示出电容性行为的相互并联的负载。问题可以包括导致电缆系统的电容中的改变和参数值中的改变的电缆4中的中断。设备1还可以包括用于使电容放电的第四电路14、用于从参数值中的改变导出问题的位置的第五电路15、以及用于馈给至少一个其它电路11-15和/或用于响应于电缆系统信息和/或时序信息而激活至少一个其它电路11-15的第六电路16。
虽然已经在附图和前述描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述要被视为是说明性或示例性而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员在实践所要求保护的发明时，通过对附图、公开内容和随附权利要求的研究，可以理解和实现所公开的实施例的其它变形。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的仅有事实不指示这些措施的组合不能被用于获益。权利要求中的任何参考标记不应当解释为限制范围。
Claims (12)
1.一种用于检测去激活的电缆系统中的问题的设备（1），所述电缆系统包括电缆（4）和连接到电缆（4）的负载（5-8），所述设备（1）包括
- 用于向电缆（4）提供第一信号的第一电路（11），
- 用于测量第二信号的参数的第二电路（12），所述第二信号是对第一信号的响应，
- 用于响应于第二信号的参数值的相对改变而检测电缆系统中的问题的第三电路（13），以及
- 用于从第二信号的参数值的相对改变导出问题的位置的第五电路（15），其中
负载（5-8）包括在相互不同的位置处电气连接到电缆（4）的相互并联的负载，相互并联的负载各自在去激活的电缆系统中示出电容性行为，以及
由于所述电缆系统中的问题而断开的负载在所有负载中所占的比例与所述第二信号的参数值的相对改变相关。
2.如权利要求1中所限定的设备（1），电缆系统中的问题包括电缆系统的电缆（4）中的中断，所述中断导致所述设备（1）处的电缆系统的电容中的改变，所述设备（1）处的电缆系统的电容中的改变导致第二信号的参数值中的改变。
3.如权利要求2中所限定的设备（1），还包括
- 用于使电容放电的第四电路（14）。
4.如权利要求1中所限定的设备（1），第一电路（11）被布置成在第一和第二时刻向电缆（4）提供第一信号，第二电路（12）被布置成测量每时刻的第二信号的参数，并且第三电路（13）被布置成将第二信号的该参数值彼此比较。
5.如权利要求1中所限定的设备（1），第一信号包括DC电流信号并且第二信号包括电压信号。
6.如权利要求5中所限定的设备（1），DC电流信号具有恒定幅度并且电压信号包括斜坡。
7.如权利要求6中所限定的设备（1），电压信号的参数定义斜坡的角度或定义电压信号的幅度改变预定义值所要求的时间量。
8.如权利要求7中所限定的设备（1），第一电路（11）被布置成在第一和第二时刻向电缆提供DC电流信号，第二电路（12）被布置成测量每时刻的电压信号的参数，并且第三电路（13）被布置成将电压信号的该参数值彼此比较。
9.如权利要求1中所限定的设备（1），还包括
- 用于馈给一个或多个其它电路（11-15）和/或用于响应于电缆系统信息和/或时序信息而激活一个或多个其它电路（11-15）的第六电路（16）。
10.一种包括如权利要求1中所限定的设备（1）并且还包括站（3）、电缆（4）和/或负载（5-8）的系统。
11.一种用于检测去激活的电缆系统中的问题的方法，所述电缆系统包括电缆（4）和连接到电缆（4）的负载（5-8），所述方法包括以下步骤
- 向电缆（4）提供（31,34）第一信号，
- 测量（32,35）第二信号的参数，所述第二信号是对第一信号的响应，
- 响应于第二信号的参数值的相对改变而检测（36,37）电缆系统中的问题，以及
- 从第二信号的参数值的相对改变导出问题的位置，其中
负载（5-8）包括在相互不同的位置处电气连接到电缆（4）的相互并联的负载，相互并联的负载各自在去激活的电缆系统中示出电容性行为，以及
由于所述电缆系统中的问题而断开的负载在所有负载中所占的比例与所述第二信号的参数值的相对改变相关。
12.一种装置，包括处理器和存储计算机程序产品的存储器，其中所述计算机程序产品配置为在所述处理器上执行时实施如权利要求11中所限定的方法的步骤。
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