CN105894704B - 一种电缆防盗预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆防盗预警系统，旨在提供一种可有效判断电缆故障的电缆防盗预警系统。它包括主设备和从设备；主设备包括主处理器模块，分别与主处理器模块连接的GPRS远程通信模块、高频载波收发模块Ⅰ、音频载波发送模块、CT取电模块Ⅰ和电场测量模块Ⅰ；从设备包括从处理器模块，分别与从处理器模块连接的高频载波收发模块Ⅱ、音频载波接收模块、CT取电模块Ⅱ和电场测量模块Ⅱ；高频载波收发模块Ⅰ及高频载波收发模块Ⅱ分别连接电缆内导体的两端；音频载波发送模块及音频载波接收模块分别连接电缆屏蔽层的两端；CT取电模块Ⅰ及CT取电模块Ⅱ分别连接电缆内导体的两端；所述电场测量模块Ⅰ及电场测量模块Ⅱ分别连接电缆内导体的两端。

Description

一种电缆防盗预警系统

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，尤其是涉及一种电缆防盗预警系统。

背景技术

随着城市配电网发展，电缆运用越来越多。而电缆被盗成为供电部门非常头痛的问题，若供电中断将给相关单位企业和人民群众的生产生活带来巨大损害。

窃贼作案时，电缆的外护套、钢铠、内护套被完全剥开丢弃在井内，缠绕在线芯上的铜质屏蔽层则被全部盗走。不法分子具有相当的专业技能，在盗走这层铜皮的同时没有破坏电缆的内绝缘，否则极有可能触电身亡。电缆屏蔽层使用厚度不到一毫米的铜皮缠绕，其作用是均衡电场，防止线芯局部放电和受到外界干扰。由于电缆通道内电力电缆被盗后仅剩主绝缘和内、外半导电屏蔽层，存在极为严重的运行隐患，受损电缆只能更换。目前国内研究10kV电力载波技术的主要目的在于为配网自动化建设解决通信通道的问题。但由于通信速率和通道容量限制等问题，中压载波未能成为配网自动化建设中的主要通信方式，由于存在高压耦合等工程屏障，载波通信技术在10kV架空线路中尚难以实现应用。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种可有效判断电缆故障并提供相应报警信息的电缆防盗预警系统。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种电缆防盗预警系统，安装于电缆相应的导体及电缆屏蔽层上；其包括主设备和从设备；所述主设备包括主处理器模块，分别与主处理器模块连接的GPRS远程通信模块、高频载波收发模块Ⅰ、音频载波发送模块、CT取电模块Ⅰ和电场测量模块Ⅰ；所述从设备包括从处理器模块，分别与从处理器模块连接的高频载波收发模块Ⅱ、音频载波接收模块、CT取电模块Ⅱ和电场测量模块Ⅱ；所述高频载波收发模块Ⅰ及高频载波收发模块Ⅱ分别连接电缆内导体的两端；所述音频载波发送模块及音频载波接收模块分别连接电缆屏蔽层的两端；所述CT取电模块Ⅰ及CT取电模块Ⅱ分别连接电缆内导体的两端；所述电场测量模块Ⅰ及电场测量模块Ⅱ分别连接电缆内导体的两端；CT取电模块Ⅰ及CT取电模块Ⅱ将用于测量电流用的CT的输出转换成供电电源，并与电池形成互补，从而在10kV电缆上通过电磁感应的方式取得电源，为主设备供电，同时解决高压绝缘的难题；电场测量模块Ⅰ及电场测量模块Ⅱ通过测量10kV电缆周围的电场强度，判定10kV电缆是否带电，从而检测电缆的非正常停电故障。

优选的是，所述GPRS远程通信模块采用CG900模块。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

（1）本发明通过对电缆屏蔽层载波信号的实时监测，当载波通信中断时发出报警，及时发现电缆断线故障，使工作人员做到及时处理，减少电缆被盗损失。

（2）本发明采用电缆屏蔽层音频载波通信来判断电缆屏蔽层是否存在断线故障，采用电缆芯线高频载波进行数据通信的双载波模式，构建电缆检测与系统通信的双保障系统，同时还采用CT供电、电场测量等新技术，故障报警更准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为主设备的结构框图。

图3为从设备的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1-3所示的电缆防盗预警系统，安装于电缆相应的导体21及电缆屏蔽层22上；其包括主设备1和从设备2；所述主设备1包括主处理器模块3，分别与主处理器模块3连接的GPRS远程通信模块4、高频载波收发模块Ⅰ5、音频载波发送模块6、CT取电模块Ⅰ7和电场测量模块Ⅰ8；所述从设备2包括从处理器模块9，分别与从处理器模块9连接的高频载波收发模块Ⅱ10、音频载波接收模块11、CT取电模块Ⅱ12和电场测量模块Ⅱ13；所述高频载波收发模块Ⅰ5及高频载波收发模块Ⅱ10分别连接电缆内导体21的两端；所述音频载波发送模块6及音频载波接收模块11分别连接电缆屏蔽层22的两端；所述CT取电模块Ⅰ7及CT取电模块Ⅱ12分别连接电缆内导体21的两端；所述电场测量模块Ⅰ8及电场测量模块Ⅱ13分别连接电缆内导体21的两端。

其中，所述GPRS远程通信模块4优选采用CG900模块，进行透明传输工作模式，根据主设备1及从设备2检测的结果发送相应的报警信息。

其中，主处理器模块3选取高性能能单片机，实现检测、通信、协议处理、数据处理、电源管理等工作，是主站的核心部件。音频载波发送模块6及音频载波接收模块11可采用RS485接口和12V电源接口，便于扩展使用。音频载波发送模块6的处理器发送频率优选为3180Hz，使用PWM调节脉宽的方式进行功率调节，并且实现输出的正弦波形，以达到高效率和低谐波。音频载波接收模块11通过测试结果确定接收灵敏度和选择性参数。接收电路需要设计两个功能，首先要能解调出调制的信号，该信号使用ASK解调，其次，要将3180Hz的音频载波信号的强度分离出来，提供给处理器测量，用于指示音频载波的信号强度，该信号强度要回传的参数，用于调节音频载波的发射功率。CT取电模块将用于测量电流用的CT的输出转换成供电电源，并与电池形成互补，从而在10kV电缆上通过电磁感应的方式取得电源，为主设备1供电，同时解决高压绝缘的难题。电场测量模块通过测量10kV电缆周围的电场强度，判定10kV电缆是否带电，从而检测电缆的非正常停电故障。

其中，主设备1和从设备2都将内置充电电池，电池将采用3AH/14.8V的锂电池，其维持时间有限，如需要长时间维持停电工作状态，可外接电池。

使用时，主设备1向屏蔽层发送经过编码的音频载波信号，从设备2接收并解码音频载波信号，以确认电缆的屏蔽层是否完好。音频载波信号选3180Hz，便于通过电流互感器发送，又能避开工频电源的高次谐波。从设备2接收到正确的音频载波信号后，通过高频载波回答主设备1接收的状态，从设备2的其他运行状态。高频载波使用480kHz，用于通信，其特点在于能够将信号在屏蔽层与10kV芯线之间耦合，在屏蔽层遭到破坏时能维持通信的畅通。通过高频载波通信和音频载波检测信号的完整性进行沟通，作出各种故障判定并发送相应的报警信息：（1）当电缆屏蔽层22出现断裂音频载波信号会中断，但是从设备2高频载波信号能维持通信，主设备1即可判定是电缆屏蔽层22的故障；（2）当高频载波通信失败而音频载波存在，主设备1即可判定高频载波模块故障；（3）当双载波同时消失，判定为从设备2故障；（4）附加的电场测量则为线路10kV电压是否正常作出判断。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种电缆防盗预警系统，安装于电缆相应的导体及电缆屏蔽层上；其特征在于：包括主设备和从设备；所述主设备包括主处理器模块、分别与主处理器模块连接的GPRS远程通信模块、高频载波收发模块Ⅰ、音频载波发送模块、CT取电模块Ⅰ和电场测量模块Ⅰ；所述从设备包括从处理器模块、分别与从处理器模块连接的高频载波收发模块Ⅱ、音频载波接收模块、CT取电模块Ⅱ和电场测量模块Ⅱ；所述高频载波收发模块Ⅰ及高频载波收发模块Ⅱ分别连接电缆内导体的两端；所述音频载波发送模块及音频载波接收模块分别连接电缆屏蔽层的两端；所述CT取电模块Ⅰ及CT取电模块Ⅱ分别连接电缆内导体的两端；所述电场测量模块Ⅰ及电场测量模块Ⅱ分别连接电缆内导体的两端；CT取电模块Ⅰ或CT取电模块Ⅱ通过电磁感应的方式取得电源；使用时，通过高频载波信号和音频载波信号进行沟通，作出各种故障判定并发送相应的报警信息：（1）当电缆屏蔽层出现断裂，音频载波信号中断，从设备的高频载波信号维持通信，主设备即可判定是电缆屏蔽层的故障；（2）当高频载波信号中断而音频载波信号存在，主设备即可判定是高频载波模块故障；（3）当高频载波信号和音频载波信号同时消失，判定为从设备故障；（4）电场测量模块Ⅰ及电场测量模块Ⅱ通过测量10kV电缆周围的电场强度，判定10kV电缆是否带电，从而检测电缆的非正常停电故障。

2.根据权利要求1所述的电缆防盗预警系统，其特征在于：所述GPRS远程通信模块采用CG900模块。

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