CN108389344A - 防盗型电线电缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防盗型电线电缆，包括线芯、绝缘层、屏蔽层、保护层；还包括气道、气压检测单元、现场控制器单元、通信单元；气道沿平行于所述线芯轴向的方向设置于保护层内，两端封闭并充满气体，气压预设值，该预设值大于一个大气压；气道内等距的设有多个所述气压检测单元；气压检测单元的数字信号输出端均与所述现场控制器单元电连接；现场控制器单元用于判断每个所述气压检测单元当前检测到的气压是否高于所述预设值，如果小于该则通过通信单元向存储有所述各个气压检测单元具体位置的上位机发送该气压检测单元的编号、当前时间以及报警信息；解决了现有技术的报警手段可被通过做好绝缘措施来规避的技术问题。

Description

防盗型电线电缆

技术领域

本发明涉及一种防盗型电线电缆，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线电缆的用量和使用范围越来越大。电线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，电线电缆所占的比重正逐渐增加。电线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线电缆。

电线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，包括绝缘层、屏蔽层和保护层；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，是电线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线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线电缆。

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，而是将目光转向了同样具有经济价值的防护层；近年来出现了多起10kV电线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，电缆防护层被盗也不会即可造成停电及短路事故，故不易被立刻发现；但这却留下了极大的安全隐患；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，电缆防护层被盗后会给电力系统埋下了多处严重的安全隐患。由于防护层被盗后的电缆仍埋藏在地下，电力部门难以得知电线电缆的防护层被破坏，以及被破坏的具体位置，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。

现有技术中提供了一种防盗高压输电电线电缆，包括了导线、第一直流电源、第二直流电源、第一电流检测单元、第二电流检测单元、现场控制器单元、第一无线通信单元、第二无线通信单元、远端控制器单元、报警单元、显示单元；第一直流电源两端的电压等于第二直流电源两端的电压；其中导线设置于保护层内，导线的两端分别位于所述的防盗高压输电电线电缆的两端；导线的一端电连接第一直流电源的正极，第一直流电源的负极电连接第一电流检测单元的一端，第一电流检测单元的另一端用于接地；导线的另一端电连接第二直流电源的正极，第二直流电源的负极电连接第二电流检测单元的一端，第二电流检测单元的另一端用于接地；第一电流检测单元的数字信号输出端和第二电流检测单元的数字信号输出端分别连接现场控制器单元的IO端口；第一无线通信单元与现场控制器单元电连接；第二无线通信单元与远端控制器单元电连接；现场控制器单元通过第一无线通信单元、第二无线通信单元与远端控制器单元通信；报警单元、显示单元分别与远端控制器单元电连接。该方案通过两端接有相同电压的导线作为感应机构，当一旦盗贼盗窃电线电缆的话，会先剪断导线，在使用金属剪刀剪断导线的一瞬间，相当于剪断点通过金属剪刀和人体接地。这时候，原先不产生电流的导线在这一瞬间会产生电流，电流方向由第一直流电源、第二直流电源正极指向剪断点方向。剪断的瞬间，第一电流检测单元和第二电流检测单元都会检测到电流，现场控制器单元检测到导线产生电流后，立刻向远端控制器单元发送报警信号。

然而这一方案存在着重大的缺陷，该方案要实现报警功能的前提是，盗贼必须使用金属大剪刀，并且金属剪刀无绝缘功能的，同时人体还需接地。当盗窃者做好绝缘措施时，如剪刀的手柄采用绝缘材料包裹并且穿着绝缘的鞋具，报警功能将不会被触发。实际上，由于盗窃者是对高压线路实施偷盗，为了自身安全，盗窃者通常都会做好绝缘措施，这就使得警报功能被触发的几率大大下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对目前盗贼盗窃高压输电电线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，现有技术的报警手段可被盗窃者通过做好绝缘措施来规避的技术问题。

为了解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案是：防盗型电线电缆，包括线芯、绝缘层、屏蔽层、保护层；线芯的外部依次设置绝缘层、屏蔽层、保护层；

还包括气道、气压检测单元、现场控制器单元、通信单元；

所述的气道沿平行于所述线芯轴向的方向设置于保护层内，该气道两端封闭，气道内充满气体，气体的内部压力为预设值，该预设值大于一个大气压；气道内等距的设有多个所述气压检测单元；

气压检测单元的数字信号输出端均与所述现场控制器单元的IO端口电连接；

现场控制器单元与通信单元连接，该现场控制器单元还内置有对每个气压检测单元进行唯一标识的编号；

该现场控制器单元用于判断所述气压检测单元当前检测到的气压是否高于所述预设值，如果某气压检测单元检测到的气压小于该预设值，则通过通信单元向存储有各个气压检测单元具体位置的上位机发送该气压检测单元的编号、当前时间以及报警信息。

本方案的工作原理和有益效果为，盗窃者在进行盗窃时，势必对防护层的各层进行破坏，当保护层中的气道被破坏，致使气道与外界连通，气道内的气压会下降至1个大气压左右，现场控制器单元通过这一现象判断出可能有人在进行对保护层的破坏，从而发送警报信息让上位机获知这一情况，同时获知的还有检测到这一现象的时间和气压检测单元的编号；破坏后，整个气道内的气压均会发生变化，但破坏点两侧各自距离最近的两个气压检测单元会最先感应到气压的下降，因此上位机一方的工作人员，不仅即刻知道有盗窃发生，有效的保护了输电线路的安全，而且通过时间信息得知最先检测到这一现象的两个气压检测单元的编号，从而可以得知盗窃发生的位置势必是在这处于这两个气压检测单元所在位置之间；如此，可便于相关工作人员作出快速反应和相关对策，及时采取补救措施，避免电力系统和周边人员及环境的安全受到严重威胁。如此，即便盗窃者做好了绝缘措施，通过本方案依旧可以通过气压的变化感知到防护层被破坏；另外，即便一个或多个气压检测单元出现故障，由于这个气道是连通的，越过该故障的监测单元，其他监测单元依旧会感知到气压的变化，依照最先感知到该现象的两个气压检测单元的位置，还是可以大致的得知破坏点所在的线路段，适应性更强。

进一步，现场控制器单元还用于判断所述气压检测单元当前检测到的气压的上下变化，如果某气压检测单元检测到的气压突然增加而后又降低至小于所述预设值，则通过通信单元向上位机发送该气压检测单元的编号、当前时间以及加急报警信息。

盗窃者在进行盗窃时，势必对防护层的各层进行切割，这就会先挤压防护层的各层，从而挤压到气道，在这一瞬间气道内的气压会突然升高，现场控制器单元通过这一现象判断出可能有人在进行对保护层的破坏，从而发送加急警报信息让上位机获知这一情况，判断更为准确，便于相关工作人员准确的作出快速反应和相关对策，避免误判。

进一步，所述气道沿所述线芯的周向均布。

加大了盗窃者破坏气道的几率，降低出现没有只破坏部分保护层，而错开了气道的情况发生的概率。

进一步，所述气道上设有可开合的气阀，所述气阀连通外界和气道，用于向气道内充气或向气道外排气。

通过这一设置，本方案中的电线电缆可以在安装好之后再行充气，充气时只需按照规程充至高于预先设定的阈值即可，还可在气道内的气体泄漏后进行补气，或在充气过多时进行放气。

进一步，所述气道皆沿所述线芯的轴向一致的划分为等距的多段，每段所述气道间相互隔离且两端封闭，每段均对应一现场控制单元，同一段气道内的所述气压检测单元均连接到该段气道所对应的现场控制单元。

由于在实际工作中，输电线路距离跨度较长，将电缆分成段，每段相互独立，不仅是气道而且现场控制单元也相互独，形成了互不影响的多个子系统，如某一段出现损坏，不会影响到其他段的工作性能更加稳定；而且实际铺设输电线线路时，常会出现多跟线缆接续情况，甚至有时没必要使用完整的一根固定制式长度的电缆，而是切出来部分电缆以补全所需铺设的距离，通过多个子系统的设计，可以在切断事尽量在气道相互隔离位置进行，从而避免破坏气道的气密性，也避免了为了恢复密封所要进行的附加劳动；另外，通过本减小需要密闭的气道的长度，也减少了气压检测单元到现场控制单元的传输距离，使得对于如此，而且，每一段的充气和放气，也都单独进行，避免了一次性给整线路进行充气和放气，单次工作量巨大，而且万一电缆的气密性有损坏时，要到最后才会发现，为时已晚。

进一步，每段所述气道内与其他气道相互隔离的位置旁至少设有一个所述气压检测单元。

如此，即便盗窃者即便在距离气道相互隔离处很近的位置下刀进行切割，其切坏气道的位置还是处于两个气压检测单元之间；而如果无法保证气道内与其他气道相互隔离的位置旁至少设有一个所述气压检测单元的话，很有可能在盗窃者切坏气道后，头两个感应到气压变化的所述气压检测单元，同在切坏气道的位置的一侧，进而使得工作人员对于切坏气道的位置的初步判断出现偏差。

进一步，所述的通信单元采用GPRS模块。

GPRS网络应用普遍，且信号稳定，十分适合本方案中的这类数据量小，且数据传输频率低的通信引用场景。

进一步，所述现场控制器单元采用ATmega16单片机。

该单片机性稳定，且能耗很小，十分适合本方案的应用场景。

附图说明

图1是本发明实施例防盗型电线电缆的结构示意图。

图2是本发明实施例防盗型电线电缆的电气部分的示意性框图。

具体实施方式

下面结合附图对发明做进一步详细描述。

附图中的附图标记包括，线芯1、绝缘层2、屏蔽层3、保护层4、气道5、气压传感器6。

如图1和图2所示，本实施例中的防盗型电线电缆，包括线芯1、绝缘层2、屏蔽层3、保护层4；线芯1的外部依次设置绝缘层2、屏蔽层3、保护层4；

还包括气道5、气压检测单元、现场控制器单元、通信单元；

所述的气道5沿平行于所述线芯1轴向的方向设置于保护层4内，本实施中，四个气道5沿所述线芯1的周向均布。所述气道5皆沿所述线芯1的轴向一致的划分为等距的多段，每段的长度为20米，每段所述气道5间相互隔离且两端封闭，每段均对应一现场控制单元，每段气道5内相距五米的设有共5个气压检测单元，这是因为每段所述气道5内的两端与其他气道5相互隔离的位置旁都设有一个气压检测单元。

同一段气道5内的所述气压检测单元均连接到该段气道5所对应的现场控制单元，气压检测单元的数字信号输出端均与所述现场控制器单元的IO端口电连接。

每段气道5上都设有可开合的气阀，所述气阀连通外界和气道5，用于向气道5内充气或向气道5外排气，投入使用时，气道5内充满气体，内部压力设置为1.5到2个大气压。

现场控制器单元采用了ATmega16单片机，并与GPRS通信单元连接，该现场控制器单元还内置有对每个气压检测单元进行唯一标识的编号，用于判断所述气压检测单元当前检测到的气压是否高于1.5个大气压这个预设值，如果某气压检测单元检测到的气压小于该预设值，则通过通信单元向存储有所述各个气压检测单元具体位置的上位机发送该气压检测单元的编号、当前时间以及报警信息。

本实施例中，每一根防盗型电线电缆都被分配一个系统内的唯一识别码，而每个现场控制器单元在出厂时都内置了该识别码加上这个现场控制器单元在此条电线电缆上的序号，现场控制器单元对应的每个气压检测单元也都依照其在每段气道5内的先后顺序和所处气道5被分配了不同的序号，另外每个气压检测单元都与现场控制器单元上不同的IO端口电连接，这样现场控制器单元便可以根据IO端口识别各个气压检测单元，于是每个气压检测单元的唯一识别编号便被设置为了顺次连接的防盗型电线电缆的唯一识别码、现场控制器单元序号、气道5号和现场控制器单元序号。防盗型电线电缆的唯一识别码可以通过二维码的形式印在外表面上，并可以在每段气道5所对应的位置上都印上一个，现场控制器单元的序号可印在这条电线电缆其所处的那一段气道5所在的位置上。因为同样制式规格的电线电缆，每根的长度是相同的，而制式规格可以和防盗型电线电缆的唯一识别码对应起来，这样，在铺设的时候，每使用一根电线电缆便扫描一次二维码，再结合铺设规划图，即可把所有气压检测单元所在的位置都记录下来，存放在上位机一方。如果某条电缆被截出部分来使用，则根据再记录下该段电缆上起始的现场控制器单元序号并传至上位机一方即可。

盗窃者在进行盗窃时，势必对防护层的各层进行破坏，当保护层4中的气道5被破坏，致使气道5与外界连通，气道5内的气压会下降至1个大气压左右，现场控制器单元通过这一现象判断出可能有人在进行对保护层4的破坏，从而发送警报信息让上位机获知这一情况，同时获知的还有检测到这一现象的时间和气压检测单元的编号；破坏后，整个气道5内的气压均会发生变化，但破坏点两侧各自距离最近的两个气压检测单元会最先感应到气压的下降，因此上位机一方的工作人员，不仅即刻知道有盗窃发生，有效的保护了输电线路的安全，而且通过时间信息得知最先检测到这一现象的两个气压检测单元的编号，从而可以得知盗窃发生的位置势必是处于这两个气压检测单元所在位置之间；如此，可便于相关工作人员作出快速反应和相关对策，及时采取补救措施，避免电力系统和周边人员及环境的安全受到严重威胁。如此，即便盗窃者做好了绝缘措施，通过本方案依旧可以通过气压的变化感知到防护层被破坏；另外，即便一个或多个气压检测单元出现故障，由于这个气道5是连通的，越过该故障的监测单元，其他监测单元依旧会感知到气压的变化，依照最先感知到该现象的两个气压检测单元的位置，还是可以大致的得知破坏点所在的线路段，适应性更强。

现场控制器单元还可以设置为判断所述气压检测单元当前检测到的气压的上下变化，如果某气压检测单元检测到的气压突然增加而后又降低至小于所述预设值，则通过通信单元向上位机发送该气压检测单元的编号、当前时间以及加急报警信息。

盗窃者在进行盗窃时，势必对防护层的各层进行切割，这就会先挤压防护层的各层，从而挤压到气道5，在这一瞬间气道5内的气压会突然升高，现场控制器单元通过这一现象判断出可能有人在进行对保护层4的破坏，从而发送加急警报信息让上位机获知这一情况，判断更为准确，便于相关工作人员准确的作出快速反应和相关对策，避免误判。

由于在实际工作中，输电线路距离跨度较长，将电缆分成多段，每段相互独立，不仅是气道5而且现场控制单元也相互独，形成了互不影响的多个子系统，如某一段出现损坏，不会影响到其他段的工作性能更加稳定；而且实际铺设输电线线路时，常会出现多跟线缆接续情况，甚至有时没必要使用完整的一根固定制式长度的电缆，而是切出来部分电缆以补全所需铺设的距离，通过多个子系统的设计，可以在切断事尽量在气道5相互隔离位置进行，从而避免破坏气道5的气密性，也避免了为了恢复密封所要进行的附加劳动；另外，通过本减小需要密闭的气道5的长度，也减少了气压检测单元到现场控制单元的传输距离，使得对于如此，而且，每一段的充气和放气，也都单独进行，避免了一次性给整线路进行充气和放气，单次工作量巨大，而且万一电缆的气密性有损坏时，要到最后才会发现，为时已晚。

即便盗窃者即便在距离气道5相互隔离处很近的位置下刀进行切割，其切坏气道5的位置还是处于两个气压检测单元之间；而如果无法保证气道5内与其他气道5相互隔离的位置旁至少设有一个所述气压检测单元的话，很有可能在盗窃者切坏气道5后，头两个感应到气压变化的所述气压检测单元，同在切坏气道5的位置的一侧，进而使得工作人员对于切坏气道5的位置的初步判断出现偏差。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.防盗型电线电缆，其特征在于：防盗型电线电缆，包括线芯、绝缘层、屏蔽层、保护层；线芯的外部依次设置绝缘层、屏蔽层、保护层；

还包括气道、气压检测单元、现场控制器单元、通信单元；

所述的气道沿平行于所述线芯轴向的方向设置于保护层内，该气道两端封闭，气道内充满气体，气体的内部压力为预设值，该预设值大于一个大气压；气道内等距的设有多个所述气压检测单元；

气压检测单元的数字信号输出端均与所述现场控制器单元的IO端口电连接；

现场控制器单元与通信单元连接，该现场控制器单元还内置有对每个气压检测单元进行唯一标识的编号；

该现场控制器单元用于判断每个所述气压检测单元当前检测到的气压是否高于所述预设值，如果某气压检测单元检测到的气压小于该预设值，则通过通信单元向存储有各个气压检测单元具体位置的上位机发送该气压检测单元的编号、当前时间以及报警信息。

2.根据权利要求1所述的防盗型电线电缆，其特征在于：现场控制器单元还用于判断所述气压检测单元当前检测到的气压的上下变化，如果某气压检测单元检测到的气压突然增加而后又降低至小于所述预设值，则通过通信单元向上位机发送该气压检测单元的编号、当前时间以及加急报警信息。

3.根据权利要求1所述的防盗型电线电缆，其特征在于：所述气道沿所述线芯的周向均布。

4.根据权利要求1所述的防盗型电线电缆，其特征在于：所述气道上设有可开合的气阀，所述气阀连通外界和气道，用于向气道内充气或向气道外排气。

5.根据权利要求4所述的防盗型电线电缆，其特征在于：所述气道皆沿所述线芯的轴向一致的划分为等距的多段，每段所述气道间相互隔离且两端封闭，每段均对应一现场控制单元，同一段气道内的所述气压检测单元均连接到该段气道所对应的现场控制单元。

6.根据权利要求5所述的防盗型电线电缆，每段所述气道内与其他气道相互隔离的位置旁至少设有一个所述气压检测单元。

7.根据权利要求1所述的防盗型电线电缆，所述的通信单元采用GPRS模块。

8.根据权利要求1所述的防盗型电线电缆，所述现场控制器单元采用ATmega16单片机。