CN109272683A - 未投运电力电缆防盗单端监控装置 - Google Patents

Abstract

一种未投运电力电缆防盗单端监控装置，包括微振动检测模块、短路检测模块、电容检测模块、主控模块，微振动检测模块、短路检测模块、电容检测模块均设置于未投运电缆上，用于将检测到的第一信息、第二信息、第三信息提供至所述主控模块，主控装置依据第一信息或第二信息或第三信息生成电缆偷盗信息，此装置采用多手段、多途径、多方式来检测，补充了单一式检测方式的缺陷；本发明采用单端检测，如此，更具有实用性，检测成本最低，检测效果最高，检测结果也是最可靠的。

Description

未投运电力电缆防盗单端监控装置

技术领域

本发明涉及电力电缆监测技术领域，尤其涉及一种未投运电力电缆防盗单端监控装置。

背景技术

未投运的电力电缆虽然铺设完毕，但是正式投入运营或试验还需要几个月的时间，此段时间常用的防盗措施是巡检人员定期人工检查，而这种方式并不能实时检测电缆被盗的情况，而且即使出现了被盗的情况，也不能及时被发现。还有一些停运的电缆等，存在长度较长、巡检难度大的问题，仅依靠巡检人员定期人工检查，也是不能及时被发现电缆被盗的问题。

发明内容

有必要提出一种未投运电力电缆防盗单端监控装置。

一种未投运电力电缆防盗单端监控装置，包括微振动检测模块、短路检测模块、电容检测模块、主控模块，所述微振动检测模块、短路检测模块、电容检测模块均与主控模块连接，微振动检测模块、短路检测模块、电容检测模块均设置于未投运电缆上，用于分别检测电缆上是否发生微振动的第一信息、是否发生短路的第二信息、电缆的电容是否发生变化的第三信息，并将所述第一信息、第二信息、第三信息提供至所述主控模块，主控装置依据第一信息或第二信息或第三信息生成电缆偷盗信息。

本发明中采用了三种检测方式同时对电缆是否被偷盗进行检测，三种检测信息呈“或”的方式发送至主控模块，主控模块只要检测到一种信息，就可以检测出电缆是否被偷盗，此装置采用多手段、多途径、多方式来检测，补充了单一式检测方式的缺陷；并且，因为未投运电缆未被使用，电路未形成，若采用检测零线、火线的电流或电压的方式只能是形成回路后双端检测，这种方法对于未投运电缆是不适合的，所以本发明采用单端检测，将三种检测模块设置在电缆的终端，即用户端一端或变电站一端，或者是用户与用户之间的线缆的一端均可，如此，更具有实用性，检测成本最低，检测效果最高，检测结果也是最可靠的。

本发明对已投运但停止使用的电缆也可以检测，此种情况下，电缆被盗后，该电缆的电容会随着变化，所述电容检测模块仍然可以检测，当然，微振动检测模块、短路检测模块也是可以检测的。

附图说明

图1为未投运电力电缆防盗单端监控装置的功能模块图。

图2为电缆沿着轴向的示意图。

图3为电缆被盗后长度变化的示意图。

图4电缆沿着A-A径向的断面示意图。图中标识了微振动检测模块10、短路检测模块20、电容检测模块30与电缆的连接方式。

图5为未投运电力电缆防盗单端监控装置的电路图。

图中：微振动检测模块10、短路检测模块20、电容检测模块30、主控模块40、通信模块50、报警模块60、电缆70、导体71、绝缘层72、铜屏蔽层73、A相74、B相75、C相76、变电站80、电源单元91、开关单元92。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

参见图1，本发明实施例提供了一种未投运电力电缆防盗单端监控装置，包括微振动检测模块10、短路检测模块20、电容检测模块30、主控模块40，所述微振动检测模块10、短路检测模块20、电容检测模块30均与主控模块40连接，微振动检测模块10、短路检测模块20、电容检测模块30均设置于未投运电缆70上，用于分别检测电缆70上是否发生微振动的第一信息、是否发生短路的第二信息、电缆的电容是否发生变化的第三信息，并将所述第一信息、第二信息、第三信息提供至所述主控模块40，主控装置依据第一信息或第二信息或第三信息生成电缆偷盗信息。主控制器选用意法半导体公司的STM32F103C8T6单片机，该单片机具备功耗低、外围电路简单、体积小、外设丰富、运行速度快等优势，而且具有庞大的用户数量，可靠性高。

进一步，所述微振动检测模块10贴合于电缆70的导体71设置。

由于导体71是铜芯，属金属材质，而金属对声波的传输速度最快，对声波衰减最小，所以将微振动检测模块10贴合导体71设置，以对短距离电缆进行微振动检测。

微振动检测模块10选用微振动检测传感器，传感器选用深圳世联鑫业科技有限公司的CSX-SEN-180A高微型振动传感器，该传感器内置镀金滚珠和钢帽，是一款可全方位震动感知、倾斜感知或运动检测的多功能微型震动传感器，灵敏度极高。将多个传感器依附于线缆表面，形成多个测量点，可极大提高传感器灵敏度。

进一步，所述短路检测模块20采用光耦来实现，所述导体71和铜屏蔽层73之间设置绝缘层72，VCC和电缆的导体连接，SC1和铜屏蔽连接。短路检测模块的电路图见图5。在电缆被偷盗时，偷盗者往往采用钢锯锯断电缆，该锯断过程，分别将铜屏蔽层73、绝缘层72、导体71都锯断，机械式割据的方式，会造成铜屏蔽层73和导体71的断口被钢锯连接，也会形成短路，形成二者的短路通路，从而使得光耦使光耦导通，输出低电平，把变量信息送给主控模块实现了偷盗的检测。

参见图2-4，进一步，所述电容检测模块30的两端分别连接电缆的绝缘层72内侧的导体71和外侧的铜屏蔽层73，以检测电容检测模块30的安装位置与断口之间的电缆的导体71和铜屏蔽层73之间的电容量，并依据所测电容量对电缆的被盗位置进行定位。

电缆是容性元件，导体71和铜屏蔽层73构成电容的两个极板，根据电容的计算公式，C=εS/4πkd，电容C的容量大小与两个极板之间的正对面积S成线性正比，与两个极板之间的距离d成线性反比，对电缆而言，d是固定不变的常数，当电缆因锯断而断裂时，断口处造成电缆的正对面积S发生变化，造成容量C也会随之变化，从而实现了电缆被盗的检测；

不仅如此，本方案还具有定位偷盗点的作用，当电缆被盗时，造成电缆的长度变短，对应的剩余的与变电站80连接的电缆的长度也变化，其导体71和铜屏蔽层73之间的正对面积也随着变化，且变化的比例是呈线性的，根据电容量的变化就可以对偷盗点进行定位。

如图所示，假设原电缆的长度为L，即电缆的一端端部距离与变电站80连接的一端的长度为L，导体71外壁与铜屏蔽层73内壁之间的距离为d，导体71的直径为R，则该电缆的原有电容为C₁=εS₁/4πkd，其中，S₁=L*πR，d为常数，当电缆被盗后，假设被盗断口距离变电站80的距离为1/3L，则被盗后剩余的与变电站80连接的电缆的电容为C₂=εS₂/4πkd，其中，S₂=1/3L*πR，可见，C₂=1/3* C₁，由此可得，当电容检测模块30检测到的电缆的电容量有变化时，表明电缆中间有部分长度被盗，出现断口，进一步，依据电容检测模块30检测到的电容量与原电缆的电容量的比值可以推算出断口的位置，即可以通过电容量的变化率推导出被盗点，对被盗点进行定位。

所述电容检测模块30采用电桥式线缆等效电容传感器，该传感器选用曲阳电子科技有限公司的LQ-9101数字电桥，是一款根据自由轴阻抗测量原理、采取了VI并行处理方法实现的高精度电容测量仪，测量精度高、功耗低、测量速度快。

高压电缆包括三相电缆，即A相74、B相75、C相76，每一相电缆的内部结构主要包括导体71、绝缘层72、铜屏蔽层73、及外部的保护层，使用本发明时，将短路检测模块20安装在三相电缆的任一相即可，例如，将短路检测模块20与A相74或B相75或C相76连接，短路检测模块20分别连接该相电缆的导体71和铜屏蔽层73；

微振动检测模块10设置为至少三个，至少三个分别设置于A相74、B相75、C相76上，每相电缆上也可以设置多个微振动检测模块10，微振动检测模块10紧贴于每相电缆的导体71表面设置；

电容检测模块30设置为两个，两个分别安装在剩余的两相线缆上，例如，除了安装短路检测模块20的剩余两相线缆，从而避免短路检测模块20、电容检测模块30之间的干扰，电容检测模块30与每相电缆的导体71和铜屏蔽层73连接。

微振动检测模块10、短路检测模块20、电容检测模块30均设置在电缆的终端位置。

进一步，所述未投运电力电缆防盗单端监控装置还包括通信模块50、巡检终端、巡检班长终端、变电站终端，通信模块50与主控模块40连接，主控模块40通过通信模块50将所述电缆偷盗信息发送至巡检终端、巡检班长终端、变电站终端。

通信模块50可以采用GPRS无线数据传输终端DTU：选用深圳市拓普瑞电子有限公司的TP301系列无线数据传输终端，该终端提供了RS232、RS485、TTL三种通讯接口，支持点对点数据传输。支持中国移动或中国联通SIM卡2G网络。TP301 DTU可远程连接深圳市拓普瑞电子有限公司服务器TLINK平台，通过平台可以远程监控DTU端采集到的数据是否正常，也可通过微信公众号平台同步查看数据。

进一步，本装置还设置电源单元91、开关单元92，电源单元91与外部供电系统连接，以为微振动检测模块10、短路检测模块20、电容检测模块30、主控模块40、通信模块50、报警模块60提供电源，开关单元92与电源单元连接，以控制电源单元的通断，所述开关单元还与主控模块连接，主控模块用于检测开关单元的打开或关断的状态信息，并依据所述状态信息控制通信模块向巡检终端、巡检班长终端、变电站终端发送提示信息。

例如，在主控模块内部还设置一个应急的蓄电单元，蓄电单元与电源单元连接，通过电源单元为蓄电单元充电，在开关单元关断时，蓄电单元为通信模块50供电，使得通信模块50正常工作，用于接收主控模块发送的控制信息，进而使巡检终端、巡检班长终端、变电站终端能够接收到主控模块发送的提示信息。

由于本装置在使用时，是为了从各个方面杜绝电缆被盗的现象发生的，如果存在人为故意盗窃，例如，巡检终端、巡检班长终端、变电站终端中的部分人员将本装置断电，造成本装置不能正常工作，则其他人员不能正常接收到电缆被盗的信息，所以，本方案为主控模块设置了检测开关单元的功能，如此，即使有人员为了盗窃电缆而关闭本装置的电源单元，此时，主控模块会向其他人员发送提示信息，从而起到相互监督的作用。

用户端数据查看平台：用户可通过电脑登录深圳市拓普瑞电子有限公司数据平台服务器，实时查看现场数据，也可以使用手机微信关注深圳市拓普瑞电子有限公司数据查看平台公众号，实时查看现场数据，或者接收报警信息。

进一步，所述未投运电力电缆防盗单端监控装置还包括报警模块60，报警模块60与通信模块50连接，主控模块40通过通信模块50将所述电缆偷盗信息发送至报警模块60。

经过现场测试，该装置通过多点微振动传感器测量、短路测量、以及线缆电容变化测量的三重判断，可有效检测出未投运电力电缆被盗事件，并能够及时通过远程报警系统告知用户，测量准确度高。

本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种未投运电力电缆防盗单端监控装置，其特征在于：包括微振动检测模块、短路检测模块、电容检测模块、主控模块，所述微振动检测模块、短路检测模块、电容检测模块均与主控模块连接，微振动检测模块、短路检测模块、电容检测模块均设置于未投运电缆上，用于分别检测电缆上是否发生微振动的第一信息、是否发生短路的第二信息、电缆的电容是否发生变化的第三信息，并将所述第一信息、第二信息、第三信息提供至所述主控模块，主控装置依据第一信息或第二信息或第三信息生成电缆偷盗信息。

2.如权利要求1所述的未投运电力电缆防盗单端监控装置，其特征在于：所述微振动检测模块贴合于电缆的导体设置。

3.如权利要求1所述的未投运电力电缆防盗单端监控装置，其特征在于：所述短路检测模块采用光耦实现。

4.如权利要求1所述的未投运电力电缆防盗单端监控装置，其特征在于：所述电容检测模块的两端分别连接电缆的绝缘层内侧的导体和外侧的铜屏蔽层，以检测电容检测模块的安装位置与断口之间的电缆的导体和铜屏蔽层之间的电容量，并依据所测电容量对电缆的被盗位置进行定位。

5.如权利要求1所述的未投运电力电缆防盗单端监控装置，其特征在于：所述微振动检测模块设置为至少三个，至少三个分别与电缆的A相或B相或C相连接，或者每相电缆上设置多个微振动检测模块，微振动检测模块紧贴于每相电缆的导体表面设置，所述短路检测模块安装在三相电缆的任一相，短路检测模块分别连接该相电缆的导体和铜屏蔽层，电容检测模块设置为两个，两个电容检测模块分别安装在剩余的两相线缆上。

6.如权利要求1所述的未投运电力电缆防盗单端监控装置，其特征在于：所述未投运电力电缆防盗单端监控装置还包括通信模块、巡检终端、巡检班长终端、变电站终端，通信模块与主控模块连接，主控模块通过通信模块将所述电缆偷盗信息发送至巡检终端、巡检班长终端、变电站终端。

7.如权利要求6所述的未投运电力电缆防盗单端监控装置，其特征在于：所述未投运电力电缆防盗单端监控装置还包括报警模块，报警模块与通信模块连接，主控模块通过通信模块将所述电缆偷盗信息发送至报警模块。