一种电力电缆防盗系统及方法与流程

本发明涉及电缆防盗技术领域，更具体地，涉及一种电力电缆防盗系统及方法。

背景技术：

在城市配电网中，多采用电缆供电，配电网基建工程在投运前一天到数天内会完成电力电缆的敷设。而电力电缆敷设后，未能投运通电，常常成为电缆偷盗者的目标。在电力电缆敷设完毕至投运前，常常发生电缆失窃事件，导致基建工程投运当天发现电缆无法通电，给电力企业、国家、人民造成损失。

考虑到该问题，需要发明一种电力电缆防盗系统，对未投运电缆进行防盗监测，并在电缆被盗时及时发出报警信号。

目前，市场上现有电力电缆防盗系统有几类：

(1)电流检测型：对电缆加压，使电缆通过一定电流，当电流变为0，则认为电缆断开被盗。

(2)电容探测型：电缆一端短路接地，另一端连接至谐振电路，一旦电缆断开被盗，电缆变成一个电容，谐振电路输出信号报警。

(3)电力载波型：电缆附加电力载波通讯信号，通讯信号发出后无法再另一端收到时，认为电缆断开被盗。

以上电力电缆防盗系统均有一个缺陷：当偷盗者使用导体短接电缆中的一段并偷盗该段时，无法检测出电缆断开，误认为电缆未被盗，只有短接导体被烧断后才发现电缆断开，无法及时报警。

技术实现要素：

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种电力电缆防盗系统及方法，能够在电缆偷盗者短接电缆的情况下仍然能够发现电缆被盗且快速对被盗电缆进行定位和报警。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电力电缆防盗系统，包括防盗监测系统和报警系统，所述的防盗监测系统与报警系统通信连接，所述的防盗监测系统包括振荡波产生单元、被测电缆、控制开关和显示控制单元，所述的被测电缆两端均三相短接，所述的振荡波产生单元与被测电缆电连接，所述的振荡波产生单元、控制开关和显示控制单元依次电连接。

进一步的，所述的振荡波产生单元包括电源、等效电容和电感，所述的电源、等效电容、电感和被测电缆依次电连接。

进一步的，所述的电源为0-36kV的直流电源。

进一步的，还包括测试电路，所述的测试电路包括与被测电缆电并联的分压单元。

进一步的，所述的分压单元包括相互电连接的高压单元和低压单元，所述的高压单元由第一电阻和第一电容并联组成，所述的低压单元由第二电阻和第二电容并联组成。

进一步的，所述的第一电阻的电阻值为第二电阻的电阻值的10⁴倍，所述的第二电容的电容值为第一电容的电容值的10⁴倍。

进一步的，还包括第一运算放大器，所述的高压单元、第一运算放大器和显示控制单元依次电连接。

进一步的，还包括第二运算放大器、滤波器和PD耦合单元，所述的低压单元、PD耦合单元、第二运算放大器、滤波器和显示控制单元依次电连接，所述的PD耦合单元接地。

一种电力电缆防盗方法，利用上述的防盗监测系统，以5秒为间隔产生振荡波，对振荡波返回的信息做出分析，将分析结果得到的电缆中间头、电缆终端距离信息与预设值作对比，确定电力电缆参数是否发生变化；

若当电缆被截断、被其他导体短接情况导致电缆参数有变化时，振荡波返回信息会产生明显变化，经计算可以得到除电缆中间头、终端外的其他距离信息，则可以判断电缆参数有变化、电缆被外力截断或短接，所述的报警系统触发报警动作，根据计算出的电缆参数变动点与加压端的距离，报送发生电缆偷盗的具体地点。

进一步的，振荡波产生前，控制开关断开，直流电源升压至预设值，给电感、被测电缆的等效电容充电；充电完成后，显示控制单元控制控制开关合上，电感电容形成的LC回路发生谐振，产生阻尼振荡波了；分压单元用于测试振荡波电压曲线，在显示控制单元上显示；利用行波反射法，可以实现对电缆终端距离、电缆中间头距离的计算；

导体中电磁波波速是确定的，假设波速为v，而振荡波产生时间为t1，这段电缆共n个电缆中间头，振荡波通过第一个电缆中间头反射返回时间为t2，通过第二个电缆中间头反射返回时间为t3，通过第n个电缆中间头反射返回时间为tn+1，通过电缆终端返回时间为tn+2，则第一个电缆中间头距离加压端距离为：L1＝v*/2；第n个电缆中间头距离加压端距离为：Ln＝v*/2；电缆总长度为：L＝v*(tn+2-t1)/2；

而电缆总长度、各电缆中间头据加压端距离是在电缆敷设过程中已知的，因此上述各时间也应当是与已知的距离一一对应的。

与现有技术相比，有益效果是：能够在电缆偷盗者短接电缆的情况下仍然能够发现电缆被盗且快速对被盗电缆进行定位和报警。

附图说明

图1是本发明中防盗监测系统的示意图；

图2是本发明中整体示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1、2所示，一种电力电缆防盗系统，包括防盗监测系统和报警系统，防盗监测系统和报警系统通信连接，其中防盗监测系统包括振荡波产生单元、被测电缆8、控制开关5和显示控制单元1，被测电缆8两端均三相短接，振荡波产生单元包括依次串联的电源2、等效电容3和电感4，控制开关5为半导体开关，半导体开关接入在等效电容3与电感4之间电回路并连接显示控制单元1。在电感4与被测电缆8之间的电回路接入了测试电路，测试电路与被测电缆8并联，其中测试电路包括分压单元，分压单元一端与被测电缆8电连接，另一端接地，其中分压单元与被测电缆8连接端与接地端之间的电压差与被测电缆8电压一致。其中电源2为0-36kV的直流电源。

具体地，分压单元由高压单元6和低压单元7组成，高压单元6和低压单元7相互电连接，其中高压单元6与被测电缆8电连接，低压单元7接地。高压单元6由第一电阻61和第一电容62并联组成，低压单元7由第二电阻71和第二电容72并联组成。第一电阻61的电阻值为第二电阻71的电阻值的10⁴倍，第二电容72的电容值为第一电容62的电容值的10⁴倍。在本实施例中，第一电阻61的电阻值为150MΩ，第二电阻71的电阻值为15KΩ，第二电容72的电容值为10μF，第一电容62的电容值为1nF。高压单元6承受高压、低压单元7承受低压，各承担分压单元电压同时也是电缆电压的一部分。

另外，低压单元7通过滤波器12后滤除干扰波形，与显示控制单元1连接，可在显示控制单元1上显示波形。该波形与电缆电压波形一致，通过已知的分压变比换算，可以变换坐标显示电缆电压。该电缆电压波形即可用于分析计算，得到各电缆中间头位置信息。具体地，低压单元7、PD耦合单元9、第二放大运算器、滤波器12和显示控制单元1依次电连接，PD耦合单元9接地。另外，高压单元6通过第一放大运算器与显示控制单元1电连接。

在本实施例中，报警系统与显示控制单元1通信连接，其中显示控制单元1为计算机，用于汇集所采集的数据并对数据进行分析计算，得出对被测电缆8终端距离，电缆中间头距离的计算以对电缆进行防盗监控，如若电缆发生盗窃，计算机将信号发送至报警系统通知工作人员并进行报警。其中，该报警系统由信号发送单元13和接收终端14组成，信号发送单元13与显示控制单元1通信连接，显示控制单元1的报警信息通过信号发送单元13发送至接收终端14以通知工作人员以及报警。其中接收终端14为工程人员的手机和报警平台，在电缆发生盗窃的时候，通过防盗监测系统监测到的电缆被盗位置等信息发送至工程人员手机和直接发送至报警平台进行报警，工程人员可以迅速赶往现场或立刻通过110进行报警，有利于破获盗窃案件。

具体地，通过本电力电缆防盗系统进行防盗的方法为：振荡波产生单元以5秒为间隔产生振荡波，对振荡波返回的信息做出分析，将分析结果得到的电缆中间头、电缆终端距离信息与预设值作对比，确定电力电缆参数是否发生变化；

若当电缆被截断、被其他导体短接情况导致电缆参数有变化时，振荡波返回信息会产生明显变化，经计算可以得到除电缆中间头、终端外的其他距离信息，则可以判断电缆参数有变化、电缆被外力截断或短接，所述的报警系统触发报警动作，根据计算出的电缆参数变动点与加压端的距离，报送发生电缆偷盗的具体地点。

其中，振荡波产生前，控制开关5断开，直流电源升压至预设值，给电感4、被测电缆8的等效电容3充电；充电完成后，显示控制单元1控制控制开关5合上，电感电容形成的LC回路发生谐振，产生阻尼振荡波了；分压单元用于测试振荡波电压曲线，在显示控制单元1上显示；利用行波反射法，可以实现对电缆终端距离、电缆中间头距离的计算；

导体中电磁波波速是确定的，假设波速为v，而振荡波产生时间为t1，这段电缆共n个电缆中间头，振荡波通过第一个电缆中间头反射返回时间为t2，通过第二个电缆中间头反射返回时间为t3，通过第n个电缆中间头反射返回时间为tn+1，通过电缆终端返回时间为tn+2，则第一个电缆中间头距离加压端距离为：L1＝v*t2-t1/2；第n个电缆中间头距离加压端距离为：Ln＝v*tn+1-t1/2；电缆总长度为：L＝v*(tn+2-t1)/2；

而电缆总长度、各电缆中间头据加压端距离是在电缆敷设过程中已知的，因此上述各时间也应当是与已知的距离一一对应的。

计算机判断电缆被盗正在发生的一瞬间，触发报警系统动作，根据计算出的电缆参数变动点与加压端的距离，报送发生电缆偷盗的具体地点。报警信息通过无线通信系统传递至基建工程人员的手机端，工程人员得到通知后可马上赶往现场并通过110报警。

通过本防盗系统以及防盗方法，可以解决现有电缆防盗技术在电缆短接情况下无法发现被盗的瓶颈，当电缆参数一旦变化，马上能够发现电缆被盗，且可以精准确定电缆被盗位置，并将盗窃信息快速通知到工程人员和报警，有利于破获盗窃案。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。