地下电力电缆在线防盗告警装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种电力电缆在线检测技术，特别是地下电力电缆在线防盗告警装置。通过用恒流直流法在不改变接地方式的情况下实现信号的馈入，使检测信号不受电缆分布电容和电缆长度的影响。在50Hz交流通道网络4电路中，将C1电容的容量取2000μF以上，可视为交流短路接大地，且不影响恒流源I的加入。信号检测端有V1瞬态二极管和V2放电管的保护。
【专利说明】地下电力电缆在线防盗告警装置【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电力电缆在线检测技术，特别是地下电力电缆在线防盗告警装置。 【背景技术】
[0002]在城市电力电网的供电方式中，敷设地下电力电缆是近年来城市建设的重要组成部分，并逐渐取代了架空线路的供电方法。这种地下敷设电缆的供电模式可以极大地改善城市建设环境，但随着敷设电网数量的增加，电缆的故障也相应增多。
[0003]目前，城市电力电缆一般都敷设在地下通道内，在日常运行管理过程中，除了电缆本身故障外，人为偷盗或破坏电缆外层的现象十分普遍严重。这种人为破坏故障在很大程度上已给电力电网造成了极大的经济损失。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种价格低、结构简单，当人为偷盗或切割电缆外层铜网屏蔽层时，能迅速的通过网络介质及短信方式在线防盗告警的地下电力电缆在线防盗告警装置。
[0005]本发明的目的是这样实现的:地下电力电缆在线防盗告警装置，至少包括三芯电力电缆、电缆铜屏蔽层及钢铠、电缆外层(铜屏蔽层、钢铠)接地端和50Hz交流通路，三芯电力电缆在电缆铜屏蔽层及钢铠内，电缆铜屏蔽层及钢铠外层连接有电缆钢铠外层接地端和接有50V/150W瞬态二极管V1、50V高压放电管V2及电阻Rl的50HZ交流通路，其特征是:电缆屏蔽层接地端延三芯电力电缆长度间隔分布，至少在一个电缆屏蔽层接地端的分布点与电缆外层钢铠之间串接有恒流信号馈入电路，恒流信号馈入电路包括恒流源和标准电阻R0，标准电阻RO两端有电压检测电路，电压检测电路连接有报警输出电路，电压检测电路对标准电阻RO两端电压进行检测，当长度方向上相邻电缆屏蔽层接地端接大地时，恒流源输出的恒流通过标准电阻R0、电缆外屏蔽层钢铠的长度分布电阻和接地回路电阻，在标准电阻RO上得到一个分压值；当长度方向上相邻电缆外屏蔽层接地端断开时，恒流源输出的恒流通过标准电阻RO和一个开路电阻，在标准电阻RO上得到一个开路电压值；通过辨别正常分压值和开路电压值的大小；使报警输出电路进行报警输出或不报警输出。
[0006]所述的恒流信号馈入电路包括+12V到+5V的DC/DC变换器Ul和运放U2，DC/DC变换器Ul的正输出端与运放U2的同相端电连接，运放U2连接成跟随器，运放U2的输出通过电阻R2后分别与DC/DC变换器Ul的负输出端和标准电阻RO —端电连接，标准电阻RO另一端与电缆外屏蔽层的钢铠直流电阻Rx串接，电缆外屏蔽层的钢铠直流电阻Rx另一端与电缆屏蔽层钢铠接地端电连接。
[0007]所述的报警输出电路包括报警控制电路和报警信号检测电路U3，报警信号检测电路U3采用差分运放电路，Vx电压两端连接有电容C2，Vx电压两端分别通过电阻Rl、R2到差分运放电路的同相和反相端，差分运放电路的同相和反相端分别与地之间有瞬态二极管V1、V2，V1、V2为10V/20W瞬态二极管进行输入保护，同相与地之间连接有电阻R3，反相端和输出端连接有电阻R4，输出端电连接报警控制电路。
[0008]本发明的优点是:用恒流直流法在不改变接地方式的情况下实现信号的馈入，使检测信号不受电缆分布电容和电缆长度的影响。在50Hz交流通道网络4电路中，将Cl电容的容量取2000μΡ以上，可视为交流短路接大地，且不影响恒流源I的加入。信号检测端有电路4中的Vl瞬态二极管和V2放电管的保护。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]下面结合实施附图对本发明作进一步说明:
图1是本发明实施电路原理图；
图2是检测信号馈于电缆外屏蔽层钢铠的示意图测量等效电路图；
图3是报警输出电路图。
[0010]图中，1、三芯电力电缆；2、电缆屏蔽层及钢铠；3、电缆屏蔽层接地端；4、50Ηζ交流通路；5、恒流信号馈入电路；6、报警控制电路；7、电压检测电路。
【具体实施方式】
[0011]如图1所示，地下电力电缆在线防盗告警装置，至少包括三芯电力电缆1、电缆铜屏蔽层及钢铠2和电缆屏蔽层接地端3，三芯电力电缆I在电缆铜屏蔽层及钢铠2内，电缆铜屏蔽层及钢铠2外层连接有电缆屏蔽层接地端3和50Hz交流通路4 ;电缆屏蔽层接地端3延三芯电力电缆I长度间隔分布，至少在一个电缆屏蔽层接地端3的分布点与电缆屏蔽层及钢铠外层2之间串接有恒流信号馈入电路5，恒流信号馈入电路5包括恒流源和标准电阻RO，标准电阻RO两端有电压检测电路7，电压检测电路7连接有报警控制电路6，电压检测电路7对标准电阻RO两端电压进行检测，当长度方向上相邻电缆屏蔽层接地端3接大地时，恒流源输出的恒流通过标准电阻R0、电缆屏蔽层及钢铠外层2的长度分布电阻和接地回路电阻，在标准电阻RO上得到一个分压值；当长度方向上相邻电缆屏蔽层接地端3断开时，恒流源输出的恒流注入信号通过标准电阻RO和接有50V/150W瞬态二极管V1、50V高压放电管V2及电阻Rl的50Hz交流通路4 ;在标准电阻RO上得到一个开路直流电压值；通过辨别分压值和开路电压值的大小；使报警控制电路6进行报警输出或不报警输出。
[0012]电力电缆在正常工作时，三芯电缆加有高达10千伏的50Hz交流电压，因电缆芯与屏蔽外层分布电容(等效值达几十KF)的存在，会泄漏50Hz的交流电压。为了安全运行，电缆屏蔽层必须良好接地。在电缆屏蔽外层(钢铠)和大地之间接入50Hz交流通路4，50Hz交流通路4取2000μΡ的Cl电容，2000μΡ的Cl电容可视为交流短路接大地，且不影响恒流源I的加入。
[0013]由于采用了直流恒流注入信号I，在电力电缆完好的情况下，因大地提供了直流通路(见图1中的电流通路)，电缆外屏蔽层的直流电阻Rx(—般几十欧姆)与加于回路中的RO进行分压，所得Vx电压值一定较小并处在正常范围内。当电力电缆外层被割断(Rx开路)，就阻断了直流通路，这时所得Vx电压值会变大，即立即判为故障，并报警。
[0014]图2中，恒流信号馈入电路5包括+12V到+5V的DC/DC变换器Ul和运放U2，DC/DC变换器Ul的正输出端与运放U2的同相端电连接，运放U2连接成跟随器，运放U2的输出通过电阻R2后分别与DC/DC变换器Ul的负输出端和标准电阻RO —端电连接，标准电阻RO另一端与电缆外屏蔽层的直流电阻(等效为Rx)串接，电缆外屏蔽层的直流电阻Rx另一端与电缆屏蔽层接地端3电连接。
[0015]变换器Ul实现+5V不与+12V共地，运放U2的同相端与反相端等电位，所以，恒流输出I=5V/R2，当RO选择200 Ω时，I 一般控制在50mA左右，即R2取100 Ω。
[0016]如图3所示，报警控制电路6和报警信号检测电路U3 (电压检测电路7)构成报警输出电路，报警信号检测电路U3采用差分运放电路，报警检测信号Vx约等于IXRx (Rl较大可忽略)，考虑到大地与放大器的隔离问题，Vx电压两端连接有电容C2，Vx电压两端分别通过电阻Rl、R2到差分运放电路的同相和反相端，差分运放电路的同相和反相端分别与参考地之间有瞬态二极管V1、V2，V1、V2为50V/20W瞬态二极管进行输入保护，同相与地之间连接有电阻R3，反相端和输出端连接有电阻R4，输出端电连接报警控制电路6。
[0017]报警控制电路6包括带A/D的单片机和报警器，对Vx经放大器放大、50HZ滤波、模数变化，单片机经判断完成在线报警功能。
[0018]本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
【权利要求】
1.地下电力电缆在线防盗告警装置，至少包括三芯电力电缆(I)、电缆屏蔽层及外层钢铠(2)、电缆屏蔽层接地端(3)和50Hz交流通路(4)，三芯电力电缆(I)在电缆屏蔽层及钢铠(2)内，电缆屏蔽层及钢铠外层(2)连接有电缆屏蔽层接地端(3)和接有50V/150W瞬态二极管V1、50V高压放电管V2及电阻Rl的50Hz交流通路(4)，其特征是:电缆屏蔽层接地端(3)延三芯电力电缆(I)长度间隔分布，至少在一个电缆屏蔽层接地端(3)的分布点与电缆屏蔽层及钢铠(2)之间串接有恒流信号馈入电路(5)，恒流信号馈入电路(5)包括恒流源和标准电阻RO，标准电阻RO两端有电压检测电路(7)，电压检测电路(7)连接有报警输出电路，电压检测电路(7)对标准电阻RO两端电压进行检测，当长度方向上相邻电缆屏蔽层接地端(3)接地时，恒流源输出的恒流注入信号通过标准电阻R0、电缆屏蔽层及钢铠(2)的长度分布电阻和接地回路电阻，在标准电阻RO上得到一个分压值；当长度方向上相邻电缆屏蔽层接地端(3)断开时，恒流源输出的恒流信号通过标准电阻RO和一个开路电阻，在标准电阻RO上得到一个开路电压值；通过辨别分压值和开路电压值的大小；使报警输出电路进行报警输出或不报警输出。
2.根据权利要求1所述的地下电力电缆在线防盗告警装置，其特征是:所述的50Hz交流通路(4)包括50V/150W瞬态二极管V1、50V高压放电管V2及电阻Rl的交流通路；通路的一端电连接在电缆屏蔽外层钢铠上，另一端电连接与电缆屏蔽层接地端(3)上形成交流通路。
3.根据权利要求1所述的地下电力电缆在线防盗告警装置，其特征是:所述的恒流信号馈入电路(5)包括+12V到+5V的DC/DC变换器Ul和运放U2，DC/DC变换器Ul的正输出端与运放U2的同相端电连接，运放U2连接成跟随器，运放U2的输出通过电阻R2后分别与DC/DC变换器Ul的负输出端和标准电阻RO —端电连接，标准电阻RO另一端与电缆外屏蔽层的直流电阻(等效电阻Rx)串接，电缆外屏蔽层的直流电阻Rx另一端与电缆屏蔽层接地端(3)电连接。
4.根据权利要求1所述的地下电力电缆在线防盗告警装置，其特征是:所述的报警输出电路包括报警控制电路(6)和报警信号检测电路U3，报警信号检测电路U3采用差分运放电路，Vx电压两端连接有电容C2，Vx电压两端分别通过电阻Rl、R2到差分运放电路的同相和反相端，差分运放电路的同相和反相端分别与地之间有瞬态二极管V1、V2，V1、V2为50V/20W瞬态二极管进行输入保护，同相端与地之间连接有电阻R3，反相端和输出端连接有电阻R4，输出端电连接报警控制电路(6 )。
【文档编号】G08B13/12GK103969550SQ201410168897
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2014年4月25日
【发明者】杨振江, 朱敏波, 丰博 申请人:西安电子科技大学