本文介绍了电缆防盗报警系统设计。随着城市照明范围的日益扩大,城市照明设备以及照明电缆的频繁被盗或损坏,造成路灯亮不起来,电缆防盗报警系统越来越重要。各种电缆防盗报警系统也应运而生,并在电力电缆防盗工作中发挥出积极作用。
1 两种常用的电缆防盗报警检测方法
1.1 电压电流检测法
电压电流检测法就是通过检测电缆是否带电来判断电缆是否正在被盗剪。此种方法简单可靠,但只适用于长期通电的电缆。监测电缆是否带电的电路多种多样,使用者应根据实际情况进行布设,实施方案应以安全、可靠、经济为原则。
图1是电压电流检测法电缆防盗报警系统的示意图,当电缆被盗剪时,检测点就会因失电而报警。......
1.2电容探测法
该方法的原理是利用一对空置电缆, 将终端短路,将始端接于报警器的多谐振荡器可用555定时器制作,原理如图2。当电缆正常时,振荡器不起振,没有信号输出。当电缆被盗剪时。空置电缆成为一个电容,且容量大小与被剪位置有关。因此被盗剪位置不同,振荡器输出的信号频率也不同,利用单片机对输出的方波脉冲进行计算,可准确定位被剪方位。
图2 电容探测法原理田
2两种常用的电缆防盗报警信号传输方法
2.1电力线载波通讯法
电力线载波通讯法是在被测电缆上加载检测载波信号,一旦电缆被盗剪,信号传输中断,报警器接收不到信号就会报警。由于我们考虑的是电力电缆线, 其本身就是信号的良好载体,我们的主要方法就是电力线载波技术。简单地说,就是利用电力电缆线在传送电力的同时,又可传送弱电信号,这样就不需要再铺设f号电缆了。高速公路路灯的供电是由专有的电力变压器供给的, 不作其他用途, 电力线上的杂波或干扰较少, 因此电力载波是一种可行、可靠而又经济的方法。技术上我们使用高灵敏度电力线载波通讯技术,保证了信号的稳定。采用半双工传送,在变压器侧放一个发射装置,在报警点放若干个接收装置,成本较低。。其基本工作原理如图3,发送主机放置在变压器端,接收分机放在用户检测尾端,当有人窃割或事故断线时,系统就会获得必要的报警信息。
图3 利用电力线载波通讯进行电缆监测的原理圈
(1)在正常供电状态下,主机A(发送端)检测出有电信号, 同时发出载波信号;如果分机B (接收端)也有电,分机也收到载波信号,并且发出正常回答信号,表明线路正常工作
(2)在正常停电状态下,主机A检测出缺电信号,转由电池供电,A 端发送载波信号, 由于线路在停电状态下, 分机B端也转由电池供电,开始接.收载波信号。如果线路未断(即载波通信信道畅通),A端每隔5 s发一组载波信号,B端也应该收到载波信号,由于系统在半双工状态下工作,收到载波信号后,向A端发一正常应答信号,表示线路未断, 也不发报警信号。
(3)在正常供电状态下,如出现断线或被窃割,A端有正常供电并发送载波信号,B端停电转由电池供电,分机处于载波信号接收状态, 由于A端定时发送载波信号,而B端收不到载波信号,B端不能发送正常回答信号,可以认为A,B端间的电力线路发生异常中断。(4)在停电状态下如出现断线或被窃割,A端发送载波信号, 由于中途电线已断,电力线载波通信信道不通,B端因缺电而转入接收状态。由于收不到载波信号,分机继电器动作发出报警信号; 由于A端每隔5 s发一组载波信号,如收不到B端的回答信号, 则认为A端B端间电力线路中断。在中央控制室的控制主机上,仅对(3)、(4)两种情况进行报警。如从发送信号的A端算起,第1 n个分机处是正常的,而第(n+1)个及以后分机不正常的话,则可以推断出报警处距离起始点在n~(门+1)分机之间,与正确故障点的最大差距为2个分机之间的距离,这样就可以推断出在哪几根灯杆间出问题了,。故障发生在相应的几根灯杆之间,定位准确,路政人员接到通知后,便可迅速赶往出事地点进行处理。
2.2无线信号传输系统
高速公路全长3Okm,全程通讯距离较长, 因此信号传输也是整个电力电缆防盗割系统的一个关键。很显然,现有的有限传输系统资源(包括光缆与电缆)已用完, 不可能再用于防盗割系统。因此只能通过无线信道进行传输。
2.2.1 GPRS方法
根据市场上现有GPRS/GSM模块再进行二次开发, 可以传送无线信号, 其系统结构图如图4。
2.2.2建立无线专用网
除了GPRS方案以外,建立无线专用网,也是一种可选方案。机场高速公路全长30km,通讯距离较长, 我们已在上述报警系统中考虑到信号传输的问题,按照前面的电缆被盗割时报警信号的采集系统的方案,需要设置1 4个无线报警点, 也即共需要(1 4+1)个无线信号传输装置。其中1 0个是新建的变压器站点,4个是老变压器站点,一个是中央控制室站点 整个系统的报警信号经由中央控制室上方的无线信号传输装置进入中央控制系统主操作台除了电力载波信号检测部分以外,每个变压器站点还包括无线数传发射与接收模板、天线等附属装置、可充电的电池电源3部分。每个报警检测分站的传输距离最远在20 km 以内,采用大功率的无线数传发射与接收模块,用定向发射与接收无线信息,中央控制室同样要建立大功率无线数传发射与接收站, 用全向天线发射与接收无线信息,连接到系统主机。一旦接到报警信号,在主机显示屏上将显示报警的确切地点,弹出相关报警地点的电子地图, 并进行声光信号报警,提示中央控制室值班人员立即采取紧急措施, 同时记录下报警的时间、地点等重要信息。
