一種電纜防盜裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種電纜防盜裝置，包括信號發(fā)生器、信號檢測模塊和報(bào)警模塊，所述信號發(fā)生器與一標(biāo)準(zhǔn)電阻R0串聯(lián)連接于電纜的屏蔽層與屏蔽層接地端之間，用于產(chǎn)生注入到地下電力電纜的屏蔽層中的電流信號，在所述屏蔽層和所述屏蔽層接地端之間還串接有與所述信號發(fā)生器并聯(lián)的接地通路模塊，所述信號檢測模塊輸入端中的一端連接到電纜的屏蔽層，另一端接地，所述信號檢測模塊的輸出端與所述報(bào)警模塊的輸入端相連。該裝置能夠在電纜外層屏蔽層遭到破壞時就發(fā)出警報(bào)，有效地解決電纜防盜問題。
【專利說明】一種電纜防盜裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種防盜裝置，特別地，涉及用于地下電力電纜的防盜報(bào)警裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電網(wǎng)建設(shè)的迅速發(fā)展，輸電線路所經(jīng)區(qū)域擴(kuò)大，地下電纜供電在配電系統(tǒng)中的比重越來越大。電纜線路具有受自然環(huán)境影響較小、占地少、供電可靠性高等優(yōu)勢。然而，電纜在使用中常常受到外力破壞，尤其是人為盜割電纜的現(xiàn)象頻頻發(fā)生，使得電纜供電的可靠性受到嚴(yán)重影響。
[0003]市售的電纜防盜裝置通常僅對電纜的線芯信號進(jìn)行監(jiān)測，因此只能監(jiān)測電纜線芯的破損和盜割，卻無法及時監(jiān)測到電纜的屏蔽層被破壞的情況。
[0004]現(xiàn)有電纜防盜裝置通常采用電容檢測法、電力線載波檢測、漏電電流檢測法等。其中，電容檢測法需要安裝額外的輔助空置電纜，這就給運(yùn)維部門增加了改造成本，而且在電纜沒有被完全剪斷的情況下很可能不會產(chǎn)生報(bào)警。相較于電容檢測法，電力線載波法無需安裝輔助空置電纜，但該方法不適用于變壓器線路以及太長的線路，在實(shí)際使用中存在較大的局限性。而對于漏電電流檢測法，由于不同電纜段的情況不一，其檢測信號初始值也應(yīng)不同，因此在實(shí)際使用中檢測初始值難以確定，更重要的是若采用該方法，則在安裝防盜裝置時需要接觸到火線，在安裝過程中存在安全隱患。
[0005]上述各檢測法均要求在電纜中有電流流過的情況下進(jìn)行檢測，也就是說，在停電狀況下，若電纜出現(xiàn)破損或者遭遇盜割，上述方法均不能檢測到，防盜報(bào)警功能存在不足。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對地下電力電纜的運(yùn)行特點(diǎn)以及現(xiàn)有電纜防盜裝置存在的上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、可靠性高的地下電力電纜防盜報(bào)警裝置，在電纜外層的屏蔽銅皮或者鋼鎧遭到破壞時，即使在停電的情況下也能夠迅速地發(fā)送出防盜報(bào)目ο
[0007]一種電纜防盜裝置，包括信號發(fā)生器、信號檢測模塊和報(bào)警模塊，所述信號發(fā)生器用于產(chǎn)生注入到地下電力電纜的外屏蔽層中的電流信號，其特征在于，所述信號發(fā)生器與一標(biāo)準(zhǔn)電阻RO串聯(lián)連接于電纜的屏蔽層與屏蔽層接地端之間，在所述屏蔽層和所述屏蔽層接地端之間還串接有與所述信號發(fā)生器并聯(lián)的接地通路模塊，所述信號檢測模塊的一端連接到電纜的屏蔽層，另一端接地，所述報(bào)警模塊的輸入端與所述信號檢測模塊的輸出端相連。
[0008]優(yōu)選地，所述信號發(fā)生器為高頻電流發(fā)生器。
[0009]優(yōu)選地，所述信號發(fā)生器為ICL8038芯片。
[0010]優(yōu)選地，所述接地通路模塊包括依次并聯(lián)連接的電阻R1、電感器LO和瞬態(tài)二極管
Vlo
[0011]優(yōu)選地，所述接地通路模塊還包括與所述瞬態(tài)二極管Vl并聯(lián)的高壓放電管V2。
[0012]優(yōu)選地，所述信號檢測模塊為電壓檢測電路。
[0013]優(yōu)選地，所述報(bào)警模塊包括信號放大電路和報(bào)警控制電路。
[0014]優(yōu)選地，所述信號放大電路包括運(yùn)算放大器U，所述信號放大電路的兩個輸入端分別通過電阻R2、R3連接至所述運(yùn)算放大器U的反相端和同相端，所述反相端和所述同相端與大地之間分別接有瞬態(tài)二極管V3、V4，所述同相端與大地之間還連接有電阻R4，所述反相端和運(yùn)算放大器的輸出端之間連接有電阻R5。
[0015]優(yōu)選地，所述信號放大電路還包括連接于所述信號放大電路的兩個輸入端之間的電容C。
[0016]優(yōu)選地，所述報(bào)警控制電路包括單片機(jī)和報(bào)警器，所述單片機(jī)集成有濾波電路和A/D變換電路。
[0017]相比傳統(tǒng)的電纜防盜裝置，本實(shí)用新型采用全新的高頻電流信號注入技術(shù)，利用電纜外圍的鋼鎧層與大地之間自然形成的回路對電纜故障進(jìn)行測量，在安裝本防盜裝置時，無需對電纜進(jìn)行破壞和改造，直接安裝在變電站電纜接入端的鋼鎧上即可。安裝方便，施工成本低。
[0018]此外，由于安裝于電纜外圍的鋼鎧，防盜裝置的運(yùn)行環(huán)境相對獨(dú)立，不會對現(xiàn)有的電力傳輸帶來任何影響，也不會受到電力信號波動的影響，從而確保了測量的準(zhǔn)確度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的電氣原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0021]本實(shí)用新型提供的電纜防盜裝置用于連接兩個變電站之間的電纜段的防盜報(bào)警，所述電纜段在變電站兩端均良好接地，本電纜防盜裝置以串接的方式安裝于電纜一端與大地之間，即電纜一端通過本裝置接地?，F(xiàn)有電力電纜通常為三芯電纜，內(nèi)部三根芯線分別包覆有屏蔽銅皮，再通過外層鋼鎧進(jìn)行保護(hù)。屏蔽銅皮和外層鋼鎧構(gòu)成了電纜的屏蔽層。也就是說，本裝置在安裝時一端連接電纜的屏蔽層，另一端接地。
[0022]圖1是本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的電氣原理圖。本實(shí)用新型的電纜防盜裝置包括用作信號發(fā)生器的高頻交流源1、接地通路模塊2、電壓檢測電路3和報(bào)警模塊。所述高頻交流源I與標(biāo)準(zhǔn)電阻RO串聯(lián)連接于電纜的屏蔽層與屏蔽層接地端之間，即，圖中防盜裝置的A端連接至電纜的屏蔽層。所述高頻交流源I為ICL8038芯片，該芯片能夠產(chǎn)生高頻交流信號并將其注入到電纜屏蔽層中。在電纜屏蔽層和屏蔽層接地端之間還串接有與高頻交流源I并聯(lián)的接地通路模塊2。所述電壓檢測電路3的輸入端一端連接到電纜的屏蔽層，另一端接地。也就是說，電壓檢測電路3相當(dāng)于接在Rx兩端，其中，Rx為電纜屏蔽層的長度分布電阻和接地回路電阻的等效電阻。所述報(bào)警模塊由信號放大電路4和報(bào)警控制電路構(gòu)成，其中信號放大電路4的輸入端與所述電壓檢測電路3的輸出端相連，信號放大電路4的輸出端(B端)與報(bào)警控制電路的輸入端相連。所述報(bào)警控制電路包括具有濾波電路和A/D變換電路的單片機(jī)和報(bào)警器。所述電壓檢測電路3、單片機(jī)和報(bào)警器均為常規(guī)技術(shù)，故圖中略去，且此處不再贅述。
[0023]其中，所述接地通路模塊2包括依次并聯(lián)連接的電阻Rl、電感器LO、瞬態(tài)二極管Vl和高壓放電管V2。所述信號放大電路4為差分運(yùn)放電路，所述信號放大電路4的兩個輸入端分別通過電阻R2、R3連接至運(yùn)算放大器U的反相端和同相端，所述反相端和所述同相端與大地之間分別接有10V/20W的瞬態(tài)二極管V3、V4，用于輸入保護(hù)，所述同相端與大地之間還連接有電阻R4，所述反相端和運(yùn)算放大器的輸出端之間連接有電阻R5，電容C接于所述信號放大電路的兩個輸入端之間，用于將放大器U與大地隔離。
[0024]在正常工作時，電力電纜加載有高達(dá)10千伏的50Hz交流電壓，因電纜芯線與屏蔽層之間存在分布電容(電容的等效值達(dá)幾十PF)，50Hz的交流電壓將會泄露到電纜屏蔽層中，因此，為了安全運(yùn)行，電纜屏蔽層必須良好接地。本裝置接地通路模塊2采用50Hz的電感L0，能夠?qū)崿F(xiàn)通過50Hz的交流電且阻斷注入的高頻交流信號，從而保證電纜屏蔽層良好接地，同時不影響高頻交流信號。所述接地通路模塊2中優(yōu)選采用50V/20W的瞬態(tài)二極管Vl和50V高壓放電管V2對裝置進(jìn)行高壓保護(hù)。
[0025]本裝置基于高頻交流電注入技術(shù)對電纜故障進(jìn)行判斷，通過ICL8038芯片產(chǎn)生高頻交流信號并注入電路，在該回路中將存在兩種交流電信號:一種是由電纜屏蔽層中的漏電電流，其值相對較小，頻率為50Hz左右，另一種是注入的高頻交流信號，該交流電頻率在幾千赫茲級。電感LO對這兩種信號的感抗相差極大(通低頻，阻高頻)。
[0026]在電力電纜完好的情況下，大地提供通路，電纜屏蔽層的長度分布電阻和接地回路電阻的等效電阻Rx (通常為幾十歐姆)與回路中的標(biāo)準(zhǔn)電阻RO進(jìn)行分壓，在正常通路時，檢測模塊測得的為Rx兩端的電壓值，該電壓值Vx較小且處在正常范圍內(nèi)。
[0027]當(dāng)電纜的外層鋼鎧或屏蔽銅皮在某處被破壞或者被盜割時，高頻交流通路相應(yīng)地被阻斷，這時測得的Vx為電感LO兩端的電壓值，該值遠(yuǎn)大于正常值，從而可以立即判斷電纜故障，進(jìn)行報(bào)警。
[0028]通過采用高頻交流注入法，能夠在不改變地下電纜接地方式和工作過程不改變的前提下實(shí)現(xiàn)信號的饋入，而且檢測信號不受電纜分布電容和電纜長度的影響。
[0029]值得注意的是，通過為電纜注入外部信號，即使在停電時本裝置也可以監(jiān)測破損和盜割行為。
[0030]可以理解的是，本實(shí)用新型不限于上述特定的實(shí)施方式，在不背離本公開精神及實(shí)質(zhì)的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本公開作出各種相應(yīng)的修改和變形，并且對公開實(shí)施方式的修改、公開實(shí)施方式的特征的組合以及其它實(shí)施方式都意圖被包含在所附權(quán)利要求限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電纜防盜裝置，包括信號發(fā)生器、信號檢測模塊和報(bào)警模塊，所述信號發(fā)生器用于產(chǎn)生注入到地下電力電纜的屏蔽層中的電流信號，其特征在于，所述信號發(fā)生器與一標(biāo)準(zhǔn)電阻RO串聯(lián)連接于電纜的屏蔽層與屏蔽層接地端之間，在所述屏蔽層和所述屏蔽層接地端之間還串接有與所述信號發(fā)生器并聯(lián)的接地通路模塊，所述信號檢測模塊的一端連接到電纜的屏蔽層，另一端接地，所述報(bào)警模塊的輸入端與所述信號檢測模塊的輸出端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜防盜裝置，其特征在于，所述信號發(fā)生器為高頻電流發(fā)生器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電纜防盜裝置，其特征在于，所述信號發(fā)生器為ICL8038芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電纜防盜裝置，其特征在于，所述接地通路模塊包括依次并聯(lián)連接的電阻R1、電感器LO和瞬態(tài)二極管VI。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電纜防盜裝置，其特征在于，所述接地通路模塊還包括與所述瞬態(tài)二極管Vl并聯(lián)的高壓放電管V2。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電纜防盜裝置，其特征在于，所述信號檢測模塊為電壓檢測電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電纜防盜裝置，其特征在于，所述報(bào)警模塊包括信號放大電路和報(bào)警控制電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電纜防盜裝置，其特征在于，所述信號放大電路包括運(yùn)算放大器U，所述信號放大電路的兩個輸入端分別通過電阻R2、R3連接至所述運(yùn)算放大器U的反相端和同相端，所述反相端和所述同相端與大地之間分別接有瞬態(tài)二極管V3、V4，所述同相端與大地之間還連接有電阻R4，所述反相端和運(yùn)算放大器的輸出端之間連接有電阻R5。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電纜防盜裝置，其特征在于，所述信號放大電路還包括連接于所述信號放大電路的兩個輸入端之間的電容C。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電纜防盜裝置，其特征在于，所述報(bào)警控制電路包括單片機(jī)和報(bào)警器，所述單片機(jī)集成有濾波電路和A/D變換電路。
【文檔編號】G08B13/22GK204229575SQ201420767407
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月9日
【發(fā)明者】楊振江, 仝勖峰, 張利峰 申請人:西安煜邦電子科技有限公司