隨著社會城市化的發(fā)展，電力電纜大多是埋在地下，如此具有不占用空間、安全性高等特點，這將逐漸代替架空線用到城市配電網(wǎng)中。正由于這些特點，電纜故障的確定對工作人員來說是比較艱難的，特別是在夏季等相對惡劣的天氣情況時，如果電纜出現(xiàn)故障，或者被盜，若由人工大范圍的進(jìn)行查找，這是非常費時費力的，故為解決這一問題，我們就要設(shè)計出既快速又準(zhǔn)確的方法來確定電纜出現(xiàn)故障的類型、原因、時間以及位置等來維護(hù)電纜的正常運行。
由于銅價可觀，電力電纜經(jīng)常被人盜割，竊賊盜割電纜等設(shè)施，其主要目標(biāo)是電纜里的金屬銅。最近幾年，城市電纜的盜割現(xiàn)象越來越多，有些地方更是到了猖獗的地步，給供電部門或有關(guān)企業(yè)和人民群眾的生活帶來巨大損害。電纜被盜頻繁發(fā)生，給人們的日常生活帶來了極大的危害。根據(jù)以往電纜被盜的資料顯示，給城市帶來的經(jīng)濟(jì)損失是非常嚴(yán)重的，尤其在一些大城市中更為突出，并且呈現(xiàn)出上升趨勢。電力線網(wǎng)絡(luò)是目前應(yīng)用較為廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)，這便成為了盜竊分子的主要目標(biāo)，這會給電力系統(tǒng)造成不可估量的損失以及會威脅到整個系統(tǒng)的安全應(yīng)用。
一 國內(nèi)外電纜防盜研究現(xiàn)狀
電力電纜可以劃分為高壓和低壓網(wǎng)，一般情況，高壓網(wǎng)由于電壓高且高壓線架設(shè)的相對比較高，這些原因會讓盜竊分子望而卻步，發(fā)生被盜的可能性就會降低很多。低壓電網(wǎng)因為其低電壓、高價值銅芯線的特點早已成為盜竊分子的目標(biāo)。由此可見電力電纜的防盜主要是在低壓電纜防盜的高價值銅芯線上。
本文針對當(dāng)前技術(shù)和應(yīng)用的不足，結(jié)合防盜傳感技術(shù)、裝置取電技術(shù)、智能監(jiān)控系統(tǒng)等技術(shù)優(yōu)勢，以技防為主要措施進(jìn)行研究論證。通過比較分析，采用取電技術(shù)為報警裝置提供電源，研制電力電流參數(shù)測量傳感器，采用倉式殼體結(jié)構(gòu)固定于變壓器低壓側(cè)，開發(fā)基于電纜鎧裝層載波通信原理的電纜防盜裝置，并進(jìn)行了防盜監(jiān)控系統(tǒng)軟件的開發(fā)應(yīng)用。
二 防盜系統(tǒng)的要求
2.1 對電纜進(jìn)行實時24小時的監(jiān)控
對于電力電纜，存在有電纜帶電與不帶電兩種狀態(tài)，在電纜不帶電的狀態(tài)下，電纜線路是沒有負(fù)載的消耗，電纜防盜系統(tǒng)在電纜帶電或者不帶電的情況下隨時對電纜進(jìn)行檢測。
2.2電纜數(shù)據(jù)采集的實時性和準(zhǔn)確性
數(shù)據(jù)采集的實時準(zhǔn)確性是指在電纜被實時監(jiān)控時，要確保電纜數(shù)據(jù)的隨時采集隨時傳輸，且不能使得數(shù)據(jù)丟失。
2.3報警的準(zhǔn)確性
這是對電纜防盜系統(tǒng)的最主要的要求，其要求在電纜確定被盜時能夠顯示在電纜監(jiān)控中心的電腦上，且會將被盜信息發(fā)送給工作人員，以便進(jìn)行及時的維修。同時也要在系統(tǒng)正常運行時，不出現(xiàn)報錯警的情況。在數(shù)據(jù)傳輸以及報警信息的傳送過程中，應(yīng)該要保證數(shù)據(jù)的完整性，以及網(wǎng)絡(luò)的可靠性。
2.4報警的實時性
電纜被盜時，要及時將警情通知給工作人員，采用無線短消息傳輸方式發(fā)送給移動工作人員，于此同時通過有線傳輸方式將電纜信息發(fā)送至后臺監(jiān)控。要確保在發(fā)送過程網(wǎng)絡(luò)是良好的，且在傳送過程中要確保數(shù)據(jù)幀的完整性。
2.5系統(tǒng)運行的獨立性
電纜防盜系統(tǒng)是我們?yōu)闄z測電纜被盜開發(fā)出來的系統(tǒng)，其只能對電纜進(jìn)行實時監(jiān)控，保護(hù)電纜的安全運行，與電力電纜系統(tǒng)是互不相干的，自然不會影響到它的正常工作。
三 防盜系統(tǒng)的設(shè)置及應(yīng)用
3.1防盜系統(tǒng)的配置
系統(tǒng)主要由變壓器防盜采集部分、通信和定位部分、MCU控制器等部分組成：
防盜采集部分：負(fù)責(zé)配電變壓器運行參數(shù)和設(shè)置防區(qū)信息的采集，如電壓、溫度、防拆線破壞等信息，通析處理判定變壓器運行狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)。
定位部分：負(fù)責(zé)變壓器位置信息的采集和遠(yuǎn)程通信，須連同整個報警系統(tǒng)一起固定于變壓器表面。當(dāng)變壓器受到人工破壞或搬移時，通過GPRS/GSM發(fā)出報警短信和數(shù)據(jù)到報中心主站，實時掌控變壓器被破壞事件發(fā)生和搬移路線軌跡。
電源部分：環(huán)境適合情況下采用線路取電，同時，支持太陽能供電和CT取電，以可電磷酸鐵鋰電池作為后備電源。
變壓器報警裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計：采取了具有防護(hù)功能倉式殼體，便于固定于變壓器出線端子上方，具有較好隱蔽性。
3.2 策劃電力設(shè)備防盜智能系統(tǒng)方案
電力設(shè)備防盜智能系統(tǒng)是一個要求高、監(jiān)測面廣、設(shè)備多、運行環(huán)境復(fù)雜、實施難度大、技術(shù)和手段不斷發(fā)展的監(jiān)測與報警系統(tǒng)，確立了系統(tǒng)設(shè)計原則，項目對電力設(shè)備防盜技術(shù)進(jìn)行了廣泛的調(diào)研，深入電力設(shè)備被盜的現(xiàn)場，分析電力設(shè)備被盜原因和不法分子的盜竊行為特征，考察國內(nèi)外多家電力設(shè)備防盜系統(tǒng)方案和運行狀況，了解電力設(shè)備防盜相關(guān)技術(shù)的發(fā)展情況，確定了監(jiān)測終端自主監(jiān)測的分布式分層運行電力設(shè)備防盜監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有監(jiān)測終端獨立監(jiān)測各自的設(shè)備，互不影響;不受電網(wǎng)運行方式和其他條件限制，擴(kuò)展方便，維護(hù)簡單等優(yōu)點。
3.3 電力設(shè)備防盜智能系統(tǒng)功能設(shè)計
電力設(shè)備防盜智能系統(tǒng)主要實現(xiàn)系統(tǒng)的各類數(shù)據(jù)存儲、檢索及電力設(shè)備在線監(jiān)測，自動收集各報警終端的報警信息和各監(jiān)測點運行狀態(tài)變化情況，并對其進(jìn)行分析處理，形成各類報表和報告，對收到的報警信息進(jìn)行分級并及時轉(zhuǎn)發(fā)給各接警員，接警員根據(jù)接到報警信息及時處理警情，阻止和中斷正在發(fā)生的盜竊行為，以免發(fā)生設(shè)備盜走或破壞現(xiàn)象，以達(dá)到電力設(shè)備的安全和電力系統(tǒng)的安全運行。
3.3 防盜系統(tǒng)的應(yīng)用
從工程和實用化角度，采集微波和超聲波探測、位置變化、門磁開關(guān)狀態(tài)、供電電壓、電池狀態(tài)、溫度等信息，依據(jù)被侵入前后的線路帶電狀態(tài)、侵犯過程，按階段、分時進(jìn)行預(yù)警，并依據(jù)侵入的嚴(yán)重程度采取不同等級的告警方式和告警內(nèi)容。其中微波探測和位置變化僅用于提前一般預(yù)警和防誤報，門磁作為最后一道防線和嚴(yán)重性侵犯憑證，其它量僅作為裝置和臺變設(shè)備異常信息參考，主要是防誤判。 人工智能技術(shù)基于知識發(fā)現(xiàn)的配電變壓器防盜報警。選取微波探測（定向天線為佳）的原因一是可探測人活動的行為過程，二是可穿透非金屬殼體，具有隱蔽特性，足夠達(dá)到提前預(yù)警的效果;選取位置（傾斜）變化振動傳感器，作為微波探測和門磁探測的過度，進(jìn)一步提高避免誤判和識別能力;選取門磁作為最后一道預(yù)警防線，從空間和時間上實現(xiàn)三層分級、分時預(yù)警，結(jié)合人工智能和知識發(fā)現(xiàn)提高系統(tǒng)辨識能力和防誤報能力。
當(dāng)供電正常情況下，變壓器外人侵入時，首先啟動微波探測和超聲波，記錄侵犯時間、行動變化次數(shù)，若預(yù)制時間段內(nèi)行動變化次數(shù)超過預(yù)置制，則啟動一般告警;同時檢測變壓器位置變化和門磁變化狀態(tài)，當(dāng)位置變化達(dá)到預(yù)置值，啟動較嚴(yán)重告警信息;當(dāng)門磁被破壞，則判斷為變壓器受到嚴(yán)重侵害。在停電狀態(tài)下，上述過程報警嚴(yán)重程度則提高報警級別。
微波探測在安裝時盡量不面對人員日?；顒訁^(qū)域，以免室外有人通過引起誤報。在探測到外部侵入時，除了從時間和侵犯次數(shù)上考慮外，還應(yīng)從供電狀態(tài)、電池狀態(tài)、門磁等多種因素相結(jié)合，以確認(rèn)是否判為報警或誤動。報警后，沒有進(jìn)一步異常信息時，不應(yīng)重復(fù)報警，并設(shè)定實效時間機制。電力設(shè)備防盜智能系統(tǒng)報警工作過程：現(xiàn)場報警裝置探知并以無線GSM短信息和語音方式向GSM通信服務(wù)器報警，GSM通信服務(wù)器收到報警信號后將數(shù)據(jù)傳送給監(jiān)測管理系統(tǒng)主機，主機管理系統(tǒng)軟件分析判斷后發(fā)布報警訊情，通知安監(jiān)管理人員處置，屏幕顯相關(guān)的系統(tǒng)信息以及故障線路狀態(tài)，并顯示報警變壓器及故障線路的實際地點乃至其運動軌跡，將報警數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，工作人員就可以快速查詢被盜設(shè)備所處的情況。
總之，隨著系統(tǒng)的完善及發(fā)展，電力設(shè)備智能防盜系統(tǒng)將能有效保障電力設(shè)備的安全和電網(wǎng)的穩(wěn)定，保障廣大電力用戶的利益不受損害。本文的實施和應(yīng)用，對于保障電力設(shè)備的安全和電力生產(chǎn)的安全運行，避免了因供電設(shè)施被盜導(dǎo)致的供電中斷和延遲復(fù)電，提高了供電可靠性，具有廣泛的市場前景。
