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【摘 要】随着社会城市化的发展，电力电缆大多是埋在地下，如此具有不占用空间、安全性高等特点，这将逐渐代替架空线用到城市配电网中。正由于这些特点，电缆故障的确定对工作人员来说是比较艰难的，特别是在夏季等相对恶劣的天气情况时，如果电缆出现故障，或者被盗，若由人工大范围的进行查找，这是非常费时费力的，故为解决这一问题，我们就要設计出既快速又准确的方法来确定电缆出现故障的类型、原因、时间以及位置等来维护电缆的正常运行。
【关键词】防盗系统;特点应用;电缆线路
由于铜价可观，电力电缆经常被人盗割，窃贼盗割电缆等设施，其主要目标是电缆里的金属铜。最近几年，城市电缆的盗割现象越来越多，有些地方更是到了猖獗的地步，给供电部门或有关企业和人民群众的生活带来巨大损害。电缆被盗频繁发生，给人们的日常生活带来了极大的危害。根据以往电缆被盗的资料显示，给城市带来的经济损失是非常严重的，尤其在一些大城市中更为突出，并且呈现出上升趋势。电力线网络是目前应用较为广泛的一种网络，这便成为了盗窃分子的主要目标，这会给电力系统造成不可估量的损失以及会威胁到整个系统的安全应用。
一 国内外电缆防盗研究现状
电力电缆可以划分为高压和低压网，一般情况，高压网由于电压高且高压线架设的相对比较高，这些原因会让盗窃分子望而却步，发生被盗的可能性就会降低很多。低压电网因为其低电压、高价值铜芯线的特点早已成为盗窃分子的目标。由此可见电力电缆的防盗主要是在低压电缆防盗的高价值铜芯线上。
本文针对当前技术和应用的不足，结合防盗传感技术、装置取电技术、智能监控系统等技术优势，以技防为主要措施进行研究论证。通过比较分析，采用取电技术为报警装置提供电源，研制电力电流参数测量传感器，采用仓式壳体结构固定于变压器低压侧，开发基于电缆铠装层载波通信原理的电缆防盗装置，并进行了防盗监控系统软件的开发应用。
二 防盗系统的要求
2.1 对电缆进行实时24小时的监控
对于电力电缆，存在有电缆带电与不带电两种状态，在电缆不带电的状态下，电缆线路是没有负载的消耗，电缆防盗系统在电缆带电或者不带电的情况下随时对电缆进行检测。
2.2电缆数据采集的实时性和准确性
数据采集的实时准确性是指在电缆被实时监控时，要确保电缆数据的随时采集随时传输，且不能使得数据丢失。
2.3报警的准确性
这是对电缆防盗系统的最主要的要求，其要求在电缆确定被盗时能够显示在电缆监控中心的电脑上，且会将被盗信息发送给工作人员，以便进行及时的维修。同时也要在系统正常运行时，不出现报错警的情况。在数据传输以及报警信息的传送过程中，应该要保证数据的完整性，以及网络的可靠性。
2.4报警的实时性
电缆被盗时，要及时将警情通知给工作人员，采用无线短消息传输方式发送给移动工作人员，于此同时通过有线传输方式将电缆信息发送至后台监控。要确保在发送过程网络是良好的，且在传送过程中要确保数据帧的完整性。
2.5系统运行的独立性
电缆防盗系统是我们为检测电缆被盗开发出来的系统，其只能对电缆进行实时监控，保护电缆的安全运行，与电力电缆系统是互不相干的，自然不会影响到它的正常工作。
三 防盗系统的设置及应用
3.1防盗系统的配置
系统主要由变压器防盗采集部分、通信和定位部分、MCU控制器等部分组成：
防盗采集部分：负责配电变压器运行参数和设置防区信息的采集，如电压、温度、防拆线破坏等信息，通析处理判定变压器运行状态是否处于正常状态。
定位部分：负责变压器位置信息的采集和远程通信，须连同整个报警系统一起固定于变压器表面。当变压器受到人工破坏或搬移时，通过GPRS/GSM发出报警短信和数据到报中心主站，实时掌控变压器被破坏事件发生和搬移路线轨迹。
电源部分：环境适合情况下采用线路取电，同时，支持太阳能供电和CT取电，以可电磷酸铁锂电池作为后备电源。
变压器报警装置结构设计：采取了具有防护功能仓式壳体，便于固定于变压器出线端子上方，具有较好隐蔽性。
3.2 策划电力设备防盗智能系统方案
电力设备防盗智能系统是一个要求高、监测面广、设备多、运行环境复杂、实施难度大、技术和手段不断发展的监测与报警系统，确立了系统设计原则，项目对电力设备防盗技术进行了广泛的调研，深入电力设备被盗的现场，分析电力设备被盗原因和不法分子的盗窃行为特征，考察国内外多家电力设备防盗系统方案和运行状况，了解电力设备防盗相关技术的发展情况，确定了监测终端自主监测的分布式分层运行电力设备防盗监控系统，该系统具有监测终端独立监测各自的设备，互不影响;不受电网运行方式和其他条件限制，扩展方便，维护简单等优点。
3.3 电力设备防盗智能系统功能设计
电力设备防盗智能系统主要实现系统的各类数据存储、检索及电力设备在线监测，自动收集各报警终端的报警信息和各监测点运行状态变化情况，并对其进行分析处理，形成各类报表和报告，对收到的报警信息进行分级并及时转发给各接警员，接警员根据接到报警信息及时处理警情，阻止和中断正在发生的盗窃行为，以免发生设备盗走或破坏现象，以达到电力设备的安全和电力系统的安全运行。
3.3 防盗系统的应用
从工程和实用化角度，采集微波和超声波探测、位置变化、门磁开关状态、供电电压、电池状态、温度等信息，依据被侵入前后的线路带电状态、侵犯过程，按阶段、分时进行预警，并依据侵入的严重程度采取不同等级的告警方式和告警内容。其中微波探测和位置变化仅用于提前一般预警和防误报，门磁作为最后一道防线和严重性侵犯凭证，其它量仅作为装置和台变设备异常信息参考，主要是防误判。 人工智能技术基于知识发现的配电变压器防盗报警。选取微波探测（定向天线为佳）的原因一是可探测人活动的行为过程，二是可穿透非金属壳体，具有隐蔽特性，足夠达到提前预警的效果;选取位置（倾斜）变化振动传感器，作为微波探测和门磁探测的过度，进一步提高避免误判和识别能力;选取门磁作为最后一道预警防线，从空间和时间上实现三层分级、分时预警，结合人工智能和知识发现提高系统辨识能力和防误报能力。
当供电正常情况下，变压器外人侵入时，首先启动微波探测和超声波，记录侵犯时间、行动变化次数，若预制时间段内行动变化次数超过预置制，则启动一般告警;同时检测变压器位置变化和门磁变化状态，当位置变化达到预置值，启动较严重告警信息;当门磁被破坏，则判断为变压器受到严重侵害。在停电状态下，上述过程报警严重程度则提高报警级别。
微波探测在安装时尽量不面对人员日常活动区域，以免室外有人通过引起误报。在探测到外部侵入时，除了从时间和侵犯次数上考虑外，还应从供电状态、电池状态、门磁等多种因素相结合，以确认是否判为报警或误动。报警后，没有进一步异常信息时，不应重复报警，并设定实效时间机制。电力设备防盗智能系统报警工作过程：现场报警装置探知并以无线GSM短信息和语音方式向GSM通信服务器报警，GSM通信服务器收到报警信号后将数据传送给监测管理系统主机，主机管理系统软件分析判断后发布报警讯情，通知安监管理人员处置，屏幕显相关的系统信息以及故障线路状态，并显示报警变压器及故障线路的实际地点乃至其运动轨迹，将报警数据存入数据库，工作人员就可以快速查询被盗设备所处的情况。
四 结语
总之，随着系统的完善及发展，电力设备智能防盗系统将能有效保障电力设备的安全和电网的稳定，保障广大电力用户的利益不受损害。本文的实施和应用，对于保障电力设备的安全和电力生产的安全运行，避免了因供电设施被盗导致的供电中断和延迟复电，提高了供电可靠性，具有广泛的市场前景。
参考文献：
[1]何仰赞，温增银.电力系统分析[M].武汉：华中科技大学出版社，2002
[2]孟祥忠，王博等.电力系统自动化[M].北京：中国林业出版社，北京大学出版社，2006.
[3]朱云华，艾芊，陆峰.电力电缆故障测距综述[J].继电器，2006，34（14）：81—87.
（作者单位：国网宁夏电力有限公司吴忠供电公司输配电运检室）
【关键词】防盗系统;特点应用;电缆线路
由于铜价可观，电力电缆经常被人盗割，窃贼盗割电缆等设施，其主要目标是电缆里的金属铜。最近几年，城市电缆的盗割现象越来越多，有些地方更是到了猖獗的地步，给供电部门或有关企业和人民群众的生活带来巨大损害。电缆被盗频繁发生，给人们的日常生活带来了极大的危害。根据以往电缆被盗的资料显示，给城市带来的经济损失是非常严重的，尤其在一些大城市中更为突出，并且呈现出上升趋势。电力线网络是目前应用较为广泛的一种网络，这便成为了盗窃分子的主要目标，这会给电力系统造成不可估量的损失以及会威胁到整个系统的安全应用。
一 国内外电缆防盗研究现状
电力电缆可以划分为高压和低压网，一般情况，高压网由于电压高且高压线架设的相对比较高，这些原因会让盗窃分子望而却步，发生被盗的可能性就会降低很多。低压电网因为其低电压、高价值铜芯线的特点早已成为盗窃分子的目标。由此可见电力电缆的防盗主要是在低压电缆防盗的高价值铜芯线上。
本文针对当前技术和应用的不足，结合防盗传感技术、装置取电技术、智能监控系统等技术优势，以技防为主要措施进行研究论证。通过比较分析，采用取电技术为报警装置提供电源，研制电力电流参数测量传感器，采用仓式壳体结构固定于变压器低压侧，开发基于电缆铠装层载波通信原理的电缆防盗装置，并进行了防盗监控系统软件的开发应用。
二 防盗系统的要求
2.1 对电缆进行实时24小时的监控
对于电力电缆，存在有电缆带电与不带电两种状态，在电缆不带电的状态下，电缆线路是没有负载的消耗，电缆防盗系统在电缆带电或者不带电的情况下随时对电缆进行检测。
2.2电缆数据采集的实时性和准确性
数据采集的实时准确性是指在电缆被实时监控时，要确保电缆数据的随时采集随时传输，且不能使得数据丢失。
2.3报警的准确性
这是对电缆防盗系统的最主要的要求，其要求在电缆确定被盗时能够显示在电缆监控中心的电脑上，且会将被盗信息发送给工作人员，以便进行及时的维修。同时也要在系统正常运行时，不出现报错警的情况。在数据传输以及报警信息的传送过程中，应该要保证数据的完整性，以及网络的可靠性。
2.4报警的实时性
电缆被盗时，要及时将警情通知给工作人员，采用无线短消息传输方式发送给移动工作人员，于此同时通过有线传输方式将电缆信息发送至后台监控。要确保在发送过程网络是良好的，且在传送过程中要确保数据帧的完整性。
2.5系统运行的独立性
电缆防盗系统是我们为检测电缆被盗开发出来的系统，其只能对电缆进行实时监控，保护电缆的安全运行，与电力电缆系统是互不相干的，自然不会影响到它的正常工作。
三 防盗系统的设置及应用
3.1防盗系统的配置
系统主要由变压器防盗采集部分、通信和定位部分、MCU控制器等部分组成：
防盗采集部分：负责配电变压器运行参数和设置防区信息的采集，如电压、温度、防拆线破坏等信息，通析处理判定变压器运行状态是否处于正常状态。
定位部分：负责变压器位置信息的采集和远程通信，须连同整个报警系统一起固定于变压器表面。当变压器受到人工破坏或搬移时，通过GPRS/GSM发出报警短信和数据到报中心主站，实时掌控变压器被破坏事件发生和搬移路线轨迹。
电源部分：环境适合情况下采用线路取电，同时，支持太阳能供电和CT取电，以可电磷酸铁锂电池作为后备电源。
变压器报警装置结构设计：采取了具有防护功能仓式壳体，便于固定于变压器出线端子上方，具有较好隐蔽性。
3.2 策划电力设备防盗智能系统方案
电力设备防盗智能系统是一个要求高、监测面广、设备多、运行环境复杂、实施难度大、技术和手段不断发展的监测与报警系统，确立了系统设计原则，项目对电力设备防盗技术进行了广泛的调研，深入电力设备被盗的现场，分析电力设备被盗原因和不法分子的盗窃行为特征，考察国内外多家电力设备防盗系统方案和运行状况，了解电力设备防盗相关技术的发展情况，确定了监测终端自主监测的分布式分层运行电力设备防盗监控系统，该系统具有监测终端独立监测各自的设备，互不影响;不受电网运行方式和其他条件限制，扩展方便，维护简单等优点。
3.3 电力设备防盗智能系统功能设计
电力设备防盗智能系统主要实现系统的各类数据存储、检索及电力设备在线监测，自动收集各报警终端的报警信息和各监测点运行状态变化情况，并对其进行分析处理，形成各类报表和报告，对收到的报警信息进行分级并及时转发给各接警员，接警员根据接到报警信息及时处理警情，阻止和中断正在发生的盗窃行为，以免发生设备盗走或破坏现象，以达到电力设备的安全和电力系统的安全运行。
3.3 防盗系统的应用
从工程和实用化角度，采集微波和超声波探测、位置变化、门磁开关状态、供电电压、电池状态、温度等信息，依据被侵入前后的线路带电状态、侵犯过程，按阶段、分时进行预警，并依据侵入的严重程度采取不同等级的告警方式和告警内容。其中微波探测和位置变化仅用于提前一般预警和防误报，门磁作为最后一道防线和严重性侵犯凭证，其它量仅作为装置和台变设备异常信息参考，主要是防误判。 人工智能技术基于知识发现的配电变压器防盗报警。选取微波探测（定向天线为佳）的原因一是可探测人活动的行为过程，二是可穿透非金属壳体，具有隐蔽特性，足夠达到提前预警的效果;选取位置（倾斜）变化振动传感器，作为微波探测和门磁探测的过度，进一步提高避免误判和识别能力;选取门磁作为最后一道预警防线，从空间和时间上实现三层分级、分时预警，结合人工智能和知识发现提高系统辨识能力和防误报能力。
当供电正常情况下，变压器外人侵入时，首先启动微波探测和超声波，记录侵犯时间、行动变化次数，若预制时间段内行动变化次数超过预置制，则启动一般告警;同时检测变压器位置变化和门磁变化状态，当位置变化达到预置值，启动较严重告警信息;当门磁被破坏，则判断为变压器受到严重侵害。在停电状态下，上述过程报警严重程度则提高报警级别。
微波探测在安装时尽量不面对人员日常活动区域，以免室外有人通过引起误报。在探测到外部侵入时，除了从时间和侵犯次数上考虑外，还应从供电状态、电池状态、门磁等多种因素相结合，以确认是否判为报警或误动。报警后，没有进一步异常信息时，不应重复报警，并设定实效时间机制。电力设备防盗智能系统报警工作过程：现场报警装置探知并以无线GSM短信息和语音方式向GSM通信服务器报警，GSM通信服务器收到报警信号后将数据传送给监测管理系统主机，主机管理系统软件分析判断后发布报警讯情，通知安监管理人员处置，屏幕显相关的系统信息以及故障线路状态，并显示报警变压器及故障线路的实际地点乃至其运动轨迹，将报警数据存入数据库，工作人员就可以快速查询被盗设备所处的情况。
四 结语
总之，随着系统的完善及发展，电力设备智能防盗系统将能有效保障电力设备的安全和电网的稳定，保障广大电力用户的利益不受损害。本文的实施和应用，对于保障电力设备的安全和电力生产的安全运行，避免了因供电设施被盗导致的供电中断和延迟复电，提高了供电可靠性，具有广泛的市场前景。
参考文献：
[1]何仰赞，温增银.电力系统分析[M].武汉：华中科技大学出版社，2002
[2]孟祥忠，王博等.电力系统自动化[M].北京：中国林业出版社，北京大学出版社，2006.
[3]朱云华，艾芊，陆峰.电力电缆故障测距综述[J].继电器，2006，34（14）：81—87.
（作者单位：国网宁夏电力有限公司吴忠供电公司输配电运检室）