CN101635077B - 路灯电缆防盗检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种路灯电缆防盗检测方法，包括以下步骤：将一个变频电流源串联一个电抗器、一个固定电阻和一个旋转开关接入路灯变压器中性点和三相低压母线之间；改变电流源注入信号频率，测量电流源输出的电流和电压，寻找单相路灯电路的谐振频率，测量出被测路灯线路所连路灯的等效总电容和路灯数量；如果测量的路灯数量不等于实际的路灯数量，则判断线路电缆被盗，并进行路灯电缆被盗点定位，发报警信号。本发明方法不需在电缆末端增加设备，不受变压器型号和线路长度影响，能准确确定被盗点位置，具有安全、快捷和适用面广的优点，彻底解决了路灯系统关灯期间线路电缆被盗断线报警的难题。

Description

路灯电缆防盗检测方法

技术领域

本发明涉及一种路灯电缆防盗检测方法，特别涉及一种路灯系统关灯期间的路灯电缆防盗检测方法。 

背景技术

目前国内现有的路灯电缆防盗方法主要有三种：测漏电流法、电压电流检测法和电力载波法。 

文献[曹斌，浅析电缆防盗报警技术的应用，工业控制计算机，2009，22(5)]提出了测漏电流法，在电缆末端与大地之间制造一个人为的漏电，在开关箱中检测这个漏电流，一旦电缆被盗切断则漏电流显著减少，通过漏电流大小判断电缆是否被盗切断；但受电缆本身漏电流影响，该方法误报率高，且不能进行被盗点准确定位。文献[方波，电力电缆防盗报警系统，电工技术，2007，30(1)]提出了电压电流检测法，检测开灯期间的电缆电流，如果电流忽然减小，则认为电缆被盗；该方法受电压波动影响，防盗检测精度差。以上两种方法只能用于开灯期间的路灯电缆防盗检测，而路灯电缆被盗通常发生在关灯期间。为此文献[张能，基于电力线载波低压电缆防盗方案，电子测试，2009，45(6)]提出了电力载波法，在电缆首端发射电力载波信号，在电缆末端安装电力载波接收装置，如果电力载波装置接收不到电力载波信号，则认为电缆被盗切断；该方法需要在线路末端安装载波接收装置，造价高，而且受路灯电容和电缆电容的影响，载波信号衰减大，难以用于长电缆的防盗检测。 

为此，国内急需发明高精度，高可靠性的路灯电缆防盗检测方法，以满足路灯关灯期间的路灯电缆防盗高精度，高可靠性的检测要求。 

发明内容

本发明提供一种高精度，高可靠性的路灯电缆防盗检测方法，适用于路灯关灯期间的路灯电缆防盗检测。 

本发明解决上述技术问题的技术方案包括以下步骤： 

(1)将一个变频电流源串联一个电感为L的电抗器、一个固定电阻和一个旋转开关接入路灯变压器中性点和三相低压母线之间，其中旋转开关三个动触点a、b、c连接变压器的三相低压母线；测量开始时，将旋转开关的动触头旋转至a动触点； 

(2)变频电流源经电抗器向一相母线注入一个大小恒定的变频电流信号，测量电流源输出的电流和电压相位差，改变注入信号频率，找出谐振角频率ω₀；利用下述公式计算出被测路灯线路连接的路灯数量的测量值： 

式中C₀为单盏路灯的电容值， 

表示对 四舍五入取整数； 

(3)若路灯数量测量值n_测等于被测线路路灯数量的实际值，表明该被测相所连接的线路电缆完整，没有被盗，将旋转开关的动触头沿a→b→c→a顺序，旋转至下一动触点，返回步骤(2)； 

(4)若所述步骤(2)路灯数量测量值n_测不等于被测线路路灯数量的实际值，表明该被测相所连接线路电缆被盗，操作该相母线相连的路灯支路开关，依次逐条测量每条支路的路灯数量，测量时有且仅有被测路灯支路与被测相母线连接，按步骤(2)测量支路的路灯数量；若支路路灯数量的测量值不等于该支路路灯数量的实际值，表明该被测支路电缆被盗，被盗点位于被盗支 路从首端到末端计数的第n_测盏与第n_测+1盏路灯之间。 

上述步骤(1)中电抗器电感的取值范围为5mH～150mH。 

本发明的技术效果在于：不需要在线路末端增加设备，不受变压器型号和线路长度影响，具有安全，快捷和适用面广的优点，彻底解决了路灯关灯期间电缆防盗报警的难题。能准确确定被盗电缆支路，定位被盗点具体位置，误差小于两个路灯的间距(通常为20米～50米)。 

下面结合附图对本发明做出进一步说明。 

附图说明

图1是本发明的电缆防盗检测接线图。 

图2是本发明电缆防盗检测的等效电路图。 

图3是本发明电缆防盗检测的流程图。 

具体实施方式

参见图1，图1为利用电缆防盗测量仪3实施本发明的接线图。电缆防盗测量仪3内部有一个变频电流源5和一个变频电流输出信号的电压测量单元4。将变频电流源5串联一个电感为大小为L的电抗器7、一个固定电阻6和一个旋转开关2接入路灯变压器1的中性点和三相低压母线之间，其中旋转开关的三个动触点a、b、c分别连接路灯变压器的三相低压母线M_A、M_B、M_C。当路灯开灯期间，三相断路器K_A、K_B、K_C闭合，旋转开关2的动触头连接空置节点O，电缆防盗测量仪3不进行路灯电缆防盗检测；当路灯关灯期间，三相断路器K_A、K_B、K_C断开，旋转开关2的动触头依次连接动触点a、b、c，电缆防盗测量仪3分别对A、B、C单相线路进行防盗巡检。 

本发明电缆防盗检测的等效电路图如图2所示。根据外启动高压钠灯的内部结构，当高压钠灯两端电压低于50V时，路灯开路，单盏路灯的等效电容为C₀，如测量回路中并联运行的n盏路灯，则等效电容为： 

C＝nC₀

测量时，变频电流信号源5向被测电路注入大小恒定的变频电流信号 

通过电压测量单元4测量返回电压信号 比较测量的电压信号 

与注入电流信号 

的相角差 

改变注入电流信号频率，当 值等于零时，电流信号频率为路灯支路的谐振角频率ω₀。根据谐振原理可得： 

${\mathrm{\ω}}_{0}L=\frac{1}{{\mathrm{\ω}}_{0}C}$

由上述两式得： 

$n=\frac{1}{{\mathrm{\ω}}_0^{2}L{C}_0}$

四舍五入取整数，得到被测线路中路灯数量的测量值： 

式中 

表示对 四舍五入取整数。 

比较测量值n_测与该测量回路中安装的路灯数量实际值n_实，若两者相等，说明该测量回路中电缆完整；若两者不相等，则说明测量回路中出现电缆被盗情况。若测量回路仅包括单条支路电缆，则被盗点位于被盗支路从首端到末端计数的第n_测盏与第n_测+1盏路灯之间。 

本发明的测量流程图如图3所示。路灯关灯期间进行电缆防盗巡检，将旋转开关2的动触头首先连接节点a，测量A相电路的谐振角频率ω₀，计算A 相电路的路灯数量测量值n_测，并与A相电路的路灯数量实际值n_实比较。若两者相等，说明A相电路中电缆完整，旋转开关依次按a→b→c→a顺序转动，依次检测B相电路、C相电路，再检测A相电路，依次循环检测。若被检测相电路的路灯数量测量值n_测与该被检测相电路路灯数量的实际值n_实不相等，说明该被检测相电缆被盗，该相电路中出现电缆被盗切断，下一步进行被盗支路电缆检测和被盗点定位。 

被盗支路电缆检测时，首先断开被盗相母线相连的所有支路开关。然后闭合第一条支路开关，测量第一条支路的谐振频率ω₀，利用上述公式计算被测支路的路灯数量测量值n_测。若被测支路的路灯数量检测值n_测与被测支路路灯数量的实际值n_实相等，说明被测支路电缆完整，断开被测支路开关，按支路电缆编号顺序闭合下一支路开关，检测下一支路，直至被盗相母线相连的所有支路电缆被检测完为止。若被测支路的路灯数量测量值n_测与该被测支路路灯数量的实际值n_实不相等，说明该支路为电缆被盗支路，被盗点在被测支路从首端到末端计数的第n_测盏与第n_测+1盏路灯之间，记录被测支路电缆的编号和故障点位置；断开被测支路开关，按编号顺序闭合下一支路开关，检测下一支路，直至被盗相母线相连的所有支路电缆被检测完为止。最后发出被盗报警信号，并显示所有被盗点位置。 

为了验证本发明所描述的路灯电缆防盗检测方法的可行性，按图1所示电路设计了一条路灯电缆被盗检测的测试系统，包含有14盏110W高压钠灯，在电缆中分段安装开关，用开关断开模拟电缆被盗切断，分别对检测线路电缆被盗点在第3盏～第4盏路灯间、被盗点在第5盏～第6盏路灯间、被盗点在第8盏～第9盏路灯间、被盗点在第11盏～第12盏路灯间和无被盗五种情 况进行检测。检测结果如表1所示，其中δ_n表示路灯数量测量误差。 

表1 

从表1可以看出：路灯电缆是否被盗检测正确，被盗点位置检测准确，路灯数量测量误差δ_n最大为0.1盏，完全能够满足工业现场运行要求；表明了该发明方法能准确确定被盗点位置，彻底解决了路灯系统关灯期间线路电缆被盗断线报警的难题。 

Claims (2)

1.一种路灯关灯期间且路灯电压低于50V(即路灯开路)时的路灯电缆防盗检测方法，其特征是，它包括如下步骤：

(1)将一个变频电流源串联一个电感为L的电抗器、一个固定电阻和一个旋转开关接入路灯变压器中性点和三相低压母线之间，其中旋转开关三个动触点a、b、c连接变压器的三相低压母线；测量开始时，将旋转开关的动触头旋转至a动触点；

(2)变频电流源经电抗器向一相母线注入一个大小恒定的变频电流信号，测量电流源输出的电流和电压相位差，改变注入信号频率，找出谐振角频率ω₀；利用下述公式计算出被测路灯线路连接的路灯数量的测量值：

式中C₀为单盏路灯的电容值，

表示对

四舍五入取整数；

(3)若路灯数量测量值n_测等于被测线路路灯数量的实际值，表明该被测相所连接的线路电缆完整，没有被盗，将旋转开关的动触头沿a→b→c→a顺序，旋转至下一动触点，返回步骤(2)；

(4)若所述步骤(2)路灯数量测量值n_测不等于被测线路路灯数量的实际值，表明该被测相所连接线路电缆被盗，操作该相母线相连的路灯支路开关，依次逐条测量每条支路的路灯数量，测量时有且仅有被测路灯支路与被测相母线连接，按步骤(2)测量支路的路灯数量；若支路路灯数量的测量值不等于该支路路灯数量的实际值，表明该被测支路电缆被盗，被盗点位于被盗支路从首端到末端计数的第n_测盏与第n_测+1盏路灯之间。

2.根据权利要求1所述的路灯电缆防盗检测方法，其特征在于：所述步骤1)中电抗器电感的取值范围为5mH～150mH。

Images