一种自动投切电缆防盗装置

技术领域

本申请属于电力安全设备技术领域，尤其涉及一种自动投切电缆防盗装置。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本申请相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

电力电缆起到对电能输送、分配的作用，对国民经济的重要性不言而喻。针对电力电缆防盗目前采用的技术措施：一是通过对现场数据，例如视频图像采集、电缆电量参数采集、电缆定位等措施来实现，例如申请号为CN202111003676.2，名称为一种高速公路路灯供电电缆防盗报警系统及方法的中国专利，利用首端载波发送器向末端的载波设备定时发送载波信号，末端的载波设备实时接收监控电缆的载波信号状态，利用定位服务处理器结合目标图像的获取对发生异常的位置进行定位；申请号为CN202220738587.6，名称为一种电缆防盗监测系统的专利文件，通过分设在电缆两端的主机设备和分机设备，两者之间通过载波通信，当载波通信中断时发现电缆异常，对电缆安全进行监护；二是通过在电缆附近添加附属装置来进行辅助预警，例如申请号为CN202221420778.4，名称为一种基于北斗定位技术的电缆防盗报警装置是将电缆防盗报警装置设置在电缆井内、申请号为CN202220652996.4，名称为一种电缆沟内电缆防盗装置的专利在电缆沟内设置电缆防盗装置进行预警，都是通过在电缆附近加装附属装置来进行预警。

但是在上述现有技术中存在缺陷：1、通过对现场数据，例如视频图像采集、电缆电量参数采集、电缆定位等措施来实现电缆防盗预警，一般都具有滞后性，也就是说在电缆确实发生了“被盗”的行为，已经造成了损失或者安全事故；2、通过在电缆附近添加附属装置来进行辅助预警的方式仅适用于在电缆路径上的个别位置进行设置，不能对电缆进行“全程”的防护；3、无论上述哪种方式，均没有考虑到实施“盗窃”电缆行为人的人身安全，虽然偷盗电缆的行为可耻，但是人的人身生命权更加重要。

另外，考虑到架空敷设的电缆不容易“被盗”，“被盗”的电缆基本为地下电缆，再加上电缆输电配电的重要性，在电缆“被盗”时需要做好电缆应急投切的工作，因此有必要提供一种可以自动投切的电缆防盗装置以解决上述技术问题。

发明内容

基于此，针对上述技术问题，本申请提供一种通过电缆破坏检测装置提高电缆“被盗”检测的及时性，通过行波测距装置实现对故障点的准确定位后再通过间隔设置的多个固定于地面上的预警装置进行预警，通过双电源自动转换开关实现电缆自动投切的自动投切电缆防盗装置。

本申请解决现有技术存在的问题所采用的技术方案是：

本申请提出了一种自动投切电缆防盗装置，包括与运行电缆、备用电缆同一侧电连接的双电源自动转换开关，所述运行电缆、备用电缆的每根相线外均固定套设有电流互感器，所述电流互感器与行波测距装置电连接，所述行波测距装置、双电源自动转换开关与控制装置电连接；

所述运行电缆、备用电缆位于地下部分的每根相线上均设有电缆破坏检测装置；所述电缆破坏检测装置用于在运行电缆、备用电缆位置发生变动或者电缆外皮受到损伤时产生电信号；

所述电缆破坏检测装置与电缆防盗预警电路电连接，所述电缆防盗预警电路用于在接受到所述电信号时，通过信号模块将预警信号传输给控制装置。

优选地，所述电缆破坏检测装置为固定螺旋套设于所述运行电缆、备用电缆上的感应线圈；

所述电缆防盗预警电路包括感应线圈，所述感应线圈一端与二极管VD

优选地，所述电缆破坏检测装置为间隔均匀固定设于所述运行电缆、备用电缆上的压电开关；

所述电缆防盗预警电路包括压电开关，所述压电开关的常开触点K一端与电阻R

优选地，所述电阻R

所述继电器KM

所述直流电源E与手动开关SQ连接的一端为负极。

优选地，所述运行电缆、备用电缆位于地下部分上方的地面上，均匀间隔固定设有预警装置，所述预警装置与控制装置电连接。

优选地，所述预警装置包括固定安装于地面上的底座，所述底座上固定设有支杆，所述支杆顶端固定设有两侧挡块，所述两侧挡块之间固定设有预警器；

所述预警器包括锂电池、无线接收模块与声光报警器，所述锂电池与太阳能板电连接，所述太阳能板固定设于支杆顶部。

优选地，所述太阳能板下方固定设有支撑板，所述支撑板与两侧挡块固定连接。

优选地，所述预警装置两两之间间隔距离为50m-1000m。

优选地，所述行波测距装置用于通过检测故障暂态电流行波在故障点与母线之间的传播时间测距。

优选地，所述控制装置与上位机通讯连接。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

1、通过电缆破坏检测装置和与之匹配的电缆防盗预警电路，在电缆位置发生变动或者电缆外皮受到损伤时产生电信号进行预警，并自动投切到备用电缆，可靠、及时、快速。

2、在提前检测到预警信号后，通过行波测距装置对“盗窃”位置点进行判断，缩小故障范围后通过预警装置在“盗窃”现场进行声光预警，对现场发生“盗窃”位置点的“盗窃”者发出禁止警告或者触电警告，保护电缆也同时保护“盗窃”者的人身生命安全。

3、本申请的自动投切电缆防盗装置，可以实现对易被盗窃的地下电缆全程防护。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本申请的一种自动投切电缆防盗装置整体连接结构示意图，

图2为本申请的一种自动投切电缆防盗装置一个实施例中电缆防盗预警电路原理图，

图3为本申请的一种自动投切电缆防盗装置另一个实施例中电缆防盗预警电路原理图，

图4为本申请的一种自动投切电缆防盗装置所使用的行波测距装置故障检测行波传播示意图，

图5为本申请的一种自动投切电缆防盗装置行波始端波形图，

图6为本申请的一种自动投切电缆防盗装置预警装置结构示意图，

图7为图6中A区域局部放大图。

图中：

1、双电源自动转换开关，2、运行电缆，20、备用电缆，3、电流互感器，4、行波测距装置，5、控制装置，6、上位机，7、预警装置，8、土地，9、信号模块，

70、底座，71、支杆，72、侧挡块，73、支撑板，74、太阳能板，75、预警器。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本申请作进一步说明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

参考图1，本申请的一种自动投切电缆防盗装置，包括与运行电缆2、备用电缆20同一侧电连接的双电源自动转换开关1，运行电缆2与备用电缆20互为备用；所述运行电缆2、备用电缆20的每根相线外均固定套设有电流互感器3，所述电流互感器3与行波测距装置4电连接，所述行波测距装置4、双电源自动转换开关1与控制装置5电连接；所述运行电缆2、备用电缆20位于地下部分的每根相线上均设有电缆破坏检测装置；所述电缆破坏检测装置用于在运行电缆2、备用电缆20位置发生变动或者电缆外皮受到损伤时产生电信号；所述电缆破坏检测装置与电缆防盗预警电路电连接，所述电缆防盗预警电路用于在接受到所述电信号时，通过信号模块9将预警信号传输给控制装置5；所述行波测距装置4用于通过检测故障暂态电流行波在故障点与母线之间的传播时间测距；所述控制装置5与上位机6通讯连接。

由于电缆防盗针对的多为地下电缆，因此本申请的一种自动投切电缆防盗装置针对的为地下电缆，目前的电缆防盗技术虽然在一定程度上遏制了电缆的“盗窃”行为，但是并没有考虑电缆“盗窃”者的人身生命安全，为此本申请的一种自动投切电缆防盗装置通过电缆破坏检测装置，在电缆没有实际造成“漏电”使“盗窃”者发生触电危险之前，控制装置5在通过电缆破坏检测装置检测到信号，完成“盗窃”位置点的行波测距后，控制与之电连接的双电源自动转换开关1将电力从运行电缆2自动投切到备用电缆20，既保障了电力的稳定安全运行，又保障了“盗窃”者的人身生命安全。

为了保证在电缆在没有实际造成“漏电”使“盗窃”者发生触电危险之前完成电缆的自动投切，同时也克服现有技术中电缆防盗预警的滞后性，本申请的一种自动投切电缆防盗装置中的电缆破坏检测装置和与之匹配的电缆防盗预警电路提供了两种实施方式：

在第一种实施方式中，所述电缆破坏检测装置为固定螺旋套设于所述运行电缆2、备用电缆20上的感应线圈；参考图2，所述电缆防盗预警电路包括感应线圈，所述感应线圈一端与二极管VD

在本实施例中，电阻R

上述第一种实施方式，通过在运行电缆2、备用电缆20外螺旋套设上感应线圈，当被“盗窃”时需要先破坏感应线圈才会破坏电缆，因此可以起到当运行电缆2发生“盗窃”前、运行电缆2未被剪断前发出预警信号，并且自动将运行电缆2投切为备用电缆20，保护“盗窃”者的人身生命安全；但是在本实施方式中，仅对运行电缆2或者备用电缆20其中的正在输配电的电缆有效，因为只有在运行电缆2或者备用电缆20有电的情况下才能使感应线圈带电，在使用的时候需要将正在输配电的电缆外固定添设感应线圈，并且将作为备用的电缆设置在不易被盗窃的位置。

在第二种实施方式中，所述电缆破坏检测装置为间隔均匀固定设于所述运行电缆2、备用电缆20上的压电开关；参考图3，所述电缆防盗预警电路包括压电开关，所述压电开关的常开触点K一端与电阻R

在本实施方式中，LED

为了进一步对现场发生“盗窃”位置点的“盗窃”者发出禁止警告或者触电警告，同时也为了及时发现运行电缆2“被盗”位置点，所述运行电缆2、备用电缆20的每根相线外均固定套设有电流互感器3，所述电流互感器3与行波测距装置4电连接，所述运行电缆2、备用电缆20位于地下部分上方的地面上，均匀间隔固定设有预警装置7，所述预警装置7与控制装置5电连接；

所述预警装置7包括固定安装于地面上的底座70，所述底座70上固定设有支杆71，所述支杆71顶端固定设有两侧挡块72，所述两侧挡块72之间固定设有预警器75；所述预警器75包括锂电池、无线接收模块与声光报警器，所述锂电池与太阳能板74电连接，所述太阳能板74固定设于支杆71顶部；所述太阳能板74下方固定设有支撑板73，所述支撑板73与两侧挡块72固定连接。

图5示出了本申请的一种自动投切电缆防盗装置故障暂态电流行波在初始端波形图，图4示出了行波测距装置故障检测行波传播示意图，图中S点为初始端即母线端，F点为故障点即电缆“盗窃”点，当F点发生“盗窃”时，故障行波首先从A点传播到B点，在初始端S点接收到的行波波形如图5中的TS

因此，为了更好的及时对电缆防盗，克服防盗的滞后性，在上述任意一电缆破坏检测装置和与之匹配的电缆防盗预警电路实施方式的基础上，利用上述电缆破坏检测装置和与之匹配的电缆防盗预警电路发出无线报警信号，当控制装置5接收到无线报警信号后，控制行波测距装置4进行行波检测和测距，进一步查找确定“盗窃”位置点，完成“盗窃”位置点的确定工作后，控制装置5控制双电源自动切换开关1完成运行电缆2和备用电缆20之间的切换，完成电缆的自动投切。

行波测距装置4通过检测故障暂态电流行波在故障点与母线之间的传播时间测距，行波测距装置4如XC-21系列行波测距装置。设行波速度为v，图4中故障初始行波以及由故障点反射波到达母线初始端的时间分别为TS

所述故障点为“盗窃”位置点。

在一些实施例中，所述控制装置5还与上位机6连接，对自动投切电缆防盗预警装置进行直观显示和进一步数据分析。

考虑行波测距装置4所测量的故障点有误差，XC-21输电线路行波测距装置误差在1km以内，因此，预警装置7两两之间间隔距离设置为50m-1000m；目的是当通过行波测距装置4判断出“盗窃”位置点后，控制装置5通过无线收发模块对“盗窃”位置点附近1km内的预警装置7内的无线接收模块发出指令，控制预警装置7的预警器75发出声光报警，对现场发生“盗窃”位置点的“盗窃”者发出声光报警，进行禁止警告或者触电警告。需要说明的是，在控制装置5内事先存储各预警装置7所在位置与行波测距装置4检测位置处之间的直线距离数据，当通过行波测距装置4判断出“盗窃”位置点后，控制装置5对“盗窃”位置点附近1km内的预警装置7发出指令，控制预警装置7的预警器75发出声光报警。

基于本申请的一种自动投切电缆防盗装置中的电缆破坏检测装置和与之匹配的电缆防盗预警电路的第二种实施方式，本申请提供一种自动投切电缆防盗控制方法，步骤如下：

S0：运行电缆2或备用电缆20位置发生变动或者外皮受到损伤时电缆破坏检测装置产生电信号，通过电缆防盗预警电路将所述电信号传输给控制装置5；

参考图3，所述电缆防盗预警电路包括压电开关，所述压电开关的常开触点K一端与电阻R

S1：控制装置5控制行波测距装置4对运行电缆2或备用电缆20的故障点进行测距定位；

本步骤中所述故障点指运行电缆2或备用电缆20发生被“盗窃”的位置点。正常情况下行波测距装置4不启动避免长时间待机以减少功耗，通过步骤S0，可以使行波测距装置4及时启动进行测量。

所述行波测距装置4通过六个单独的测量通道分别对运行电缆2和备用电缆20的六根相线进行行波检测，实际工作中如果选用的行波测距装置4测量通道不足，可以选用两个或者多个行波测距装置4进行测量。

图5示出了本申请的一种自动投切电缆防盗装置故障暂态电流行波在初始端波形图，图4示出了行波测距装置故障检测行波传播示意图，图中S点为初始端即母线端，F点为故障点即电缆“盗窃”点，当F点发生“盗窃”时，故障行波首先从A点传播到B点，在初始端S点接收到的行波波形如图5中的TS

行波测距装置4通过检测故障暂态电流行波在故障点与母线之间的传播时间测距，行波测距装置4如XC-21系列行波测距装置。设行波速度为v，图4中故障初始行波以及由故障点反射波到达母线初始端的时间分别为TS

此处故障点即为“盗窃”位置点。

S2：行波测距装置4完成测距定位后，控制装置5控制双电源自动转换开关1自动投切，将运行电缆2与备用电缆20互换；

本步骤的目的在于及时保护“盗窃”者防止其触电，例如当“盗窃”者在对运行电缆2实施盗窃行为时，通过行波测距装置4监测到运行电缆2的故障点后，控制装置5控制双电源自动转换开关1自动投切，将运行电缆2断电的同时给备用电缆20通电。

S3：通过行波测距装置4完成测距定位后确定的故障点距离D，控制装置5控制预警装置7与行波测距装置4所在位置的直线距离落在[D-k，D+k](50m≤k≤1000m)内的所有预警装置7发出警报；

本申请的一种自动投切电缆防盗装置，在埋设有运行电缆2、备用电缆20的土地8上方均匀间隔固定安装多个预警装置7，并将每个预警装置7与行波测距装置4所在位置的运行电缆2、备用电缆20电缆线长度距离一一存储到控制装置8；通过行波测距装置4完成测距定位后确定故障点距离D，然后控制装置5将事先存储的每个预警装置7与行波测距装置4所在位置的运行电缆2、备用电缆20电缆线长度距离与该距离D相比较，控制装置5选择与该距离D相差绝对值不超过k(50m≤k≤1000m)的长度距离所在的预警装置7，对每个预警装置7发出无线信号控制预警装置7发出警报。

所述每个预警装置7的无线接收模块具有独立的唯一地址，当对应地址的无线接收模块接收到控制装置5传输的无线信号后，预警装置7内的声光报警器发出警报，所述警报为声光报警，用于警告“盗窃”者不要破坏、盗窃电缆。

本申请的一种自动投切电缆防盗装置，通过电缆破坏检测装置和与之匹配的电缆防盗预警电路，在电缆位置发生变动或者电缆外皮受到损伤时产生电信号进行预警，在提前检测到预警信号后，通过行波测距装置对“盗窃”位置点进行判断，缩小故障范围后通过预警装置在“盗窃”现场进行声光预警，对现场发生“盗窃”位置点的“盗窃”者发出禁止警告或者触电警告，保护电缆也同时保护“盗窃”者的人身生命安全。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本申请的具体实施方式进行了描述，但并非对本申请保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本申请的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本申请的保护范围以内。