电力防盗报警系统的研究

    摘要：电力线网络被称为目前世界上最大的有线网络，随着偷盗电力线及其附属设备的案件逐渐增多，给国家电力生产、人民生活以及社会治安造成很大的影响。及时建立电力设施防盗报警系统，对电力系统的正常运行有十分重要的意义。本文对电力设施防盗报警系统技术进行分析。

    关键词：电力线网络  防盗报警系统

    1 电力防盗报警系统

    电力防盗报警系统的保护对象一般有电缆、变压器等，特别是户外人烟稀少的地段更是防护的重点。由于电力线路是线网状布设, 防护的地段十分分散，涉及的地理范围比较广泛，地形、环境复杂多样，因此需要分地段设置多个探测器时刻监测电力线路的运行状况。目前，常见的电力防盗报警系统均采用多个前端探测器对应一个监控中心的多对一模式，并且普遍采用无线报警网络。如果系统使用无线电磁波通信方式，因为电磁波传播距离是比较有限的，所以监控主机与各分机的安装距离不宜太远，系统的规模有限，不利于系统的扩容。随着GSM和GPRS技术的成熟以及在各个领域的使用，提升了系统监控能力和扩大了其布防范围。

    2 电力防盗报警系统的常用检测原理

    早期在电力防盗方面只能采用比较简单且没有较高技术含量的专职人员巡检和被动防御的方法。

被动防御法则各式各样，如下拉钢绞线防盗法。它是在电力输电线路杆塔附近的电缆上搭接一定长度的裸露导线，垂下的裸露导线由于带有同输电线路同样的电压而迫使偷盗分子无法靠近电缆。随着偷盗分子的摸索，很多时候根本不需要靠近电缆，如站在地面就能切割电力线路，所以它拥有明显的缺陷。

    随着电子技术的发展应用，使用先进的电子仪器替代以前工作人员巡检或被动防御是必然的趋势。目前电子仪器检测技术方法众多，其中的电气参数监测方法主要有电压电流检测法、电容探测法、微波感应探测法、电力线载波通信法等。

    2.1 电压电流检测法 电压电流检测法就是通过检测电缆是否带电判断电缆是否被盗割的一种方法。这种方法简单可靠，但只适用于长期通电的电缆。监测电力线路是否带电的检测电路可以根据实际情况进行设计，实施方案应以安全、可靠、经济为原则。根据实际情况，采用电压电流检测法，当电力线路被盗剪时，检测点就会失电报警。检测电缆是否带电的电路多种多样，实施方案针对不同的系统与实际情况而有所不同。

    2.2 电容探测法 电容探测法是利用一对终端短路的空置电力线路，始端接于报警器的多谐振荡器上，当电力线路正常时，振荡器不起振，没有信号输出；当电力线路被切割时，由于两固定平行导线间电容为定值，不同切割位置使得空置电力线路形成的电容容量大小和振荡器输出的信号频率也不同，利用单片机对输出的方波脉冲进行计算，可准确测知被切割方位。将该平行导线间形成的电容接入到由555时基芯片所组成的单稳态触发器中，由单稳态触发器的工作原理可知单稳态时间：T=1.1RC，式中R固定电阻；C农用电网线路线间的电容。当线路未被盗割时，C为一定常数C0，从而也为一固定值T0；一旦线路被盗割，发生变化，随之也发生变化。因此，只要随时监测值，并与固定值T0进行比较，就能发现电力线路是否被盗，并且可以推断出盗割的位置。

    2.3 微波感应探测法 微波感应探测法是利用微波感应原理，感应有效范围内的物体并取得信号，进而告知监控人员可能发生盗窃的杆塔或线路的具体信息，同时进行现场语音警示。

    微波感应器又称为微波雷达，是利用电磁波的多普勒原理设计而成的。由于任何电磁波都具有反射特性，所以当微波感应器辐射出的一定频率的电磁波碰到阻拦物时，就会有一部分电磁波被反射回来。如果阻拦物是静止的，反射波的波长就是恒定的；如果阻挡物向波源运动，则反射波的波长比波源的波长短；如果阻挡物向远离波源的方向运动，则反射波的波长比波源的波长要长。波长的变化意味着频率的变化，微波感应器基于此原理，通过感应反射波的变化来判断有无运动物体逼近或远离波源。

   微波感应法与电缆没有直接接触，并不判断电缆是否断电，而是将该装置安放在杆塔上，通过微波方式检测杆塔周围有效区域内是否有运动的物体。它是一种间接的判断方法，因此该设备不适合安装在人或动物活动频繁的区域，以免发生误报。

    2.4 电力线载波通信法 利用电力线路载波通讯监测电力线路是否被盗，是在被测电力线路上加载检测载波信号，一旦电力线路被盗剪，信号传输中断，报警器接收不到信号就会报警。

    电力线载波通信法既是一种通讯方式也是一种检测方式，它的检测媒介是现有的电力线网络，因此不需要额外增加通讯媒介，成本的节省是可观的；由于电力线不传递其他信息，因此可以独享检测通道做到实时监视控制。电力线载波通讯法安装简便随意、侦测方法隐蔽，而且不论电缆是否带电均能监测，因而具有其他方法无法比拟的优点。

    3 电力防盗报警系统通信方式

    从国内外对电力防盗报警系统的研究来看，应用比较广泛的通信方式主要有有线通信、无线通信以及电力线载波通讯等。

    电话线通信已被电力部门广泛应用于SCADA和继电保护中。电话线利用电话网的现有资源，可以达到较高的波特率，而且容易实现双向通信。但是，它难覆盖众多区域，在野外架设电话线很容易遭到偷盗分子的破坏。

    无线电通信是指利用无线电波传播信息的通信方式，可以用于传送电报、电话、传真、广播和电视等。无线电波传播时易受环境干扰，传输距离有限。对于分布广泛的电力线路，需要防护点数量大而且比较分散，很难完全覆盖。

    全球移动通信系统是一个欧洲标准，但是却取得了全球性的成功。基于GSM技术的电力线路防盗报警系统是将现代计算机技术和公共移动通讯网络技术合为一体的一种新型监控报警系统。系统的中心点为监控指挥中心，由计算机网络、数据库和GSM短信平台组成。当监控中心收到各个监控点上传的信息和数据，就把它们存人数据库并分发给相应的监控计算机，以实现对各个监控点监视的目的；同时，监控中心可以响应监控计算机发出的控制信息，并且把这些信息通过GSM网络发送到相应的监控点上，从而达到对监控点设备进行控制的目的。监控中心与监控点通过GSM短信平台实现彼此间的通信。当有报警信息需要发送时，与传感器连接的短信平台立即通过GSM网络发送短信给监控中心短信平台和值班人员手机；当与GSM通信机连接的短信平台收到短信，就通过串口向监控指挥中心工作的计算机发出相关命令。计算机收到命令后，迅速对其进行处理，然后通过GSM网络返回控制信息，交待处理结果。

    通用分组无线电业务被设计来提供比GSM电路交换数据业务具有更高速率的分组交换数据业务。GPRS一般应用于需要传输大量数据的通信业务中，GPRS通信的特点是永久在线,业务按流量计费。如果信号不好,那么按流量计费无疑是昂贵的,在此情况下可以采用GSM的点对点数据传输方式。

参考文献：

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