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电力载波在路灯电缆防盗系统中的应用
信息作者:Administroter 信息来源:内部资讯 添加时间:2012/9/27
     对于路灯线路而言,电缆的盗割已经严重影响了城市的形象,危害了交通行驶安全,增加了行人夜路的不安全感,所以如何有效地对路灯线路进行监控,及时发现危害路灯线路安全的盗割行为,及时对盗割行为进行阻吓及报警,从而减少危害的发生与扩大,是本方案需要解决的问题。
本应用方案仅针对路灯线路的情况进行方案设计,内容涉及了组网方案、监控技术手段、施工方案、维护方案等方面,是一个针对路灯电缆防盗的全面的技术实施方案。本方案对其它的断缆监控、路灯单灯控制、架空线路的防盗监控等都有一定的借鉴与参考作用。
 
1、路灯电缆防盗原理
    本路灯电缆防盗的基本原理是采用电力载波通讯技术,在电缆的首未两端分别设置载波发送与接收装置,首端的设备向未端的载波设备定时发送询问数据包,未端的载波设备收到询问数据后,立即回应首端的载波设备,这样形成了一来一回的数据应答,如果载波通讯成功,那么证明电缆处于正常状态,如果通讯失败,则发生了断缆警情,首端设备立即发出报警信号。电缆防盗基本原理示意图如下所示。
 
由上图可见,当电缆正常时,载波通讯亦处于正常状态,此时不会发生报警,当电缆被断开时,载波通讯中断,此时即可判断电缆发生被盗警情,立即发出电缆被盗报警信号。
 
    在系统设计中,有时因为载波设备本身的故障或者载波设备被破坏造成载波通讯中断,使系统误判为电缆被盗,所以为了排除此类故障,在系统设计,增加对回路电流、电压的采集,综合判断电缆被盗故障的发生。路灯的工作状态为晚上工作,白天不工作,所以,当检测到电压为零时,则仅根据载波通讯的正常与否判断电缆是否正常,当晚间路灯处于工作状态时,如果发生断缆故障,则必然引起回路的负载状态发生变化,从而引起回路电流或者功率发生变化,所以当路灯回路的电流发生下跌,且瞬间跌落的幅度大于跌落前负载电流平均值,同时载波通讯中断,那么我们由此判断电缆发生断缆警情,通过这种综合判断,可以排除由于载波设备本身的故障引起的系统误报,提高系统工作的可靠性。(跌落前平均值是指:所在相线的电流值,除以安装路灯的盏数,所得值即为平均值。根据此值,可以判断负载是否产生突变,间接判断断缆故障)
 
2、防盗系统组网方案
    路灯防盗监控系统由监控中心、集中控制器、断缆监控器三部分组成,其中监控中心至集中监控器采用GPRS 连接方式,由于 GPRS 信号无处不在,可以实时在线,按流量计费,可以成为可靠而廉价通讯链路媒介。集中控制器与断缆监控器之间通过电力载波通讯进行连接,由于电力载波信号是利用既有的电力线作为通讯媒介,所以无须布线,系统实施快速。集中控制器同时采集监控回路的电流电压信号,用于辅助判断断缆警情的发生,防止误报。电流电压采集采用独立模块,模块与控制器之间采用 RS485 进行通讯。
 
 
监控中心
 
    监控中心完成系统参数的输入,集中控制器的远程调试,集中控制报警信息的收集与显示,报警信息的派障与记录等功能,软件采用图形化界面,直观而简洁,可以方便地进行操作维护,并对发生警情的台变名称、时间地点、线路名称等信息进行直观显示。
 
集中监控器
 
    集中监控器负责对台变下的所有监控回路进行定时监控,并根据监护中心下发的监控,自动进行中通继通讯,并实时采集监控回路的电流电压信息,与载波讯的结果进行综合判断,从而正确地生成电缆被盗警情信号,并将报警信息实时上报。
 
断缆监控器
 
    断缆监控器实时接收集中监控器的询问数据,并对数据进行回应,断缆监控器集成了电力载波通讯技术,以及宽电压输入的开关电源。在白天时,断缆监控器的工作电源由集中监控器统一馈送直流电源,这样断缆监控器就避免采用蓄电池作为后备电源,以此降低系统日后维护成本。
 
 
 
 
 
3、防盗系统实施方案
 
    为了保证系统的实施效果,我们总结了系统在实际应用中存在问题及注意事项,并进行了归纳整理,在系统的设计与实施中,必须注意以下几点:
       A、断缆监控器在出厂前最好统一编址
       B、对于某些比较长的路灯线路,要求具有一定的通讯冗余。
       C、集中控制器根据电压的有无判断路灯的工作状态。
       D、采集电流时,应该选择最未端安装了路灯的回路进行采集。
       E、断缆监控器中采用宽电压输入范围的开关电源模块。
    根据系统在实际运行中的经验,路灯线路中普遍安装了节能装置,导致路灯回路的电流会上下调整,有些没有安装节能装置的路灯回路,由于受外界电网电压的影响,路灯线路的工作电流亦会产生变化;尤其在某些线路中,由于电网电压过低,或者高压钠灯的电子镇流器的质量原因,导致路灯莫名其妙地熄灭,过一段时间后又会恢复,同样会导致路灯回路的电流变化,这些额外情况,都必须在系统设计时进行整体考虑,否则会产生断缆误报,影响系统整体性能。
 
4、电力载波通讯技术简介
 
    电力载波通讯(PLC)技术作为无线、有线之外的另外一项通讯技术,具有非常广阔的应用前景,在国民经济各个领域得到广泛的应用。电力载波通讯技术(PLC)利用既有的电力线作为通讯介质,具有免布线,工程实施速度快等特点。目前有多种载波技术可供选择,本系统经过广泛实验对比,采用了目前比较先进的电力载波通讯模块 SM2200通信模块,该系列载波模块采用OFDMA技术。该模块可同时18个通道54个载体通信。用户可以灵活配置通信方式(BPSK/QPSK)和通信频率(5k~500k)、串行口通信速率,基本无需要了解载波底层实现,即可快速组建载波应用系统,模块集成了所有的载波外围器件,实现了串口数据的透明传输,极大地降低了用户使用难度。
 
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