路燈電纜防盜設(shè)備的功能測(cè)試

沈章堯

（杭州市電力局，杭州 310012）

路燈電纜被盜事件的發(fā)生會(huì)給電力企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失，社會(huì)影響也很大，電纜的防盜報(bào)警產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。目前市場(chǎng)的防盜報(bào)警產(chǎn)品有多種形式，使用效果也各不相同。由于缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)手段，無(wú)法確認(rèn)什么樣的產(chǎn)品才是真正適用的產(chǎn)品。

有些城市的路燈電纜防盜系統(tǒng)投資很大，結(jié)果卻因?yàn)檎`報(bào)過(guò)于嚴(yán)重而處于癱瘓狀態(tài)。筆者認(rèn)為，對(duì)于防盜產(chǎn)品要有一個(gè)好的檢測(cè)手段，只有通過(guò)檢測(cè)的產(chǎn)品才能真正起到作用。

文中列舉目前路燈電纜防盜報(bào)警系統(tǒng) （以下簡(jiǎn)稱電纜防盜）幾種主要的檢測(cè)原理，提出了一個(gè)通用的測(cè)試方法供各路燈管理單位參考。

1 防盜報(bào)警產(chǎn)品的檢測(cè)原理

目前的電纜防盜檢測(cè)原理主要有測(cè)電流法、測(cè)工作電流法、測(cè)直流阻抗法和電力載波通訊法這4種。

（1）測(cè)電流法。在電纜的末端與大地之間施加一個(gè)額外的檢測(cè)電流，然后在開(kāi)關(guān)箱中檢測(cè)這個(gè)電流，一旦電纜被剪斷則該電流消失，觸發(fā)報(bào)警。由于末端是在露天的條件下，受風(fēng)沙、日照、雨水等侵襲，工作會(huì)非常不穩(wěn)定。

（2）測(cè)工作電流法。在電纜通電的情況下，測(cè)量正常工作時(shí)的電纜電流，如果這個(gè)電流突然變小則認(rèn)為電纜被盜，觸發(fā)報(bào)警。這個(gè)方法在路燈中長(zhǎng)期運(yùn)行也有問(wèn)題。一是如果路燈具有補(bǔ)償電容，那么當(dāng)燈滅時(shí)總電流可能會(huì)變大，根本無(wú)法識(shí)別；二是如果某電纜上有50盞路燈，如果最后一個(gè)燈桿斷線，則電流變化太小而無(wú)法識(shí)別；三是供電電壓的波動(dòng)不可預(yù)知，要加入各種參數(shù)補(bǔ)償。

（3）測(cè)直流阻抗法，僅用于電纜斷電的情況。因?yàn)槁窡羯洗罅渴褂酶邏衡c燈，在50 V以下處于直流斷路的狀態(tài)，因此可以在電纜的末端連接一個(gè)直流負(fù)載，然后在開(kāi)關(guān)箱內(nèi)檢測(cè)這個(gè)直流負(fù)載。但是由于電纜埋在地下，長(zhǎng)期受雨水侵襲，其直流阻抗并非無(wú)窮大，而且會(huì)隨著季節(jié)、溫度而變化，有時(shí)甚至呈現(xiàn)直流斷路狀態(tài)，而亮燈后再斷電又恢復(fù)正常（電纜接頭浸在潮濕的土壤中，通電后土壤發(fā)熱直至烤干，于是漏電消失），導(dǎo)致系統(tǒng)失常，誤報(bào)率高。

（4）電力載波法。這是使用得較多的方法?，F(xiàn)在出現(xiàn)了很多種電力載波的路燈電纜防盜文獻(xiàn)、專利、產(chǎn)品。但路燈電纜上有大量的補(bǔ)償電容，使得電力載波信號(hào)隨著通訊距離成指數(shù)規(guī)律衰減，因此通訊可靠性低，誤報(bào)嚴(yán)重。

2 防盜報(bào)警設(shè)備的測(cè)試

由上可見(jiàn)，幾種防盜檢測(cè)技術(shù)都有其優(yōu)缺點(diǎn)，這些路燈電纜防盜產(chǎn)品在應(yīng)用前，都有必要進(jìn)行產(chǎn)品的功能測(cè)試。

圖1為電纜防盜報(bào)警產(chǎn)品的檢測(cè)線路。模擬電路可對(duì)只在開(kāi)關(guān)箱中安裝1臺(tái)主機(jī)，或主機(jī)安裝在開(kāi)關(guān)箱中而末端安裝在電纜末尾的產(chǎn)品進(jìn)行功能測(cè)試。

圖1 電纜防盜報(bào)警產(chǎn)品測(cè)試線路圖

2.1 測(cè)試原理

圖1模擬了一條典型的路燈線路，可以模擬以下各種狀況：

（1）接觸器閉合（亮燈）情況下偷盜與恢復(fù)。

（2）接觸器斷開(kāi)（滅燈）情況下偷盜與恢復(fù)。

（3）單盞燈故障情況下偷盜與恢復(fù)。

（4）電纜漏電情況下偷盜與恢復(fù)。

（5）半夜燈情況下偷盜與恢復(fù)。

圖1中每個(gè)虛線框模擬一盞路燈，其中的1 μH的電感用以模擬路燈桿之間電纜的電感，50 μF電容就是400 W高壓鈉燈的補(bǔ)償電容。圖1中模擬了一根電纜上有10盞燈的情況。此時(shí)該電纜的總電流大約是40 A?？諝忾_(kāi)關(guān)K1模擬燈光控制的接觸器；K2模擬電纜斷開(kāi)的情況；K3模擬某盞燈滅的情況；K4模擬電纜在地下有漏電或者燈燒壞的情況；K5模擬半夜燈的情況。防盜主機(jī)接在供電端，末端接在最后。

圖1中寫有“鈉燈”的圓圈代表一盞完整的路燈，包括鎮(zhèn)流器、觸發(fā)器、光源以及補(bǔ)償電容；圖中虛框有10級(jí)，模擬10個(gè)燈桿，接線時(shí)不能散亂，電纜線不能有交叉或重疊，每個(gè)模擬路燈之間必須有明顯的間隔。因?yàn)橛行╇娏d波通訊模塊很敏感，可以通過(guò)凌亂的電纜線之間的分布電容直接耦合，而實(shí)際線路不會(huì)有這種耦合存在，所以模擬的接線必須清晰明了，間隔明顯。

2.2 通電狀態(tài)下的性能測(cè)試

（1）正常工作。 合上 K1， K2， K3， 斷開(kāi) K4，K5，此時(shí)主機(jī)應(yīng)判斷電纜連接正常。對(duì)于采用電力載波通訊原理的設(shè)備，主機(jī)和末端之間要經(jīng)過(guò)很多級(jí)的衰減，很可能會(huì)使通訊失敗。因此該狀態(tài)要保持10 min以上，以確認(rèn)主機(jī)在正常工作。

（2）偷盜報(bào)警。在正常工作狀態(tài)下斷開(kāi)K2，主機(jī)應(yīng)立刻檢測(cè)到報(bào)警，從斷開(kāi)K2到主機(jī)發(fā)送出報(bào)警信息的時(shí)間間隔就是報(bào)警延遲。這個(gè)時(shí)間越短越好，但是太短容易引發(fā)誤報(bào)。報(bào)警后再合上K2，此后主機(jī)應(yīng)該撤銷報(bào)警。

（3）電流突變時(shí)誤報(bào)測(cè)試。在正常工作狀態(tài)下斷開(kāi)K3模擬有燈自熄，5 min后再合上K3，然后等待5 min。此過(guò)程中電纜的電流會(huì)突變，可以驗(yàn)證主機(jī)是否會(huì)誤報(bào)警。

2.3 斷電狀態(tài)下的性能測(cè)試

（1）正常工作。 合上 K2， K3，斷開(kāi) K1，K4，K5，此時(shí)主機(jī)應(yīng)判斷電纜連接正常。正常工作要保持10 min以上，以確認(rèn)主機(jī)在正常工作。

（2）偷盜報(bào)警。在正常工作狀態(tài)下斷開(kāi)K2，主機(jī)應(yīng)立刻檢測(cè)到報(bào)警。報(bào)警后再合上K2，此后主機(jī)應(yīng)該撤銷報(bào)警。

（3）電纜特性變化時(shí)誤報(bào)測(cè)試。在正常工作狀態(tài)下合上K4并保持5 min，然后斷開(kāi)K4再保持5 min，此過(guò)程模擬電纜受潮或線路故障的情況。主機(jī)應(yīng)不報(bào)警，但有些產(chǎn)品可能會(huì)發(fā)送出線路故障的信息。

2.4 通電、斷電轉(zhuǎn)換試驗(yàn)

有些電纜防盜產(chǎn)品在開(kāi)、關(guān)燈時(shí)容易發(fā)生誤報(bào)警，因此有必要增加這個(gè)測(cè)試項(xiàng)目。

當(dāng)K2閉合時(shí)，反復(fù)閉合、斷開(kāi)K1，間隔5 min，重復(fù)3次，主機(jī)應(yīng)無(wú)誤報(bào)警；當(dāng)K2斷開(kāi)時(shí)，反復(fù)閉合、斷開(kāi)K1，間隔5 min，重復(fù)3次，主機(jī)應(yīng)無(wú)誤恢復(fù)。

在實(shí)際路燈線路中情況更加復(fù)雜，因?yàn)槁窡魟傞_(kāi)燈時(shí)鈉燈需要5 min預(yù)熱，在此過(guò)程中電纜中電流變化比較大，可能導(dǎo)致報(bào)警設(shè)備誤動(dòng)作。如果產(chǎn)品不能通過(guò)這個(gè)測(cè)試，那到現(xiàn)場(chǎng)后問(wèn)題會(huì)更多。

2.5 半夜燈試驗(yàn)

半夜燈是指當(dāng)一根電纜中至少有一相斷電、一相通電時(shí)，無(wú)電的電纜末端會(huì)有低壓存在。其原理可以參見(jiàn)圖2，在供電端，A相對(duì)地220 V，零線對(duì)地0 V；到了末端，A相對(duì)地210 V，零線對(duì)地10 V。因此B相和零線之間就有電壓10 V，實(shí)際上由于補(bǔ)償電容和電纜電阻的存在，這個(gè)電壓還要高一些。實(shí)際測(cè)量值在0～30 V，可能會(huì)使防盜系統(tǒng)無(wú)法正常工作，因此把試驗(yàn)閥值設(shè)定在36 V。

圖2 半夜燈狀態(tài)下無(wú)電電纜末端耦合的電壓

當(dāng)閉合K2，K5，斷開(kāi)其它空開(kāi)，則電纜會(huì)經(jīng)過(guò)電容分壓得到36 V的電壓。此時(shí)防盜主機(jī)應(yīng)該正常工作；斷開(kāi)K2，電纜應(yīng)該發(fā)出報(bào)警信息；再閉合K2，電纜報(bào)警恢復(fù)。

3 結(jié)語(yǔ)

路燈電纜防盜報(bào)警產(chǎn)品的需求在增長(zhǎng)，而產(chǎn)品沒(méi)有統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，有些低劣的產(chǎn)品充斥市場(chǎng)，安裝后根本無(wú)法使用。因此有必要對(duì)路燈電纜防盜產(chǎn)品進(jìn)行功能性測(cè)試和驗(yàn)證。另外，還有如下建議：

（1）對(duì)于使用電力載波通信的設(shè)備，要具有通信信號(hào)強(qiáng)度指示，就像手機(jī)信號(hào)強(qiáng)度指示一樣，這樣才能做到隨時(shí)監(jiān)控。否則，有些產(chǎn)品安裝好后其實(shí)就是處于臨界狀態(tài)，以后的誤報(bào)情況會(huì)很嚴(yán)重。

（2）建議不要使用利用地線通信的產(chǎn)品，不要使用人為制造漏電的產(chǎn)品。

（3）推薦使用具有完善的故障檢測(cè)的產(chǎn)品，例如保險(xiǎn)絲斷、缺相等功能，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)的情況負(fù)雜，有些報(bào)警不一定都是偷盜引起的，完善的故障診斷可以大大地減小維護(hù)工作量。

（4）設(shè)備必須符合常規(guī)要求，例如浪涌、耐壓、漏電流等應(yīng)滿足運(yùn)行要求。這些在國(guó)標(biāo)中都有，可以請(qǐng)廠家出示檢驗(yàn)報(bào)告。

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