核心詞：煤礦 橡 電纜 MYQ 移動(dòng) 橡 套 電纜 
　　隨著智慧城市和智能電網(wǎng)建設(shè)步伐的不斷推進(jìn),電力電纜因其具有較高的供電可靠性,節(jié)省地面空間、不影響城市美觀等優(yōu)點(diǎn),在城市電網(wǎng)中應(yīng)用越來越廣泛,日益成為城市能源輸送的地下大動(dòng)脈。然而,電力電纜,特別是10kV電力電纜,被盜竊的事件卻屢有發(fā)生,給電網(wǎng)企業(yè)造成了不少的經(jīng)濟(jì)損失。目前,國內(nèi)外市場上的電力電纜防盜產(chǎn)品、裝置系統(tǒng),存在著許多不足,不能長期有效地起到防盜作用。在電纜溝道或井蓋裝設(shè)紅外線探頭:老鼠等其他物體遮擋光線時(shí)容易誤報(bào),敷設(shè)及后期維護(hù)成本高,裝置電源供應(yīng)不方便、不持久;實(shí)時(shí)監(jiān)測線芯的電流電壓:適用于220V/380V低壓線路,且電纜在空載運(yùn)行狀態(tài)下無法防盜報(bào)警;電纜沿線加裝光纜進(jìn)行光譜分析:當(dāng)盜賊剝割電力電纜而不破壞光纜時(shí)不報(bào)警,沿途敷設(shè)光纜,工程量大,費(fèi)用高。文獻(xiàn)提出一種專門針對鎧裝電力電纜的智能防盜系統(tǒng),主要通過檢測電纜鎧裝層或屏蔽層被剝斷的方式來觸發(fā)報(bào)警,監(jiān)測終端需串接到電力電纜鎧裝層與接地點(diǎn)之間。存在以下幾個(gè)問題:在電纜鎧裝層或屏蔽層被剝斷后才觸發(fā)報(bào)警,存在很大的延遲,且此時(shí)電纜已經(jīng)被破壞掉,無法避免因此帶來的較大損失;安裝監(jiān)測終端需破壞電纜的外護(hù)套,容易導(dǎo)致鋼鎧層生銹腐蝕,繼而給電纜長期運(yùn)行帶來安全隱患;監(jiān)測裝置通常安裝在地下電纜溝內(nèi),采用GSM或GPRS等傳統(tǒng)的無線通訊方式,信號(hào)微弱、通訊質(zhì)量不佳時(shí)容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失,從而無法防盜報(bào)警。
　　1、煤礦用橡套軟電纜MYQ礦用輕型移動(dòng)橡套電纜:介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)及其在電網(wǎng)中的應(yīng)用
　　本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)及其在電網(wǎng)中的應(yīng)用,分析了四種基于物聯(lián)網(wǎng)的電力電纜防盜技術(shù)方案的可行性,最終得出方案三監(jiān)測電纜帶電狀態(tài)為最佳。監(jiān)測終端不直接與電力電纜本體連接,不破壞電纜本體,具有電磁隔離、安全穩(wěn)定的性能;現(xiàn)場只需安裝一個(gè)監(jiān)測終端,即可保護(hù)整條電纜,成本低、易于實(shí)現(xiàn),具有超高的性價(jià)比。"物聯(lián)網(wǎng)",是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的一種網(wǎng)絡(luò),通過信息傳感器,按照事先約定的協(xié)議將萬物連接起來,實(shí)現(xiàn)定位、跟蹤、識(shí)別和監(jiān)控等功能。物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展對無線通信技術(shù)提出了更高的要求,專為低帶寬、低功耗、遠(yuǎn)距離、大量連接的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的LPWAN也快速興起。NB-IoT與LoRa是其中的典型代表,也是最有發(fā)展前景的兩個(gè)低功耗廣域網(wǎng)通信技術(shù)。NB-IoT模塊使用公網(wǎng)基站,一個(gè)設(shè)備配一張SIM卡,運(yùn)營商覆蓋范圍即可。LoRa模塊對應(yīng)LoRa基站,基站需自行組建,覆蓋半徑2km。基于蜂窩的NB-IoT只消耗大約180kHz的帶寬,可直接部署于GSM、UMTS或LTE,大大降低部署成本。從技術(shù)層面上來講,NB-IoT有4大技術(shù)優(yōu)勢。首先是覆蓋廣,NB-IoT基于運(yùn)營商的蜂窩網(wǎng)絡(luò),在同樣的頻段下,NB-IoT比現(xiàn)有的GSM增益20dB,覆蓋面積擴(kuò)大10倍,期望能覆蓋到地下車庫、地下室、地下管道等信號(hào)難以到達(dá)的地方;其次是海量連接,200kHz的帶寬可以提供10萬個(gè)連接;第三是低功耗,電源無需充電;第四是低成本,模組成本小于5美元。NB-IoT是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域的一項(xiàng)革命性的創(chuàng)新技術(shù),非常適合于環(huán)境監(jiān)測、智慧水務(wù)、智慧穿戴、智慧抄表、智慧停車、智慧物流、智慧家庭及智慧社區(qū)等低速物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域。電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)信息傳輸平臺(tái),并且不斷提高電網(wǎng)運(yùn)行的智能化。實(shí)時(shí)監(jiān)測電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),是確保電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性的關(guān)鍵。智能電網(wǎng)將物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用在發(fā)電、輸電、變電、配電和用電環(huán)節(jié),使用健壯的雙向通信、高級(jí)傳感器和分布式計(jì)算機(jī)來改善電力交換和使用的效率,提高可靠性;可以實(shí)現(xiàn)對運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測、負(fù)荷管理、線損分析和需求側(cè)管理等功能,實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的高效一體化管理。物聯(lián)網(wǎng)在電網(wǎng)中應(yīng)用的范圍,還包括電網(wǎng)資產(chǎn)精益管理、輸變電設(shè)備故障診斷、高電壓線路監(jiān)測、配電網(wǎng)故障定位、電網(wǎng)應(yīng)急指揮、輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、智能電網(wǎng)系統(tǒng)等。

監(jiān)測終端、監(jiān)控后臺(tái)、移動(dòng)終端,三者之間可以兩兩連接,互相通訊、傳輸數(shù)據(jù)。監(jiān)測終端通過物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)與監(jiān)控后臺(tái)連接,該物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以是NB-IoT或LoRa通訊技術(shù);監(jiān)測終端通過短距離無線技術(shù)與移動(dòng)終端進(jìn)行連接,該短距離無線技術(shù)可以是藍(lán)牙、WiFi、ZigBee中的任何一種;移動(dòng)終端通過移動(dòng)公網(wǎng)與監(jiān)控后臺(tái)進(jìn)行連接。監(jiān)控后臺(tái)接收監(jiān)控終端上傳的數(shù)據(jù),顯示監(jiān)測終端的狀態(tài),如通訊質(zhì)量、電池電量等;還可以顯示報(bào)警的情況,并同時(shí)發(fā)送至移動(dòng)終端,其通知方式可以是短信、電話、震動(dòng)或響鈴中的一種或多種方式。移動(dòng)終端可以是手機(jī)、平板電腦等,內(nèi)置APP應(yīng)用軟件,可以顯示電力設(shè)備以及監(jiān)測終端的狀態(tài),如設(shè)備的健康狀態(tài)、監(jiān)測終端的電池電量、報(bào)警情況等。運(yùn)維人員可以通過移動(dòng)終端連接監(jiān)測終端,進(jìn)行設(shè)防、撤防;還可現(xiàn)場進(jìn)行簽到,通過這種方式,來提高設(shè)備巡檢質(zhì)量及效率。
　　2、煤礦用橡套軟電纜MYQ礦用輕型移動(dòng)橡套電纜:傳統(tǒng)的電壓互感器不能用于電壓采集
　　高壓輸電線路由于電壓過高,無法采用常規(guī)的電壓互感器進(jìn)行電壓采集。依據(jù)電磁場理論,10kV三芯電力電纜終端頭處電場分布不均勻,具有徑向和軸向分量電場。徑向電場強(qiáng)度的大小與線路的電壓成正比,與離線路的距離成反比,與絕緣厚度成反比。
　　3、煤礦用橡套軟電纜MYQ礦用輕型移動(dòng)橡套電纜:電容器兩端會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓
　　在電纜終端頭合適的位置設(shè)置一對電容極板,則電容兩端會(huì)有感應(yīng)電壓產(chǎn)生。式中,E為電容安裝處的電場強(qiáng)度,d為電容極板之間的距離。
　　4、煤礦用橡套軟電纜MYQ礦用輕型移動(dòng)橡套電纜:可以得到合適的感應(yīng)電壓
　　可以通過調(diào)整平板電容距離導(dǎo)線外徑的位置,以獲取適當(dāng)?shù)母袘?yīng)電壓。如保持在0～5V之間。監(jiān)測終端安裝在電纜終端頭的任意一相導(dǎo)線的絕緣外護(hù)層上,正常狀態(tài)下電纜帶電,監(jiān)測終端不動(dòng)作。如圖1所示,為電壓監(jiān)測終端安裝示意圖。當(dāng)與電源側(cè)電纜終端頭連接的開關(guān)由合閘位置被斷開時(shí),監(jiān)測終端將會(huì)檢測到電纜失壓,即電壓為零或低于設(shè)定的下限值時(shí),報(bào)警輸出,上傳異常數(shù)據(jù),觸發(fā)監(jiān)控后臺(tái)及移動(dòng)終端告警。如圖2所示,礦用電纜為感應(yīng)電壓檢測的電路原理示意圖,類似于感應(yīng)式驗(yàn)電器檢測原理。感應(yīng)端采用金屬檢拾片材質(zhì),能感應(yīng)到極微弱的50Hz交流電信號(hào)。正常帶電情況下,由于電容C的作用,使得三極管VT1的基極與三極管VT2的射極及電源的負(fù)極導(dǎo)通,相當(dāng)于短路狀態(tài)。
　　5、煤礦用橡套軟電纜MYQ礦用輕型移動(dòng)橡套電纜:VT1和vt2處于切斷狀態(tài)
　　此時(shí),VT1和VT2均處于截止?fàn)顟B(tài),觸發(fā)模塊不動(dòng)作,整個(gè)電路消耗極微弱的電能。當(dāng)交流電信號(hào)消失或低于設(shè)定的下限值時(shí),電容C相當(dāng)于開路,VT1和VT2均導(dǎo)通,觸發(fā)模塊報(bào)警輸出。感應(yīng)電壓監(jiān)測模塊內(nèi)置過電壓保護(hù)、內(nèi)設(shè)電子自動(dòng)開關(guān),抗干擾性強(qiáng)。在未投入監(jiān)測終端時(shí),可以通過監(jiān)控后臺(tái)或移動(dòng)終端控制內(nèi)部開光S斷開,進(jìn)行撤防,以節(jié)省電量。通常,電箱或電房內(nèi)具有多回電纜進(jìn)出線,通過監(jiān)測電箱門或電房門的狀態(tài),確認(rèn)門是否被打開,以此來控制報(bào)警輸出,具有更高的性價(jià)比。如圖5所示,為監(jiān)測電纜分支箱門和電房門示意圖。監(jiān)測終端,內(nèi)置的傳感器可以是位移傳感器、震動(dòng)傳感器、加速度傳感器、角度傳感器中的任何一種,也可以通過超聲波測距或紅外測距的方式來檢測門是否被打開。圖3中,監(jiān)測終端內(nèi)置位移傳感器,其中一端固定在電纜分支箱的側(cè)壁上或電房的墻上,另一端固定在門上。當(dāng)檢測到門被打開時(shí),報(bào)警輸出,監(jiān)測終端聲光報(bào)警,并上傳異常數(shù)據(jù)至監(jiān)控后臺(tái)和移動(dòng)終端。此方案適用于電源側(cè)電纜終端頭位于開關(guān)柜內(nèi)的情況,對于電源側(cè)電纜終端頭安裝在戶外桿塔上的電纜,方案一監(jiān)測電纜帶電狀態(tài)具有更大的優(yōu)勢。根據(jù)方案一,監(jiān)測電纜帶電狀態(tài),2019年3月初,我們分別在10kV某F1恒迪關(guān)電纜、10kV某F1與某F18聯(lián)絡(luò)電纜上安裝應(yīng)用了監(jiān)測終端。監(jiān)測終端產(chǎn)品實(shí)物及安裝應(yīng)用如圖4所示。除了手機(jī)接收告警短信外,我們還開發(fā)了微信小程序"城市電力監(jiān)測系統(tǒng)"及對應(yīng)的微信公眾號(hào)"智慧電力物聯(lián)",及時(shí)將告警信息傳遞給運(yùn)維人員,如圖5所示。針對基于物聯(lián)網(wǎng)的電力電纜防盜報(bào)警系統(tǒng),本文分別分析了兩種不同的實(shí)施方案,其中,方案一最為理想。監(jiān)測終端不直接與電力電纜本體連接,不破壞電纜本體,具有電磁隔離、安全穩(wěn)定的性能。
　　6、煤礦用橡套軟電纜MYQ礦用輕型移動(dòng)橡套電纜:報(bào)警輸出等異常操作進(jìn)行監(jiān)控
　　能夠監(jiān)測電纜停電等異常運(yùn)行的情況,報(bào)警輸出,及時(shí)通知運(yùn)維人員?，F(xiàn)場只需安裝一個(gè)監(jiān)測終端,即可保護(hù)整條電纜,成本低、易于實(shí)現(xiàn),具有超高的性價(jià)比。通過實(shí)際運(yùn)用證明,方案一能夠?qū)崿F(xiàn)正確觸發(fā)告警,避免電力電纜被盜損失。
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