路灯电缆防盗设备的功能测试

2010-11-15沈章尧

浙江电力 2010年1期

关键词：误报防盗路灯

沈章尧

（杭州市电力局，杭州 310012）

路灯电缆被盗事件的发生会给电力企业造成经济损失，社会影响也很大，电缆的防盗报警产品应运而生。目前市场的防盗报警产品有多种形式，使用效果也各不相同。由于缺乏统一的标准和检测手段，无法确认什么样的产品才是真正适用的产品。

有些城市的路灯电缆防盗系统投资很大，结果却因为误报过于严重而处于瘫痪状态。笔者认为，对于防盗产品要有一个好的检测手段，只有通过检测的产品才能真正起到作用。

文中列举目前路灯电缆防盗报警系统（以下简称电缆防盗）几种主要的检测原理，提出了一个通用的测试方法供各路灯管理单位参考。

1 防盗报警产品的检测原理

目前的电缆防盗检测原理主要有测电流法、测工作电流法、测直流阻抗法和电力载波通讯法这4种。

（1）测电流法。在电缆的末端与大地之间施加一个额外的检测电流，然后在开关箱中检测这个电流，一旦电缆被剪断则该电流消失，触发报警。由于末端是在露天的条件下，受风沙、日照、雨水等侵袭，工作会非常不稳定。

（2）测工作电流法。在电缆通电的情况下，测量正常工作时的电缆电流，如果这个电流突然变小则认为电缆被盗，触发报警。这个方法在路灯中长期运行也有问题。一是如果路灯具有补偿电容，那么当灯灭时总电流可能会变大，根本无法识别；二是如果某电缆上有50盏路灯，如果最后一个灯杆断线，则电流变化太小而无法识别；三是供电电压的波动不可预知，要加入各种参数补偿。

（3）测直流阻抗法，仅用于电缆断电的情况。因为路灯上大量使用高压钠灯，在50 V以下处于直流断路的状态，因此可以在电缆的末端连接一个直流负载，然后在开关箱内检测这个直流负载。但是由于电缆埋在地下，长期受雨水侵袭，其直流阻抗并非无穷大，而且会随着季节、温度而变化，有时甚至呈现直流断路状态，而亮灯后再断电又恢复正常（电缆接头浸在潮湿的土壤中，通电后土壤发热直至烤干，于是漏电消失），导致系统失常，误报率高。

（4）电力载波法。这是使用得较多的方法。现在出现了很多种电力载波的路灯电缆防盗文献、专利、产品。但路灯电缆上有大量的补偿电容，使得电力载波信号随着通讯距离成指数规律衰减，因此通讯可靠性低，误报严重。

2 防盗报警设备的测试

由上可见，几种防盗检测技术都有其优缺点，这些路灯电缆防盗产品在应用前，都有必要进行产品的功能测试。

图1为电缆防盗报警产品的检测线路。模拟电路可对只在开关箱中安装1台主机，或主机安装在开关箱中而末端安装在电缆末尾的产品进行功能测试。

图1 电缆防盗报警产品测试线路图

2.1 测试原理

图1模拟了一条典型的路灯线路，可以模拟以下各种状况：

（1）接触器闭合（亮灯）情况下偷盗与恢复。

（2）接触器断开（灭灯）情况下偷盗与恢复。

（3）单盏灯故障情况下偷盗与恢复。

（4）电缆漏电情况下偷盗与恢复。

（5）半夜灯情况下偷盗与恢复。

图1中每个虚线框模拟一盏路灯，其中的1 μH的电感用以模拟路灯杆之间电缆的电感，50 μF电容就是400 W高压钠灯的补偿电容。图1中模拟了一根电缆上有10盏灯的情况。此时该电缆的总电流大约是40 A。空气开关K1模拟灯光控制的接触器；K2模拟电缆断开的情况；K3模拟某盏灯灭的情况；K4模拟电缆在地下有漏电或者灯烧坏的情况；K5模拟半夜灯的情况。防盗主机接在供电端，末端接在最后。

图1中写有“钠灯”的圆圈代表一盏完整的路灯，包括镇流器、触发器、光源以及补偿电容；图中虚框有10级，模拟10个灯杆，接线时不能散乱，电缆线不能有交叉或重叠，每个模拟路灯之间必须有明显的间隔。因为有些电力载波通讯模块很敏感，可以通过凌乱的电缆线之间的分布电容直接耦合，而实际线路不会有这种耦合存在，所以模拟的接线必须清晰明了，间隔明显。

2.2 通电状态下的性能测试

（1）正常工作。合上 K1， K2， K3，断开 K4，K5，此时主机应判断电缆连接正常。对于采用电力载波通讯原理的设备，主机和末端之间要经过很多级的衰减，很可能会使通讯失败。因此该状态要保持10 min以上，以确认主机在正常工作。

（2）偷盗报警。在正常工作状态下断开K2，主机应立刻检测到报警，从断开K2到主机发送出报警信息的时间间隔就是报警延迟。这个时间越短越好，但是太短容易引发误报。报警后再合上K2，此后主机应该撤销报警。

（3）电流突变时误报测试。在正常工作状态下断开K3模拟有灯自熄，5 min后再合上K3，然后等待5 min。此过程中电缆的电流会突变，可以验证主机是否会误报警。

2.3 断电状态下的性能测试

（1）正常工作。合上 K2， K3，断开 K1，K4，K5，此时主机应判断电缆连接正常。正常工作要保持10 min以上，以确认主机在正常工作。

（2）偷盗报警。在正常工作状态下断开K2，主机应立刻检测到报警。报警后再合上K2，此后主机应该撤销报警。

（3）电缆特性变化时误报测试。在正常工作状态下合上K4并保持5 min，然后断开K4再保持5 min，此过程模拟电缆受潮或线路故障的情况。主机应不报警，但有些产品可能会发送出线路故障的信息。

2.4 通电、断电转换试验

有些电缆防盗产品在开、关灯时容易发生误报警，因此有必要增加这个测试项目。

当K2闭合时，反复闭合、断开K1，间隔5 min，重复3次，主机应无误报警；当K2断开时，反复闭合、断开K1，间隔5 min，重复3次，主机应无误恢复。

在实际路灯线路中情况更加复杂，因为路灯刚开灯时钠灯需要5 min预热，在此过程中电缆中电流变化比较大，可能导致报警设备误动作。如果产品不能通过这个测试，那到现场后问题会更多。

2.5 半夜灯试验

半夜灯是指当一根电缆中至少有一相断电、一相通电时，无电的电缆末端会有低压存在。其原理可以参见图2，在供电端，A相对地220 V，零线对地0 V；到了末端，A相对地210 V，零线对地10 V。因此B相和零线之间就有电压10 V，实际上由于补偿电容和电缆电阻的存在，这个电压还要高一些。实际测量值在0～30 V，可能会使防盗系统无法正常工作，因此把试验阀值设定在36 V。