核心詞：煤礦 橡 電纜 MYQ 移動 橡 套 電纜 
　　隨著智慧城市和智能電網建設步伐的不斷推進,電力電纜因其具有較高的供電可靠性,節省地面空間、不影響城市美觀等優點,在城市電網中應用越來越廣泛,日益成為城市能源輸送的地下大動脈。然而,電力電纜,特別是10kV電力電纜,被盜竊的事件卻屢有發生,給電網企業造成了不少的經濟損失。目前,國內外市場上的電力電纜防盜產品、裝置系統,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紅外線探頭:老鼠等其他物體遮擋光線時容易誤報,敷設及后期維護成本高,裝置電源供應不方便、不持久;實時監測線芯的電流電壓:適用于220V/380V低壓線路,且電纜在空載運行狀態下無法防盜報警;電纜沿線加裝光纜進行光譜分析:當盜賊剝割電力電纜而不破壞光纜時不報警,沿途敷設光纜,工程量大,費用高。文獻提出一種專門針對鎧裝電力電纜的智能防盜系統,主要通過檢測電纜鎧裝層或屏蔽層被剝斷的方式來觸發報警,監測終端需串接到電力電纜鎧裝層與接地點之間。存在以下幾個問題:在電纜鎧裝層或屏蔽層被剝斷后才觸發報警,存在很大的延遲,且此時電纜已經被破壞掉,無法避免因此帶來的較大損失;安裝監測終端需破壞電纜的外護套,容易導致鋼鎧層生銹腐蝕,繼而給電纜長期運行帶來安全隱患;監測裝置通常安裝在地下電纜溝內,采用GSM或GPRS等傳統的無線通訊方式,信號微弱、通訊質量不佳時容易導致數據丟失,從而無法防盜報警。
　　1、煤礦用橡套軟電纜MYQ礦用輕型移動橡套電纜:介紹了物聯網技術的特點及其在電網中的應用
　　本文介紹了物聯網技術的特點及其在電網中的應用,分析了四種基于物聯網的電力電纜防盜技術方案的可行性,最終得出方案三監測電纜帶電狀態為最佳。監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、安全穩定的性能;現場只需安裝一個監測終端,即可保護整條電纜,成本低、易于實現,具有超高的性價比。"物聯網",是在互聯網基礎上延伸和擴展的一種網絡,通過信息傳感器,按照事先約定的協議將萬物連接起來,實現定位、跟蹤、識別和監控等功能。物聯網的快速發展對無線通信技術提出了更高的要求,專為低帶寬、低功耗、遠距離、大量連接的物聯網應用而設計的LPWAN也快速興起。NB-IoT與LoRa是其中的典型代表,也是最有發展前景的兩個低功耗廣域網通信技術。NB-IoT模塊使用公網基站,一個設備配一張SIM卡,運營商覆蓋范圍即可。LoRa模塊對應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。從技術層面上來講,NB-IoT有4大技術優勢。首先是覆蓋廣,NB-IoT基于運營商的蜂窩網絡,在同樣的頻段下,NB-IoT比現有的GSM增益20dB,覆蓋面積擴大10倍,期望能覆蓋到地下車庫、地下室、地下管道等信號難以到達的地方;其次是海量連接,200kHz的帶寬可以提供10萬個連接;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是物聯網技術領域的一項革命性的創新技術,非常適合于環境監測、智慧水務、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等低速物聯網應用領域。電網規模不斷擴大,在此基礎上構建了網絡信息傳輸平臺,并且不斷提高電網運行的智能化。實時監測電網設備的運行狀態,是確保電網運行的穩定性和安全性的關鍵。智能電網將物聯網運用在發電、輸電、變電、配電和用電環節,使用健壯的雙向通信、高級傳感器和分布式計算機來改善電力交換和使用的效率,提高可靠性;可以實現對運行狀態的實時監測、負荷管理、線損分析和需求側管理等功能,實現智能電網的高效一體化管理。物聯網在電網中應用的范圍,還包括電網資產精益管理、輸變電設備故障診斷、高電壓線路監測、配電網故障定位、電網應急指揮、輸變電設備狀態監測、智能電網系統等。

監測終端、監控后臺、移動終端,三者之間可以兩兩連接,互相通訊、傳輸數據。監測終端通過物聯網通訊技術與監控后臺連接,該物聯網技術可以是NB-IoT或LoRa通訊技術;監測終端通過短距離無線技術與移動終端進行連接,該短距離無線技術可以是藍牙、WiFi、ZigBee中的任何一種;移動終端通過移動公網與監控后臺進行連接。監控后臺接收監控終端上傳的數據,顯示監測終端的狀態,如通訊質量、電池電量等;還可以顯示報警的情況,并同時發送至移動終端,其通知方式可以是短信、電話、震動或響鈴中的一種或多種方式。移動終端可以是手機、平板電腦等,內置APP應用軟件,可以顯示電力設備以及監測終端的狀態,如設備的健康狀態、監測終端的電池電量、報警情況等。運維人員可以通過移動終端連接監測終端,進行設防、撤防;還可現場進行簽到,通過這種方式,來提高設備巡檢質量及效率。
　　2、煤礦用橡套軟電纜MYQ礦用輕型移動橡套電纜:傳統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,無法采用常規的電壓互感器進行電壓采集。依據電磁場理論,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礦用輕型移動橡套電纜:電容器兩端會產生感應電壓
　　在電纜終端頭合適的位置設置一對電容極板,則電容兩端會有感應電壓產生。式中,E為電容安裝處的電場強度,d為電容極板之間的距離。
　　4、煤礦用橡套軟電纜MYQ礦用輕型移動橡套電纜:可以得到合適的感應電壓
　　可以通過調整平板電容距離導線外徑的位置,以獲取適當的感應電壓。如保持在0～5V之間。監測終端安裝在電纜終端頭的任意一相導線的絕緣外護層上,正常狀態下電纜帶電,監測終端不動作。如圖1所示,為電壓監測終端安裝示意圖。當與電源側電纜終端頭連接的開關由合閘位置被斷開時,監測終端將會檢測到電纜失壓,即電壓為零或低于設定的下限值時,報警輸出,上傳異常數據,觸發監控后臺及移動終端告警。如圖2所示,礦用電纜為感應電壓檢測的電路原理示意圖,類似于感應式驗電器檢測原理。感應端采用金屬檢拾片材質,能感應到極微弱的50Hz交流電信號。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的射極及電源的負極導通,相當于短路狀態。
　　5、煤礦用橡套軟電纜MYQ礦用輕型移動橡套電纜:VT1和vt2處于切斷狀態
　　此時,VT1和VT2均處于截止狀態,觸發模塊不動作,整個電路消耗極微弱的電能。當交流電信號消失或低于設定的下限值時,電容C相當于開路,VT1和VT2均導通,觸發模塊報警輸出。感應電壓監測模塊內置過電壓保護、內設電子自動開關,抗干擾性強。在未投入監測終端時,可以通過監控后臺或移動終端控制內部開光S斷開,進行撤防,以節省電量。通常,電箱或電房內具有多回電纜進出線,通過監測電箱門或電房門的狀態,確認門是否被打開,以此來控制報警輸出,具有更高的性價比。如圖5所示,為監測電纜分支箱門和電房門示意圖。監測終端,內置的傳感器可以是位移傳感器、震動傳感器、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,監測終端內置位移傳感器,其中一端固定在電纜分支箱的側壁上或電房的墻上,另一端固定在門上。當檢測到門被打開時,報警輸出,監測終端聲光報警,并上傳異常數據至監控后臺和移動終端。此方案適用于電源側電纜終端頭位于開關柜內的情況,對于電源側電纜終端頭安裝在戶外桿塔上的電纜,方案一監測電纜帶電狀態具有更大的優勢。根據方案一,監測電纜帶電狀態,2019年3月初,我們分別在10kV某F1恒迪關電纜、10kV某F1與某F18聯絡電纜上安裝應用了監測終端。監測終端產品實物及安裝應用如圖4所示。除了手機接收告警短信外,我們還開發了微信小程序"城市電力監測系統"及對應的微信公眾號"智慧電力物聯",及時將告警信息傳遞給運維人員,如圖5所示。針對基于物聯網的電力電纜防盜報警系統,本文分別分析了兩種不同的實施方案,其中,方案一最為理想。監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、安全穩定的性能。
　　6、煤礦用橡套軟電纜MYQ礦用輕型移動橡套電纜:報警輸出等異常操作進行監控
　　能夠監測電纜停電等異常運行的情況,報警輸出,及時通知運維人員。現場只需安裝一個監測終端,即可保護整條電纜,成本低、易于實現,具有超高的性價比。通過實際運用證明,方案一能夠實現正確觸發告警,避免電力電纜被盜損失。
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