［摘 要］ 深圳電纜溝分布廣、 距離長、 環境復雜， 時常受外力破壞、 人為偷盜影響。 基于單模通訊光纖的分布式傳感技術，提出電纜溝防外破監測系統， 通過對高速數據采集和分析技術研究， 達到在短時間內完成大量數據的采集并分析， 做到系統實時監測， 應用在長距離分布式振動監測系統， 避免報警信號的遺漏。 對不同振動信號的波形建立數據庫樣本并進行分析， 提高系統在復雜環境條件下的信號分析和報警能力， 最終提前感知電纜溝外力破壞點， 保證電力電纜的安全運行。
隨著配電網建設投入加大，城市10 kV 配網電纜化率大幅提高，深圳供電轄區電纜化率達98% 以上，系統運行中存在電網日常數據監測等問題，由于電纜皮具有較高價值，導致電纜被頻繁偷盜，由于電纜溝為公共市政設施，大量非電網管線在電纜溝中施工運行，導致電力電纜損壞，電纜運行故障造成電力故障。電纜溝變排水溝，電纜溝內電纜擁擠成堆不上架等現象普遍，目前電纜運行安全面臨多種問題，對電纜溝設計實時綜合防控系統具有重要意義。故障自動隔離是電網出現安全故障時系統做出的自動判斷，為提前預防安全隱患， 需設計超前預防系統， 監測電纜線路中的安全故障因素，利用自動控制改善電纜運行環境，使其在未形成故障前預警，保障電纜良好的運行環境。
1 電纜溝安全防控系統設計
為解決電纜安全防控問題，最初主要針對電纜被盜黑點加大巡視力度，加裝防盜蓋板，及時更換破損電纜溝蓋板，電纜重新有序擺放上架等，取得了一定成效。但由于電纜被盜通常發生在深夜，人防控制手段難以發揮作用，防盜蓋板容易被竊賊破解，犯罪分子可以從容偷盜電纜，普通防控手段在防范電纜被盜方面效果有限。
自2015年開始，通過在黑點區加裝防盜報警器手段防范電纜被盜，在室內外環境中大量運用鎧裝電纜防盜報警器，值班人員可以及時趕到現場，起到良好的防盜效果。通過在黑點區加裝電纜防盜報警器，可以成功防止電纜大量被盜。探討在電纜防盜報警器基礎上，蓋板被打開可以及時發現阻止，利用先進科技手段解決電纜面臨的其他安全防控問題。如對電纜溝內部燃燒引起的電纜火災事故，電纜溝內部過熱導致的故障如何及早檢測報警。針對電纜溝安全防控中的問題，有必要建立實時綜合防控系統予以解決 [1]。
圖1 直線型矩形電纜溝電磁波模型
表1 不同頻率電磁波衰減
表1為不同頻率電磁波衰減，同樣隧道截面下，頻率高衰減小。整體解決方案是防控系統全面應對安全隱患，可以監測非法偷盜，監測未經許可電纜溝使用、溝道積水等各種安全隱患，實現電纜溝安全防控的整體解決。圖1為直線矩形溝電磁波模型。電纜溝道的高度約1 m，狹小空間分布10~24根鎧裝電纜，電纜溝具有網格分布等特點，為溝道內部布線造成較大的障礙，面向電纜溝道的綜合防空系統，需要滿足無需外部供電的要求，安全、簡單、便捷是綜合防控系統的技術難點。
系統應配套監控中心，使配網自動化與其有機結合，對各種現場檢測單元狀態進行集中管理，實現電纜溝隱患信息動態監測，確保信息采集有效性。對各種隱患信息實時監測，可以實現針對性的電纜維護。逐步完善電纜的安全防控預警機制，實現對電纜及其運行的實時精細化管理。電纜溝實時綜合防控系統應具有拓撲結構 [2]。
2 電纜溝綜合防控系統方案
2.1 電纜隱患超前預控系統設計配電電纜溝地處市政道路人行道，由于存在安全隱患，不允許輻射低壓供電電源，制約了系統技術方案選擇，監測模塊能量采集與節能管理成為必須解決的問題。每年出現長期陰雨天氣，必須采取超低功耗設計，確保設備滿足續航時間要求。監控終端消耗3 ma，按五年消耗量計算為131.4 Ah，選用152 Ah/3.6 V 高能電池組，電池組成本合理。由10節鋰亞電池并聯組成，媒介電池正負極有反向保護二極管，將電池組設計為平板狀，控制板供電時帶有低電壓檢測功能，發出電池電壓低的報警信號及時更換電池組。
現場主機靠近環網柜，電源采用 PT 為主，較好地解決了供電問題。溝道外主機采用太陽能板供電，現場主機工號 1 W，深圳日照時間 5.2 h/d，太陽能最小功率選擇24/5.2× 1=4.6 W，選用6 W/12 V 太陽能電池板，蓄電池選用2.3 Ah/12 V 免維護電池 [3]。
電力設備為專業設備，具有很大的危險性，對安全性能提出較高的要求，門禁單元重點對電纜隧道門監測，為日后施工運行等相關工作提供便利 。電纜工井中易出現積水問題，對其進行實時監測，可以有效預防由于水災形成的電纜事故，水災監控預防單元可以自動監控，排除積水。鎧甲接地準確性對電纜運行安全十分重要，利用在線監測動態監測接地電流，確定影響因素，避免出現過電壓安全隱患。
2.2 電纜故障預防管理
安裝系統保證金屬外殼蓋板正常工作時可能發生接觸金屬部位，接地保護端子截面積不小于20 mm2，不能在接地回路上添加電感與電容等器件，輸入輸出接插線使用內徑不小于1.0 mm2的信號線，輸入數字信號幅度高水電平＞ 4.5 V，低電平＞ 0V ＜ .0.3 V[5]。
選擇電纜路徑需要考慮電纜過熱等多種影響因素，為避免電纜敷設集中性過大，需合理設置電纜敷設間隔，雙回路供電電纜路徑不得在同一路徑管道敷設，避免雙回路電纜造成損害。電纜頭制作人員要進行專業技術的評定，通過考核后持證上崗，對保質期中由于制作問題出現故障的人員取消工作資格，重新參與培訓考核通過后再次上崗 [5]。要落實電纜附件型號選擇， 保證電纜附件質量， 產品檢驗時要有生產廠商、施工單位等主體在場，根據裝箱清單詳細點檢產品，針對易受潮元件檢驗完成后立即密封。
2.3 電纜防盜應用
完成部分特定區域電纜防盜技術，運行中取得較好防盜效果。針對電纜選取原則，通信要求作出規定，確保設備安全穩定運行。結合技術特點，在電纜被盜高發路段應用電纜溝井蓋防盜技術及視頻監控技術對電纜溝運行狀況進行實時狀態監測，輔助后臺視頻監控等實現快速反應、快速處置的應急防控作業。
深圳氣候條件能保證設備正常運行，設備部件運行中未出現溫濕度故障。系統部件中太陽能電池板運行受光照影響大，深圳市年日照時數為2060h，太陽輻射量大，運行中光照滿足設備運行要求，但出現部分設備太陽能供電板供電不足情況，設備安裝時受條件限制周邊光照不足，設備配備高能電池續航能力不足，造成設備運行可靠性下降。系統綜合布放系統應用中，各監控模塊運行滿足電力部門運行要求，為保證系統各模塊安全運行，應用中對系統監測模塊運行環境及管理需求等方面進行實驗總結，為系統應用打下基礎。
3 結語
由于各種原因，電纜安全防控形勢嚴峻，必須加大電纜人防與技防力度，開展震蕩波實驗的技防手段取得良好效果，探索電纜實時綜合防控系統建設途徑，系統建設可以有效改善基層配電網電纜運行環境，有效監管非電力管線在電纜溝中的運行，防止電纜被盜等安全事故，產生顯著的經濟社會效益。電力電纜擔負著我國電力資源傳輸、分配及使用的重任，能否正常運行直接影響到經濟的發展以及人們的日常生活，因此必須要對其易發生的故障情況加以重視，加強施工環境控制，多方面提高電纜施工的整體水平，為我國電力事業的科學發展提供有力支持。
參考文獻
[1] 王輝 . 電纜隱患超前預控系統的運用 [J]. 自動化與儀器儀表， 2017（11）： 168-170.
[2] 劉馨宜 . 淺析電網客戶端常見安全風險及防控對策 [J]. 科技與創新，2014（22）： 58， 62.
[3] 張文濤 . 電纜及電纜溝實時綜合防控系統初探 [J]. 企業技術開發，2015， 34（29）： 15-16.
[4] 任艷霞，劉明光，史雪明 . 電力電纜故障探測方法探討 [J]. 電力科學與工程， 2008， 24（1）： 30-33.
[5] 楊孝志，陸巍，吳少雷，等 . 電力電纜故障定位技術與方法 [J]. 電力設備， 2007， 8（11）： 22-24.
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