路燈電纜防盜設備的功能測試

沈章堯

（杭州市電力局，杭州 310012）

路燈電纜被盜事件的發生會給電力企業造成經濟損失，社會影響也很大，電纜的防盜報警產品應運而生。目前市場的防盜報警產品有多種形式，使用效果也各不相同。由于缺乏統一的標準和檢測手段，無法確認什么樣的產品才是真正適用的產品。

有些城市的路燈電纜防盜系統投資很大，結果卻因為誤報過于嚴重而處于癱瘓狀態。筆者認為，對于防盜產品要有一個好的檢測手段，只有通過檢測的產品才能真正起到作用。

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

1 防盜報警產品的檢測原理

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

（1）測電流法。在電纜的末端與大地之間施加一個額外的檢測電流，然后在開關箱中檢測這個電流，一旦電纜被剪斷則該電流消失，觸發報警。由于末端是在露天的條件下，受風沙、日照、雨水等侵襲，工作會非常不穩定。

（2）測工作電流法。在電纜通電的情況下，測量正常工作時的電纜電流，如果這個電流突然變小則認為電纜被盜，觸發報警。這個方法在路燈中長期運行也有問題。一是如果路燈具有補償電容，那么當燈滅時總電流可能會變大，根本無法識別；二是如果某電纜上有50盞路燈，如果最后一個燈桿斷線，則電流變化太小而無法識別；三是供電電壓的波動不可預知，要加入各種參數補償。

（3）測直流阻抗法，僅用于電纜斷電的情況。因為路燈上大量使用高壓鈉燈，在50 V以下處于直流斷路的狀態，因此可以在電纜的末端連接一個直流負載，然后在開關箱內檢測這個直流負載。但是由于電纜埋在地下，長期受雨水侵襲，其直流阻抗并非無窮大，而且會隨著季節、溫度而變化，有時甚至呈現直流斷路狀態，而亮燈后再斷電又恢復正常（電纜接頭浸在潮濕的土壤中，通電后土壤發熱直至烤干，于是漏電消失），導致系統失常，誤報率高。

（4）電力載波法。這是使用得較多的方法。現在出現了很多種電力載波的路燈電纜防盜文獻、專利、產品。但路燈電纜上有大量的補償電容，使得電力載波信號隨著通訊距離成指數規律衰減，因此通訊可靠性低，誤報嚴重。

2 防盜報警設備的測試

由上可見，幾種防盜檢測技術都有其優缺點，這些路燈電纜防盜產品在應用前，都有必要進行產品的功能測試。

圖1為電纜防盜報警產品的檢測線路。模擬電路可對只在開關箱中安裝1臺主機，或主機安裝在開關箱中而末端安裝在電纜末尾的產品進行功能測試。

圖1 電纜防盜報警產品測試線路圖

2.1 測試原理

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。

（2）接觸器斷開（滅燈）情況下偷盜與恢復。

（3）單盞燈故障情況下偷盜與恢復。

（4）電纜漏電情況下偷盜與恢復。

（5）半夜燈情況下偷盜與恢復。

圖1中每個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高壓鈉燈的補償電容。圖1中模擬了一根電纜上有10盞燈的情況。此時該電纜的總電流大約是40 A。空氣開關K1模擬燈光控制的接觸器；K2模擬電纜斷開的情況；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，包括鎮流器、觸發器、光源以及補償電容；圖中虛框有10級，模擬10個燈桿，接線時不能散亂，電纜線不能有交叉或重疊，每個模擬路燈之間必須有明顯的間隔。因為有些電力載波通訊模塊很敏感，可以通過凌亂的電纜線之間的分布電容直接耦合，而實際線路不會有這種耦合存在，所以模擬的接線必須清晰明了，間隔明顯。

2.2 通電狀態下的性能測試

（1）正常工作。 合上 K1， K2， K3， 斷開 K4，K5，此時主機應判斷電纜連接正常。對于采用電力載波通訊原理的設備，主機和末端之間要經過很多級的衰減，很可能會使通訊失敗。因此該狀態要保持10 min以上，以確認主機在正常工作。

（2）偷盜報警。在正常工作狀態下斷開K2，主機應立刻檢測到報警，從斷開K2到主機發送出報警信息的時間間隔就是報警延遲。這個時間越短越好，但是太短容易引發誤報。報警后再合上K2，此后主機應該撤銷報警。

（3）電流突變時誤報測試。在正常工作狀態下斷開K3模擬有燈自熄，5 min后再合上K3，然后等待5 min。此過程中電纜的電流會突變，可以驗證主機是否會誤報警。

2.3 斷電狀態下的性能測試

（1）正常工作。 合上 K2， K3，斷開 K1，K4，K5，此時主機應判斷電纜連接正常。正常工作要保持10 min以上，以確認主機在正常工作。

（2）偷盜報警。在正常工作狀態下斷開K2，主機應立刻檢測到報警。報警后再合上K2，此后主機應該撤銷報警。

（3）電纜特性變化時誤報測試。在正常工作狀態下合上K4并保持5 min，然后斷開K4再保持5 min，此過程模擬電纜受潮或線路故障的情況。主機應不報警，但有些產品可能會發送出線路故障的信息。

2.4 通電、斷電轉換試驗

有些電纜防盜產品在開、關燈時容易發生誤報警，因此有必要增加這個測試項目。

當K2閉合時，反復閉合、斷開K1，間隔5 min，重復3次，主機應無誤報警；當K2斷開時，反復閉合、斷開K1，間隔5 min，重復3次，主機應無誤恢復。

在實際路燈線路中情況更加復雜，因為路燈剛開燈時鈉燈需要5 min預熱，在此過程中電纜中電流變化比較大，可能導致報警設備誤動作。如果產品不能通過這個測試，那到現場后問題會更多。

2.5 半夜燈試驗

半夜燈是指當一根電纜中至少有一相斷電、一相通電時，無電的電纜末端會有低壓存在。其原理可以參見圖2，在供電端，A相對地220 V，零線對地0 V；到了末端，A相對地210 V，零線對地10 V。因此B相和零線之間就有電壓10 V，實際上由于補償電容和電纜電阻的存在，這個電壓還要高一些。實際測量值在0～30 V，可能會使防盜系統無法正常工作，因此把試驗閥值設定在36 V。

圖2 半夜燈狀態下無電電纜末端耦合的電壓

當閉合K2，K5，斷開其它空開，則電纜會經過電容分壓得到36 V的電壓。此時防盜主機應該正常工作；斷開K2，電纜應該發出報警信息；再閉合K2，電纜報警恢復。

3 結語

路燈電纜防盜報警產品的需求在增長，而產品沒有統一的國家標準或者行業標準，有些低劣的產品充斥市場，安裝后根本無法使用。因此有必要對路燈電纜防盜產品進行功能性測試和驗證。另外，還有如下建議：

（1）對于使用電力載波通信的設備，要具有通信信號強度指示，就像手機信號強度指示一樣，這樣才能做到隨時監控。否則，有些產品安裝好后其實就是處于臨界狀態，以后的誤報情況會很嚴重。

（2）建議不要使用利用地線通信的產品，不要使用人為制造漏電的產品。

（3）推薦使用具有完善的故障檢測的產品，例如保險絲斷、缺相等功能，因為現場的情況負雜，有些報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工作量。

（4）設備必須符合常規要求，例如浪涌、耐壓、漏電流等應滿足運行要求。這些在國標中都有，可以請廠家出示檢驗報告。

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