广东翰新科技有限公司 郑礼科 广东珠海 519000
摘要：地下电缆是指与常见的架空线相比，常埋于地下的电缆，故又称地下电缆，电缆是由一根或多根相互绝缘的导体外包绝缘层和保护层制成，用于将电力或信息从一处传递到另一处的导线，进入现代社会后，由于城市用地紧张，交通压力大，市容建设等原因，大城市普遍采用地下电缆输电方式，相对于架空线，电缆具有占地小、输电可靠、抗干扰能力强等优点，近年来，地下电缆在输配电系统中的比重越来越大，但是在使用中时常受到外力破坏，电缆供电安全可靠的优势受到严重影响，因此，保障电缆供电不受外力破坏成为了电力运行部门急需解决的问题。
关键词：电缆；电力安全；防震系统；传感
现有技术存在以下问题：对于地下电缆隧道等电力管网的防损坏监控，想要通过日常巡线解决外力破坏的问题比较困难，现有技术难以实时监控每处电缆的具体情况，发生损坏时难以找到具体的位置。
一、电缆防外力破坏分布式振动传感防震系统的研究方向
1．建设思路。通过安装分布式振动传感装置，利用纤芯发生形变，导致纤芯长度和折射率发生变化，导致光缆中光波的相位发生变化，以解决难以实时监控和难以寻找具体位置的问题。
2．建设目标。系统建设完成后，期望达到如下目标效果：
当外界有振动或外力作用于传感光纤时，引起传感光纤中纤芯发生形变，导致纤芯长度和折射率发生变化，导致光缆中光波的相位发生变化，当光在光缆中传输时，会不断产生后向传输光，当外界有振动和外力挤压发生时，后向传输光的相位随之发生变化，这些携带外界振动信息的信号光，反射光纤振动信号测量主机时，经光学系统处理，将微弱的相位变化转换为光强变化，经光电转换和信号处理后，进入计算机进行数据分析，系统根据分析的结果，判断入侵事件的发生并发出警报，并根据后向传输光的到达时间即可通过光速计算出振动距离，确认入侵地点，有利于电力部门实时测量传输线路周围的振动情况，在实现传输线路防外力破坏预警的同时还可定位异常发生地点。
二、电缆防外力破坏分布式振动传感防震系统的技术解决方案
电缆防外力破坏分布式振动传感防震系统，包括监测终端、振动传感监测报警主机、光纤振动信号测量主机、传感光纤、防水箱、振动传感监测报警软件和主动式隔振防震层.传感光纤电性连接光纤振动信号测量主机，光纤振动信号测量主机电性连接振动传感监测报警主机，振动传感监测报警主机和光纤振动信号测量主机固定安装在防水箱内部，振动传感监测报警主机通过云数据与所述监测终端共享数据.具体为以下：
1. 光纤振动信号测量主机。用于接收外界振动信息的信号光，经光电转换和信号处理后，进入计算机进行数据分析。
2. 传感光纤和主动式隔振防震层。传感光纤内固定安装纤芯，纤芯左端连接末端传感单元，纤芯右端连接前端传感单元。传感光纤外侧设有主动式隔振防震层，主动式隔振防震层为软框蜂巢结构。
3. 振动传感监测报警主机。振动传感监测报警主机通过云数据与监测终端共享数据，监测终端引进所述振动传感监测报警软件，振动传感监测报警软件控制光纤振动信号测量主机和振动传感监测报警主机,振动传感监测报警主机用于实时监测和报警,。
4. 模数转换电路。模数转换电路可以利用多通道模数转换电路进行替代, 振动传感器、 噪声传感器通过多通道模数转换电路将振动幅值和噪声幅值输出到处理器.
三、电缆防外力破坏分布式振动传感防震系统的技术亮点
系统根据分析的结果，判断入侵事件的发生并发出警报，并根据后向传输光的到达时间即可通过光速计算出振动距离，确认入侵地点，有利于电力部门实时测量传输线路周围的振动情况，在实现传输线路防外力破坏预警的同时还可定位异常发生地点并且可以起到主动防震的作用。无需人工实时进行现场监测电力电缆，就可以知道即将或者已经受到破坏的电力电缆的具体位置，从而节省了电力电缆维护的成本，提高工作人员的工作效率。
1. 外力破坏监测装置：对地域的振动、噪声进行监测，且当地域的振动幅值超出预设振动幅值、且噪声幅值超出预设噪声幅值时输出外力破坏预警信息和地域的环境地理信息的信号输出端；。
2.光学警报系统处理：当外界有振动或外力作用于传感光纤时,独立使用，光缆中光波的相位发生变化，当光在光缆中传输时，会不断产生后向传输光，当外界有振动和外力挤压发生时，后向传输光的相位随之发生变化，这些携带外界振动信息的信号光，反射光纤振动信号测量主机时，经光学系统处理，将微弱的相位变化转换为光强变化，经光电转换和信号处理后，进入计算机进行数据分析，系统根据分析的结果，判断入侵事件的发生并发出警报。
3.主动式隔振防震层：传感器感应到震动平率高的时候，启动电缆外面的主动式隔振防震层，主动式隔振防震层可以保护电缆，分散振力。
4.定制与集成：整个系统全自主研发，支持后期的定制开发满足个性化需求，同时支持开放接口或者数据协议与第三方软硬件设备进行数据同步或者功能共享。
四、电缆防外力破坏分布式振动传感防震系统的功能
后方管理人员通过PC端，打开监控系统，登录验证后可进行电缆状态的监控、周边区域的监控、预警信息等功能。
1预警监测平台
通过远程通讯方式将所述外力破坏预警信息和所述环境地理信息传送到所述预警监测平台，根据传输装置发送的外力破坏预警信息和环境地理信息向值班人员发出预警，并根据值班人员的操作命令向传输装置发送警示命令。
2 区域监控平台
外力破坏监测装置设置于电力电缆的所处地域，用于对地域的振动、噪声进行监测，且设置有当地域的振动幅值超出预设振动幅值、且噪声幅值超出预设噪声幅值时输出外力破坏预警信息和地域的环境地理信息的信号输出端。
结语
总之，随着城市建设的发展，现代城市要求地上空间无电力电缆线路，电力电缆入地成为唯一的选择。但电力电缆运行维护与城市建设部门互相工作衔接漏洞导致在道路改造、地铁施工和各种市政工程建设施工过程中造成电力电缆毁坏的事故频频发生，严重危及电网安全和人民财产安全。通过对近年来高压电力电缆事故的统计分析，发现外力破坏是造成电力电缆故障的主要原因。因此，如何在电力电缆遭受到破坏之前及时发现，以便及时制止正在发生的破坏活动就成为重要的研究课题。建设智能电缆监控与监控预警系统的意义和必要性，在业内大家也早已经形成共识，也必将为电力生产企业带来更大的效益。
[1]田国锋,符奥,杨振田,等.城区电力电缆防外力破坏探讨[J].山东电力技术,2014,(4).
[2]化晨冰,张铂雅,刘学强.配电线路防外力破坏典型措施[J].自动化应用,2013,(5).
[3]唐晓宁,潘生国,尚凌智,等.输电线路主动预警式防外力破坏监控系统研究[J].湖北电力,2016,(3).41-44.
[4]杨力,朱海波,黄静.输电线路防外力破坏激光预警系统的研制[J].电子技术与软件工程,2017,(7).168-170.
[5]常鹏. 电力系统变电运维安全管理与设备维护[J]. 电力系统装备，2021,(5)：176-177.
[6]黄金.解析配电系统电力电缆外力破坏防护[J].中国战略新兴产业,2017,(42):212.