高速公路電力電纜防盜技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展

何蓉麗　陳　鵬

摘要:最近幾年來，高速公路電力電纜被盜現(xiàn)象非常嚴(yán)重，一方面造成重大的經(jīng)濟損失，更重要的是嚴(yán)重影響設(shè)備的正常運行，給高速公路營運安全構(gòu)成威脅。高速公路相關(guān)管理部門均在尋求積極的方式防止電力電纜被人盜割。本文以江蘇省高速公路為研究對象，分析電纜防盜的現(xiàn)狀，解決方式及發(fā)展方向，給管理部門及設(shè)計單位一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞:高速公路;電力電纜;防盜

1高速公路電力電纜被盜割的現(xiàn)狀

江蘇省寧宿徐高速公路宿遷境內(nèi)自2006年以來電力電纜多次發(fā)生被盜現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計，先后共發(fā)生10多起。靳橋至宿遷西先后發(fā)生5起，被盜1596米；靳橋至泗洪先后發(fā)生6起，被盜1403米。嚴(yán)重破壞了監(jiān)控、通訊系統(tǒng)的正常運行，影響到各類警示信息的及時發(fā)布，給過往車輛安全行車帶來隱患。

重慶某高速公路在還沒有完全通車的情況下，被盜電纜達1500米，這些電纜主要用于保障路況情報板、限速標(biāo)識、重要立交橋梁、洞口的監(jiān)控設(shè)備以及監(jiān)控車流速度的車監(jiān)器等外場設(shè)備正常工作，被盜以后幾乎所有電子設(shè)備成了“睜眼瞎”。

2008年5月份以來湖南省高速公路被盜割電纜10余起，直接經(jīng)濟損失達300多萬元。

江蘇南京機場高速公路于2005年初實現(xiàn)了全線亮化，路燈照明線纜采用穿管（PVC/HDPE）敷設(shè)，投入使用后，電纜被盜現(xiàn)象較為嚴(yán)重，作為市區(qū)通向機場的主要交通要道，在全市快速交通中處于十分重要的地位，由于作案人員對公路周圍地形的熟悉，經(jīng)常利用公路兩旁的綠化環(huán)境作為隱蔽場所，作案時間較短，作案手法熟練，很難及時發(fā)現(xiàn)，嚴(yán)重影響高速公路的正常運行與管理，造成國家財產(chǎn)的重大損失，給高速公路車輛的運行造成巨大的安全隱患。經(jīng)對現(xiàn)場電力電纜被盜情況進行分析，被盜大致有以下4種情況：

（1）偷盜者砸壞電纜井將電纜抽走。

（2）撬壞燈桿配電門將電纜抽走。

（3）鋸開橋頭電纜保護管將電纜抽走。

（4）挖出直埋電纜截斷盜走。

2高速公路電力電纜防盜技術(shù)的現(xiàn)狀

2.1用于電纜防盜割的方法

用于電纜防盜割的方法一般有以下幾種:

2.1.1 專業(yè)值守人員進行值守巡查。

交巡警、路政和地方公安部門加強巡邏，在經(jīng)常被盜的地段采取24小時輪班蹲點的方式守候，給作案人員達到警示目的，同時對被盜路段作出快速響應(yīng)，將損失降至最低。此種方式消耗人力物力，由于高速公路距離較長，電纜被盜又存在偶然性，所以收效甚微。

2.1.2 采用土建施工工藝來達到防盜目的。

在電纜埋設(shè)時將其直埋、深埋、封堵等敷設(shè)方式和施工工藝結(jié)合起來，同時也可以將供電電纜管道采用整體或局部混凝土包封方式，電纜井井蓋也采用混凝土封堵，可起到很好的防盜作用。對于改造工程，局部混凝土包封也能起到很好的防盜效果。此種方式工程量比較大,成本高,在有效防盜的同時也對日常的檢修維護帶來不便。

2.1.3 “科技防盜”手段。

在不影響高速公路電力電纜正常敷設(shè)的情況下，通過額外裝設(shè)電纜防盜報警裝置、報警儀器、監(jiān)控設(shè)備等技術(shù)手段，當(dāng)電纜被盜剪時,儀器發(fā)出報警信號通知有關(guān)人員及時抓獲犯罪分子,有效起到電纜防盜作用。目前電纜防盜報警裝置市面上已經(jīng)出現(xiàn)多種形式，雖報警原理各不相同，但主要表現(xiàn)為兩方面，一是防盜報警信號的采集，二是報警信號的傳輸通道。報警信號的采集方式主要有電壓電流檢測、電容探測、電力線載波檢測等。信號傳輸通道主要有有線、無線、有線無線配合使用。無線主要為微波、紅外等，有線主要有同軸電纜、光纜等。以上種種方式都有各自的優(yōu)缺點，以漏電電流檢測、電力線載波檢測為例:

2.1.3.1 漏電電流檢測法

采用檢測漏電方式進行監(jiān)測，主要原理是將一路段的三相四線電纜同時穿過互感器進行檢測，正常值應(yīng)為一初始漏電值，這個值基本固定。同時在該路末端人為使其火線與地之間產(chǎn)生漏電，則其檢測的值應(yīng)超過原先的初始值。所以一旦檢測值恢復(fù)到正常，則認(rèn)為電纜被盜隨即報警。這種方式根據(jù)其原理在理想狀態(tài)是可行的，但實際操作中有很多問題，主要表現(xiàn)如下：

檢測初始值難以確定，由于線路老化或是在鋪設(shè)線路時有損傷，線路的漏電情況或多或少都會存在，而且根據(jù)天氣情況（潮濕或干燥）還會有所變化，或者安裝時沒有漏電，時間久了發(fā)生了漏電，所以這個特定值很難確定，往往是安裝初期報警較多，結(jié)果調(diào)高初始值后電纜被盜時又不報警，和實際效果相差甚遠。如果用于燈桿供電等場所，由于高速公路照明是分時段控制開啟，白天無電狀態(tài)斷線時還無法進行報警。同時末端燈桿存在漏電現(xiàn)象是一安全隱患，一旦發(fā)生安全事故得不償失。

2.1.3.2 電力線載波檢測法

低壓電力線載波通信是指利用已有的低壓配電網(wǎng)作為傳輸媒介,實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞和信息交換的一種技術(shù)。

電力線載波的技術(shù)考慮的是利用電力電纜線作為出傳播信號的良好載體，簡單地說，就是利用電力電纜線，在傳送電力的同時，又可傳送弱電信號，這樣就無需鋪設(shè)信號電纜。高速公路的供電是主要由專用的電力變壓器供給的，不作其他用途，電力線上的雜波或干擾比較少，因此電力載波是一種可靠又經(jīng)濟的方法。

電力線載波檢測用于電纜防盜割的基本工作原理表現(xiàn)為4種方式：

在正常供電狀態(tài)時，主機檢測出有電信號，同時發(fā)出載波信號；如果分機也有電，也收到載波信號，并且發(fā)出正?；卮鹦盘?，此時不發(fā)出報警信號，線路工作正常。

在正常停電狀態(tài)下，主機檢測出缺電信號，轉(zhuǎn)由電池供電，發(fā)送端發(fā)出載波信號，由于線路在停電狀態(tài)下，接受端也轉(zhuǎn)由電池供電，開始接收載波信號，如果線路未斷，表明線路通暢，每隔一段時間發(fā)一組載波信號，如果線路正常，將有正常應(yīng)答信號，此時也不發(fā)報警信號。

在正常供電狀態(tài)下，如出現(xiàn)斷線或被盜割，有正常供電并發(fā)送載波信號，接收端停電轉(zhuǎn)由電池供電，分機處于載波信號接收狀態(tài)，由于定時發(fā)送載波信號，而接收端收不到載波信號，故不能發(fā)送正?；卮鹦盘?，此時可以認(rèn)為電力線路發(fā)生異常中斷。

在停電狀態(tài)下，如出現(xiàn)斷線或被盜割，發(fā)送載波信號，由于中途電線已斷，電力線載波通信信道不通，接收端因缺電而轉(zhuǎn)入接收狀態(tài)，由于收不到載波信號，分機繼電器動作發(fā)出報警信號。可以認(rèn)為此段電力線路異常中斷。

根據(jù)沿途設(shè)置的第幾個報警分機發(fā)生報警則可以推斷出報警處距離起始點的距離，準(zhǔn)確定位后，可以通知相關(guān)管理人員盡快解決。

當(dāng)然電力線載波檢測目前也存在很多局限性：

電力線載波的通信距離受到很多因數(shù)的限制，配電變壓器的阻隔；同時電力線上存在的高噪聲.電力線上接有各種各樣的電力設(shè)備,阻性的、容性的、感性的, 有大功率的、小功率的.各種設(shè)備的頻繁開閉,就會帶來各種噪聲干擾,通訊距離會相當(dāng)短.

斷電期間電纜被盜通過電力線載波技術(shù)雖然可以檢測報警，但是末端一般需加裝鋰電池才能在斷電期間通過鋰電池供電完成正常電力載波通訊。但由于鋰電池充放電壽命較短，頻繁的充放電直接影響電池壽命，給管理部門的后期維護成本和虛警數(shù)量帶來很多不便。

2.2 電纜防盜技術(shù)在江蘇高速公路的應(yīng)用

目前江蘇高速公路還是普遍采用加強巡邏、監(jiān)管等傳統(tǒng)方式，雖然消耗人力物力，但也取得一定的效果，給作案人員一定的警示作用，但是某些地區(qū)電纜被偷盜現(xiàn)象還是相當(dāng)猖獗，特別在全線照明的高速公路路段，比如南京機場高速公路，一直是小偷光顧的目標(biāo)，因此管理部門在2005年對機場高速實施全線照明的時候就充分考慮在新增照明路段實施電力電纜防盜措施，2006年又對原有照明路段實施電力電纜防盜改造措施。兩階段均采用了土建施工工藝加固的方式來達到電纜防盜的目的。但加固方式還是有所區(qū)別：

新建照明路段，全長15.64公里，其中通道22處，橋梁段共536米，照明分10個區(qū)段，2個區(qū)段間隔40米，共360米，那么照明新增設(shè)路段中需做包封處理的路段共14.53公里。包封解決方案是在采用C30混凝土將照明電源管道及照明控制管道包封，包封橫斷面300×300，并在2個路燈管道的中間加設(shè)1個凈空300×300×300的中間過渡手孔，過渡手孔處的電纜上加電纜卡子，保證卡子不松開，電纜無法拉出，管線敷設(shè)完成后，將井蓋用混凝土包封，達到防盜目的，如上、下圖：

原有照明路段，由于當(dāng)初照明設(shè)計時為了方便運行維護，沒有想到同時方便了瘋狂的電纜偷盜者，為此機場路的管理維護人員為電纜被盜后的恢復(fù)運行付出了很大的代價，根據(jù)業(yè)主的要求，電纜敷設(shè)考慮永久性的固定方案，直接用混凝土對電纜包封，為降低工程成本，分析沿線各種敷設(shè)方式后，提出包封方案：

該方案主要思想為按燈桿間距逐段開挖，將原電纜管線挖出，并保證管下掏空不小于100mm，間隔包封，包封段待開挖好后，先將原PVC保護管破開剝除，再用C20混凝土包封，包封混凝土達到一定強度后進行回填。通過這種方式達到了防盜目的。

近年來，隨著電子科技的不斷發(fā)展，智能型的電纜防盜報警器也在江蘇高速公路的電纜防盜技術(shù)中得到應(yīng)用，京滬高速公路江蘇段已經(jīng)推廣使用了電纜防盜報警器，無論白天黑夜，在高速公路沿線一旦發(fā)生電纜被盜割斷情況，能夠在2秒鐘內(nèi)聲光報警，30秒內(nèi)語音自動撥號報警，投入使用后，共報警二十余次，起到很好的防盜作用，經(jīng)核實，這種防盜報警器還是一位普通的收費站員工發(fā)明，并獲得國家專利，有機會向全國推廣，此種電纜防盜報警器的使用也填補了江蘇省內(nèi)高速公路電纜防盜快速預(yù)警設(shè)備的空白。

3高速公路電力電纜防盜技術(shù)的未來與發(fā)展

科技的發(fā)展決定著電纜防盜技術(shù)朝著智能化方向邁進，在常規(guī)的電纜直埋，深埋、封堵、混凝土包封等敷設(shè)方式和施工工藝的基礎(chǔ)上，高科技的防盜手段必然成為未來的發(fā)展趨勢，不管如何發(fā)展，理想的電纜防盜自動報警裝置應(yīng)該具備以下幾個條件：

（1）斷電時防盜報警方案要求末端為無需任何形式的電源。

（2）防盜報警方案應(yīng)該與線路長度無關(guān)。

（3）防盜報警方案應(yīng)該與供電狀態(tài)無關(guān)。

（4）末端設(shè)備等應(yīng)具備防雷等多種防護措施。

（5）防盜報警系統(tǒng)應(yīng)該相對穩(wěn)定，防止虛警發(fā)生。

近年來，多種型號的電纜防盜報警器已經(jīng)在多個廠家生產(chǎn)，姑且不論實際的使用情況到底如何，可以肯定的是隨著時間的推移，電纜防盜技術(shù)將會得到不斷的改進和完善。其次低壓電力線載波技術(shù)用于電纜防盜割報警系統(tǒng)，目前感覺技術(shù)不很成熟、也沒有廣泛接受的產(chǎn)品,但縱觀國外低壓電力線載波技術(shù)，已經(jīng)相對成熟，應(yīng)用也非常廣泛，除了用于電纜防盜報警系統(tǒng)外，還廣泛應(yīng)用于電力、鐵路、路燈監(jiān)控系統(tǒng)、自動抄表(水、電、氣)系統(tǒng)、智能小區(qū)、智能大廈和家庭自動化系統(tǒng)等，因此電力線載波檢測法有其發(fā)展?jié)摿Γ隧椉夹g(shù)在高速公路電纜防盜中會得到廣泛應(yīng)用，同時高速公路電纜防盜技術(shù)也會推動市政道路等領(lǐng)域的應(yīng)用。