高压输电电力电缆.pdf

本发明公开了一种高压输电电力电缆，包括四根线芯、绝缘层、屏蔽层、保护层；所述的线芯形状完全相同，截面均是90度扇形，四根线芯恰好组成一个圆，每根线芯的外表面均设置绝缘层；四根线芯组成的圆的外表面也设置绝缘层，绝缘层的外面设置屏蔽层，屏蔽层的外面设置保护层；还包括第一导线、第二导线、第三导线；所述的第一导线、第二导线、第三导线两两相切；所述的第一导线、第二导线、第三导线设置于保护层内；所述的第一导线、第二导线、第三导线分别与线芯平行；本发明提供的高压输电电力电缆，当盗贼盗窃电力电缆防护层的那一刻就能够立马知道盗窃的地点，并且线芯的空间利用率很高。

权利要求书1.  高压输电电力电缆，其特征在于，包括四根线芯、绝缘层、屏蔽层、保 护层；所述的线芯形状完全相同，截面均是90度扇形，四根线芯恰好组成一个 圆，每根线芯的外表面均设置绝缘层；四根线芯组成的圆的外表面也设置绝缘层， 绝缘层的外面设置屏蔽层，屏蔽层的外面设置保护层； 还包括第一导线、第二导线、第三导线；所述的第一导线、第二导线、第三 导线的外径两两相切；所述的第一导线、第二导线、第三导线设置于保护层内； 所述的第一导线、第二导线、第三导线分别与线芯平行； 还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一AD单元、第二AD单元、第 三AD单元、控制器、显示单元、报警单元、第一直流电源、第二直流电源； 所述的第一导线的左端电连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端电连接第 一直流电源的正接线端，第一直流电源的负接线端电连接第二电阻的一端，第二 电阻的另一端电连接第二导线的左端； 第一直流电源的负接线端同时电连接第二直流电源的正接线端；第二直流电 源的负接线端电连接第三电阻的一端，第三电阻的另一端电连接第三导线的左 端； 所述的第一导线、第二导线、第三导线的右端相互之间不接触，并且均设置 有绝缘保护套； 第一AD单元将第一电阻两端的电压信号输入到控制器； 第二AD单元将第二电阻两端的电压信号输入到控制器； 第三AD单元将第三电阻两端的电压信号输入到控制器； 显示单元的输入端与控制器的显示信号输出端口相连； 报警单元的输入端与控制器的报警信号输出端口相连。 2.  根据权利要求1所述的高压输电电力电缆，其特征在于，所述的第一电 阻、第二电阻和第三电阻的阻值相等。 3.  根据权利要求2所述的高压输电电力电缆，其特征在于，所述的第一电 阻、第二电阻和第三电阻的阻值均为1欧姆。 4.  根据权利要求1所述的高压输电电力电缆，其特征在于，所述的第一导 线、第二导线和第三导线的外径相等，并且绝缘层厚度均小于3mm。 5.  根据权利要求4所述的高压输电电力电缆，其特征在于，所述的第一导 线、第二导线和第三导线的绝缘层厚度均为1mm。 6.  根据权利要求1所述的高压输电电力电缆，其特征在于，所述的第一直 流电源与第二直流电源的电压相等。 7.  根据权利要求1所述的高压输电电力电缆，其特征在于，所述的控制器 采用AT89S52单片机实现。 8.  根据权利要求1所述的高压输电电力电缆，其特征在于，所述的显示单 元采用LCD1864显示屏。 9.  根据权利要求1所述的高压输电电力电缆，其特征在于，所述的报警单 元采用蜂鸣器报警。 10.  根据权利要求1所述的高压输电电力电缆，其特征在于，所述的第一 AD单元、第二AD单元、第三AD单元均采用ADC0809芯片。

说明书高压输电电力电缆
技术领域
本发明涉及一种高压输电电力电缆，属于高压输电技术领域。
背景技术
随着国民经济的快速发展，作为国民经济主动脉的电力电缆的用量和使用范 围越来越大。电力电缆是用于传输和分配电能的电缆。常用于城市地下电网、发 电站的引出线路、工矿企业的内部供电及过江、过海的水下输电线。在电力线路 中，电力电缆所占的比重正逐渐增加。电力电缆是在电力系统的主干线路中用以 传输和分配大功率电能的电缆产品，其中包括1-500KV以及以上各种电压等级， 各种绝缘的电力电缆。
电力电缆的基本结构由线芯(导体)、绝缘层、屏蔽层和保护层四部分组成。 线芯是电力电缆的导电部分，用来输送电能，是电力电缆的主要部分。绝缘层是 将线芯与大地以及不同相的线芯间在电气上彼此隔离，保证电能输送，是电力电 缆结构中不可缺少的组成部分。屏蔽层，因为电力线缆通过的电流比较大，电流 周围会产生磁场，为了不影响别的元件，所以加屏蔽层可以把这种电磁场屏蔽在 电缆内。保护层的作用是保护电力电缆免受外界杂质和水分的侵入，以及防止外 力直接损坏电力电缆。
电力电缆从结构上可划分为线芯和防护层(防护层指绝缘层、屏蔽层和保护 层)两大部分，位于最里层的线芯用于传输电能，裹在线芯外的防护层具有多层 结构，分别实现屏蔽、绝缘、防外力破坏等功能。在高压及以上输、配电网，由 于电压较高，盗窃带电电缆常会导致盗窃者伤亡，因此，现在盗贼盗窃电力线路 都不是冲着导线的铜材而来，近一年来出现了多起10kV电力电缆防护层被盗事 件。由于电缆敷设隐蔽，且没有设置监防系统，故电缆防护层被盗没有造成停电 及短路事故的不易被发现，但是留下了很大的安全隐患。有的电缆防护层被盗后， 虽然暂时没有发生停电或人员伤亡事故，但电缆绝缘防护等级大幅下降，操作过 电压、雷电过电压、谐波过电压、人员踩踏、鼠咬，都将触发短路，某一相短路 爆炸，往往引发同沟敷设的多条馈电线路同时短路，造成大面积停电，由此可见， 盗贼已给电力系统埋下了多处严重的安全隐患。由于多条防护层被盗后的电缆埋 藏在地下，电力部门至今没有专门的设备监测电缆的安全情况，无法得知电力电 缆的防护层被破坏，从而不能及时采取补救措施，使电力系统和周边人员及环境 的安全受到严重威胁。
通过以上的描述，可以发现针对盗贼在盗窃电力电缆防护层的时候就能够立 刻发现并且定位到盗窃的地方是非常值得研究的课题。
现有的四芯电力电缆的线芯空间利用率不高，导致整个电力电缆的直径非常 粗。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：第一，盗贼盗窃高压输电电力电缆的防护层 时很难被发现，给输电线路留下了很大的安全隐患，目前还不能在盗贼盗窃高压 输电电力电缆防护层的时候就立刻发现盗窃地点。第二，现有的四芯电力电缆 的线芯空间利用率不高，导致整个电力电缆的直径非常粗。
为了实现解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案是：高压输电电力电 缆，其特征在于，包括四根线芯、绝缘层、屏蔽层、保护层；所述的线芯形状完 全相同，截面均是90度扇形，四根线芯恰好组成一个圆，每根线芯的外表面均 设置绝缘层；四根线芯组成的圆的外表面也设置绝缘层，绝缘层的外面设置屏蔽 层，屏蔽层的外面设置保护层；
还包括第一导线、第二导线、第三导线；所述的第一导线、第二导线、第三 导线的外径两两相切；所述的第一导线、第二导线、第三导线设置于保护层内； 所述的第一导线、第二导线、第三导线分别与线芯平行；
还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一AD单元、第二AD单元、第 三AD单元、控制器、显示单元、报警单元、第一直流电源、第二直流电源；
所述的第一导线的左端电连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端电连接第 一直流电源的正接线端，第一直流电源的负接线端电连接第二电阻的一端，第二 电阻的另一端电连接第二导线的左端；
第一直流电源的负接线端同时电连接第二直流电源的正接线端；第二直流电 源的负接线端电连接第三电阻的一端，第三电阻的另一端电连接第三导线的左 端；
所述的第一导线、第二导线、第三导线的右端相互之间不接触，并且均设置 有绝缘保护套；
第一AD单元将第一电阻两端的电压信号输入到控制器；
第二AD单元将第二电阻两端的电压信号输入到控制器；
第三AD单元将第三电阻两端的电压信号输入到控制器；
显示单元的输入端与控制器的显示信号输出端口相连；
报警单元的输入端与控制器的报警信号输出端口相连。
进一步，所述的第一电阻、第二电阻和第三电阻的阻值相等。
进一步，所述的第一电阻、第二电阻和第三电阻的阻值均为1欧姆。
进一步，所述的第一导线、第二导线和第三导线的外径相等，并且绝缘层厚 度均小于3mm。
进一步，所述的第一导线、第二导线和第三导线的绝缘层厚度均为1mm。
进一步，所述的第一直流电源与第二直流电源的电压相等，从而便于分析计 算盗窃点。
进一步，所述的控制器采用AT89S52单片机实现。
进一步，所述的显示单元采用LCD1864显示屏，将控制器计算出来的盗窃点 显示出来。
进一步，所述的报警单元采用蜂鸣器报警。这样能够通过声音提醒有盗贼在 盗窃电力电缆。
进一步，所述的第一AD单元、第二AD单元、第三AD单元均采用ADC0809 芯片。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明提供的高压输电电力电缆， 当盗贼盗窃电力电缆防护层的那一刻就能够立马知道盗窃的地点，有效的保护了 输电线路的安全；同时，因为盗贼想盗窃线芯的话，必须先破坏保护层，所以本 发明的电力电缆也有效防止了盗贼盗窃电力电缆线芯，并且在尚未形成闭合回路 时不消耗电能。同时，本发明的四芯电力电缆的线芯空间利用率高，整个电力电 缆的直径非常细。其中一根线芯备用，当出现断路时使用。
附图说明
图1是本发明高压输电电力电缆的结构示意图。
其中，1是线芯；2是绝缘层；3是屏蔽层；4是保护层。
图2是保护层中三根导线相切示意图。
其中，5是第一导线；6是第二导线；7是第三导线；8是保护层。
图3是本发明涉及的盗窃点实时监测电路原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对发明做进一步详细描述。
参照图1、2、3，高压输电电力电缆，其特征在于，包括四根线芯、绝缘 层、屏蔽层、保护层；所述的线芯形状完全相同，截面均是90度扇形，四根线 芯恰好组成一个圆，每根线芯的外表面均设置绝缘层；四根线芯组成的圆的外表 面也设置绝缘层，绝缘层的外面设置屏蔽层，屏蔽层的外面设置保护层； 还包括第一导线、第二导线、第三导线；所述的第一导线、第二导线、第三导线 的外径两两相切；所述的第一导线、第二导线、第三导线设置于保护层内；所述 的第一导线、第二导线、第三导线分别与线芯平行；还包括第一电阻、第二电阻、 第三电阻、第一AD单元、第二AD单元、第三AD单元、控制器、显示单元、 报警单元、第一直流电源、第二直流电源；所述的第一导线的左端电连接第一电 阻的一端，第一电阻的另一端电连接第一直流电源的正接线端，第一直流电源的 负接线端电连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端电连接第二导线的左端；第 一直流电源的负接线端同时电连接第二直流电源的正接线端；第二直流电源的负 接线端电连接第三电阻的一端，第三电阻的另一端电连接第三导线的左端；所述 的第一导线、第二导线、第三导线的右端相互之间不接触，并且均设置有绝缘保 护套；第一AD单元将第一电阻两端的电压信号输入到控制器；第二AD单元将 第二电阻两端的电压信号输入到控制器；第三AD单元将第三电阻两端的电压信 号输入到控制器；显示单元的输入端与控制器的显示信号输出端口相连；报警单 元的输入端与控制器的报警信号输出端口相连。
其中，所述的控制器采用AT89S52单片机实现。所述的显示单元采用LCD1864 显示屏，所述的报警单元采用蜂鸣器报警，这样能够通过声音提醒有盗贼在盗窃 电力电缆，并且将计算出来的盗窃地点通过LCD1864显示屏显示出来。所述的第 一AD单元、第二AD单元、第三AD单元均采用ADC0809芯片。
其中，所述的第一导线、第二导线和第三导线的外径均为3cm，其中导线 的绝缘层厚度均为1mm。
本实施例中电力电缆的长度为2000米，那么第一导线，第二导线，第三导 线的长度也就分别为2000米，第一导线，第二导线，第三导线的电阻分别为10 欧姆，第一直流电源和第二直流电源的电压均选择30V的，第一电阻，第二电阻， 第三电阻均为1欧姆，从而确保了第一电阻，第二电阻，第三电阻两端的电压不 会超过5V，这样AD单元才能正常工作。
本发明能够实现盗窃点实时监测的原理：不论盗贼盗窃电力电缆的线芯， 还是盗窃电力电缆的防护层(防护层包括绝缘层、屏蔽层和保护层)，那么都需 要先破坏保护层，由于保护层比较结实，一般不容易破坏，因此盗贼必须采用金 属大剪刀剪断保护层，而保护层里面设置有第一导线，第二导线，第三导线，由 于第一导线，第二导线，第三导线的外径两两相切并且导线的绝缘层都非常薄， 当采用剪刀剪断保护层的时候，一定会将第一导线，第二导线，第三导线也剪断， 恰恰在剪刀将第一导线，第二导线，第三导线剪断的那一瞬间，第一导线，第二 导线，第三导线内部的导体通过金属大剪刀连接到一块，至少会有两根导线的导 体会通过金属大剪刀电连接起来，也可能三根导线的导体都会通过金属大剪刀电 连接起来。
这时候，本发明中的电路就形成了闭合回路，有可能是第一导线与第二导 线形成闭合回路，也有可能是第二导线与第三导线形成闭合回路，也有可能同时 形成两个闭合回路。一旦控制器检测到第一电阻，第二电阻或第三电阻两端有电 压就可以判断有盗贼正在盗窃电力电缆。
假如，只是第一导线与第二导线形成了闭合回路；
首先，通过第一电阻两端的电压除以第一电阻的阻值，得到闭合回路的电流；
其次，第一直流电源的电压除以闭合回路的电流，计算出了闭合回路的总电 阻，总电阻减去第一电阻和第二电阻的阻值，即得到第一导线和第二导线的总电 阻值；
最后，通过公式R＝ρL/S,从而计算出盗窃地点。(ρ与S都是已知参数)。