高速公路电力电缆防盗技术的现状与发展

何蓉丽　陈　鹏

摘要:最近几年来，高速公路电力电缆被盗现象非常严重，一方面造成重大的经济损失，更重要的是严重影响设备的正常运行，给高速公路营运安全构成威胁。高速公路相关管理部门均在寻求积极的方式防止电力电缆被人盗割。本文以江苏省高速公路为研究对象，分析电缆防盗的现状，解决方式及发展方向，给管理部门及设计单位一定的指导作用。

关键词:高速公路;电力电缆;防盗

1高速公路电力电缆被盗割的现状

江苏省宁宿徐高速公路宿迁境内自2006年以来电力电缆多次发生被盗现象。据统计，先后共发生10多起。靳桥至宿迁西先后发生5起，被盗1596米；靳桥至泗洪先后发生6起，被盗1403米。严重破坏了监控、通讯系统的正常运行，影响到各类警示信息的及时发布，给过往车辆安全行车带来隐患。

重庆某高速公路在还没有完全通车的情况下，被盗电缆达1500米，这些电缆主要用于保障路况情报板、限速标识、重要立交桥梁、洞口的监控设备以及监控车流速度的车监器等外场设备正常工作，被盗以后几乎所有电子设备成了“睁眼瞎”。

2008年5月份以来湖南省高速公路被盗割电缆10余起，直接经济损失达300多万元。

江苏南京机场高速公路于2005年初实现了全线亮化，路灯照明线缆采用穿管（PVC/HDPE）敷设，投入使用后，电缆被盗现象较为严重，作为市区通向机场的主要交通要道，在全市快速交通中处于十分重要的地位，由于作案人员对公路周围地形的熟悉，经常利用公路两旁的绿化环境作为隐蔽场所，作案时间较短，作案手法熟练，很难及时发现，严重影响高速公路的正常运行与管理，造成国家财产的重大损失，给高速公路车辆的运行造成巨大的安全隐患。经对现场电力电缆被盗情况进行分析，被盗大致有以下4种情况：

（1）偷盗者砸坏电缆井将电缆抽走。

（2）撬坏灯杆配电门将电缆抽走。

（3）锯开桥头电缆保护管将电缆抽走。

（4）挖出直埋电缆截断盗走。

2高速公路电力电缆防盗技术的现状

2.1用于电缆防盗割的方法

用于电缆防盗割的方法一般有以下几种:

2.1.1 专业值守人员进行值守巡查。

交巡警、路政和地方公安部门加强巡逻，在经常被盗的地段采取24小时轮班蹲点的方式守候，给作案人员达到警示目的，同时对被盗路段作出快速响应，将损失降至最低。此种方式消耗人力物力，由于高速公路距离较长，电缆被盗又存在偶然性，所以收效甚微。

2.1.2 采用土建施工工艺来达到防盗目的。

在电缆埋设时将其直埋、深埋、封堵等敷设方式和施工工艺结合起来，同时也可以将供电电缆管道采用整体或局部混凝土包封方式，电缆井井盖也采用混凝土封堵，可起到很好的防盗作用。对于改造工程，局部混凝土包封也能起到很好的防盗效果。此种方式工程量比较大,成本高,在有效防盗的同时也对日常的检修维护带来不便。

2.1.3 “科技防盗”手段。

在不影响高速公路电力电缆正常敷设的情况下，通过额外装设电缆防盗报警装置、报警仪器、监控设备等技术手段，当电缆被盗剪时,仪器发出报警信号通知有关人员及时抓获犯罪分子,有效起到电缆防盗作用。目前电缆防盗报警装置市面上已经出现多种形式，虽报警原理各不相同，但主要表现为两方面，一是防盗报警信号的采集，二是报警信号的传输通道。报警信号的采集方式主要有电压电流检测、电容探测、电力线载波检测等。信号传输通道主要有有线、无线、有线无线配合使用。无线主要为微波、红外等，有线主要有同轴电缆、光缆等。以上种种方式都有各自的优缺点，以漏电电流检测、电力线载波检测为例:

2.1.3.1 漏电电流检测法

采用检测漏电方式进行监测，主要原理是将一路段的三相四线电缆同时穿过互感器进行检测，正常值应为一初始漏电值，这个值基本固定。同时在该路末端人为使其火线与地之间产生漏电，则其检测的值应超过原先的初始值。所以一旦检测值恢复到正常，则认为电缆被盗随即报警。这种方式根据其原理在理想状态是可行的，但实际操作中有很多问题，主要表现如下：

检测初始值难以确定，由于线路老化或是在铺设线路时有损伤，线路的漏电情况或多或少都会存在，而且根据天气情况（潮湿或干燥）还会有所变化，或者安装时没有漏电，时间久了发生了漏电，所以这个特定值很难确定，往往是安装初期报警较多，结果调高初始值后电缆被盗时又不报警，和实际效果相差甚远。如果用于灯杆供电等场所，由于高速公路照明是分时段控制开启，白天无电状态断线时还无法进行报警。同时末端灯杆存在漏电现象是一安全隐患，一旦发生安全事故得不偿失。

2.1.3.2 电力线载波检测法

低压电力线载波通信是指利用已有的低压配电网作为传输媒介,实现数据传递和信息交换的一种技术。

电力线载波的技术考虑的是利用电力电缆线作为出传播信号的良好载体，简单地说，就是利用电力电缆线，在传送电力的同时，又可传送弱电信号，这样就无需铺设信号电缆。高速公路的供电是主要由专用的电力变压器供给的，不作其他用途，电力线上的杂波或干扰比较少，因此电力载波是一种可靠又经济的方法。

电力线载波检测用于电缆防盗割的基本工作原理表现为4种方式：

在正常供电状态时，主机检测出有电信号，同时发出载波信号；如果分机也有电，也收到载波信号，并且发出正常回答信号，此时不发出报警信号，线路工作正常。

在正常停电状态下，主机检测出缺电信号，转由电池供电，发送端发出载波信号，由于线路在停电状态下，接受端也转由电池供电，开始接收载波信号，如果线路未断，表明线路通畅，每隔一段时间发一组载波信号，如果线路正常，将有正常应答信号，此时也不发报警信号。

在正常供电状态下，如出现断线或被盗割，有正常供电并发送载波信号，接收端停电转由电池供电，分机处于载波信号接收状态，由于定时发送载波信号，而接收端收不到载波信号，故不能发送正常回答信号，此时可以认为电力线路发生异常中断。

在停电状态下，如出现断线或被盗割，发送载波信号，由于中途电线已断，电力线载波通信信道不通，接收端因缺电而转入接收状态，由于收不到载波信号，分机继电器动作发出报警信号。可以认为此段电力线路异常中断。

根据沿途设置的第几个报警分机发生报警则可以推断出报警处距离起始点的距离，准确定位后，可以通知相关管理人员尽快解决。

当然电力线载波检测目前也存在很多局限性：

电力线载波的通信距离受到很多因数的限制，配电变压器的阻隔；同时电力线上存在的高噪声.电力线上接有各种各样的电力设备,阻性的、容性的、感性的, 有大功率的、小功率的.各种设备的频繁开闭,就会带来各种噪声干扰,通讯距离会相当短.

断电期间电缆被盗通过电力线载波技术虽然可以检测报警，但是末端一般需加装锂电池才能在断电期间通过锂电池供电完成正常电力载波通讯。但由于锂电池充放电寿命较短，频繁的充放电直接影响电池寿命，给管理部门的后期维护成本和虚警数量带来很多不便。

2.2 电缆防盗技术在江苏高速公路的应用

目前江苏高速公路还是普遍采用加强巡逻、监管等传统方式，虽然消耗人力物力，但也取得一定的效果，给作案人员一定的警示作用，但是某些地区电缆被偷盗现象还是相当猖獗，特别在全线照明的高速公路路段，比如南京机场高速公路，一直是小偷光顾的目标，因此管理部门在2005年对机场高速实施全线照明的时候就充分考虑在新增照明路段实施电力电缆防盗措施，2006年又对原有照明路段实施电力电缆防盗改造措施。两阶段均采用了土建施工工艺加固的方式来达到电缆防盗的目的。但加固方式还是有所区别：

新建照明路段，全长15.64公里，其中通道22处，桥梁段共536米，照明分10个区段，2个区段间隔40米，共360米，那么照明新增设路段中需做包封处理的路段共14.53公里。包封解决方案是在采用C30混凝土将照明电源管道及照明控制管道包封，包封横断面300×300，并在2个路灯管道的中间加设1个净空300×300×300的中间过渡手孔，过渡手孔处的电缆上加电缆卡子，保证卡子不松开，电缆无法拉出，管线敷设完成后，将井盖用混凝土包封，达到防盗目的，如上、下图：

原有照明路段，由于当初照明设计时为了方便运行维护，没有想到同时方便了疯狂的电缆偷盗者，为此机场路的管理维护人员为电缆被盗后的恢复运行付出了很大的代价，根据业主的要求，电缆敷设考虑永久性的固定方案，直接用混凝土对电缆包封，为降低工程成本，分析沿线各种敷设方式后，提出包封方案：

该方案主要思想为按灯杆间距逐段开挖，将原电缆管线挖出，并保证管下掏空不小于100mm，间隔包封，包封段待开挖好后，先将原PVC保护管破开剥除，再用C20混凝土包封，包封混凝土达到一定强度后进行回填。通过这种方式达到了防盗目的。

近年来，随着电子科技的不断发展，智能型的电缆防盗报警器也在江苏高速公路的电缆防盗技术中得到应用，京沪高速公路江苏段已经推广使用了电缆防盗报警器，无论白天黑夜，在高速公路沿线一旦发生电缆被盗割断情况，能够在2秒钟内声光报警，30秒内语音自动拨号报警，投入使用后，共报警二十余次，起到很好的防盗作用，经核实，这种防盗报警器还是一位普通的收费站员工发明，并获得国家专利，有机会向全国推广，此种电缆防盗报警器的使用也填补了江苏省内高速公路电缆防盗快速预警设备的空白。

3高速公路电力电缆防盗技术的未来与发展

科技的发展决定着电缆防盗技术朝着智能化方向迈进，在常规的电缆直埋，深埋、封堵、混凝土包封等敷设方式和施工工艺的基础上，高科技的防盗手段必然成为未来的发展趋势，不管如何发展，理想的电缆防盗自动报警装置应该具备以下几个条件：

（1）断电时防盗报警方案要求末端为无需任何形式的电源。

（2）防盗报警方案应该与线路长度无关。

（3）防盗报警方案应该与供电状态无关。

（4）末端设备等应具备防雷等多种防护措施。

（5）防盗报警系统应该相对稳定，防止虚警发生。

近年来，多种型号的电缆防盗报警器已经在多个厂家生产，姑且不论实际的使用情况到底如何，可以肯定的是随着时间的推移，电缆防盗技术将会得到不断的改进和完善。其次低压电力线载波技术用于电缆防盗割报警系统，目前感觉技术不很成熟、也没有广泛接受的产品,但纵观国外低压电力线载波技术，已经相对成熟，应用也非常广泛，除了用于电缆防盗报警系统外，还广泛应用于电力、铁路、路灯监控系统、自动抄表(水、电、气)系统、智能小区、智能大厦和家庭自动化系统等，因此电力线载波检测法有其发展潜力，此项技术在高速公路电缆防盗中会得到广泛应用，同时高速公路电缆防盗技术也会推动市政道路等领域的应用。