[發(fā)明專利]一種基于NB?IoT技術(shù)的供電電纜斷線監(jiān)測報(bào)警裝置

在審

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• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107367665A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙洪軍
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州市厚德物聯(lián)科技有限公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;H04W4/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種用于供電電纜斷線監(jiān)測報(bào)警的裝置，該裝置基于NB-IoT通信技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)電纜有電、無電情況下的斷線監(jiān)測及報(bào)警，也適用于電纜存在多個分支的情況。

背景技術(shù)

由于電纜芯一般是銅的，所以經(jīng)常發(fā)生被盜現(xiàn)象，特別是偏僻的城市周邊地區(qū)，電纜更容易被盜。監(jiān)測電纜被盜的措施是檢測電纜是否被剪斷（即斷線）。

城市建設(shè)中的野蠻施工，也時常會導(dǎo)致電纜被挖斷。

電纜有時是有電的，有時是無電的（例如路燈電纜，白天無電、夜晚有電），所以電纜監(jiān)測報(bào)警裝置應(yīng)該適應(yīng)有電、無電兩種情況。電纜也經(jīng)常出現(xiàn)分支，報(bào)警裝置也要能解決多分支的問題。

目前常用的電纜斷線監(jiān)測方法有：電力載波通訊、電流檢測技術(shù)、電容探測法。

1、電力載波通訊法是在配電箱和電纜末端分別安裝電力載波通信模塊，配電箱中的模塊定期與電纜末端的模塊通信，能夠通信成功則認(rèn)為線路正常，如果連續(xù)幾次都不能通信則認(rèn)為電纜斷線，如果再次能夠通信，則認(rèn)為線路恢復(fù)。

2、電流檢測技術(shù)是檢測電纜回路中的電流值來判斷電纜及負(fù)載的完整性。當(dāng)工作電流小于正常值較多時認(rèn)為電纜斷線。

3、電容探測法的原理是將電纜中一對空置電線末端短路，另一端連接報(bào)警器的多諧振蕩上，當(dāng)電纜正常工作時，報(bào)警器的振蕩器不產(chǎn)生振動現(xiàn)象；當(dāng)電纜斷線時，空置電纜變成一個簡易電容，振蕩器會輸出信號，引起報(bào)警。

常用的電纜斷線監(jiān)測方法存在如下缺陷:

1、電力載波通訊法由于電力載波通訊容易受到電纜中電容和諧波的影響，導(dǎo)致通訊距離近，并且通信不穩(wěn)定，經(jīng)常線路正常時也不能通信成功，導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)誤報(bào)的現(xiàn)象，誤報(bào)多了就引發(fā)了“狼來了”現(xiàn)象，等真正斷線了反而沒有人員去處理了；

2、電流檢測法不能用于電流變化的電纜，也不能用于電纜無電時的監(jiān)測。但是很多電纜工作時電流不是恒定的，并且電纜無電的情況也是日常發(fā)生的現(xiàn)象（例如路燈供電電纜，白天無電、夜晚有電，調(diào)光時電流也會突變）；

3、電容探測法需要電纜中有一對空置的電線，常規(guī)的供電電纜是沒有多余的一對閑置的電線的，不需要在電纜鋪設(shè)前定制這種特殊的電纜，給工程增加了難度和費(fèi)用。另外這種方法不能使用在一條電纜存在多個分支的情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于供電電纜斷線監(jiān)測報(bào)警的裝置。該裝置基于NB-IoT通信技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)電纜有電、無電情況下的斷線監(jiān)測及報(bào)警，也適用于電纜存在多個分支的情況。

該裝置解決了目前電纜斷線監(jiān)測報(bào)警裝置不穩(wěn)定的問題，電纜有電、無電均可以使用，也解決了電纜存在多分支不能使用的問題。

本裝置基于NB-IoT無線通信技術(shù)，在配電箱內(nèi)安裝含有“電壓檢測及弱電供電終端”，在線路末端安裝含有NB-IoT通信模塊的“電纜監(jiān)測報(bào)警終端”（如圖1所示）。電纜監(jiān)測報(bào)警終端定期檢測線路末端的電壓，如果連續(xù)多次的電壓值等于0（電纜無電時，由“電壓檢測及弱電供電終端”向電纜施加交流小電壓，該電壓既安全又不會使負(fù)載工作），則認(rèn)為電纜斷線，通過NB-IoT模塊向監(jiān)控中心發(fā)出電纜斷線報(bào)警信息。由于電纜監(jiān)測報(bào)警終端安裝在線路末端，因此一條電纜存在多個分支的時候也同樣可以使用，只要在每個分支的末端都安裝報(bào)警終端即可。

NB-IoT全稱是基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)（Narrow Band Internet of Things），是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域一個新興的技術(shù)，支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接，也被叫作低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)。它具有覆蓋廣、連接多、成本低、功耗低、架構(gòu)優(yōu)等特點(diǎn)。

由于NB-IoT具有覆蓋廣的特點(diǎn)，可以覆蓋整個城市及其郊區(qū)，特別適合電纜斷線監(jiān)測這種安裝分散、地點(diǎn)偏僻的應(yīng)用。

由于NB-IoT具有功耗低的特點(diǎn)，電纜監(jiān)測報(bào)警終端可以使用電池供電（使用AA電池便可以工作十年，無需充電）。當(dāng)線路無電時，終端自動切換到電池供電，可以繼續(xù)保持與監(jiān)控中心通信，將末端電壓值上報(bào)到監(jiān)控中心。

電纜監(jiān)測報(bào)警終端含有NB-IoT通信模塊、電壓測量模塊、MCU、電池。如圖2所示，MCU通過電壓測量模塊采集線路末端電壓，通過NB-IoT通信模塊與監(jiān)控中心通信，電纜無電時由電池供電。

為盡量降低功耗，電纜監(jiān)測報(bào)警終端采用定期喚醒的低功耗方式工作。當(dāng)終端的定時器計(jì)時到時，通過中斷喚醒MCU，MCU采集電壓值、將電壓值上報(bào)、再次進(jìn)入睡眠模式。