基于GSM短信技術(shù)的低壓電力設(shè)施防護系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)

電力基礎(chǔ)設(shè)施與國家經(jīng)濟建設(shè)和人民的日常生活息息相關(guān)。然而，有些不法分子為了牟取暴利，不惜盜取電力設(shè)施，倒賣其中的有色金屬。以余姚市為例，據(jù)統(tǒng)計，2006年，余姚市被偷盜變壓器32臺;電纜線3658米;裸鋁線141400米;銅塑線11400米;接地線引下線1185根;直接經(jīng)濟損失達231萬元。2007年被偷盜變壓器20臺，電纜線7431米，裸鋁線105468米，銅塑線20938米，接地引下線381根等，直接經(jīng)濟損失達318萬元，同比上升37.7%。電力設(shè)施的被盜，給社會造成了惡劣的影響。一方面給供電企業(yè)帶來了巨額的直接經(jīng)濟損失;另一方面，偷盜給配電網(wǎng)的安全運行帶來了不可忽視的隱患，增大了基層維護單位的運行壓力。由于目前警力和治安人員相對缺乏，有些不法分子至今逍遙法外，作案也更加肆無忌憚。如何加強對低壓線路的管理，打擊此類犯罪，避免偷盜的發(fā)生?采用技術(shù)手段，安裝有效的電力設(shè)施防護系統(tǒng)，加強配電網(wǎng)自身的防盜能力，是目前最為行之有效的途徑。

一、配電網(wǎng)被盜的主要原因和造成的危害電力設(shè)施

根據(jù)2007 年報表分析，不法分子偷盜的電力設(shè)施主要有：低壓架空導線、接地裝置引下線、不銹鋼材質(zhì)的配電箱(房)門、塔材、變壓器、鋁質(zhì)標志牌及警示牌等。此類案件中，尤以盜竊變壓器，低壓側(cè)的出線電纜，架空線最為常見，是偷盜的主要目標。

1.低壓架空導線。低壓架空導線廣泛分布于農(nóng)村地區(qū)，相當一部分位于偏僻地域，由于電壓相對比較低，回收價格高，容易被盜。(數(shù)據(jù))低壓導線被盜后直接造成停電，影響正常供用電，因盜竊停電發(fā)生的產(chǎn)品報廢、養(yǎng)殖受損的情況屢見不鮮。更嚴重的是斷線后電源直接接觸地面，如保護開關(guān)失靈，則危及人身安全。

2.變壓器低壓出線電纜。此段電纜多為昂貴的銅制電纜。偷盜運輸都十分方便。犯罪分子只需頂?shù)袅砜?，就可在不帶電的情況下，剪掉電纜，迅速逃離。

3.變壓器銅芯。不法分子對變壓器銅芯的盜竊讓電力企業(yè)蒙受巨大的經(jīng)濟損失。同時，在盜竊過程中，盜竊者也面臨著被高壓電擊中的危險。余姚就曾經(jīng)發(fā)生過兩起盜竊者被高壓電擊中身亡的慘痛事故。

二、GSM短消息低壓電力設(shè)施防護系統(tǒng)

筆者參與規(guī)劃和研制了一套防護系統(tǒng)，即GSM短消息低壓電力設(shè)施防護系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要目的是以報警的方式保護配電變壓器(10kV/380V)，低壓側(cè)的出線電纜，架空線等低壓電力設(shè)施。該系統(tǒng)在余姚地區(qū)試用，一年來取得了良好的效果。

1. GSM短消息低壓電力設(shè)施防護系統(tǒng)簡介

GSM短消息低壓電力設(shè)施防護系統(tǒng)整合了GSM短信技術(shù)、載波技術(shù)、微功率無線技術(shù)、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、GIS電子地圖定位技術(shù)、嵌入式技術(shù)等先進技術(shù)，實時監(jiān)測電壓回路的通斷情況，一旦有偷盜(檢測到斷電)事件發(fā)生，立即產(chǎn)生現(xiàn)場聲光報警及準確定位事件地址以手機短信方式報警給相關(guān)負責人(線路管理員或110指揮中心)，做有效地處理。

防護系統(tǒng)需要解決的技術(shù)難點。目前，此類的防護系統(tǒng)也有很多，一般以無線技術(shù)或GSM短信技術(shù)，直接將檢測到的報警事件通知當?shù)刎撠熑?。此種方式存在很大的局限性。一、無線技術(shù)應(yīng)用受環(huán)境、距離、組網(wǎng)等各方面限制比較多，限制了其保護范圍及應(yīng)用范圍;二、報警信息的準確性和直觀性差也較差;三、即使安裝了報警裝置也難以管理和維護;四、即使有報警上報到臺區(qū)責任人，責任人是否能采取行之有效的措施阻止偷盜事件無法保證。而GSM短消息低壓電力設(shè)施防護系統(tǒng)融入GSM短信技術(shù)、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、GIS電子地圖定位技術(shù)等新技術(shù)，建立開放式系統(tǒng)，很好的解決了上述問題。

三、GSM短消息低壓電力設(shè)施防護的結(jié)構(gòu)和功能

1. GSM短消息防護系統(tǒng)主要由報警裝置、通信平臺、主站、客戶端四大部分組成，如圖1所示。

2. GSM短消息防護系統(tǒng)原理

系統(tǒng)原理由圖1可知，報警裝置檢測到線路有斷電情況發(fā)生，由終端發(fā)出報警短信，短信通過移動公司的GSM網(wǎng)絡(luò)傳送至省電力公司的短信平臺上，短信平臺將數(shù)據(jù)送至主站，主站通過局域網(wǎng)及專線將信息傳送給各供電所客戶端或110指揮中心客戶端，同時將報警短信發(fā)送到相關(guān)責任人的手機上。由此可知，當某一報警事件發(fā)生時，臺區(qū)責任人、供電所值班人員、110指揮中心值班人員幾乎同時知道事件的發(fā)生，便于雙方協(xié)作處理。

3. GSM短消息防護系統(tǒng)實現(xiàn)

(1)報警裝置

報警裝置分為終端和末端，都具有電壓檢測的功能，所不同的是，所有報警都通過終端觸發(fā)，末端只需與終端保持通信。報警裝置的原理圖如圖2

由圖2可知，報警裝置由電源電路、保護電路、檢測電路、報警電路組成，可對電壓斷相、震動、裝置開關(guān)盒進行檢測，有現(xiàn)場聲光和短信報警兩種報警方式。由于一般報警裝置都安裝在露天環(huán)境，風吹日曬，也很有可能遭到不法分子的破壞。因此防盜裝置自身的可靠性尤為重要。裝置的保護電路可以防治高低溫天氣、雷雨天氣對裝置造成的損害。震動和開關(guān)盒的檢測預警可以防止不法分子對裝置的非法破壞。

(2)通信平臺

通信平臺利用了GSM通信和省電力公司的短信平臺。GSM是第2帶蜂窩系統(tǒng)(數(shù)字蜂窩系統(tǒng))的標準。GSM業(yè)務(wù)按ISDN的原則可分為電信業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。數(shù)字業(yè)務(wù)中有一種補充ISDN業(yè)務(wù)，即短消息業(yè)務(wù)(SMS)。該業(yè)務(wù)允許GSM模塊和基站在開展正常的語音業(yè)務(wù)時，可以傳送一定長度(140個8bit的ASCII字符)的字母數(shù)字消息。該防護系統(tǒng)在利用GSM組網(wǎng)時，便是利用GSM的SMS功能傳遞數(shù)據(jù)和控制命令的。省電力公司的短信平臺則實現(xiàn)了GSM網(wǎng)絡(luò)和電力局域網(wǎng)的互聯(lián)應(yīng)用。

(3)主站

主站負責接收短信平臺的數(shù)據(jù)及客戶端的數(shù)據(jù)經(jīng)過一系列處理后，保存、發(fā)送并接受客戶端的查詢。本防護系統(tǒng)主站由前置機服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組成。前置機是各種通訊介質(zhì)和終端進行通訊的前置設(shè)備，具有數(shù)據(jù)存儲和分發(fā)、數(shù)據(jù)分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入和修改的功能，同時對現(xiàn)場防盜裝置進行控制，并可限制手機對報警信息的接收功能。前置機可以在與主站其它部分脫離聯(lián)系后(通訊部分還正常)，仍維持系統(tǒng)的運行。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器則接受前置機服務(wù)器的信息，對各種數(shù)據(jù)統(tǒng)一保存和管理。