基于GSM短信技术的低压电力设施防护系统的开发和应用 余姚市, 日常生活, 开发

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电力基础设施与国家经济建设和人民的日常生活息息相关。然而，有些不法分子为了牟取暴利，不惜盗取电力设施，倒卖其中的有色金属。以余姚市为例，据统计，2006年，余姚市被偷盗变压器32台;电缆线3658米;裸铝线141400米;铜塑线11400米;接地线引下线1185根;直接经济损失达231万元。2007年被偷盗变压器20台，电缆线7431米，裸铝线105468米，铜塑线20938米，接地引下线381根等，直接经济损失达318万元，同比上升37.7%。电力设施的被盗，给社会造成了恶劣的影响。一方面给供电企业带来了巨额的直接经济损失;另一方面，偷盗给配电网的安全运行带来了不可忽视的隐患，增大了基层维护单位的运行压力。由于目前警力和治安人员相对缺乏，有些不法分子至今逍遥法外，作案也更加肆无忌惮。如何加强对低压线路的管理，打击此类犯罪，避免偷盗的发生?采用技术手段，安装有效的电力设施防护系统，加强配电网自身的防盗能力，是目前最为行之有效的途径。
一、配电网被盗的主要原因和造成的危害电力设施
根据2007 年报表分析，不法分子偷盗的电力设施主要有：低压架空导线、接地装置引下线、不锈钢材质的配电箱(房)门、塔材、变压器、铝质标志牌及警示牌等。此类案件中，尤以盗窃变压器，低压侧的出线电缆，架空线最为常见，是偷盗的主要目标。
1.低压架空导线。低压架空导线广泛分布于农村地区，相当一部分位于偏僻地域，由于电压相对比较低，回收价格高，容易被盗。(数据)低压导线被盗后直接造成停电，影响正常供用电，因盗窃停电发生的产品报废、养殖受损的情况屡见不鲜。更严重的是断线后电源直接接触地面，如保护开关失灵，则危及人身安全。
2.变压器低压出线电缆。此段电缆多为昂贵的铜制电缆。偷盗运输都十分方便。犯罪分子只需顶掉另可，就可在不带电的情况下，剪掉电缆，迅速逃离。
3.变压器铜芯。不法分子对变压器铜芯的盗窃让电力企业蒙受巨大的经济损失。同时，在盗窃过程中，盗窃者也面临着被高压电击中的危险。余姚就曾经发生过两起盗窃者被高压电击中身亡的惨痛事故。
二、GSM短消息低压电力设施防护系统
笔者参与规划和研制了一套防护系统，即GSM短消息低压电力设施防护系统，该系统的主要目的是以报警的方式保护配电变压器(10kV/380V)，低压侧的出线电缆，架空线等低压电力设施。该系统在余姚地区试用，一年来取得了良好的效果。
1. GSM短消息低压电力设施防护系统简介
GSM短消息低压电力设施防护系统整合了GSM短信技术、载波技术、微功率无线技术、TCP/IP网络通信技术、GIS电子地图定位技术、嵌入式技术等先进技术，实时监测电压回路的通断情况，一旦有偷盗(检测到断电)事件发生，立即产生现场声光报警及准确定位事件地址以手机短信方式报警给相关负责人(线路管理员或110指挥中心)，做有效地处理。
防护系统需要解决的技术难点。目前，此类的防护系统也有很多，一般以无线技术或GSM短信技术，直接将检测到的报警事件通知当地负责人。此种方式存在很大的局限性。一、无线技术应用受环境、距离、组网等各方面限制比较多，限制了其保护范围及应用范围;二、报警信息的准确性和直观性差也较差;三、即使安装了报警装置也难以管理和维护;四、即使有报警上报到台区责任人，责任人是否能采取行之有效的措施阻止偷盗事件无法保证。而GSM短消息低压电力设施防护系统融入GSM短信技术、TCP/IP网络通信技术、GIS电子地图定位技术等新技术，建立开放式系统，很好的解决了上述问题。
三、GSM短消息低压电力设施防护的结构和功能
1. GSM短消息防护系统主要由报警装置、通信平台、主站、客户端四大部分组成，如图1所示。


2. GSM短消息防护系统原理
系统原理由图1可知，报警装置检测到线路有断电情况发生，由终端发出报警短信，短信通过移动公司的GSM网络传送至省电力公司的短信平台上，短信平台将数据送至主站，主站通过局域网及专线将信息传送给各供电所客户端或110指挥中心客户端，同时将报警短信发送到相关责任人的手机上。由此可知，当某一报警事件发生时，台区责任人、供电所值班人员、110指挥中心值班人员几乎同时知道事件的发生，便于双方协作处理。
3. GSM短消息防护系统实现
(1)报警装置
报警装置分为终端和末端，都具有电压检测的功能，所不同的是，所有报警都通过终端触发，末端只需与终端保持通信。报警装置的原理图如图2


由图2可知，报警装置由电源电路、保护电路、检测电路、报警电路组成，可对电压断相、震动、装置开关盒进行检测，有现场声光和短信报警两种报警方式。由于一般报警装置都安装在露天环境，风吹日晒，也很有可能遭到不法分子的破坏。因此防盗装置自身的可靠性尤为重要。装置的保护电路可以防治高低温天气、雷雨天气对装置造成的损害。震动和开关盒的检测预警可以防止不法分子对装置的非法破坏。
(2)通信平台
通信平台利用了GSM通信和省电力公司的短信平台。GSM是第2带蜂窝系统(数字蜂窝系统)的标准。GSM业务按ISDN的原则可分为电信业务和数据业务。数字业务中有一种补充ISDN业务，即短消息业务(SMS)。该业务允许GSM模块和基站在开展正常的语音业务时，可以传送一定长度(140个8bit的ASCII字符)的字母数字消息。该防护系统在利用GSM组网时，便是利用GSM的SMS功能传递数据和控制命令的。省电力公司的短信平台则实现了GSM网络和电力局域网的互联应用。
(3)主站
主站负责接收短信平台的数据及客户端的数据经过一系列处理后，保存、发送并接受客户端的查询。本防护系统主站由前置机服务器、数据库服务器组成。前置机是各种通讯介质和终端进行通讯的前置设备，具有数据存储和分发、数据分析、基础数据录入和修改的功能，同时对现场防盗装置进行控制，并可限制手机对报警信息的接收功能。前置机可以在与主站其它部分脱离联系后(通讯部分还正常)，仍维持系统的运行。数据库服务器则接受前置机服务器的信息，对各种数据统一保存和管理。