CN107067609A - 变电站光纤周界安防监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站光纤周界安防监测系统，包括防区单元和中央控制系统，所述防区单元分为多个防区，每个防区包括依次连接的终端单元、振动传感光缆、报警监测单元和信号传输光缆；相邻的防区共用一个报警监测单元，所述信号传输光缆与中央控制系统连接；所述中央控制系统通过网络或接口向联动设备发送报警协议数据，配置报警联动系统。本发明具有对探测信号的损耗低、监控范围广、无盲区、单位成本低、隐蔽性好、链路无源，敷设成本低、无电磁辐射、安全性高、属于主动监测、自动化程度高等优点，特别适合变电站等安全等级较高的场所。

Description

变电站光纤周界安防监测系统

技术领域

本发明涉及安防监测领域，尤其涉及一种变电站光纤周界安防监测系统。

背景技术

变电站是既重要又特殊的场所，它的安防工作非常重要，为了防止非法入侵和各种破坏活动，必须在变电站周界铺设安防系统。传统的安防措施是在这些区域的外围周界处设置一些铁栅栏、围墙、钢丝篱笆网等屏障或阻挡物，安排人员加强巡逻，然而，犯罪分子也在利用先进的科学技术，犯罪手段更加复杂化、智能化，传统的防范手段己难以适应安全保卫工作的需要，而且，人力防范往往受时间、地域、人员素质和精力等因素的影响，亦难免出现漏洞和失误；后来，出现了红外对射、视频监控、微波对射、电子围栏、电网等等，用来解决周界安防问题，但由于受一些客观技术条件等因素所限，仍然存在一些不足，如：可监测的距离较短，单位距离成本高，维护成本较高；干扰机会增多，误报率、漏报率上升等；对于大范围监控，缺乏定位功能，遇上侵入行为，无法定位，这意味着无法及时、准确地确定危险地点，无法及时采取制止措施阻止侵入行为导致核心区域失密、被破坏等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上所述缺陷，提供一种能长距离监控、能源依赖性低、环境耐受性高的变电站光纤周界安防监测系统，能够对各种入侵事件及时识别响应。

为了解决以上所述技术问题，本发明所述变电站光纤周界安防监测系统，包括防区单元和中央控制系统，所述防区单元分为多个防区，每个防区包括依次连接的终端单元、振动传感光缆、报警监测单元和信号传输光缆；相邻的防区共用一个报警监测单元，所述信号传输光缆与中央控制系统连接；

所述终端单元接收并返回报警监测单元光源发出的光，经过振动传感光缆在报警监测单元形成一个闭合的回路；

所述振动传感光缆采集入侵信号并将信号传输到报警监测单元，报警监测单元负责接收并分析现场振动传感光缆的信号，判断是否向中央控制系统发出报警信号，并将处理数据经通信传输光缆传送到中央控制系统；

所述中央控制系统通过网络或接口向联动设备发送报警协议数据，配置报警联动系统。

进一步，本发明所述防区设置在变电站周界的围栏上，所述振动传感光缆铺设在围栏距地面高1.5米的位置, 每隔50厘米用不锈钢扎带将振动传感光缆与围栏紧密绑扎；或者，本发明所述防区设置在变电站周界的围墙上，在墙面上距地面高1米和3米的位置各开凿一条凹槽, 将振动传感光缆铺设在凹槽内, 每隔50cm用卡子将振动传感光缆固定在墙面上。

作为优选，本发明所述振动传感光缆为分布式振动检测传感光缆。

本发明所述监测系统是利用振动传感光缆作为传感器实现分布式周界安防监测的报警系统。光纤不仅可用于信号传输，还可用于安全防范应用中的传感器。本发明采用振动传感光缆作为传感单元，当布设在防区中的振动传感光缆受到外界干扰影响时，光纤中传输光的部分特性就会发生改变，感测设备就能监测光的特性（包括衰减、相位、波长、极化、模场分布和传播时间等）的变化，通过检测光信号的变化，使得许多事件和状态的测量得以实现（包括张力、位移、损坏、破坏、振动、冲击、声波、温度、负载等），控制系统报据此判定有外力入侵，实现报警及定位功能。

在敷设手段上，本发明所述监测系统采用了“主机+信号传输光缆+振动监测光缆”的链路结构，通过信号传输光缆完成了主机到振动监测光缆的跳接，实现了主机到振动监测光缆的探测信号注入与收集。振动传感光缆作为入侵探测器，负责报警信号的探测和传输，它能够将防护区域内的微小机械振动（即侵入者带来的微小振动）的光信号传到报警处理单元；报警监测单元负责接收并分析来自本系统现场振动传感光缆的信号，并将处理数据传送到中央报警主机，报警监测单元就可以判断是否需向中央控制系统发出报警信号；终端单元用在振动传感光缆的末端，用于防区终结，终端单元主要是将报警单元光源发出的光，经过振动传感光缆在终端处形成一个闭合的回路，也用于保护震动光缆末端接口和光学耦合器件。振动监测光缆布设于待防区域的周界，当有人试图掀起、切割、绕过光纤或传感器自身，作用于振动监测光缆上的应力导致光纤的宏弯损耗及微弯损耗，从而使主机监测到的探测脉冲信号产生变化，通过算法将该信号还原为入侵报警。

本发明所述监测系统将防区单元划分为多个小防区，每一个区域都是完整的和独立可调的，不会因为某一个区域的扰动或是剪断而影响其他防区的监控；防区报警能通过网络或接口向其他设备、软件系统发送报警协议数据，可自由配置视频监控联动、控制GSM、现场录音、灯光广播等报警联动系统，当光纤振动防区产生报警，系统可一对一、一对多或多对一联动视频监控、声光报警以及相关中央监控平台。

本发明的有益效果: 本发明所述监测系统具有对探测信号的损耗低、监控范围广、无盲区、单位成本低、隐蔽性好、链路无源，敷设成本低、无电磁辐射、安全性高、属于主动监测、自动化程度高等优点；本发明所述监测系统的传感链路部分采用了以光缆为主的传感链路，单位成本低，传感性能可靠，抗干扰能力强，特别适合变电站等安全等级较高的场所；传感链路整体无源，敷设简单，运行稳定性好，特别应用于易燃易爆场所；将防区单元划分为合理的小防区，增强了定位精度，同时将防区信息汇总到同一终端，便于使用者操作管理；由于使用光缆作为传感单元，比光栅式成本更低；与摄像头相比，该方式按装成本低，主动防御，人工依赖度低；与红外对射相比，不易受烟雾风雨等常见天气现象干扰。

附图说明

图1为本发明所述监测系统连接示意框图；

图2为本发明所述防区连接示意图；

图3为实施例1振动传感光缆铺设示意图；

图4为实施例2振动传感光缆铺设示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明所述变电站光纤周界安防监测系统，包括防区单元和中央控制系统，所述防区单元分为多个防区，每个防区包括依次连接的终端单元1、振动传感光缆2、报警监测单元3和信号传输光缆4；相邻的防区共用一个报警监测单元3，所述信号传输光缆4与中央控制系统5连接；

所述终端单元1接收并返回报警监测单元3光源发出的光，经过振动传感光缆2在报警监测单元3形成一个闭合的回路；

所述振动传感光缆2采集入侵信号并将信号传输到报警监测单元3，报警监测单元3负责接收并分析现场振动传感光缆的信号，判断是否向中央控制系统发出报警信号，并将处理数据经通信传输光缆传送到中央控制系统；

所述中央控制系统通过网络或接口向联动设备发送报警协议数据，配置报警联动系统。

进一步，本发明所述防区设置在变电站周界的围栏7上，所述振动传感光缆2铺设在围栏距地面高1.5米的位置, 每隔50厘米用不锈钢扎带将振动传感光缆2与围栏7紧密绑扎；或者，本发明所述防区设置在变电站周界的围墙9上，在墙面上距地面高1米和3米的位置各开凿一条凹槽10, 将振动传感光缆2铺设在凹槽10内, 每隔50cm用卡子6将振动传感光缆2固定在墙面上。

作为优选，本发明所述振动传感光缆为分布式振动检测传感光缆。

实施例一：振动传感光缆挂网安装方式（安装在围栏上）

所述振动传感光缆2采用专利号2011201346653的分布式振动检测传感光缆，铺设于围栏上（见附图3）,采用直线型铺设：振动传感光缆2铺设在铁网高度距地面1.5米左右的位置,将振动传感光缆2与围栏7紧密绑扎, 每隔50厘米用不锈钢扎带绑扎一次，绑扎强度以光缆不变形为宜；终端单元1和报警监测单元3分别固定在围栏的支柱8上，单独的防区自用一个报警监测单元（采集器），相信防区共用一个采集器。

所述振动传感光缆除以上直线型铺设后，还可以根据围栏的不同选择平行线型、S型等形式铺设。

监测系统的组成：前端的振动传感光缆、震动光缆探测器(报警监测单元）、防区终单元（终端单元），后端的报警主机和软件管理中心（中央控制系统）。

1、信号处理部件（APU）：一个信号处理部件的振动传感光缆分布可将整个周界按需求分配，防区单元分为多个防区，每个防区为一个独立模块，每个独立的防区均能独立监测到入侵的振动信号，连续监测各个防区并返回信号给设备终端进行处理分析，判断是否有入侵事件发生。用户能单独调制各个独立的防区系统，以确定其工作在最佳状态。该系统采用串口，以太网口等接口传输报警和系统状态信息。并自带独立的射频端口，能方便用户通过系统的专用软件进行校准。

2、振动传感光缆：振动传感光缆铺设在围栏上，护套管是防水的，可以对传感光缆起到保护作用。

3、信号传输光缆：传输光缆采用普通通信光纤光缆，主要起到连接防区的作用，多为2至48芯光缆，具体芯数依据系统需求来定制。传输光缆直接埋入地下。系统在单点失效或损坏时，只会造成相应的单个防区出现故障，而其余各防区将继续正常工作。

4接线盒:接线盒用于保护各光纤熔接点，采用的是国际规范的标准接口。

安装时，首先安装传感光缆和通信光缆，然后是光路连接工作，连接采用熔接方式,将系统主机、终端盒等安置在机柜中。

本发明基于光纤弯曲损耗原理，通过对传感光纤中探测光信号强度的比对，了解入侵监测光纤的应力情况，从而对入侵进行实时的探测。同时利用时分复用原理，使一套系统能实现多个防区同时监测的能力，在实际应用中，将一个大的待防区域拆分为数个较小防区，各个防区独立监测。通过对防区的细分，大大提高了系统的实用性。

可根据实际的要求，设置和多个安防系统实现联动,基本的处理流程如下：

实体防范围栏受到入侵后，探测、并报警；

收到报警信息以后，系统将自动联动摄像机拍摄监控、并做出灯光联动和警笛报警；

管理中心的电子地图将显示综合的图像报警信息和位置等地理信息。

实施例二：防凿墙振动传感光缆铺设方式

振动传感光缆沿墙面铺设，每道振动传感光缆可以防范上下50cm的墙体，在墙体9上距地面高1米和3米的位置各开凿一条凹槽10, 将振动传感光缆2铺设在凹槽10内, 每隔50cm用卡子6将振动传感光缆2固定在墙面上，以防止人员凿墙入侵。

振动光缆系统是一种“有形”的报警系统，实实在在地给人一种威慑感觉，使入侵者增加一种心理压力，能对潜在的入侵行为进行预防和警示，从而把报警系统和警戒系统有机地结合起来，达到以防为主，防报结合的目的。使用在周界安防领域，可做到事前威慑，事发时阻挡并报警，还能延缓外界的入侵时间,具有较强的安全可靠性。安装系统后，相当于形成一道“有形”的电子屏障，增加了围墙高度，使外人无法入侵，也使围墙内的人无法从墙面攀越逃离。

本发明所述振动监测光缆的铺设方式并不限于以上几种，为了防止非法入侵人员翻越墙体进入，可采用扣网安装的方式，即将扣网安装在围墙顶部,以增加振动的强度和感应面积，将传感振动光缆固定在围墙外侧扣网的顶部；需要提高警戒级别时可将光缆多铺设几道。

Claims (4)

1.变电站光纤周界安防监测系统，包括防区单元和中央控制系统，其特征在于，所述防区单元分为多个防区，每个防区包括依次连接的终端单元、振动传感光缆、报警监测单元和信号传输光缆；相邻的防区共用一个报警监测单元，所述信号传输光缆与中央控制系统连接；

所述终端单元接收并返回报警监测单元光源发出的光，经过振动传感光缆在报警监测单元形成一个闭合的回路；

所述振动传感光缆采集入侵信号并将信号传输到报警监测单元，报警监测单元负责接收并分析现场振动传感光缆的信号，判断是否向中央控制系统发出报警信号，并将处理数据经通信传输光缆传送到中央控制系统；

所述中央控制系统通过网络或接口向联动设备发送报警协议数据，配置报警联动系统。

2.根据权利要求1所述变电站光纤周界安防监测系统，其特征在于，所述防区设置在变电站周界的围栏上，所述振动传感光缆铺设在围栏距地面高1.5米的位置, 每隔50厘米用不锈钢扎带将振动传感光缆与围栏紧密绑扎。

3.根据权利要求1所述变电站光纤周界安防监测系统，其特征在于，所述防区设置在变电站周界的围墙上，在墙面上距地面高1米和3米的位置各开凿一条凹槽, 将振动传感光缆铺设在凹槽内, 每隔50cm用卡子将振动传感光缆固定在墙面上。

4.根据权利要求1、2或3所述变电站光纤周界安防监测系统，其特征在于，所述振动传感光缆为分布式振动检测传感光缆。