苏州绕城高速公路外场监控系统防偷防盗新思路

2022-10-16

苏州绕城高速自开通营运以来, 保证了道路的安全畅通和正常运营。其中通信监控系统为正常营运提供了保障。高速公路外场监控系统设备是高速公路通信监控系统的现场基本设施, 包括门式可变情报板 (CMS) 、单柱式可变情报板 (SCMS) 、变限速标志 (CSLS) 、交通信息诱导屏 (FCMS) 、车辆检测器 (VD) 、气象检测器 (WS) 、闭路电视摄像机 (CCTV) 等。上述设备的正常工作是高速公路通信监控系统正常运行的首要保证, 可见, 设备系统的供电设施的完善显得尤为重要。

1 现状情况介绍

近年来由于铜价的飚升刺激了不法分子对外场电力铜芯电缆的疯狂偷盗, 导致苏州绕城高速公路外场监控设备大多数已经无法正常工作, 并且日常维护中多次恢复的电缆屡遭被盗。2006年初, 本公司投入大量资金全线恢复外场电力电缆, 并采用人井和土路肩电缆穿管混凝土包封, 但不法分子采用分段偷盗, 即放弃人井中混凝土包封的电力电缆, 夹断其余穿管电缆, 导致外场监控设备因供电中断停止工作, 给单位造成了一定的经济损失, 也影响了本公司的社会服务形象。

2 工程防偷盗实施方案及措施

针对目前实际情况, 苏州绕城高速公路公司会同有关专家、学者和科研单位对外场监控系统电力电缆的恢复防偷盗方案进行了深入调查和研究, 并提出了一些探索性的新方案。

首先, 将原铜芯电缆改用铝芯电缆。即将原先采用的四芯 (铜芯) 聚氯乙烯绝缘钢带铠装护套电力电缆 (4*25mm2、4*35mm2分别改为采用大二个规格的四芯 (铝芯) 聚氯乙烯绝缘钢带铠装护套电力电缆 (4*50mm2、4*70 mm2) 。

铜的比重为8.96克/立方厘米, 是铝 (27克/立方厘米) 的3.65倍, 而铜的电阻率为0.01851Ωmm2/m, 是铝 (0.0294Ω·mm2/m的63%。有观点认为, 铝导体的电阻率比铜导体的电阻率大, 则用铝金属材料作为电力电缆的导体, 在传输过程中能量损耗就应该会比铜材料大。其实, 根据国家推荐标准, 在20℃时, 某一铜导体截面的直流电阻值与对应大两个规格的铝导体直流电阻值相当, 也就是说, 从传输过程中的能量损失考虑, 某一铜导体电力电缆完全可以由对应大两个规格的铝导体电缆所替代, 它们的载流量是相当的。

铝虽较铜熔点低、强度小、电阻率大、表面有氧化膜、易腐蚀, 如何做好连接成了保证线路工程质量的关键所在。传统方法采用喷灯锌锡焊料、蜡焊、气焊熔接、电焊熔接、冷压和各种接头件等各种方法, 经实践证明25mm2及以上多股铝导线采用无缝铝管 (铝含量不小于99.6%, 壁厚不小于1.2mm, 长度是直径的8~10倍) 冷压连接效果甚好, 当然对于10mm2以下小截面单股铝导线的连接, 直接冷压连接效果不稳定, 不牢易脱开。喷灯和气焊高温范围太大, 绝缘易受损伤, 采用铝焊药有腐蚀性 (铝焊粉含氟化物) , 难以清洗干净;总之未找到简便易行, 同时能确保连接质量的方法。而大截面铝导线25mm2及以上, 因采用全铝或铜铝过渡压接端子的工艺得到了不断优化, 连接质量稳定可靠。资料表明, 七十年代初, 三线建设工程曾采用过不少高低压铝芯电缆, 安全运行比较正常。

而且, 采用大截面的铝芯电缆替代铜芯电缆可为单位大大节省了工程费用。从电缆造价上看, 在同等载流量的情况下, 铝导体电缆的金属导体原材料成本较铜导体电缆低得多, 大约为其三分之一左右。业内人士也普遍认为, 在铜价如此高的情况下, 无论是电缆使用者还是设计单位, 在保证载流量相同的情况下, 选择铝芯电缆是完全可行的。本公司本次实施项目初始方案为铜芯电缆预算工程费200多万元, 更改方案后, 即将铜芯电缆改成铝芯电缆后, 单材料费仅为100万元左右, 节省费用约100多万元。

其次, 为了加强防盗, 外场监控电力电缆敷设全部采用电缆沟直埋加混凝土全程包封。

采用钢带铠装护套电力电缆;电缆直埋敷设前采用500伏兆欧表测量绝缘电阻, 不低于10兆欧;实践证明, 采用20厘米厚度C20混凝土对电力电缆包封后, 防盗效果极佳, 也是最经济的方案。鉴于电缆沟开挖地点位于高速公路边坡, 工作面窄, 且比较分散, 同时为了减少对路基的影响, 故采用人工方法开挖。在边坡底部边缘, 人工开挖深60厘米、宽25厘米的电缆沟。电缆沟内不得有石块等其他硬物杂质。为了避免对边坡绿化的破坏, 电缆沟的土方暂时放置于电缆沟两边事先垫好的彩条布上;待外场监控电力电缆敷设完毕后, 采用C20等级的混凝土对电缆进行包封, 包封尺寸为宽25厘米, 厚20厘米, 并对两端进入地面部分, 加大混凝土包封厚度, 以增强防盗效果。混凝土包封结束后, 原土暂不回填, 待混凝土凝结固化后, 将原土基本回填并夯实至原先的高度, 将多余的土方清理出现场, 并将电缆沟处重新植草。

为了便于维修和查勘, 在电缆沟、手孔井内以及进入控制箱、配电柜的电缆和中间接头、终端头均要求配有记载电缆规格、型号、线路名称的电缆指示牌;直埋电缆一旦有所变动时, 都要求及时更正相应的技术资料和电缆指示牌, 确保线路资料的正确性。

另外, 外场电力电缆穿越桥梁外挂钢管时的防盗方案也是个难点。公司采用在电缆穿敷外挂钢管后, 每10米开口一处实施钢管内全程灌入水泥沙浆, 确保钢管电缆的防盗作用。

最后, 采用太阳能的环保节能设备, 绕城高速在此次恢复工程中, 其中47公里由太阳能供电代替原有的电缆供电。这样既节约了资金, 又避免了因线路过长造成的电压衰减问题, 又有效防止了电缆偷盗问题。

3 结语

由于铝材料市场回收的价格远远低于铜, 采用铝芯电缆替代铜芯电缆可以间接地大大降低连续偷盗发生的可能性, 提升了其防盗效果, 为苏州绕城高速公路外场监控系统的运行和管理带来了一些效益。但工程电缆维护工作难度提高了, 对电缆设施的后续更换和维修会带来一定困难。面对可能出现的新问题, 还有待进一步的实践和分析研究。

摘要：通信监控系统作为高速公路的重要组成部分, 为营运安全保障发挥了重要作用。然而, 近年来, 由于不法分子受利益驱使而疯狂偷盗, 导致部分外场监控设备无法正常工作。本文基于苏州绕城高速对外场监控系统电力电缆的铝芯电缆替换和太阳能供电系统的探索新方案, 进行了探讨。

关键词：铝芯电缆,太阳能供电系统,高速公路,监控,防偷防盗,思路