一種路燈系統監控及安全保護裝置及路燈系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種路燈系統監控及安全保護裝置，包括第一檢測模塊、第二檢測模塊、第三檢測模塊、第四檢測模塊、第五檢測模塊、第一開關模塊、第二開關模塊和控制模塊。本實用新型無需安裝漏保裝置，也無需人工檢查和恢復，且盡可能減少了停電范圍，大大提升了路燈安全保護性能，節省了成本。
【專利說明】
一種路燈系統監控及安全保護裝置及路燈系統
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及一種路燈系統監控及安全保護裝置及路燈系統。
【背景技術】
[0002]隨著城市建設的步伐迅速擴展，路燈監控及漏電安全保護問題日顯突出，各地頻頻發生因路燈漏電而造成人員傷亡的事故。雖然相關規程對路燈線路保護安裝漏保裝置有一些規定，但是在實際工作中難以落實，往往是出了一起人身傷亡事故后，開始強調安裝漏保裝置，但最終因為不能滿足路燈運行可靠性而不得不又將漏保裝置退出或者拆除，到目前為止還沒有聽說哪個城市路燈漏保裝置能夠可靠運行的，沒有合理的路燈保護方案是一個主要原因。一般路燈保護就是使用熔斷器或C型單極空氣開關進行線路保護。行業規范要求“采用熔斷器作保護裝置時，單相短路電流不應小于熔斷器熔體額定電流的4倍”，而C型單極空氣開關的動作值是5?10倍的額定值，要提供如此大的短路電流，就必須縮短路燈線路的供電半徑，而這勢必要增加路燈變的配置成本和路燈變安裝的征地成本。所以現在路燈所配置的保護一般來說都無法滿足線路末端單相接地短路的要求，而設計單位為了彌補其保護的不足，往往就配置30mA的漏保裝置，在實際工作中根本無法運行，最終不得不退出或拆除。這樣就出現一個惡性循環，不安裝漏保裝置，但一次保護不能滿足規范要求，發生人身傷亡事故后，開始重視安全，安裝漏保裝置，但馬上發現不能滿足路燈可靠性運行要求，一場大雨，全市路燈照明一片漆黑，漏保裝置不得不退出運行，于是又回到原始狀態。
[0003]現有技術中，路燈保護裝置中通常使用剩余電流斷路器，一旦發現單相短路，就會斷開整個供電支路的電源，停電范圍較大，而剩余電流斷路器占用空間大，且動作后人工檢查恢復的工作量大，另一方面，通常使用一次回路熔斷器、B型單極空氣開關或塑殼式空氣開關等電氣元件來控制供電支路的通斷，但由于電氣元件個體差異大，不能滿足精確動作的要求。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提出一種無需安裝漏保裝置的路燈系統監控及安全保護裝置，能夠準確定位故障具體位置，并斷開相應的故障相的電源，盡可能減少停電范圍和人工檢查恢復成本。
[0005]本實用新型的另一目的是提供一種路燈系統。
[0006]本實用新型通過以下技術方案實現:
[0007]—種路燈系統監控及安全保護裝置，所述路燈系統包括多個路燈和用于對多個路燈供電的供電系統，所述供電系統具有從三相供電主線引出的多個三相供電支路、將每個三相供電支路引至對應路燈處的三相電纜和連接在三相電纜相線與零線之間的光源電路，本裝置包括用于檢測三相供電支路零序電流的第一檢測模塊、用于檢測燈桿進線側三相電纜零序電流的第二檢測模塊、用于檢測光源電路零序電流的第三檢測模塊、用于檢測三相供電支路各相線及光源電路絕緣電阻的第四檢測模塊、設置在三相供電支路上用于控制三相供電支路各相線通斷的第一開關模塊、設置在光源電路上用于控制光源電路通斷的第二開關模塊、分別與第一至第四檢測模塊、第一、第二開關模塊通信連接的控制模塊，控制模塊根據第一至第三檢測模塊反饋的零序電流數據定位漏電故障發生位置，當三相供電支路或者三相電纜發生漏電故障時，控制模塊控制第一開關模塊斷開故障的三相供電支路或者三相電纜，第四檢測模塊檢測斷開的三相供電支路或者三相電纜各相線的絕緣電阻，控制模塊判定絕緣電阻最小的相線為故障相線并控制第一開關模塊接通非故障相線，當光源電路發生漏電故障時，控制模塊控制第二開關模塊斷開故障的光源電路。
[0008]進一步的，還包括與所述控制模塊連接用于檢測三相供電支路各相線電流的第五檢測模塊，所述控制模塊根據第五檢測模塊反饋的各相線電流定位過流故障的相線，并控制第一開關模塊斷開該過流故障相線。
[0009]進一步的，所述控制模塊包括第一控制單元、第二控制單元和第三控制單元，第一控制單元分別與所述第一開關模塊、第一檢測模塊和第四檢測模塊通信連接，第二控制單元分別與所述第二開關模塊、第二檢測模塊和第三檢測模塊通信連接，第三控制單元分別與所述第一開關模塊、第五檢測模塊、第一控制單元和第二控制單元通信連接，第三控制單元與監控后臺通信連接。
[0010]進一步的，所述第一檢測模塊包括設置在所述三相供電支路上的第一零序電流互感器。
[0011 ]進一步的，所述第二檢測模塊包括設置在所述路燈進線側三相電纜的第二零序電流互感器。
[0012]進一步的，所述第三檢測模塊包括設置在所述光源電路上的零序電流互感器。
[0013]進一步的，所述第五檢測模塊包括分別設置在所述三相供電支路各相線上的電流互感器。
[0014]進一步的，所述第一控制單元為漏電保護器。
[0015]進一步的，所述第二控制單元為單燈控制器。
[0016]本實用新型還通過以下技術方案實現:
[0017]—種路燈系統，包括如上所述的路燈系統監控及安全保護裝置。
[0018]本實用新型具有如下有益效果:
[0019]1、本實用新型通過檢測三相供電支路、三相電纜和光源電路的零序電流，能夠快速準確定位并及時斷開漏電故障的相線，減少停電范圍，無需安裝漏保裝置、無需人工檢測確定漏電故障點、降低路燈系統維護的人工成本和時間成本。
[0020]2、本實用新型通過檢測三相供電支路各相的電流，能夠快速準確定位過流故障發生點，并及時斷開三相供電支路的過流故障相，無需人工檢測確定過流故障點、降低路燈系統維護的人工成本和時間成本。
【附圖說明】
[0021 ]下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。
[0022]圖1為本實用新型的原理圖。
【具體實施方式】
[0023]如圖1所示，路燈系統包括多個路燈和用于對多個路燈供電的供電系統，供電系統具有從三相供電主線I引出的多個三相供電支路2、將每個三相供電支路2引至對應路燈處的三相電纜3和連接在三相電纜3相線與零線之間的光源電路4，每個三相供電支路2通過三相電纜3可為多個光源電路4供電，每個光源電路4為一個路燈燈具供電，本實施例的路燈燈具為兩個，分別用于主車道和輔車道的照明，用于輔車道照明的路燈燈具接在三相電纜3的V相和N相之間，用于主車道照明的路燈燈具接在U相與N相或者W相與N相之間，相鄰兩個用于主車道照明的路燈燈具的燈桿輪流接在U、W相上。
[0024]本實用新型的路燈系統監控及安全保護裝置包括用于檢測三相供電支路2零序電流的第一檢測模塊21、用于檢測三相供電支路2各相線電流的第五檢測模塊22、用于檢測燈桿進線側三相電纜3零序電流的第二檢測模塊31、用于檢測光源電路4零序電流的第三檢測模塊41、用于檢測三相供電支路2各相及光源電路4絕緣電阻的第四檢測模塊、設置在三相供電支路2上用于控制三相供電支路2各相線通斷的第一開關模塊23、設置在光源電路4上用于控制光源電路4通斷的第二開關模塊42和控制模塊，控制模塊包括第一控制單元51、第二控制單元52和第三控制單元53，第一控制單元51分別與第一開關模塊23、第一檢測模塊21和第四檢測模塊通信連接，第二控制單元52分別與第二開關模塊42、第二檢測模塊31和第三檢測模塊41通信連接，第三控制單元53分別與第一開關模塊23、第五檢測模塊22、第一控制單元51和第二控制單元52通信連接，其中，第三控制單元53通過物聯網和第二控制單元52通信連接，第一檢測模塊21包括設置在三相供電支路2上的第一零序電流互感器TAl，三相供電支路2的U、V、W、N相均穿過第一零序電流互感器TAl，第二檢測模塊31包括設置在路燈進線側三相電纜3上的第二零序互感器TA2，三相電纜3的U、V、W、N相均穿過第二零序電流互感器TA2，第三檢測模塊41包括設置在光源電路4上的第四零序電流互感器TA3，光源電路4的相線和零線均穿過第四零序電流互感器TA3，第五檢測模塊22包括分別設置在三相供電支路2各相線上的電流互感器TA，第一控制單元51為漏電保護器，第二控制單元52為單燈控制器，第三控制單元53通過第二控制單元52控制第二開關模塊42動作，第一開關模塊23包括分別設置在三相供電支路2各相線上的單極真空接觸器KM，第二開關模塊42包括與光源電路4連接的單燈控制器的繼電器。
[0025]本實用新型工作原理如下:
[0026]第一控制單元51和第二控制單元52的動作閾值及時限相配合，第一控制單元51的動作閾值設置為300mA，動作時限為ls，第二控制單元52的動作閾值設置為30mA，動作時限為0.5s，第一控制單元51的動作時限大于第二控制單元52的動作時限，能夠更好地避過某些造成誤判斷的干擾因素。
[0027]當第一檢測模塊21檢測到零序電流且第二檢測模塊31和第三檢測模塊41均未檢測到零序電流時，且當零序電流值大于300mA時，第三控制單元53可定位漏電故障發生在三相供電支路2，第一控制單元51控制故障三相供電支路2的U、V、W三相線上的單極真空接觸器KM斷開，然后第四檢測模塊檢測斷開后的U、V、W三相線的絕緣電阻值，第一控制單元51比較三相線的絕緣電阻值的大小，判定絕緣電阻值最小的相線為漏電故障相線，其他兩相線為非故障相線，并控制非故障相線上的單極真空接觸器KM重新閉合，恢復非故障相線的供電；
[0028]當第一檢測模塊21和第二檢測模塊31均檢測到零序電流且第三檢測模塊41未檢測到零序電流時，且當第一檢測模塊21檢測到的零序電流值大于300mA時，第三控制單元53可定位漏電故障發生在三相電纜3，第一控制單元51控制故障三相供電支路2的U、V、W三相線上的單極真空接觸器KM斷開，然后第四檢測模塊檢測斷開后的U、V、W三相線的絕緣電阻值，第一控制單元51比較三相線的絕緣電阻值的大小，判定絕緣電阻值最小的相線為漏電故障相線，其他兩相線為非故障相線，并控制非故障相線上的單極真空接觸器KM重新閉合，恢復非故障相線的供電；
[0029]當第一檢測模塊21、第二檢測模塊31和第三檢測模塊41均檢測到零序電流值時，第三控制單元53根據第二檢測模塊31反饋的零序電流可定位出漏電故障發成在哪兩根燈桿之間，再根據第三檢測模塊41反饋的零序電流可定位漏電故障發生的光源電路4，當第三檢測模塊41檢測到的零序電流值大于30mA時，第二控制單元52控制故障光源電路4上的繼電器斷開;在漏電故障未消失前，第一檢測模塊21檢測到的零序電流值反饋至第一控制單元51，但第一控制單元51的動作閾值更大、動作時限更長，在其還未向第一開關模塊23發出斷開指令前漏電故障便已清除，此時第一檢測模塊21和第二檢測模塊31檢測到的零序電流均為O，第一控制單元51無需再動作；
[0030]第三控制單元53可根據第五檢測模塊22反饋的各相線電流數據判斷相電流是否過流，當某一相電流超過設定值即過流時，第三控制單元53控制第一開關模塊23斷開該相線；
[0031]當整個供電系統因絕緣電阻未達到設定值而無法恢復供電時，第一控制單元51控制第四檢測模塊每隔10分鐘檢測一次電纜絕緣電阻，當某相的電纜絕緣電阻恢復到設定值后，第一控制單元51控制該相上的單極真空接觸器KM閉合。
[0032]第一控制單元51和第二控制單元52的零序電流數據、故障位置等相關信息均反饋至第三控制單元53，第三控制單元53將這些信息發送至后臺監控設備，其中第二控制單元52與第三控制單元53通過物聯網通信連接。
[0033]以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，故不能以此限定本實用新型實施的范圍，即依本實用新型申請專利范圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本實用新型專利涵蓋的范圍內。
【主權項】
1.一種路燈系統監控及安全保護裝置，所述路燈系統包括多個路燈和用于對多個路燈供電的供電系統，所述供電系統具有從三相供電主線引出的多個三相供電支路、將每個三相供電支路引至對應路燈處的三相電纜和連接在三相電纜相線與零線之間的光源電路，其特征在于:包括用于檢測三相供電支路零序電流的第一檢測模塊、用于檢測燈桿進線側三相電纜零序電流的第二檢測模塊、用于檢測光源電路零序電流的第三檢測模塊、用于檢測三相供電支路各相線及光源電路絕緣電阻的第四檢測模塊、設置在三相供電支路上用于控制三相供電支路各相線通斷的第一開關模塊、設置在光源電路上用于控制光源電路通斷的第二開關模塊、分別與第一至第四檢測模塊、第一、第二開關模塊通信連接的控制模塊，控制模塊根據第一至第三檢測模塊反饋的零序電流數據定位漏電故障發生位置，當三相供電支路或者三相電纜發生漏電故障時，控制模塊控制第一開關模塊斷開故障的三相供電支路或者三相電纜，第四檢測模塊檢測斷開的三相供電支路或者三相電纜各相線的絕緣電阻，控制模塊判定絕緣電阻最小的相線為故障相線并控制第一開關模塊接通非故障相線，當光源電路發生漏電故障時，控制模塊控制第二開關模塊斷開故障的光源電路。2.根據權利要求1所述的一種路燈系統監控及安全保護裝置，其特征在于:還包括與所述控制模塊連接用于檢測三相供電支路各相線電流的第五檢測模塊，所述控制模塊根據第五檢測模塊反饋的各相線電流定位過流故障的相線，并控制第一開關模塊斷開該過流故障相線。3.根據權利要求2所述的一種路燈系統監控及安全保護裝置，其特征在于:所述控制模塊包括第一控制單元、第二控制單元和第三控制單元，第一控制單元分別與所述第一開關模塊、第一檢測模塊和第四檢測模塊通信連接，第二控制單元分別與所述第二開關模塊、第二檢測模塊和第三檢測模塊通信連接，第三控制單元分別與所述第一開關模塊、第五檢測模塊、第一控制單元和第二控制單元通信連接，第三控制單元與監控后臺通信連接。4.根據權利要求1或2或3所述的一種路燈系統監控及安全保護裝置，其特征在于:所述第一檢測模塊包括設置在所述三相供電支路上的第一零序電流互感器。5.根據權利要求1或2或3所述的一種路燈系統監控及安全保護裝置，其特征在于:所述第二檢測模塊包括設置在所述路燈進線側三相電纜的第二零序電流互感器。6.根據權利要求1或2或3所述的一種路燈系統監控及安全保護裝置，其特征在于:所述第三檢測模塊包括設置在所述光源電路上的零序電流互感器。7.根據權利要求2或3所述的一種路燈系統監控及安全保護裝置，其特征在于:所述第五檢測模塊包括分別設置在所述三相供電支路各相線上的電流互感器。8.根據權利要求3所述的一種路燈系統監控及安全保護裝置，其特征在于:所述第一控制單元為漏電保護器。9.根據權利要求3所述的一種路燈系統監控及安全保護裝置，其特征在于:所述第二控制單元為單燈控制器。10.—種路燈系統，其特征在于:包括如權利要求1-9任一所述的路燈系統監控及安全保護裝置。
【文檔編號】H02H7/26GK205693963SQ201620640470
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月24日 公開號201620640470.9, CN 201620640470, CN 205693963 U, CN 205693963U, CN-U-205693963, CN201620640470, CN201620640470.9, CN205693963 U, CN205693963U
【發明人】許偉民, 方興, 李尚鴻, 傅春紅, 陳永往, 曾建忠, 張福昇, 陳凌峰, 陳金頂, 黃超武
【申請人】國網福建晉江市供電有限公司, 晉江市益眾照明發展有限公司