CN201504338U - 一种路灯节电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种路灯节电器，包括：环型变压器、输入端子、输出端子，还包括旁路输出接触器KM1、零线接触器KM6、档位接触器KM2、KM3；所述环型变压器的零线端N与零线接触器KM6的一端连接；输入端子的零线端、零线接触器KM6的另一端、输出端子的零线端依次连接；输入端子的火线端、环型变压器的火线端L、输出端子的火线端依次连接；所述旁路输出接触器KM1串接在所述输入端子与输出端子之间；档位接触器KM2、KM3连接在所述环型变压器的任一输出抽头与输出端子的火线端之间。本实用新型提供的节电器，可实现不断电的节电/旁路输出转换，且结构简单，几乎不需要复杂的电子元件即可实现，使用安全，能更好的适应路灯所处的恶劣环境。

Description

一种路灯节电器

技术领域

本实用新型涉及一种节电器，尤其涉及一种用于路灯的节电器。

背景技术

由于路灯的使用环境、及其电工原理的不同，国内的路灯节电器均采用降压调控方式来达到节电目的。现有的路灯节电器从工作原理上大概分成以下几种：

1.可控硅斩波型照明节能装置：

原理：采用可控硅斩波原理，通过控制晶闸管(可控硅)的导通角，将电网输入的正弦波电压斩掉一部分，从而降低了输出电压的平均值，达到控压节电的目的。

这类节能调控设备对照明系统的电压调节速度快，精度高，可分时段实时调整，有稳压作用，由于主要采用电子原件来构成，因而此类节电装置相对来说体积小、设备轻、成本低。

但该调压方式存在一致命缺陷，即斩波使得电压无法实现正弦波输出，还会出现大量谐波，形成对电网系统谐波污染，危害极大，不适合路灯节电使用。

2.连续调节自耦型降压器(碳刷式)一般分两种：

(1)直接碳刷式：

它可通过电刷在线圈的表面平滑移动或滚动，改变线圈的变比而调节输出电压。优点是可实现无级平滑调节，调节精度高，工艺技术简单，成本低，但由于电刷调节回路是串在主回路中，因此承受的电流大，电刷接触不良，会产生火花，引起触点磨损，因而该类节电器存在不安全因素，不适合推广使用。

(2)补偿碳刷式：

这种节电器采“补偿变压器+调压变压器(接触式调式器)+伺服传动机构”的组成模式。

这种节电器利用补偿变压器的互感原理，通过对调节变压器的碳刷移动，改变了电压的输出，输出纯正的电弦波，而相对直接碳刷式来说，调节变压器碳刷所承受的电流只有主电流的四分之一，所以产生的电火花产生相对较少，且在节电旁路转换时不断流，调节输出电压精度高，目前也常在国内使用。

这种节电器在碳刷移动的时候虽然承受的电流少，但道路环境恶劣，当调节变压器上的灰尘累积到一定程度，依然会产生电火花，仍存在不安全因素；且这种节电器一般需用两个变压器，相对成本较高，制造复杂，且伺服传动机构中电机容易损坏；另外，该节电器还使用了大量的电子元件，因而增加了维修成本。

3.固定多档自耦降压器，一般分为二种：

(1)调零式自耦降压器：

由于其核心部件是一个多抽头的自耦变压器，变压比固定，一般副边有七个降压抽头，分别降5V、10V、15V、20V，25V、30V、35V。这种节电器结构简单，多抽头通过对零线的吸合来改变电压的输出，从而达到降压的目的，目前也常在国内使用，但由于该节电器在旁路与节电转换时，会产生一个反高压，对使用设备如路灯有着较大的冲击，因而存在安全隐患，不利于路灯的安全使用。

(2)矩阵型调压器：

此类节电器在电路中串入了三组补偿变压器，通过调节不同的继电器触点，便可在输出端得到不同的电压组合。采用微电脑控制系统，实时采集输出、输入电压信号与最佳照明电压比较，通过计算进行自动调节，从而保证输出最佳的照明系统工作电压，能与GPRS网络组成远程监控系统，目前是国内常用的路灯节电器。但这种节电使用了多组变压器及多个交流接触器，成本高，制造复杂；在检测和控制电路中，使用了大量的电子元件及单片机等微电脑处理器，对于路灯这种常处于恶劣环境的使用设备，该类节电器的电子元件易于损坏，因而增加了路灯的维护费用。

上述各类路灯节电器中存在不安全因素；或结构复杂，使用了大量的电子元件，不仅增加了节电器的制造成本，也相应增加了路灯的维护费用。因而对于路灯这种常处于恶劣环境中的使用设备来说，实用性差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种路灯节电器，可在恶劣环境中安全使用，可实现不断流节电/旁路转换，且电路结构简单，生产成本低，不易损坏，可有效降低路灯节电器维护的成本。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种路灯节电器，包括：环型变压器、输入端子、输出端子，还包括旁路输出接触器KM1、零线接触器KM6、档位接触器KM2、KM3；所述环型变压器的零线端N与零线接触器KM6的一端连接；输入端子的零线端、零线接触器KM6的另一端、输出端子的零线端依次连接；输入端子的火线端、环型变压器的火线端L、输出端子的火线端依次连接；所述旁路输出接触器KM1串接在所述输入端子与输出端子之间；档位接触器KM2、KM3连接在所述环型变压器的任一输出抽头与输出端子的火线端之间。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，还包括节电/旁路转换控制电路，该节电/旁路转换电路的输入端连接所述输入端子，其输出端分别与旁路输出接触器KM1、零线接触器KM6、档位接触器KM2及KM3连接。

进一步，所述节电/旁路转换控制电路包括：单相断路器QF2、时控继电器KT1、时间继电器KT2、中间继电器KA；所述单相断路器QF2的输入端连接所述输入端子并通过该输入端子外接电源；单相断路器QF2的输出端分别连接：所述时控继电器KT1的控制线圈L1，通过该时控继电器KT1的常开触头K1、中间继电器KA的常闭触头K2连接所述时间继电器KT2的控制线圈L3，还通过时控继电器KT1的常开触头K1、时间继电器KT2的瞬时常闭触头K12及其延时常闭触头K6连接中间继电器KA的控制线圈L2；时间继电器KT2的瞬时常闭触头K12与所述零线接触器KM6的控制线圈L6串联，时间继电器KT2的瞬时常开触头K4、及延时常闭触头K6与旁路输出接触器KM1的控制线圈L9连接。

进一步，所述节电/旁路转换控制电路还包括：旁路复合开关SB1、节电开关SB2；该旁路复合开关SB1串联在所述单相断路器QF2与所述旁路输出接触器KM6之间；所述节电开关SB2串联在所述单相断路器QF2与零线接触器KM1之间。

进一步，所述节电/旁路转换控制电路还包括：手动转换开关SB3，该手动转换开关SB3一端与所述单相断路器QF2串联，该手动转换开关SB3串联在所述零线接触器KM6与所述单相断路器QF2之间。

进一步，所述档位接触器KM2、KM3为至少一个。

进一步，所述输出端子包括至少一个输出接触器KM4、KM5。

进一步，所述输入端子包括一三相断路器QF1。

进一步，所述环型变压器包括一环形铁心。

本实用新型的有益效果是：通过多个继电器及时间继电器的组合使用来实现节电和旁路的不断流转换；通过环型变压器连接零线开关，使得环型变压器在节电时可用于降压输出，在旁路输出时可作为一电感线圈，有利于实现不断的节电/旁路转换；结构简单，几乎不需要复杂的电子元件即可实现，使用安全，能更好的适应路灯所处的恶劣环境。

附图说明

图1为本实用新型一种路灯节电器的原理图；

图2为本实用新型一种路灯节电器的原理框图；

图3为本实用新型一种路灯节电器实施例一的结构框图；

图4为本实用新型一种路灯节电器实施例一的电气线路图；

图5为本实用新型一种路灯节电器的安装示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1、图2所示，本实用新型所提供的一种路灯节电器的原理如下：该路灯节电器包括：输入端子、输出端子、环型变压器、旁路接触器KM1、零线接触器KM6、档位接触器KM2或KM3，其中，输入端子的火线端、旁路接触器KM1、输出端子的火线端依次连接；输入端子的零线端、零线接触器KM6的一端、输出端子的零线端依次连接并通过输入端子的零线端连接市电中的零线；零线接触器KM6的另一端、环型变压器的零线端N、环型变压器的火线端L依次连接；输入端子的火线端、环型变压器的火线端L、输出端子的火线端依次连接，可通过输入端子的火线端连接市电的火线；环型变压器的一输出抽头1(或输出抽头2)与一档位接触器KM2(或档位接触器KM3)的连接点与输出端子的火线端连接，这样即可通过环型变压器实现多个档位的降压输出，还可根据实际需要，在环型变压器的其他任一或多个输出抽头上串接一个或多个档位接触器，来实现多种档位的降压输出。接通市电电源时，旁路输出接触器KM1、档位接触器KM2或档位输出接触器KM3闭合，此时为旁路输出；将旁路输出接触器KM1断开，并闭合零线接触器KM6，此时，则通过环型变压器实现了降压输出。由于该环型变压器的一、二次线圈两端同时存在着磁和电的联系，因而在上述旁路/节电转换过程中，旁路时的环型特殊变压器可等价为一电感线圈，在转换的瞬间，自身产生电感电路，而使电流不会断流，路灯便不会熄灭，而当完全转换后，环型变压器便用于实现降压输出。本实用新型采用在环型变压器的零线端N连接一零线接触器KM6的方式，来实现环型变压器的不断流旁路/节电转换，结构简单，几乎不需要复杂的电子元件即可实现，且环型变压器工作性能稳定，更适合用于处于恶劣环境中的路灯中。

图3为本实用新型一种路灯节电器实施例一的结构框图，图4是该路灯节电器实施例一的电气线路图。如图2、图3所示，输入端子采用一个三相断路器QF1来实现，分别通过其三端分别连接市电的A、B、C三相电线，其端N连接市电的零线，用于实现节电器中各部分的供电；输出端子则采用两个输出接触器KM5、输出接触器KM6来实现两路输出，也可根据实际需要增加或减少输出接触器的数量，从而实现一路输出或多路同时输出。

如图3、图4所示，三相断路器QF1的三相输出端分别连接环型变压器T1、环型变压器T2、环型变压器T3的输入端A1、B2、C3，该三个环型变压器的输出端N1、N2、N3分别连接零线接触器KM6的三相输入端，KM6的三相输出端连接后与市电的零线连接，通过三相断路器QF1外接三相市电来为环型变压器供电；环型变压器T1、环型变压器T2、环型变压器T3的抽头3、抽头5、抽头7分别连接档位接触器KM2的三相输入端，抽头4、抽头6、抽头8分别连接档位接触器KM3的三相输入端，档位接触器KM2的输出端与档位接触器KM3的输出端的连接点连接输出接触器KM4的输入端及输出接触器KM5的输入端。当零线接触器KM6闭合并同时闭合任一档位接触器KM2或KM3时，环型变压器T1、环型变压器T2、环型变压器T3两端外接市电，通过输出接触器KM4或KM5降压输出。

如图3、图4所示，三相断路器QF1的三相输出端、旁路输出接触器KM1、输出接触器KM4串接构成节电器的旁路输出电路，从而实现节电器的旁路输出。

如图3、图4所示，节电/旁路转换控制电路中：单相断路器QF2输入端的一侧通过连接三相断路器QF1的一端外接B相市电火线，输入端的另一侧连接市电的零线，用于控制节电/旁路转换控制电路中的其它部分的通断电，单相断路器QF2的输出端、档位开关K11、档位接触器KM2的控制线圈L7(或档位接触器KM3的控制线圈L8)串接，当档位开关K11闭合在档位1时，档位接触器KM2接入，档位接触器KM2的控制线圈L7通过单相断路器QF2外接电源，则档位接触器KM2的常开触头K7闭合，环型变压器T1、T2、T3通过其档位3、5、7降压输出，同理，当档位开关K11闭合在档位2时，档位输出器KM3的控制线圈L8通电，环型变压器T1、T2、T3则通过其档位4、6、8降压输出。单相断路器QF2的输出端、时控继电器KT1、输出接触器KM4及KM5、中间继电器KA、时间继电器KT2连接：时控继电器KT1控制线圈L1的两端分别接QF2的零线端、火线端；输出接触器KM4的控制线圈L4一端接在QF2的零线端，另一端与KM5的控制线圈L5的一端连接后其连接点依次连接时控继电器KT1的常开触头K1、QF2的火线端，KM5的控制线圈L5另一端接在QF2的零线端；时间继电器KT2的控制线圈L3一端接在QF2的零线端，另一端依次连接中间继电器KA的常闭触头K2、输出接触器KM4的常开触头K7与KM5的常开触头K8的两端连接点、接在QF2的火线端；中间继电器KA的控制线圈L2一端接在QF2的零线端，另一端分两路：一路依次连接KT2的延时常开触头K5、KM1的常开触头K9、QF2的火线端，另一路依次连接KT2的延时常开触头K5、KT2的瞬时常开触头K4的一端，KT2的瞬时常开触头K4的另一端通过分别连接KT1的常开触头K1及手动开关SB3接到QF2的火线端；KM1的控制线圈L9一端接在QF2的零线端，另一端依次连接KM6的常闭触头K10、节电开关SB2、KT2的延时常闭触头K6、KT2的瞬时常开触头K4、KT1的常开触头K1、QF2的火线端；KM6的控制线圈一端接在QF2的零线端，另一端依次连接旁路复合开关SB1、KT2的瞬时常闭触头K12、手动开关SB3或KT1的常开触头K1、QF2的火线端。另外，KM1连接旁路灯Q1，KM6连接节电灯Q2。

工作时，QF2接入两端接入市电，时控继电器KT1的控制线圈L1通电，KT1的常开触头K1吸合，则KM4、KM5的控制线圈L4、L5通电，KM4、KM5的常开触头K7、K8闭合，此时由于KA的常闭抽头K2为闭合状态，则KT2的控制线圈L3两端加上电压，此刻KT2的瞬时常闭触头K12断开、瞬时常开触头K4闭合、延时常闭触头K6闭合、延时常开触头K5断开，则KM1的控制线圈L9通电，KM1的常开触头K9闭合，KM6的常闭触头K10闭合，此时节电器处于旁路输出状态，旁路灯Q1亮；时间继电器KT2延时常闭触头K6在经过设定的延时断开时间后自动断开、同时其延时常开触头K5闭合，则KM1控制线圈L9断电，中间继电器KA的控制线圈L2通电，KA的常闭触头K2断开、常开触头K3闭合，则KT2的控制线圈L3断电，KT2的瞬时常开触头K4断开、瞬时常闭触头K12闭合，此刻KM6的控制线圈L6通电，KM6的常闭触头K10断开、常开触头闭合，此时节电器自动转换为降压输出状态，节电灯Q2亮。也可通过通过手动来完成节电/旁路转换控制，当手动接通旁路复合开关SB1，则KM1的控制线圈L9通电，此时节电器旁路输出，Q1亮；当手动断开节电开关SB2，则KM1的控制线圈L9断电，手动接通手动开关SB3，则KM6的控制线圈L6通电，此时节电器降压输出，Q2亮。其中，时间继电器KT2的延时断开时间设定可根据实际需要设定，可为几分钟或几个小时，一般设定为30分钟。

本实用新型所提供的一种路灯节电器的各项技术规格、节电率等与国内常用路灯节电器分析对比后，路灯节电器具有高效、实用、稳定、安全、制造简单，基本免维护等特点，比一般的路灯节电器更能适合路灯恶劣的使用环境，是目前适合大量推广使用的路灯节电装置。

图5是本实用新型提供的一种路灯节电器的安装示意图，即路灯节电器串接在市电电源与路灯灯具之间，市电电源经过路灯节电器的两个或者多个降压档位进行降压处理后，把处理出来的电源送到路灯灯具使用，利用旁路节电“不断流”转换控制旁路与节电的转换，不产生路灯“闪断”熄灭现象。路灯节电器内有节电/旁路转换控制电路，一旦路灯节电器发生故障，可以通过旁路输出直接由市电供给路灯灯具使用，不影响路灯的正常使用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种路灯节电器，包括：环型变压器、输入端子、输出端子，其特征在于，还包括旁路输出接触器(KM1)、零线接触器(KM6)、档位接触器(KM2、KM3)；所述环型变压器的零线端(N)与零线接触器(KM6)的一端连接；输入端子的零线端、零线接触器(KM6)的另一端、输出端子的零线端依次连接；输入端子的火线端、环型变压器的火线端(L)、输出端子的火线端依次连接；所述旁路输出接触器(KM1)串接在所述输入端子与输出端子之间；档位接触器(KM2、KM3)连接在所述环型变压器的任一输出抽头与输出端子的火线端之间。

2.根据权利要求1所述的节电器，其特征在于，还包括节电/旁路转换控制电路，该节电/旁路转换电路的输入端连接所述输入端子，其输出端分别与旁路输出接触器(KM1)、零线接触器(KM6)、档位接触器(KM2、KM3)连接。

3.根据权利要求2所述的节电器，其特征在于，所述节电/旁路转换控制电路包括：单相断路器(QF2)、时控继电器(KT1)、时间继电器(KT2)、中间继电器(KA)；所述单相断路器(QF2)的输入端连接所述输入端子并通过该输入端子外接电源；单相断路器(QF2)的输出端分别连接：所述时控继电器(KT1)的控制线圈(L1)，通过该时控继电器(KT1)的常开触头(K1)、中间继电器(KA)的常闭触头(K2)连接所述时间继电器(KT2)的控制线圈(L3)，还通过时控继电器(KT1)的常开触头(K1)、时间继电器(KT2)的瞬时常闭触头(K12)及其延时常闭触头(K6)连接中间继电器(KA)的控制线圈(L2)；时间继电器(KT2)的瞬时常闭触头(K12)与所述零线接触器(KM6)的控制线圈(L6)串联，时间继电器(KT2)的瞬时常开触头(K4)、及延时常闭触头(K6)与旁路输出接触器(KM1)的控制线圈(L9)连接。

4.根据权利要求3所述的节电器，其特征在于，所述节电/旁路转换控制电路还包括：旁路复合开关(SB1)、节电开关(SB2)；该旁路复合开关(SB1)串联在所述单相断路器(QF2)与所述旁路输出接触器(KM6)之间；所述节电开关(SB2)串联在所述单相断路器(QF2)与零线接触器(KM1)之间。

5.根据权利要求3所述的节电器，其特征在于，所述节电/旁路转换控制电路还包括：手动转换开关(SB3)，该手动转换开关(SB3)串联在所述零线接触器(KM6)与所述单相断路器(QF2)之间。

6.根据权利要求1所述的节电器，其特征在于，所述档位接触器(KM2、KM3)为至少一个。

7.根据权利要求1所述的节电器，其特征在于，所述输出端子包括至少一个输出接触器(KM4、KM5)。

8.根据权利要求1所述的节电器，其特征在于，所述输入端子包括一三相断路器(QF1)。

9.根据权利要求1所述的节电器，其特征在于，所述环型变压器包括一环形铁心。

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