CN205693963U - 一种路灯系统监控及安全保护装置及路灯系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种路灯系统监控及安全保护装置，包括第一检测模块、第二检测模块、第三检测模块、第四检测模块、第五检测模块、第一开关模块、第二开关模块和控制模块。本实用新型无需安装漏保装置，也无需人工检查和恢复，且尽可能减少了停电范围，大大提升了路灯安全保护性能，节省了成本。

Description

一种路灯系统监控及安全保护装置及路灯系统

技术领域

本实用新型涉及一种路灯系统监控及安全保护装置及路灯系统。

背景技术

随着城市建设的步伐迅速扩展，路灯监控及漏电安全保护问题日显突出，各地频频发生因路灯漏电而造成人员伤亡的事故。虽然相关规程对路灯线路保护安装漏保装置有一些规定，但是在实际工作中难以落实，往往是出了一起人身伤亡事故后，开始强调安装漏保装置，但最终因为不能满足路灯运行可靠性而不得不又将漏保装置退出或者拆除，到目前为止还没有听说哪个城市路灯漏保装置能够可靠运行的，没有合理的路灯保护方案是一个主要原因。一般路灯保护就是使用熔断器或C型单极空气开关进行线路保护。行业规范要求“采用熔断器作保护装置时，单相短路电流不应小于熔断器熔体额定电流的4倍”，而C型单极空气开关的动作值是5～10倍的额定值，要提供如此大的短路电流，就必须缩短路灯线路的供电半径，而这势必要增加路灯变的配置成本和路灯变安装的征地成本。所以现在路灯所配置的保护一般来说都无法满足线路末端单相接地短路的要求，而设计单位为了弥补其保护的不足，往往就配置30mA的漏保装置，在实际工作中根本无法运行，最终不得不退出或拆除。这样就出现一个恶性循环，不安装漏保装置，但一次保护不能满足规范要求，发生人身伤亡事故后，开始重视安全，安装漏保装置，但马上发现不能满足路灯可靠性运行要求，一场大雨，全市路灯照明一片漆黑，漏保装置不得不退出运行，于是又回到原始状态。

现有技术中，路灯保护装置中通常使用剩余电流断路器，一旦发现单相短路，就会断开整个供电支路的电源，停电范围较大，而剩余电流断路器占用空间大，且动作后人工检查恢复的工作量大，另一方面，通常使用一次回路熔断器、B型单极空气开关或塑壳式空气开关等电气元件来控制供电支路的通断，但由于电气元件个体差异大，不能满足精确动作的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提出一种无需安装漏保装置的路灯系统监控及安全保护装置，能够准确定位故障具体位置，并断开相应的故障相的电源，尽可能减少停电范围和人工检查恢复成本。

本实用新型的另一目的是提供一种路灯系统。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种路灯系统监控及安全保护装置，所述路灯系统包括多个路灯和用于对多个路灯供电的供电系统，所述供电系统具有从三相供电主线引出的多个三相供电支路、将每个三相供电支路引至对应路灯处的三相电缆和连接在三相电缆相线与零线之间的光源电路，本装置包括用于检测三相供电支路零序电流的第一检测模块、用于检测灯杆进线侧三相电缆零序电流的第二检测模块、用于检测光源电路零序电流的第三检测模块、用于检测三相供电支路各相线及光源电路绝缘电阻的第四检测模块、设置在三相供电支路上用于控制三相供电支路各相线通断的第一开关模块、设置在光源电路上用于控制光源电路通断的第二开关模块、分别与第一至第四检测模块、第一、第二开关模块通信连接的控制模块，控制模块根据第一至第三检测模块反馈的零序电流数据定位漏电故障发生位置，当三相供电支路或者三相电缆发生漏电故障时，控制模块控制第一开关模块断开故障的三相供电支路或者三相电缆，第四检测模块检测断开的三相供电支路或者三相电缆各相线的绝缘电阻，控制模块判定绝缘电阻最小的相线为故障相线并控制第一开关模块接通非故障相线，当光源电路发生漏电故障时，控制模块控制第二开关模块断开故障的光源电路。

进一步的，还包括与所述控制模块连接用于检测三相供电支路各相线电流的第五检测模块，所述控制模块根据第五检测模块反馈的各相线电流定位过流故障的相线，并控制第一开关模块断开该过流故障相线。

进一步的，所述控制模块包括第一控制单元、第二控制单元和第三控制单元，第一控制单元分别与所述第一开关模块、第一检测模块和第四检测模块通信连接，第二控制单元分别与所述第二开关模块、第二检测模块和第三检测模块通信连接，第三控制单元分别与所述第一开关模块、第五检测模块、第一控制单元和第二控制单元通信连接,第三控制单元与监控后台通信连接。

进一步的，所述第一检测模块包括设置在所述三相供电支路上的第一零序电流互感器。

进一步的，所述第二检测模块包括设置在所述路灯进线侧三相电缆的第二零序电流互感器。

进一步的，所述第三检测模块包括设置在所述光源电路上的零序电流互感器。

进一步的，所述第五检测模块包括分别设置在所述三相供电支路各相线上的电流互感器。

进一步的，所述第一控制单元为漏电保护器。

进一步的，所述第二控制单元为单灯控制器。

本实用新型还通过以下技术方案实现：

一种路灯系统，包括如上所述的路灯系统监控及安全保护装置。

本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型通过检测三相供电支路、三相电缆和光源电路的零序电流，能够快速准确定位并及时断开漏电故障的相线，减少停电范围，无需安装漏保装置、无需人工检测确定漏电故障点、降低路灯系统维护的人工成本和时间成本。

2、本实用新型通过检测三相供电支路各相的电流，能够快速准确定位过流故障发生点，并及时断开三相供电支路的过流故障相，无需人工检测确定过流故障点、降低路灯系统维护的人工成本和时间成本。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

图1为本实用新型的原理图。

具体实施方式

如图1所示，路灯系统包括多个路灯和用于对多个路灯供电的供电系统，供电系统具有从三相供电主线1引出的多个三相供电支路2、将每个三相供电支路2引至对应路灯处的三相电缆3和连接在三相电缆3相线与零线之间的光源电路4，每个三相供电支路2通过三相电缆3可为多个光源电路4供电，每个光源电路4为一个路灯灯具供电，本实施例的路灯灯具为两个，分别用于主车道和辅车道的照明，用于辅车道照明的路灯灯具接在三相电缆3的V相和N相之间，用于主车道照明的路灯灯具接在U相与N相或者W相与N相之间，相邻两个用于主车道照明的路灯灯具的灯杆轮流接在U、W相上。

本实用新型的路灯系统监控及安全保护装置包括用于检测三相供电支路2零序电流的第一检测模块21、用于检测三相供电支路2各相线电流的第五检测模块22、用于检测灯杆进线侧三相电缆3零序电流的第二检测模块31、用于检测光源电路4零序电流的第三检测模块41、用于检测三相供电支路2各相及光源电路4绝缘电阻的第四检测模块、设置在三相供电支路2上用于控制三相供电支路2各相线通断的第一开关模块23、设置在光源电路4上用于控制光源电路4通断的第二开关模块42和控制模块，控制模块包括第一控制单元51、第二控制单元52和第三控制单元53，第一控制单元51分别与第一开关模块23、第一检测模块21和第四检测模块通信连接，第二控制单元52分别与第二开关模块42、第二检测模块31和第三检测模块41通信连接，第三控制单元53分别与第一开关模块23、第五检测模块22、第一控制单元51和第二控制单元52通信连接，其中，第三控制单元53通过物联网和第二控制单元52通信连接，第一检测模块21包括设置在三相供电支路2上的第一零序电流互感器TA1，三相供电支路2的U、V、W、N相均穿过第一零序电流互感器TA1，第二检测模块31包括设置在路灯进线侧三相电缆3上的第二零序互感器TA2，三相电缆3的U、V、W、N相均穿过第二零序电流互感器TA2，第三检测模块41包括设置在光源电路4上的第四零序电流互感器TA3，光源电路4的相线和零线均穿过第四零序电流互感器TA3，第五检测模块22包括分别设置在三相供电支路2各相线上的电流互感器TA，第一控制单元51为漏电保护器，第二控制单元52为单灯控制器，第三控制单元53通过第二控制单元52控制第二开关模块42动作，第一开关模块23包括分别设置在三相供电支路2各相线上的单极真空接触器KM，第二开关模块42包括与光源电路4连接的单灯控制器的继电器。

本实用新型工作原理如下：

第一控制单元51和第二控制单元52的动作阈值及时限相配合，第一控制单元51的动作阈值设置为300mA，动作时限为1s，第二控制单元52的动作阈值设置为30mA，动作时限为0.5s，第一控制单元51的动作时限大于第二控制单元52的动作时限，能够更好地避过某些造成误判断的干扰因素。

当第一检测模块21检测到零序电流且第二检测模块31和第三检测模块41均未检测到零序电流时，且当零序电流值大于300mA时，第三控制单元53可定位漏电故障发生在三相供电支路2，第一控制单元51控制故障三相供电支路2的U、V、W三相线上的单极真空接触器KM断开，然后第四检测模块检测断开后的U、V、W三相线的绝缘电阻值，第一控制单元51比较三相线的绝缘电阻值的大小，判定绝缘电阻值最小的相线为漏电故障相线，其他两相线为非故障相线，并控制非故障相线上的单极真空接触器KM重新闭合，恢复非故障相线的供电；

当第一检测模块21和第二检测模块31均检测到零序电流且第三检测模块41未检测到零序电流时，且当第一检测模块21检测到的零序电流值大于300mA时，第三控制单元53可定位漏电故障发生在三相电缆3，第一控制单元51控制故障三相供电支路2的U、V、W三相线上的单极真空接触器KM断开，然后第四检测模块检测断开后的U、V、W三相线的绝缘电阻值，第一控制单元51比较三相线的绝缘电阻值的大小，判定绝缘电阻值最小的相线为漏电故障相线，其他两相线为非故障相线，并控制非故障相线上的单极真空接触器KM重新闭合，恢复非故障相线的供电；

当第一检测模块21、第二检测模块31和第三检测模块41均检测到零序电流值时，第三控制单元53根据第二检测模块31反馈的零序电流可定位出漏电故障发成在哪两根灯杆之间，再根据第三检测模块41反馈的零序电流可定位漏电故障发生的光源电路4，当第三检测模块41检测到的零序电流值大于30mA时，第二控制单元52控制故障光源电路4上的继电器断开；在漏电故障未消失前，第一检测模块21检测到的零序电流值反馈至第一控制单元51，但第一控制单元51的动作阈值更大、动作时限更长，在其还未向第一开关模块23发出断开指令前漏电故障便已清除，此时第一检测模块21和第二检测模块31检测到的零序电流均为0，第一控制单元51无需再动作；

第三控制单元53可根据第五检测模块22反馈的各相线电流数据判断相电流是否过流，当某一相电流超过设定值即过流时，第三控制单元53控制第一开关模块23断开该相线；

当整个供电系统因绝缘电阻未达到设定值而无法恢复供电时，第一控制单元51控制第四检测模块每隔10分钟检测一次电缆绝缘电阻，当某相的电缆绝缘电阻恢复到设定值后，第一控制单元51控制该相上的单极真空接触器KM闭合。

第一控制单元51和第二控制单元52的零序电流数据、故障位置等相关信息均反馈至第三控制单元53，第三控制单元53将这些信息发送至后台监控设备，其中第二控制单元52与第三控制单元53通过物联网通信连接。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，故不能以此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种路灯系统监控及安全保护装置，所述路灯系统包括多个路灯和用于对多个路灯供电的供电系统，所述供电系统具有从三相供电主线引出的多个三相供电支路、将每个三相供电支路引至对应路灯处的三相电缆和连接在三相电缆相线与零线之间的光源电路，其特征在于：包括用于检测三相供电支路零序电流的第一检测模块、用于检测灯杆进线侧三相电缆零序电流的第二检测模块、用于检测光源电路零序电流的第三检测模块、用于检测三相供电支路各相线及光源电路绝缘电阻的第四检测模块、设置在三相供电支路上用于控制三相供电支路各相线通断的第一开关模块、设置在光源电路上用于控制光源电路通断的第二开关模块、分别与第一至第四检测模块、第一、第二开关模块通信连接的控制模块，控制模块根据第一至第三检测模块反馈的零序电流数据定位漏电故障发生位置，当三相供电支路或者三相电缆发生漏电故障时，控制模块控制第一开关模块断开故障的三相供电支路或者三相电缆，第四检测模块检测断开的三相供电支路或者三相电缆各相线的绝缘电阻，控制模块判定绝缘电阻最小的相线为故障相线并控制第一开关模块接通非故障相线，当光源电路发生漏电故障时，控制模块控制第二开关模块断开故障的光源电路。

2.根据权利要求1所述的一种路灯系统监控及安全保护装置，其特征在于:还包括与所述控制模块连接用于检测三相供电支路各相线电流的第五检测模块，所述控制模块根据第五检测模块反馈的各相线电流定位过流故障的相线，并控制第一开关模块断开该过流故障相线。

3.根据权利要求2所述的一种路灯系统监控及安全保护装置，其特征在于:所述控制模块包括第一控制单元、第二控制单元和第三控制单元，第一控制单元分别与所述第一开关模块、第一检测模块和第四检测模块通信连接，第二控制单元分别与所述第二开关模块、第二检测模块和第三检测模块通信连接，第三控制单元分别与所述第一开关模块、第五检测模块、第一控制单元和第二控制单元通信连接,第三控制单元与监控后台通信连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种路灯系统监控及安全保护装置，其特征在于:所述第一检测模块包括设置在所述三相供电支路上的第一零序电流互感器。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种路灯系统监控及安全保护装置，其特征在于:所述第二检测模块包括设置在所述路灯进线侧三相电缆的第二零序电流互感器。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种路灯系统监控及安全保护装置，其特征在于:所述第三检测模块包括设置在所述光源电路上的零序电流互感器。

7.根据权利要求2或3所述的一种路灯系统监控及安全保护装置，其特征在于:所述第五检测模块包括分别设置在所述三相供电支路各相线上的电流互感器。

8.根据权利要求3所述的一种路灯系统监控及安全保护装置，其特征在于：所述第一控制单元为漏电保护器。

9.根据权利要求3所述的一种路灯系统监控及安全保护装置，其特征在于：所述第二控制单元为单灯控制器。

10.一种路灯系统，其特征在于：包括如权利要求1-9任一所述的路灯系统监控及安全保护装置。