TWI398661B

TWI398661B - 偵測路燈故障之裝置及方法

Info

Publication number: TWI398661B
Application number: TW096124979A
Authority: TW
Inventors: Fabio Veroni
Original assignee: Enel Distribuzione Spa
Priority date: 2007-06-29
Filing date: 2007-07-09
Publication date: 2013-06-11
Also published as: EP2165578B1; ES2433200T3; BRPI0721855B1; BRPI0721855A2; DK2165578T3; JP5123382B2; US8451005B2; SI2165578T1; EP2165578A1; PL2165578T3; JP2010532073A; TW200900717A; CN101755487A; CN101755487B; US20100244844A1; PT2165578E; WO2009003512A1

Description

偵測路燈故障之裝置及方法

本發明係關於一種用於偵測可共同連接至一AC電源之複數個路燈中之至少一路燈之故障的裝置。本發明亦係關於一種用於偵測此路燈之故障的方法及一種電腦程式產品，該電腦程式產品經調適以使處理器或微控制器執行該用於偵測此路燈之故障的方法。

通常，一個路燈或多個路燈可置放於遠離關心此路燈或此等路燈之正確操作之操作人員的位置處。複數個路燈可(例如)沿道路或街道以特定間隔作為路燈鏈而置放。由於安全原因，應在相當短的時間內偵測到鏈之燈中之一或多者之失效。習知地，由必須在燈被供應有電功率時親自檢測每一路燈之人以定期的時間間隔(諸如，每月一次)執行失效偵測。此檢測是非常昂貴的，且甚至可發生燈僅在執行的檢測之後不久失效或僅在特定操作條件期間臨時失效。另外，甚至在失效偵測狀況下，修理人員將僅藉由分別檢驗失效的燈之組件而知曉失效之原因。

已開發若干方法以克服此等缺點。

自EP 0 746 183 A1已知的燈故障偵測之一方法係基於在燈之操作期間為每一個別燈確定供應至該燈的電壓與電流之間的相角。若所確定之相角在規定容許度範圍內，則燈被考慮為無故障。否則，偵測到此燈之故障。每一燈具有其自己的故障偵測模組。因此此類故障偵測係昂貴的。

又已知如(例如)在EP 0 746 183 A1中提及的用於確定相角之若干方法。

根據EP 0 746 183 A1，用於確定相角之一方法為量測供應至各別燈之電壓的越零點與同一週期的電流之越零點之間的時間。此方法係基於所施加之電壓及電流對應於相對於彼此隨時間變換之理想的正弦曲線之假設。然而，實際上，供應至燈之電壓及電流(例如)歸因於較高階的諧波之存在及非線性分量的效應而失真。因此，此方法導致燈的狀態之相當不精確及不可靠的偵測。

根據EP 0 746 183 A1之用於確定相角之另一方法如下。在電壓及電流波之瞬時量測基礎上，考慮到歸因於較高階諧波及非線性效應之干擾，確定由燈吸收的有效功率P及相關視在功率S。微處理器基於有效功率P與視在功率S之間的關係執行計算，並導出考慮中的週期之電壓與電流之間的角之相角。接著，基於所導出之相角來偵測燈的狀態。然而，對於某些特定類型故障，相角之改變量係非常小的。因此，有效功率P及視在功率S之計算需要高精確度運算。

自WO 95/04446已知評估共同供應至複數個燈之電壓及電流從而用於故障偵測。根據此方法，可能確定該複數個燈中之至少一者是否已變得有故障。然而，當不僅對單一燈而且對共同連接至一AC電源之複數個燈執行故障偵測時，與單一燈狀況相比較，由一個故障燈導致的相角之變化歸因於平均化效應而被該複數個燈中之剩餘無故障燈弱化。因此，在由電源共同供應複數個燈之狀況下，需要用於確定在燈共同連接至電源之點處的電壓與電流之間的相角之甚至更高的精度。

本發明目的在於提供一種用於可靠地偵測共同連接至AC電源之若干路燈中之至少一路燈的故障之裝置及方法。

根據本發明，一種用於偵測共同連接至AC電源之複數個路燈中的至少一路燈之故障之裝置包含：一用於獲得有效功率量測P之值之部件，該值表示由AC電源供應至複數個路燈之總有效功率Pt；一用於獲得無效功率量測Q之值之部件，該值表示藉由AC電源供應至複數個路燈之總無效功率Qt；一用於偵測所獲得的有效功率量測值之變化△P之部件；一用於偵測所獲得的無效功率量測值之變化△Q之部件；及一故障確定部件，其用於基於偵測到的所獲得之有效功率量測值之變化及偵測到的所獲得的無效功率量測值之變化而確定是否已出現至少一路燈之故障。

在多數一般含義中，術語有效功率量測及無效功率量測指代相互正交的功率量測。歸因於有效功率量測與無效功率量測之正交或至少準正交特性，可較不依賴於無效功率量測的變化而偵測到有效功率量測之任何變化，且反之亦然。因此，有效功率量測及無效功率量測之評估允許電壓與電流之關係的任何改變之偵測中的較高精度。此允許以較高的可靠性偵測共同連接至AC電源之複數個燈中的單一燈之故障。另外，根據本發明，共同連接至AC電源之大量燈之故障偵測是可能的。另外，本發明之某些實施例允許確定在燈中已出現之故障之種類。

大量合適的有效功率量測P中之一者將為在一週期(在下文中為T)內的電源電壓的平均值，或在整數個週期nT內的複數個燈之瞬時電源電壓(在下文中為u(t))與電源電流(在下文中為i(t))之乘積的平均值。另一合適的有效功率量測P將為在一或整數個週期T期間獲得的u(t)樣本與i(t)樣本之乘積的平均值。此等及其他合適有效功率量測係(例如)基於u(t)及i(t)之乘積在一或多個週期T上的積分或基於其時間離散及量子化等效。

大量合適的無效功率量測Q中之一者為在一週期T或其整數倍內之時間變換瞬時電源電壓u(t－T/4)與瞬時電源電流i(t)之乘積的平均值。u(t)之其他時間變換量±T(1＋2m)/4(m為整數)將亦為合適的。另一合適的無效功率量測Q將為在一週期T或整數個週期T內之電壓u(t)之時間變換樣本與i(t)樣本的乘積的平均值，該時間變換對應於T(1＋2m)/4，其中m為包括零之任何整數(例如，m＝1)。此等及其他合適的無效功率量測係(例如)基於u(t)及i(t)之乘積在一或多個週期T上之積分或其時間離散及量子化等效，其中u(t)及i(t)相對於彼此已變換了T(1＋2m)/4，m為包括零之整數。

對於此等量測之評估而言，專用的、可程式化或嵌入式之類比電路以及如取樣及保持電路、A/D轉換電路、乘法及加法電路之數位電路在市場上為易於購得的。為獲得有效功率量測值及無效功率量測值，亦可採用用於電力能量計量應用之積體電路解決方案，其在市場上為易於購得的。

注意如此描述內使用之無效功率量測之定義並不只限於以上引用的實例係重要的。當使用大體上彼此幾何正交之有效功率量測及無效功率量測時，可獲得本發明之優點。

較佳地，故障確定部件經調適以借助於偵測到在給定觀測週期上獲得的有效功率量測值之變化及無效功率量測值之變化大於各別給定量，而確定複數個燈中之至少一燈的故障類型。舉例而言，若獲得的有效功率量測值已被偵測到在給定觀測週期上降低了大於給定量的量，且所獲得的無效功率量測已被偵測到在給定觀測週期上增加了大於給定量的量，則此可為複數個燈中之至少一燈經受短路之指示。故障確定部件可經調適，以在所獲得的有效功率量測已被偵測到已降低且所獲得的無效功率已被偵測到已降低時，確定一燈開路故障。故障確定部件亦可經調適，以在所獲得的無效功率量測已被偵測到已增加且所獲得的有效功率已被偵測到無超出給定量的變化時，確定歸因於切斷連接的電容器之燈故障。

故障確定部件亦可經調適，以在所獲得的有效功率量測已被偵測到在降低與增加之間交替且所獲得的無效功率已被偵測到在增加與降低之間交替時，確定燈循環故障。此為複數個燈中之至少一燈正在循環之指示，亦即，當供應電力時，燈展示發光與不發光之反覆行為。

較佳地，用於獲得有效功率量測值之部件包含一用於產生有效能量脈衝之產生部件，每一有效能量脈衝表示供應至複數個路燈的特定有效能量的量。脈衝之頻率或連續脈衝之間的時間間隔為有效功率之合適量測。用於獲得有效功率量測值之部件可包含一用於確定作為有效功率量測的頻率n/△T1之部件，其中n為在時間間隔△T1中計數之有效能量脈衝之數目。此實施例允許在相當高的功率消耗狀況下之精確且簡單的量測。或者，用於獲得有效功率量測之部件可包含一用於確定作為有效功率量測的連續產生的有效能量脈衝之間的時間間隔△T2之部件。此實施例允許在相當低的功率消耗狀況下之精確且簡單的量測。此等量測之線性組合可係甚至更佳的以便獲得快速有效功率量測，其同時不受雜訊影響。對於用於獲得無效功率量測值之部件而言，應用相同部件，其中加以必要變更。較佳地，用於產生有效能量脈衝之產生部件及/或用於產生無效能量脈衝之產生部件借助於能量計量積體電路來實施。

因此，藉由開發已在能量計量領域中研發之現成架構及演算法而可容易且精確地產生功率量測。

較佳地，根據本發明之故障偵測裝置亦包含：一電壓偵測部件，其用於偵測表示AC電源之電源電壓之量測Vm；及一功率量測調整部件，其用於基於偵測到的表示AC電源之電源電壓的量測而調整所獲得的有效功率量測值及/或所獲得的無效功率量測值。此允許消除或減小AC電源之波動效應且在大量燈中的一者之故障偵測中達成甚至更好的解決效果。較佳地，功率量測調整部件基於預定正規化函數而正規化有效功率量測及/或無效功率量測。預定正規化函數可能能夠考慮複數個路燈之非線性行為。此外，功率量測調整部件可藉由偵測到的表示AC電源的電源電壓之量測與額定電源電壓Vr之比率的平方來正規化有效功率量測及/或無效功率量測。

較佳地，用於偵測所獲得的有效功率量測之變化之部件及/或該用於偵測所獲得的無效功率量測之變化的部件包含一比較部件，其用於基於該有效/無效功率量測之該所獲得的值與有效/無效功率量測參考值之偏差而偵測有效/無效功率量測的該變化。

較佳地，用於偵測所獲得的有效/無效功率量測之變化之部件包含：一補償部件，其用於獲得所獲得之過去的該有效/無效功率量測之複數個值的平均值且用於基於所獲得的平均值調整有效/無效功率量測參考值。補償部件視在獲得各別功率量測值時施加之AC電源電壓而定而可將過去的有效/無效功率量測值群分為至少兩個群；為群之每一者獲得過去的有效/無效功率量測值之各別群平均值；視在獲得各別功率量測值時施加之AC電源電壓而定而獲得複數個有效/無效功率量測參考值之各別群參考值；及基於過去的有效/無效功率量測值之群平均值而調整所獲得的群參考值，該群平均值與在獲得有效/無效功率量測時施加的AC電源電壓相關聯。比較部件可基於所獲得的有效/無效功率量測值與群參考值之偏差而偵測有效/無效功率量測的該變化，其中該群參考值與在獲得有效/無效功率量測值時施加的AC電源電壓相關聯。

補償部件亦可藉由對應於偵測到的AC電源電壓與額定電源電壓Vr之比率之值來正規化該複數個過去的連續有效/無效功率量測值中之每一者，且基於該正規化的過去有效/無效功率量測值獲得該平均值。

比較部件可較佳藉由比較偏差與合適的臨限值(例如，與第一臨限值Pthr－、Qthr－比較，與大於第一臨限值之第二臨限值Pthr＋、Qthr＋比較)而偵測有效/無效功率量測之該變化；且若該偏差低於該第一臨限值，則偵測負變化；若該偏差大於該第二臨限值，則偵測正變化；且若偏差大於第一臨限值並小於第二臨限值，則確定無變化。

較佳地，用於偵測所獲得的有效/無效功率量測之變化之部件可藉由以下任一方式來調整臨限值中的任一者：評估用於獲得該過去的有效/無效功率量測中所獲得的複數個值的平均值之有效/無效功率量測值相對於有效/無效功率量測參考值的值分佈，或藉由評估過去的有效/無效功率量測值之群相對於彼群參考值之值分佈，其中該群與在獲得有效/無效功率量測值時所施加的AC電源電壓相關聯，彼群參考值與在獲得有效/無效功率量測值時施加的AC電源電壓相關聯。

平均值可為(例如)借助於在時間軸上移動之窗口來選擇待包括於平均化處理中的值而獲得的移動平均值。

補償部件可基於所獲得的平均值並基於先前的有效/無效功率量測參考值而進一步較佳調整有效/無效功率量測參考值。

較佳地，用於偵測所獲得的有效/無效功率量測之變化之部件可進一步包含一用於禁止非常規功率量測之部件，其經調適使得故障確定部件針對其確定故障出現之任何過去的有效/無效功率量測並不表現於所獲得的平均值中。

平均值、參考值或第一臨限值及/或第二臨限值較佳藉由使用對應於偵測到的AC電源電壓與額定電源電壓之比率的量測之乘法而調整。

平均化部件在複數個路燈並未接收來自AC電源之功率的週期期間較佳維持所獲得的有效/無效功率量測值之過去值。較佳地，防止該補償部件在路燈用於暖機所需之週期期間及/或在當複數個路燈並未自AC電源接收功率時的週期期間更新平均值。同樣，在路燈用於暖機所需之週期期間可禁止燈故障之偵測。

較佳地，過去的有效/無效功率量測值之群的值及其各別群平均之值經初始化，使得過去的有效/無效功率量測值之每一各別群及其各別群平均值獲得較佳儲存於非揮發性記憶體中的各別群參考值之值。

本發明之目標亦藉由用於偵測共同連接至AC電源之複數個路燈中之至少一路燈的故障之方法來解決，該方法包含以下步驟：自AC電源供應功率至複數個路燈；獲得表示由AC電源供應至複數個路燈之總有效功率Pt之有效功率量測P；獲得表示由AC電源供應至複數個路燈之總無效功率Qt之無效功率量測Q；偵測所獲得的有效功率量測之變化△P；偵測所獲得的無效功率量測之變化△Q；及基於偵測到的變化確定是否已出現至少一路燈之故障。

本發明之目標亦藉由一種電腦程式產品來解決，當該電腦程式產品被載入處理器或微控制器之程式記憶體中時，該電腦程式產品使處理器或微控制器執行上述提及的用於偵測共同連接至AC電源之複數個路燈中之至少一路燈之故障。

圖1A展示根據本發明之用於偵測至少一路燈的故障之裝置及其在習知街道照明系統內的配置之第一實施例。

如圖1A中所示，複數個路燈20借助於電源線31、32共同連接至AC電源10。自AC電源10向該複數個路燈20供應總有效功率Pt。總有效功率Pt為大體上由該複數個路燈20消耗的有效功率。此外，總無效功率Qt為大體上在AC電源10與該複數個路燈20之間振盪的功率。

功率計50連接至電源線31、32並獲得(例如)自電源線31、32施加至該複數個燈20之電壓及電流的瞬時或平均值之量測。功率計50能夠基於此等量測確定有效功率量測P及無效功率量測Q，並將P及Q輸出至根據本發明之故障偵測裝置100。在此實施例中，此等量測在故障偵測裝置100外已被確定。功率計50亦可向故障偵測裝置100提供表示電源電壓之量測V。

故障偵測裝置100能夠自功率計50獲得有效功率量測P及無效功率量測Q。有利地，故障偵測裝置100亦能夠自功率計50獲得量測V。

如圖1A中所示，故障偵測裝置100包含一處理器70、一較佳為即時時鐘(RTC)之時鐘60，及諸如程式記憶體、非揮發性記憶體、資料記憶體及I/O緩衝器之記憶體80。處理器70可(例如)借助於匯流排(未圖示)存取即時時鐘60及記憶體80。在故障偵測裝置100偵測到該複數個路燈中之至少一路燈的故障狀況下，故障偵測裝置100能夠(例如)藉由啟動專用的警報輸出、向其輸出中之一者施加電壓、設定或重設在故障偵測裝置100內或外的暫存器等而輸出警報。

圖1B展示根據本發明之用於偵測至少一路燈的故障之裝置及其在習知街道照明系統內的配置之第二實施例。在圖1B中，類似於圖1A中之彼等之組件及量測具有與圖1A中的參考標記相同之參考標記，且將省略此等之詳細描述。

如圖1B中所示，根據本發明之故障偵測裝置100有利地包含一能量計核心55。能量計核心55經調適以接收量測i、u(其可(例如)為供應至該複數個燈的電壓及電流之瞬時或平均量測)，並能夠自此等量測確定有效功率量測P及無效功率量測Q。

圖2展示說明根據本發明之故障偵測裝置的第三實施例之方塊圖。

如圖2中所示，故障偵測裝置100之第三實施例包含一用於獲得有效功率量測之部件120、一用於獲得無效功率量測之部件130、一用於偵測所獲得的有效功率量測之變化的部件140、一用於偵測所獲得的無效功率量測之變化之部件150及一故障確定部件300，該故障確定部件300基於偵測到的所獲得的有效功率量測之變化及偵測到的所獲得的無效功率量測之變化而用於確定是否已出現複數個路燈中的至少一路燈之故障。

用於獲得有效/無效功率量測之部件120、130在其輸入端處接收(例如)u及i之量測，其分別表示自AC電源10供應至複數個燈之瞬時或平均電壓及電流之量測。基於此等輸入量測，部件120在其輸出端處提供有效功率量測P，使得可自部件120之輸出獲得有效功率量測P，且部件130在其輸出端處提供無效功率量測Q，使得可自部件130之輸出獲得無效功率量測Q。

用於偵測所獲得的有效功率量測之變化之部件140自部件120接收有效功率量測P。部件140能夠藉由比較所獲得的有效量測P與第一參考值而偵測所獲得的有效量測P之變化。此第一參考值可包含一預定值、一先前獲得的有效功率量測或先前獲得的有效功率量測值平均值。將比較結果△P供應至部件140之輸出端。較佳地，結果△P被確定為自部件120接收的有效功率量測P與第一參考值之間的差，且接著被供應至部件140之輸出端。

用於偵測所獲得的無效功率量測之變化之部件150自部件130接收無效功率量測Q。部件150能夠藉由比較所獲得的無效量測Q與第二參考值而偵測所獲得的無效量測Q之變化。此第二參考值可包含一預定值、一先前獲得的無效功率量測或先前獲得的無效功率量測值平均值。將比較結果△Q供應至部件150之輸出端。較佳地，結果△Q被確定為自部件130接收的無效功率量測Q與第二參考值之間的差，且接著被供應至部件150之輸出端。

故障確定部件300接收分別來自部件140及150之偵測到的變化△P及△Q之量測。故障確定部件300經調適以基於偵測到的變化△P及△Q確定是否已出現至少一路燈之故障。若確定故障已出現，則故障確定部件300經調適以執行警報動作以便通知已偵測到故障。警報動作可涉及點亮專用警報燈或關閉專用警報燈、設定或重設一或多個暫存器或向遠端控制單元發送訊息。

此外，故障確定部件300亦可經調適以將已出現的故障之類型分類。可將故障之類型併入警報動作中。

路燈(亦即，用於在街道之環境中產生光之裝置)之類型係已知的：放電燈，諸如低壓鈉燈或單色燈、高壓鈉燈、汞蒸氣燈、金屬鹵素燈；感應燈；發光二極體(LED)；螢光燈；及白熾燈。實質上，可偵測到的各種故障類型視路燈之類型而定。以下闡釋集中於放電燈上。此不應被理解為限制本發明之範疇。藉由檢驗有效及/或無效功率量測的變化而偵測故障類型之根據本發明的通用原理可應用於所有類型的路燈。

放電路燈通常需要用於限制或控制流過發光之燈組件的電流且用於啟動燈以便發光之構件。控制電流之電路之零件亦被稱為鎮流器。用於啟動燈之電路之部分亦被稱為點火器。由於鎮流器必須控制燈之電流，故鎮流器經提供而串聯至發光之燈組件。完整的路燈可藉由具有一分支之電氣等效電路來表示，該分支具有：一串聯的鎮流器電感器，其表示鎮流器的電感Lb；一電阻器，其表示鎮流器之電阻Rb；及一電阻器，其表示發光之燈組件的電阻Rh。此分支被供以來自AC電源之電功率，使得具有有效電壓Vm之AC電壓u(t)施加至此分支之兩端，且使得電流Ib在此分支中流動。視需要，一或多個電容器可提供於與Lb、Rb及Rh並聯之分支之額外分支中以便提供對附接至AC電源的電感性組件(包括路燈及電源線)的無效功率消耗之至少一部分補償。在此狀況下，電流Ic流過電容器分支。亦可提供至少一電容器而與複數個路燈並聯，亦即，此電容器並不包括於特定燈中而是附接至複數個燈之電源線(例如，圖1A、圖1B中所示之電源線31、32)之間。

以上提及的此等兩種類型分支之任何組件可經受故障。

Lb、Rb及Rh可遭受(例如)由此分支之短路或由假定發光之燈組件內的短路導致之減小的總電阻，亦即，Rh大體上等於零。在下文中，此類型故障被稱為"短路的燈故障"。若特定路燈經受短路的燈故障，則電流Ib與常規操作相比較而增加。歸因於流過電感Lb之增加的電流Ib，路燈鏈之總無效功率消耗Qt增加(定義基於由電感器消耗的無效功率具有正號且由電容器消耗的無效功率具有負號，其如為說明性目的且無一般性之任何預期喪失而貫穿全文描述所假定)。另外，在短路的燈故障之狀況下，至少一故障街燈並不發光。因此，燈鏈之總有效功率消耗Pt降低。

在偵測到有效功率量測之負變化及偵測到無效功率量測之正變化狀況下，故障確定部件300可經調適以偵測到複數個路燈中之至少一路燈經受短路的燈故障，且起始對應的警報動作。

另外，特定路燈之分支Lb、Rb及Rh可經電中斷使得此特定路燈之電流Ib大體上為零。接著，特定路燈並不發光(即使被供以電功率)，且與複數個燈的無故障操作相比較，總的所消耗有效功率Pt降低。由於通過電感Lb之電流Ib被中斷，故總的所消耗無效功率Qt降低。在下文中，此類型故障被稱為"燈開路故障"。

在偵測到有效功率量測之負變化及亦偵測到無效功率量測之負變化狀況下，故障確定部件300可經調適以偵測到複數個路燈中之至少一路燈經受燈開路故障，且起始對應的警報動作。

若與Lb、Rb及Rh並聯之任何分支提供電容器，則可發生通過電容器之電流Ic被中斷或降低，(例如)此係因為電容器已被損壞或其已自Lb、Rb及Rh之並聯分支切斷連接。在此狀況下，複數個路燈之所有路燈仍可發光，但無效功率消耗歸因於降級的無效功率補償而增加。因此，總的所消耗有效功率Pt大體上保持恆定，且總的所消耗無效功率Qt歸因於在無故障操作期間由故障電容器分支提供的至少部分缺失的無效功率補償而增加。在下文中，此類型故障被稱為"歸因於切斷連接之電容器之燈故障"。

在偵測到大體上恆定的有效功率量測及偵測到無效功率量測之正變化狀況下，故障確定部件300可經調適以偵測到歸因於切斷連接的電容器之燈故障，且起始對應的警報動作。

另外，複數個路燈中之至少一路燈可經受循環，亦即，燈展示發光與不發光之反覆行為(即使恆定地供應電功率)。對應地，當燈自發光改變至不發光時，消耗的總有效功率Pt降低，且當燈自不發光改變至發光時，消耗的總有效功率Pt增加。總的所消耗無效功率Qt展示對應行為。因此，總有效功率Pt及總無效功率Qt反覆地降低或增加。在下文中，此類型故障被稱為"循環燈故障"。

在反覆地偵測到有效功率量測之交替的負變化及正變化且亦偵測反覆地偵測到無效功率量測之交替的正變化及負變化的狀況下，故障確定部件300可經調適以偵測到複數個路燈中之至少一路燈經受循環燈故障，且起始對應的警報動作。

另外，可能向複數個路燈添加額外非所要負載，例如，盜賊可非法地分接電源線來免費地獲得電功率。此導致消耗的總有效功率Pt之增加而與消耗的總無效功率Qt之任何改變無關。在下文中，此類型故障被稱為"過功率故障"。

在偵測到有效功率量測之增加狀況下，故障確定部件300可經調適以偵測到過功率故障，並起始對應的警報動作。

圖3展示說明根據本發明之故障偵測裝置的第四實施例之方塊圖。在圖3中，與圖2之組件相同的組件由相同的參考數字指示，且此等組件之描述將不詳細重複。

如圖3中所示，用於獲得有效功率量測P之部件120可包含一用於產生有效能量脈衝之產生部件220、一有效功率量測確定部件240及一有效功率量測調整部件420。在產生部件220中，可基於所接收到的表示瞬時電源電壓u(t)及瞬時電源電流i(t)或其平均量測之量測而產生有效能量脈衝，下文中為EPp。每一有效能量脈衝表示供應至複數個路燈之特定有效能量量。有效功率量測確定部件240自產生部件220接收所產生的有效能量脈衝，且基於所接收的有效能量脈衝確定有效功率量測P。有效功率量測確定部件240之輸出提供所確定的有效功率量測。

對應地，用於獲得無效功率量測Q之部件130可包含一用於產生無效能量脈衝之產生部件230、一無效功率量測確定部件250及一無效功率量測調整部件430。在產生部件230中，可基於所接收到的表示瞬時時間變換的電源電壓u(t－T/4)(如上所提及，對於u(t)而言，其他時間變換量T(1＋2m)/4(m為整數)將亦為合適的)及瞬時電源電流或其平均量測的量測而產生無效能量脈衝，下文中為EQp。每一無效能量脈衝表示供應至複數個路燈之特定無效能量量。無效功率量測確定部件250自產生部件230接收所產生的無效能量脈衝，且基於所接收的無效能量脈衝確定無效功率量測Q。無效功率量測確定部件250之輸出提供所確定的無效功率量測。

關於部件220、230及240、250的實施例之進一步細節在圖4A及圖4B中例示性展示。

如圖4A中所示，產生部件220、230視輸入u(t)及i(t)而定而產生連續的能量脈衝EPp1、EPp2、EPp3、...、EPpn、EQp1、EQp2、EQp3、...、EQpn，n為自然數；且將此等脈衝輸出至連接的邏輯閘241、251，例如，AND閘。閘241、251之另一輸入端連接至輸出時間間隔△T1之信號之時鐘60，使得閘241、251之輸出在此時間間隔△T1期間反映自產生部件220、230輸入的信號之脈衝，且在另外的時間間隔輸出具有恆定值。閘241、251之輸出饋給至對在時間間隔△T1期間出現的脈衝EPp、EQp之數目進行計數之計數器242、252。所計之數目在部件240、250之輸出處作為有效功率量測P、無效功率量測Q而提供。在已確定在時間間隔△T1中出現之脈衝數目之後，將計數器重設為零，且重複在時間間隔△T1期間對脈衝進行計數之以上處理。因此，在特定時間間隔△T1(對△T1之量進行正規化)中由計數器提供的計數結果等效於時間間隔△T1中之能量脈衝的頻率。因此，能量脈衝之頻率可為有效/無效功率量測P、Q。

參看圖4B，展示產生部件220、230及功率量測確定部件240、250之另一實施例。類似於圖4A，產生部件220、230視輸入u(t)及i(t)而定而產生連續的能量脈衝EPp1、EQp1及EPp2、EQp2。產生部件220、230之輸出連接至計數器240、250使得所產生的脈衝被饋給至計數器240、250。另外，計數器240、250由時鐘60而饋給，時鐘60向計數器供應時間脈衝，其中時間脈衝在時間上大體相等地展開，一時間脈衝在固定時間週期△T之後有下一時間脈衝跟隨。計數器240、250對時間脈衝之數目進行計數，亦即，對自能量脈衝EPp1、EQp1之開始至能量脈衝EPp2、EQp2的開始重疊之固定時間週期△T之數目進行計數。計數結果作為有效/無效功率量測P、Q而輸出。在輸出計數結果之後，重設計數器，且重複在由兩個能量脈衝之出現界定的時間週期期間對時間脈衝進行計數之處理。

回看圖3，故障偵測裝置可包含一電壓偵測部件400，該電壓偵測部件400經調適以用於在其輸入端處接收瞬時電源電壓u(t)或電壓之樣本且用於輸出表示所接收的輸入電壓位準之量測Vm。同樣，如已提及，部件120、130可包含一功率量測調整部件420、430。較佳地，部件420、430經調適以接收自電壓偵測部件400供應之量測Vm。接著，部件420、430可基於表示AC電源之電源電壓位準之量測Vm而調整功率量測P、Q。較佳地，部件420、430可藉由量測Vm與額定電源電壓Vr之比率之平方而正規化功率量測P、Q。為易於實施，視偵測到的量測Vm而定，藉由向功率量測P、Q添加合適的值或自功率量測P、Q減去合適的值而執行近似的正規化處理可係較佳的。此允許避免複雜的平方及除法運算，且減小正規化處理之運算元所需解析。較佳地，部件420、430可基於預定的正規化函數而調整或正規化有效功率量測及/或無效功率量測。預定正規化函數可能能夠考慮複數個路燈之非線性行為或非線性現象。可能(例如)已知，對於大於額定電源電壓上之偵測到的電源電壓而言，有效功率量測及/或無效功率量測傾向於作為偵測到的電源電壓之函數而快速增加，而對於小於額定電源電壓之偵測到的電源電壓而言，有效功率量測及/或無效功率量測維持不變。接著，預定正規化函數可經調適而用於執行有效功率量測及/或無效功率量測之小的調整或不進行調整(在後者狀況下)且對於大於額定電源電壓之偵測到的電源電壓而言用於強烈地調整有效功率量測及/或無效功率量測。此允許有效功率量測及/或無效功率量測之改良的調整，且因此允許改良的故障偵測。

圖5更詳細展示說明根據本發明之又一實施例之用於偵測有效及無效功率量測變化的部件之組件之方塊圖。在圖5中，與圖2及圖3之組件相同的組件由相同的參考數字指示，且此等組件之描述將不詳細重複。

如圖5中所示，用於偵測所獲得的有效功率量測P之變化之部件140可包含一第一補償部件620、一第一比較部件625及一用於禁止非常規有效功率量測之部件622、623。如圖5中例示性展示，用於禁止非常規有效功率量測之部件622、623包含一轉移閘623，該轉移閘623在其輸入端中之一者處接收所獲得的有效功率量測P，且在控制輸入端處接收來自NOR閘622之輸出端之信號。NOR閘622又由複數個旗標而饋給，該複數個旗標意欲准許或禁止所獲得的有效功率量測通過轉移閘623。若至少一旗標被設定為高位準，則防止所獲得的有效功率量測通過轉移閘623。否則，轉移閘623之輸出反映所獲得的有效功率量測。輸入至部件140之所獲得的有效功率量測饋給至第一比較部件625，且經由用於禁止非常規有效功率量測之部件622、623饋給至第一補償部件。

如圖5中所示，用於偵測所獲得的無效功率量測Q之變化之部件150可包含一第二補償部件630、一第二比較部件635及一用於禁止非常規無效功率量測之部件632、633。由於除部件150對所獲得的無效功率量測且並非對所獲得的有效功率量測進行操作外，部件150之結構及功能基本上對應於部件140之結構及功能，故部件150之詳細描述將被省略。

第一補償部件620在其輸出端中之一者處提供有效功率量測參考值Pref，其被饋給至比較部件625。如圖5中所示，可自所獲得的有效功率量測P減去參考值Pref以便偵測所獲得的有效功率量測之變化△P。接著，有效功率量測參考值Pref意欲為所獲得的有效功率量測之目標值。

此外，第一補償部件620可具有用於輸出第一臨限值Pthr－及第二臨限值Pthr＋之兩個另外的輸出端，其中該第一臨限值小於該第二臨限值。如參看圖6將更詳細闡釋，此等臨限值可用於增強所獲得的有效功率量測的變化之偵測。

第一補償部件620及/或第二補償部件630可經調適以執行操作來反映老化效應。歸因於老化，路燈之特性將隨著時間改變，即使是非常慢的。此情形區分老化效應與燈中之故障的突然出現。舉例而言，路燈鏈之無效功率消耗隨著時間可慢慢增加，而有效功率消耗隨著時間可慢慢降低。在下文中，將闡釋補償部件620、630之用於考慮燈特性的長期變化及電源電壓位準之變化之進一步例示性功能及操作。

第一補償部件620及第二補償部件630可經調適以獲得分別在過去的有效功率量測及無效功率量測中獲得之複數個值之平均值，下文中為Pavg、Qavg。部件620、630可經調適以分別基於所獲得的平均值Pavg及Qavg而分別調整有效功率量測參考Pref及無效功率量測參考Qref。因此，參考值Pref及Qref可依賴所獲得功率量測之平均值而改變。為考慮電源電壓位準之變化，第一補償部件620及第二補償部件630較佳經調適以視在獲得各別功率量測值時所施加的AC電源電壓而定而將複數個過去的有效功率量測及無效功率量測分為至少兩群。接著，第一補償部件620及第二補償部件630可為群中之每一者確定過去有效功率量測值及無效功率量測值之各別群平均值。將參看圖7更詳細闡釋適用於補償部件620、630之此等操作之記憶體結構。

如圖7中所示，用於儲存作為群之過去獲得的有效功率量測及無效功率量測之合適記憶體結構可包含h列及N行之表。每一列a、b、...、h可儲存N個過去的功率量測P、Q。每一列/群與表示偵測到的施加之電源電壓之各別範圍相關聯，使得儲存於各別列中之功率量測與彼群之各別電壓範圍相關聯。吾人(例如)假定已獲得功率量測(Pk；Qk)...(Pk＋3；Qk＋3)，其中當確定所施加的電源電壓在224至226伏特之範圍內時，已獲得(Pk；Qk)及(Pk＋2；Qk＋2)；其中當確定所施加的電源電壓在222至224伏特之範圍內時，已獲得(Pk＋1；Qk＋1)；其中當確定所施加的電源電壓在226至228伏特之範圍內時，已獲得(Pk＋3；Qk＋3)。接著，如圖7中所示，(Pk；Qk)及(Pk＋2；Qk＋2)將儲存於群e中，(Pk＋1；Qk＋1)將儲存於群d中，且(Pk＋3；Qk＋3)將儲存於群f中。

較佳地，補償部件620、630可藉由對應於偵測到的AC電源電壓位準與額定電源電壓位準之比率之值來正規化過去的連續有效及無效功率量測值中之每一者，且基於該正規化的過去有效及無效功率量測值獲得群平均值。

另外，如圖7中所示，例示之記憶體結構包含h個元素(Pavga；Qavga)、(Pavgb；Qavgb)、...、(Pavgh；Qavgh)之群平均向量，下文中為(Pavg；Qavg)。群平均向量之每一元素與圖7之h列及N行之表的列/群相關聯，且群平均向量之各別元素儲存其相關聯列之平均值。舉例而言，群平均向量元素(Pavge；Qavge)保存當確定所施加的電源電壓在224至226伏特之範圍內時所獲得的過去的N個先前有效功率量測之平均值，其對應於在群e中儲存此等樣本。實質上，由於當僅N－1個先前功率樣本儲存於一列中時，群平均元素亦可儲存於表的N個行中之一者中，故並非必須提供單獨的群平均向量。

另外，如圖7中所示，合適的記憶體結構包含h個元素(Prefa；Qrefa)、(Prefb；Qrefb)、......、(Prefh；Qrefh)之群參考向量，下文中為(Pref；Qref)。群參考向量之每一元素與圖7之h列及N行之表的列/群相關聯，且群參考向量之各別元素儲存其相關聯列之功率量測參考。舉例而言，群參考向量元素(Prefe；Qrefe)保存待在補償部件620、630中使用之參考值，以用於當確定所施加的電源電壓在224至226伏特範圍內時向比較部件625、635提供輸入。

較佳地，群參考向量儲存於非揮發性記憶體中。較佳地，對於故障偵測裝置100至複數個路燈之第一安裝而言，群參考向量根據複數個路燈之網路之特性而建立。較佳地，在起動時，如圖7中例示性展示之用於儲存過去的有效及無效功率量測值之表的每一元素由對應群參考向量元素初始化。舉例而言，表之群e的N個元素之每一者在起動時將由對應群參考向量元素(Prefe；Qrefe)初始化。類似地，在起動時，群平均向量之每一元素由對應群參考向量元素初始化。舉例而言，群平均向量元素e在起動時由對應群參考向量元素(Prefe、Qrefe)初始化。

較佳地，使故障確定部件300偵測故障之所獲得的功率量測值將不包括在自平均化處理內，亦即，如圖7中例示性展示，此等功率量測值將並不儲存於合適的記憶體結構之各別群中。此可藉由若干方式而達成。舉例而言，故障偵測部件300可在基於存在的功率量測確定故障已出現之後指示補償單元並不儲存各別存在的功率量測。若存在的功率量測已由補償部件620、630儲存，則故障偵測部件300可指示補償單元自記憶體結構刪除此等儲存之存在的功率量測。

補償部件620、630可應用合適的技術來獲得儲存於如圖7中例示性展示之記憶體結構的各別列中之值的平均值。舉例而言，每當將新值儲存於一列中時，補償部件可對彼列中之所有有效功率量測或無效功率量測求和，且接著用儲存於彼列中的值之數目(例如，N)除所得和值。作為另一實例，補償部件可應用移動平均方法或滑動窗口方法。

第一補償部件620及第二補償部件630可經調適以基於群平均向量(Pavg；Qavg)或基於群平均向量(Pavg；Qavg)及群參考向量(Pref；Qref)調整群參考向量(Pref；Qref)。接著，與特定列/群相關聯之群參考向量元素(例如，與群e相關聯之(Prefe；Qrefe))可基於其相關聯的群平均向量元素(Pavge；Qavge)或基於其相關聯的群平均向量元素(Pavge；Qavge)及其自身值(Prefe；Qrefe)而調整。此調整可(例如)藉由實施根據Pref_grp_t＋1 ＝Pref_grp_t ＋k．PAvg_grp_t /(k＋1)之計算處理而實現，其中Pref_grp_t＋1 為在時間t＋1時群grp之新的參考值Pref(亦即，關於群grp之群參考向量元素)，Pref_grp_t 為在時間t時群grp之先前的參考值Pref，PAvg_grp_t 為在時間t時群grp之群平均值(亦即，關於群grp之群平均向量元素)，且k>0；k<1用於給予以上等式之右手側之第一項特權；k>1用於給予以上等式之右手側之第二項特權。PAvg_grp可在調整群參考值之前或之後被更新。實質上，以上實例等效應用於調整Qref。

如以上參看圖5所提及，補償部件620、630可各具有用於輸出一第一臨限值及一第二臨限值Pthr－及Pthr＋以及Qthr－及Qthr＋之兩個輸出端，其中各別第一臨限值小於各別第二臨限值。較佳地，補償部件620、630藉由評估儲存於如圖7中例示性展示的合適記憶體結構中之過去獲得的有效及無效功率量測相對於群參考向量元素之值分佈而調整臨限值Pthr－、Pthr＋，Qthr－、Qthr＋中之任一者，其中該群參考向量元素與在獲得有效/無效功率量測值時施加的AC電源電壓相關聯。各別所施加的電源電壓範圍(亦即，相對於特定群參考向量元素)之第一及第二臨限值可(例如)基於(例如)儲存於如圖7中例示性展示的記憶體結構之各別列中的過去的有效或無效功率量測之標準偏差而調整。

在圖6中，說明第一及第二臨限值之函數。圖6中所示，由補償部件620、630提供之每一臨限值Pthr－、Pthr＋、Qthr－、Qthr＋被饋給至各別比較器320、330、350、360。比較器320、330之另一輸入端由比較部件625之輸出饋給。比較器350、360之另一輸入端由比較部件635之輸出饋給。比較器320、330之輸出被饋給至第一偵測邏輯340，其用於輸出指示偵測到的所獲得的有效功率量測之變化之值。對於偵測到的負變化而言，第一偵測邏輯340之輸出值△Pout具有負號；若未偵測到變化，則第一偵測邏輯340之輸出值△Pout為零；對於偵測到的正變化而言，第一偵測邏輯340之輸出值△Pout具有正號。比較器350、360之輸出被饋給至第二偵測邏輯370，其用於輸出指示偵測到的所獲得的無效功率量測之變化之值。對於偵測到的負變化而言，第二偵測邏輯370之輸出值△Pout具有負號；若未偵測到變化，則第二偵測邏輯370之輸出值△Pout為零；對於偵測到的正變化而言，第二偵測邏輯370之輸出值△Pout具有正號。第一偵測邏輯340及第二偵測邏輯370之輸出值經由各別開關(其由禁止部件390控制)饋給至最終偵測邏輯380，其經調適以偵測故障之出現及其類型。最終偵測邏輯380可儲存第一及第二偵測邏輯之複數個過去的輸出值△Pout、△Qout。若△Pout之若干連續值具有負號且△Qout之若干連續值具有正號，則偵測到短路的燈故障，且(例如)藉由使燈911發光而起始警報。若△Pout之若干連續值具有負號且△Qout之若干連續值具有負號，則偵測到燈開路故障，且(例如)藉由使燈921發光而起始警報。若△Pout之若干連續值為零且△Qout之若干連續值具有正號，則偵測到歸因於切斷連接的電容器之故障，且(例如)藉由使燈931發光而起始警報。若△Pout之若干連續值具有負號且由△Pout的零值中斷，且△Qout之若干連續值具有正號且由△Qout之零值中斷，則偵測到循環燈故障，且(例如)藉由使燈941發光而起始警報。若△Pout之若干連續值無關於△Qout之值而具有正號，則偵測到過功率故障，且(例如)藉由使燈951發光而起始警報。

禁止部件390控制各別開關使得在複數個路燈之暖機週期期間的故障偵測被禁止。另外，禁止部件390利用群參考向量之各別值起始群平均向量之初始化。

圖8展示說明藉由根據本發明之故障偵測裝置執行的處理之例示性流程之流程圖。

在啟動根據本發明之故障偵測裝置S200之後，在步驟S205中，故障偵測裝置檢查起動(亦即，使路燈暖機需要的時間週期)是否已完成。在完成起動之後，在步驟S210中，將循環計數器Cyc初始化為零，接著，在步驟S212中，故障確認計數器Cnt1、Cnt2、Cnt3、Cnt4分別被初始化為N1、N2、N3及N4。

在以下步驟S220中，獲得有效功率量測P及無效功率量測Q。此等量測可被校正，例如，藉由所供應之電壓與額定電源電壓之比率或基於能夠將複數個路燈之非線性行為考慮在內之預定正規化函數而正規化。

接著，在步驟S230中，確定是否已偵測到有效功率量測之降低。若在步驟S230中確定已偵測到降低，則接著在步驟S240中確定是否已偵測到無效功率量測Q之降低。

若確定尚未偵測到無效功率量測Q之降低，則在步驟S241中使計數器Cnt1減小，且接著在步驟S242中檢查計數器Cnt1是否等於或小於零。計數器Cnt1用於防止歸因於虛假量測或歸因於循環效應之錯誤的信號傳輸。若計數器Cnt1等於或小於零，則在步驟S243中偵測到短路的燈故障，且程序進行至步驟S280。若在步驟S242中並未確定計數器Cnt1等於或小於零，則程序進行至步驟S220。

若在步驟S240中確定無效功率量測Q之降低，則接著在步驟S245中使計數器Cnt2減小，且在步驟S246中檢查計數器Cnt2是否等於或小於零。若計數器Cnt2等於或小於零，則在步驟S247中偵測到燈開路故障，且程序進行至步驟S280。若在步驟S246中並未確定計數器Cnt2等於或小於零，則程序進行至步驟S220。

若在步驟S230中確定尚未偵測到降低，則接著在步驟S250中確定是否已偵測到有效功率量測P之增加。

若在步驟S250確定已偵測到有效功率量測P之增加，則在步驟S251中使計數器Cnt3減小，且接著在步驟S252中檢查計數器Cnt3是否等於或小於零。若計數器Cnt3等於或小於零，則在步驟S253中偵測到過功率故障，且程序進行至步驟S280。若在步驟S252中確定計數器Cnt3不等於或小於零，則程序進行至步驟S220。

若在步驟S250中確定尚未偵測到增加，則接著在步驟S260中確定是否已偵測到無效功率量測Q之增加。

若在步驟S260中確定無效功率量測Q之增加，則接著在步驟S261中使計數器Cnt4減小，且在步驟S262中檢查計數器Cnt4是否等於或小於零。若計數器Cnt4等於或小於零，則在步驟S263中偵測到歸因於切斷連接之電容器之故障，且程序進行至步驟S280。若在步驟S262中確定計數器Cnt4不等於或小於零，則程序進行至步驟S220。

若在步驟S260中確定尚未偵測到無效功率量測Q之增加，則接著在步驟S265中使計數器Cyc增大，增大的值為由計數器Cnt1之初始值N1與此計數器Cnt1之當前值之間的差值，且在步驟S266中檢查計數器Cyc是否小於臨限值M。若計數器Cyc並不小於臨限值M，則在步驟S267中偵測到循環燈故障，且程序進行至步驟S280。若在步驟S266中確定計數器Cyc小於臨限值M，則程序進行至步驟S212。

在步驟S280中，在已偵測到故障之後，更新參考值Pref及Qref。

圖9提供關於循環燈之狀況之進一步說明。在圖9(A)及圖9(B)中，展示在此情形下有效功率量測及無效功率量測隨時間之變化。在圖9(D)及圖9(E)中分別展示故障確認計數器N1及循環計數器Cyc隨時間變化之例示性對應值，且例示性對應值亦關於用於獲得有效功率量測及無效功率量測之取樣瞬時而展示，如圖9(C)中所示。

在常規操作期間，亦即，當待遭受循環之故障燈仍發光時，有效功率量測之變化及無效功率量測之變化維持接近零，使得將不會偵測到P及/或Q之負或正變化。在當故障燈停止發光時，有效功率量測之變化強烈地降低至臨限值Pthr－以下，使得將偵測到有效功率量測之負變化(對應於圖8之步驟S230的"是"輸出)，且無效功率量測之變化強烈地增加至臨限值Qthr＋上方，使得將偵測到無效功率量測之正變化(對應於圖8之步驟S240的"否"輸出)。接著，使故障確認計數器Cnt1減小(對應於圖8之步驟S241)。其後，如圖9中所示，對於P及Q之後續取樣瞬時，有效及無效功率量測之變化之量值隨時間慢慢降低。接著，當變化△P已變得足夠小(亦即，在自Pthr－至Pthr＋之間隔內)且變化△Q已變得足夠小(亦即，在自Qthr－至Qthr＋之間隔內)時，不會偵測到有效及無效功率量測之變化(對應於步驟S230、S250及S260之"否"決策)。因此，在步驟S265中，亦如圖9(E)中所示，循環計數器Cyc基於故障確認計數器Cnt1之當前值而增大。若循環計數器Cyc之值低於臨限值M，則在步驟S266中不會偵測到循環燈故障，且故障確認計數器Cnt1在步驟S212中被重設為N1，亦如圖9(D)中所示。若故障燈展示發光與不發光之反覆行為，則此整個處理可重複若干次，且循環計數Cyc以類階梯方式增加。若循環計數器Cyc之值達到或超出臨限值M，則將偵測到循環燈故障。在故障偵測系統之每一起動期間循環計數器Cyc被重設為零。

為使關於根據本發明之故障偵測裝置之闡釋保持簡單，已針對複數個路燈及AC電源之單相配置而描述所有實施例。在多相線系統狀況下，較佳向每一各別相提供一故障偵測裝置或向所有三個相共同提供一故障偵測裝置。

本發明之範疇並不由所闡釋的本發明之實施例來限制。本發明之範疇由隨附申請專利範圍之集合來界定。

10．．．AC電源

20．．．路燈

31．．．電源線

32．．．電源線

50．．．功率計

55．．．能量計核心/能量計量積體電路

60．．．即時時鐘/時鐘

70．．．處理器

80．．．記憶體

100．．．故障偵測裝置

120．．．用於獲得P之部件

130．．．用於獲得Q之部件

140．．．用於偵測P之變化之部件

150．．．用於偵測Q之變化之部件

220．．．產生部件

230．．．產生部件

240．．．有效功率量測確定部件/計數器

241．．．邏輯閘/閘

242．．．計數器

250．．．無效功率量測確定部件/計數器

251．．．邏輯閘/閘

252．．．計數器

300．．．故障確定部件

320．．．比較器

330．．．比較器

340．．．第一偵測邏輯

350．．．比較器

360．．．比較器

370．．．第二偵測邏輯

380．．．最終偵測邏輯

390．．．禁止部件

400．．．電壓偵測部件

420．．．有效功率量測調整部件

430．．．無效功率量測調整部件

620．．．第一補償部件/補償裝置

622．．．用於禁止非常規有效功率量測之部件/NOR閘

623．．．用於禁止非常規有效功率量測之部件/轉移閘

625．．．第一比較部件

630．．．第二補償部件/補償裝置

632．．．用於禁止非常規無效功率量測之部件

633．．．用於禁止非常規無效功率量測之部件

635．．．第二比較部件

910．．．短路的燈故障

911．．．燈

920．．．燈開路故障

921．．．燈

930．．．歸因於切斷連接的電容器之燈故障

931．．．燈

940．．．燈循環故障

941．．．燈

951．．．燈

Cnt1．．．故障確認計數器

Cyc．．．環計數器

EPp．．．有效能量脈衝

EPq．．．無效能量脈衝

i．．．瞬時或平均電流量測

i(t)．．．瞬時電源電流

Ib．．．電流

P．．．有效功率/有效功率量測

Pref．．．有效功率量測參考值/參考值

Pt．．．總有效功率

Pthr＋．．．第二臨限值/臨限值

Pthr－．．．第一臨限值/臨限值

Q．．．無效功率量測

Qref．．．無效功率量測參考值

Qt．．．總無效功率

Qthr＋．．．第二臨限值/臨限值

Qthr－．．．第一臨限值/臨限值

S．．．視在功率

u．．．瞬時或平均電壓量測

u(t)．．．瞬時電源電壓

u(t)AC．．．電壓

V．．．表示電源電壓之量測

VmAC．．．電源電壓之量測

△P．．．有效功率量測值之變化

△Pout．．．輸出值

△Q．．．無效功率量測值之變化

△Qout．．．輸出值

△T．．．固定時間週期

△T1．．．時間間隔

圖1B展示根據本發明之用於偵測至少一路燈的故障之裝置及其在習知街道照明系統內的配置之第二實施例。

圖3展示說明根據本發明之故障偵測裝置的第四實施例之方塊圖。

圖4A更詳細展示說明根據本發明之實施例之用於獲得有效及無效功率量測的部件之例示性組件之方塊圖。

圖4B更詳細展示說明根據本發明之另一實施例之用於獲得有效及無效功率量測的部件之例示性組件之方塊圖。

圖5更詳細展示說明根據本發明之又一實施例之用於偵測有效及無效功率量測變化的部件之組件之方塊圖。

圖6展示說明根據本發明之故障偵測部件的實施例之方塊圖。

圖7展示根據本發明之用於儲存作為所量測的電源電壓的函數之所獲得的有效及無效功率量測之配置，該等所獲得的有效及無效功率量測用於長期平均化及老化效應之考慮。

圖8展示說明由根據本發明之故障偵測裝置執行的處理之例示性流程之流程圖。

圖9展示在循環燈之情形下有效及無效功率量測隨時間之變化(圖9(A)及圖9(B))，且亦展示作為時間之函數之故障確認計數器(圖9D)及循環計數器(圖9(E))之例示性對應值，及有效及無效功率量測值之取樣瞬時(圖9(C))。