路燈線路漏電遠程監(jiān)控系統(tǒng)功能的構(gòu)建策略

1、路燈線路漏電遠程監(jiān)控系統(tǒng)功能的構(gòu)建策略在城市路燈照明面臨的諸多問題中，線路漏電問題是一個迫切需要解決的問題。線路漏電不僅對公共財產(chǎn)安全、行人安全等造成嚴(yán)重的影響，還有可能引發(fā)意想不到的災(zāi)害事故。針對上述問題，本文研究并提出了一種新型的路燈線路漏電遠程監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)以計算機遠程監(jiān)控為核心，使用現(xiàn)代移動無線網(wǎng)絡(luò)平臺，可實現(xiàn)實時監(jiān)測路燈線路的漏電參數(shù)，具備在故障隱患消除后現(xiàn)場控制設(shè)備能夠自動合閘的功能，并且還能完成路燈線路漏電參數(shù)記憶、存儲、顯示、打印功能，具有較大的社會效益和推廣應(yīng)用價值。本文詳細介紹了該系統(tǒng)的組成及設(shè)備配置參數(shù)，以及可實現(xiàn)的系統(tǒng)功能，可為同類工程實踐提供參考。1 系統(tǒng)組成及設(shè)備

2、配置路燈線路漏電遠程監(jiān)控系統(tǒng)組成主要包括：監(jiān)控中心計算機監(jiān)控系統(tǒng)、現(xiàn)場漏電檢測智能控制終端以及通訊網(wǎng)絡(luò)等部分。路燈線路漏電遠程監(jiān)控系統(tǒng)如圖1所示。1.1 監(jiān)控中心計算機監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控中心計算機采用Internet固定寬帶網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)連接，采用Windows中文版操作系統(tǒng)和SQLServer2005數(shù)據(jù)庫平臺，可實現(xiàn)遠程訪問?，F(xiàn)場路燈漏電智能終端數(shù)據(jù)傳輸采用移動GPRS無線平臺與監(jiān)控中心通信。監(jiān)控中心配置監(jiān)控計算機，彩色液晶顯示器、UPS電源、打印機等設(shè)備。監(jiān)控軟件功能包括：地理信息系統(tǒng)、系統(tǒng)測控、圖形監(jiān)控、動態(tài)顯示、歷史數(shù)據(jù)采集、趨勢圖、歷史數(shù)據(jù)顯示貯存、事故報警、制表打印、終端參數(shù)遠程設(shè)置、控制

3、邏輯修改、系統(tǒng)調(diào)試等。1.2 漏電檢測智能控制終端漏電檢測智能控制終端分布在城市路燈箱變內(nèi)，采用無線GPRS和監(jiān)控中心計算機通信。該產(chǎn)品采用嵌入式STM32單片機，時鐘頻率達到72MHz，配以5英寸分辨率480x272真彩色觸摸液晶顯示器，構(gòu)成一個功能完全的微處理系統(tǒng)。采用全封閉鑄鋁機箱，強弱電信號嚴(yán)格分離，抗干擾能力強，有多個可插拔輸入輸出端口，人機界面友好，漢字顯示?？筛鶕?jù)需求進行各種參數(shù)顯示和功能設(shè)置，可隨時執(zhí)行主機下發(fā)的遙測、遙控、遙調(diào)命令，將終端采集到各種漏電數(shù)據(jù)上報到監(jiān)控中心，根據(jù)告警限量對路燈線路進行保護。1.2.1 漏電檢測智能控制終端技術(shù)參數(shù)漏電檢測智能控制終端技術(shù)參數(shù)如下：

4、CPU STM32采用ARM Cortex-M3內(nèi)核，時鐘頻率72MHz、內(nèi)存：64M；采用TFT真彩液晶屏，分辨率（480x272）電阻式觸摸屏，觸摸延遲時間10ms；通訊接口采用：1xRS-232，2xRS-485，1xUSB，1xLAN（以太網(wǎng)口）。漏電檢測智能控制終端單臺設(shè)備具有16路AD輸入接口，可采集010A漏電電流信號，0400V交流電壓信號，420mA、020mA、05V的各種傳感器信號；具有12路光隔離的開關(guān)量輸入口和10個繼電器觸點輸出控制口，繼電器無源觸點輸出（AC250V/5A、DC30V/10A）。系統(tǒng)適應(yīng)運行環(huán)境為：工作電源：交流220V，工作溫度范圍：-2070，

5、工作濕度范圍：0%95%。1.2.2 漏電檢測智能控制終端的保護原理根據(jù)基爾霍夫節(jié)點電流定律;：在任一瞬時，流向某一結(jié)點的電流之和恒等于由該結(jié)點流出的電流之和，即：∑i（t）入=∑i（t）出。（1）可知，在路燈被保護線路工作正常，沒有發(fā)生漏電的情況下，流入和流出零序電流互感器一次側(cè)的電流相量和等于零，即：i1+i2+i3+iN=0。（2）鐵芯中磁通的相量和也為0。零序電流互感器的二次側(cè)不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，漏電信號處理電路沒有漏電信號而處于警備狀態(tài)，沒有輸出，漏電控制電路不動作，維持正常供電。當(dāng)被保護路燈線路中有漏電或人身觸電時，由于漏電電流的存在，通過零序電流互感器一次側(cè)各線電流

6、的相量和不再等于零，有了漏電電流，鐵心就有了交變磁通（交變磁場），在交變磁通作用下，零序電流互感器二次側(cè)線圈就有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，形成剩余漏電電流輸出信號，該信號通過整流變換電路后輸入到 A/D轉(zhuǎn)換器和無線漏電智能監(jiān)控終端微處理器內(nèi)進行處理，只要剩余電流（漏電電流）達到預(yù)先設(shè)定漏電電流保護值時，無線漏電智能監(jiān)控終端微處理器輸出一個控制信號控制繼電器，繼電器得電動作，推動脫扣器動作，脫扣跳閘切斷電源，實現(xiàn)漏電保護。無線漏電智能監(jiān)控終端控制原理圖如圖2所示。無線漏電智能監(jiān)控終端主要用來對路燈線路漏電電流數(shù)據(jù)采集、分析、數(shù)據(jù)上傳、接受監(jiān)控中心計算機命令、就地數(shù)據(jù)顯示、功能設(shè)置、控制路燈線路接通和斷開。

7、對防止人身觸電提供可靠保護，同時也可用于對電氣線路因漏電造成的接地故障進行保護，防止接地電流引起的設(shè)備和電氣故障而造成的火災(zāi)隱患。1.2.3 漏電電流告警設(shè)置在使用無線漏電智能監(jiān)控終端時，正確合理地選擇無線漏電智能監(jiān)控終端每一路的漏電電流檢測告警保護值非常重要：一方面在發(fā)生觸電或泄漏電流超過允許值時，無線漏電智能監(jiān)控終端可有選擇地動作；另一方面，無線漏電智能監(jiān)控終端在正常泄漏電流作用下不應(yīng)動作，防止供電中斷而造成不必要的滅燈。在設(shè)置漏電保護器的額定漏電動作電流應(yīng)注意：（1）為了保證人身安全，額定漏電動作電流應(yīng)不大于人體安全電流值，國際上公認30mA為人體安全電流值；（2）為了保證電網(wǎng)可靠運行，

8、額定漏電動作電流應(yīng)躲過低電壓電網(wǎng)正常漏電電流。1.3 通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用GPRS無線通信方式，利用分組數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸速率最高理論值能達171.2kb/s，可縮短系統(tǒng)數(shù)據(jù)檢測時間。凡手機可通信的地方均可正常使用，可實現(xiàn)城市路燈漏電檢測系統(tǒng)在城市內(nèi)無通信盲點。2 系統(tǒng)功能2.1 智能保護功能路燈線路漏電遠程監(jiān)控系統(tǒng)以計算機為控制核心，使用現(xiàn)代無線網(wǎng)絡(luò)平臺，根據(jù)路燈線路運行環(huán)境，單獨設(shè)置不同支路的路燈線路漏電保護參數(shù)，顯示和記錄路燈線路漏電電流以及線路的工作和故障狀態(tài)。同時依據(jù)常規(guī)漏電動作電流的變化情況可對設(shè)備檢修維護啟動提前示警功能；根據(jù)路燈線路漏電保護參數(shù)智能控制漏電保護電路動作；對突發(fā)情

9、況也可遠程控制設(shè)備啟用和關(guān)閉，在路燈啟動電流瞬間波動時智能有效規(guī)避保護動作。2.2 信息傳輸功能路燈線路漏電遠程監(jiān)控系統(tǒng)可快速處理現(xiàn)場路燈漏電報警信息，并將真實漏電數(shù)據(jù)和漏電部位及時傳送到監(jiān)控中心，同時以手機短信方式通知現(xiàn)場維護人員，可提高漏電信息的及時性和準(zhǔn)確性，增強了路燈漏電保護反應(yīng)能力。2.3 數(shù)據(jù)檢測功能路燈線路漏電遠程監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)測各路燈線路漏電電流，對相關(guān)設(shè)備進行自動或人工巡檢測試，實現(xiàn)漏電電流、系統(tǒng)電流和電壓的動態(tài)顯示， 為用戶提供了一個監(jiān)視路燈電網(wǎng)運行時漏電狀況的實時平臺。如果用戶發(fā)現(xiàn)線路的漏電明顯增加，就可以在漏電保護器還沒有動作時，檢查線路故障并排除故障，從而及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備

10、運行故障，確認故障類型和故障狀態(tài)，并對故障信息進行跟蹤處理，提示管理單位及時維修故障設(shè)備，提高漏電檢測系統(tǒng)的完好率。2.4 遠程參數(shù)設(shè)定功能路燈線路漏電遠程監(jiān)控系統(tǒng)具有設(shè)置不同額定漏電動作電流的功能，系統(tǒng)能在中心控制室和監(jiān)控現(xiàn)場對各漏電告警值進行設(shè)置一次告警、二次告警等。漏電電流的保護值不是一成不變的， 對不同的環(huán)境、不同的設(shè)備有不同的要求。正常漏電電流，最大不得超過100mA；漏電電流較小的電網(wǎng)，非陰雨季節(jié)為75mA，陰雨季節(jié)為200mA；漏電電流較大的電網(wǎng)，非陰雨季節(jié)為100mA，陰雨季節(jié)為300mA。安裝于路燈單燈的漏電保護器用于保護單個或多個用電設(shè)備，是直接防止人身觸電的保護設(shè)備，因被

11、保護線路和設(shè)備的用電量小漏電電流小一般不超過10mA，宜選用額定動作電流為30mA，動作時間小于0.11s的漏電保護值。2.5 二次合閘功能路燈漏電智能終端監(jiān)測到漏電電流超標(biāo)后首先自動跳閘，延時20s60s后會自動進行二次或多次合閘（間隔和次數(shù)可設(shè)定）。如故障未排除，仍有超限漏電電流存在，重合閘后立即跳閘并自動閉鎖，二次合閘漏電電流保護后需人工檢修排除故障后重新投入使用。2.6 遠程報警功能路燈線路漏電遠程監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)的告警保護功能包括：（1）線路漏電電流超過漏電設(shè)置報警值120%（可修改），現(xiàn)場智能終端向監(jiān)控中心發(fā)送漏電電流過一次線報警，監(jiān)控中心可根據(jù)天氣和現(xiàn)場實際情況確定是否停止該線路工

12、作；（2）線路漏電電流超過設(shè)置漏電報警值150%（可修改），現(xiàn)場智能終端輸出控制信號切斷主回路供電電源，同時向監(jiān)控中心發(fā)送漏電電流過二次線報警信號，并且通過監(jiān)控中心的短信息發(fā)布模塊將報警信息發(fā)布到相關(guān)人員的手機上；（3）監(jiān)控中心收到終端漏電電流告警信息或檢測到終端設(shè)備異常時，屏幕彈出故障信息窗口，顯示故障的位置、類型、故障參數(shù)，并用語音提示操作人員故障設(shè)備的名稱、故障狀態(tài)；（4）在地理信息圖形中相應(yīng)位置做出故障指示，方便故障定位及人員維護；（5）將故障信息存入監(jiān)控計算機告警數(shù)據(jù)庫，以備查詢和事后故障分析。3 結(jié)語城市路燈照明系統(tǒng)是城市建設(shè)的重要組成部分，路燈線路防漏電事故在當(dāng)今社會中日益尤為重要。通過實際工程的檢測，結(jié)果表明本文提出的路燈線路漏電遠程監(jiān)控系統(tǒng)具有有效防止城市路燈線路漏電對人身安全造成危害，在故障隱患消除后能夠自動合閘，路燈線路漏電參數(shù)記憶、存儲、顯