一種室外照明配電柜保護(hù)控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了照明系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)的一種室外照明配電柜保護(hù)控制器，包括電源輸入端連接在電源電路上的MCU控制單元，電源電路的電源輸出端連接在浸水檢測檢測電路和GPRS遠(yuǎn)程通訊電路，MCU控制單元的信號輸入端分別與浸水檢測電路和電壓采樣電路相連，MCU控制單元通過GPRS遠(yuǎn)程通訊電路與控制中心進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，MCU控制單元的信號輸出端與控制路燈亮滅以及配電柜供電的繼電器模組相連，MCU控制單元的信號輸入端還連接有漏電檢測回路，漏電檢測回路上設(shè)置有用以檢測漏配電柜輸入線纜處電流的互感器，電源電路連接市電上，本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)中的配電柜安全性較低的問題，避免配電柜漏電，提高配電柜現(xiàn)場的安全性，可用于路燈管理中。
【專利說明】—種室外照明配電柜保護(hù)控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種照明系統(tǒng)，特別涉及一種照明配電柜。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國城市化進(jìn)程的推進(jìn)，相應(yīng)基礎(chǔ)配套設(shè)施也得以發(fā)展，道路照明和景觀照明點(diǎn)綴著城市繁華的夜景。然而，這些照明系統(tǒng)并不安全，常有大量暴雨后路燈漏電致人身傷亡案例。這些事故通常是由于暴雨后配電柜浸水或其它原因水淹導(dǎo)致漏電所造成的，究其深層次原因，可以歸咎于施工問題、線路老化問題、自然災(zāi)害等問題。這些問題通常是不易發(fā)現(xiàn)或很難預(yù)測的，一旦發(fā)生，恐怕已經(jīng)造成事故。所幸，有些城市路燈主管部門已經(jīng)有所重視并采取一些措施。
[0003]第一種措施是在路燈配電柜使用了漏電保護(hù)開關(guān)，這些開關(guān)的漏電容許電流一般為30mA以內(nèi)，但在實際的使用過程中，開關(guān)時常跳脫，造成整條路段路燈熄滅。路燈管理人員則需緊急趕至現(xiàn)場進(jìn)行重新合閘。使得路燈維護(hù)工作量、工作成本進(jìn)一步加大。
[0004]路燈配電系統(tǒng)漏電情況之所以會這么嚴(yán)重，這與路燈的配電的環(huán)境相關(guān)。首先這些裝置安裝在戶外，夏季的炎熱與冬季的寒冷易使導(dǎo)線絕緣遭到破壞；其次，高溫、高濕環(huán)境除了能加速金屬的氧化外，也能破壞絕緣，而絕緣一旦被破壞，就會日趨嚴(yán)重，最終失去絕緣；再有，與施工水平和施工質(zhì)量相關(guān)，在線路穿管敷設(shè)時，封閉不嚴(yán)會導(dǎo)致穿線管內(nèi)進(jìn)水，導(dǎo)線長時間泡在水里，絕緣很難保證。特別在有些地區(qū)，這些導(dǎo)線甚至根本就沒有穿管敷設(shè)；第四，道路施工、園林施工、供熱、供氣管道施工等等也會破壞原有已敷設(shè)好的線路的絕緣。
[0005]基于上述原因，30mA的漏電跳脫控制根本無法滿足路燈配電現(xiàn)狀。即以漏電流是否大于30mA作為切斷該條線路的供電是科學(xué)的，但卻是與國內(nèi)路燈供電現(xiàn)狀不相適應(yīng)，不定期的大規(guī)模更換線纜需要資金與人力，不宜在室外路燈配電系統(tǒng)中得以廣泛推廣。
[0006]第二種措施是在配電柜(箱)的各輸出支路中加裝可調(diào)節(jié)的剩余電流保護(hù)裝置，通過檢測各支路瞬時流入和流出電流差值來判斷是否漏電，它與第一種措施的區(qū)別在于:
第一種措施的漏電流保護(hù)閾值為定值，通常小于30mA;
第二種措施的漏電流保護(hù)閾值可人為設(shè)定，通常為IOOmA以上。
[0007]第二種措施的優(yōu)點(diǎn)在于:
可以通過調(diào)整漏電流保護(hù)閾值使該裝置仍能在系統(tǒng)中使用，雖然是一個折中方案，但仍可以通過此裝置甄別嚴(yán)重漏電的線路。
[0008]其缺點(diǎn)在于:
1.此類型漏電保護(hù)裝置多為本地設(shè)定，超過設(shè)定閾值后，開關(guān)跳脫，需要人為干預(yù)，到現(xiàn)場手動閉合開關(guān)。
[0009]2.漏電流值未遠(yuǎn)傳到控制中心，不利于對總體輸配電情況的掌控與管理。
[0010]因此，第二種措施還處于初級的漏電保護(hù)措施，需要進(jìn)一步完善。再者，分析眾多事故，觸電的原因多數(shù)為暴雨后水淹配電柜或水浸地面以上的線纜裸露處。所以我們應(yīng)該著手解決配電柜進(jìn)水后的檢測和切斷電源問題，并輔以漏電流檢測，這樣才能更現(xiàn)實的解決配電柜漏電問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是提供一種室外照明配電柜保護(hù)控制器，解決現(xiàn)有技術(shù)中的配電柜安全性較低的問題，避免配電柜漏電，提高配電柜現(xiàn)場的安全性。
[0012]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:一種室外照明配電柜保護(hù)控制器，包括一個模塊式MCU控制單元，所述MCU控制單元的電源輸入端連接在電源電路上，所述電源電路的電源輸出端連接在浸水檢測檢測電路和GPRS遠(yuǎn)程通訊電路上，所述MCU控制單元的信號輸入端分別與浸水檢測電路的信號輸出端和電壓采樣電路的信號輸出端相連，所述MCU控制單元通過GPRS遠(yuǎn)程通訊電路與控制中心進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，所述MCU控制單元的信號輸出端與控制路燈亮滅以及配電柜供電的繼電器模組相連，所述MCU控制單元的信號輸入端還連接有漏電檢測回路，所述漏電檢測回路上設(shè)置有用以檢測漏配電柜輸入線纜處電流的互感器，所述電源電路連接市電上。
[0013]本發(fā)明工作時，電源電路將市電轉(zhuǎn)換成相應(yīng)直流電源為浸水檢測電路、MCU控制單元、繼電器模組以及GPRS遠(yuǎn)程通訊電路供電，使其得電工作，當(dāng)配電柜進(jìn)水時，水位上升直至觸發(fā)浸水檢測電路工作，浸水檢測電路發(fā)出浸水信號給MCU控制單元，MCU控制單元發(fā)送斷電信號給繼電器模組，通過繼電器模組關(guān)閉路燈；
本發(fā)明中的漏電流檢測電路用于檢測總輸入或支路的漏電水平，當(dāng)漏電流大于設(shè)定的閾值時，MCU控制單元會發(fā)出命令給繼電器模組，通過繼電器模組關(guān)斷配電柜電源輸入，將系統(tǒng)置為安全狀態(tài)；
本發(fā)明中的電壓采樣電路用于采集輸入電壓信號，工作時將交流信號變?yōu)镸CU控制單元可識別的隔離信號，MCU控制單元通過分析該信號，判別輸入電壓是否處于額定范圍之內(nèi)，如果輸入電壓超出額定范圍，MCU控制單元會發(fā)出命令給繼電器模組，控制配電柜電源關(guān)斷，達(dá)到保護(hù)配電柜內(nèi)器件及燈具的目的；
本發(fā)明中的GPRS遠(yuǎn)程通訊電路的作用是把配電柜內(nèi)的信息發(fā)送給遠(yuǎn)端控制中心，同時，它也接收來自于控制中心的指令，因此，在控制中心可直接對輸入電壓閾值范圍、主回路即各支路漏電流上限值隨時進(jìn)行設(shè)定和修改。同時，可通過繼電器模組遠(yuǎn)程控制路燈的開關(guān)。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明通過使用浸水檢測電路有效避免由于水淹配電柜而引發(fā)的觸電安全事故；通過設(shè)置漏電流檢測回路及時了解線路老化程度，確保用電安全；通過設(shè)置電壓采樣電路及時了解輸入電壓是否出現(xiàn)欠壓、過壓、零線丟失的問題，保護(hù)了燈具及線路中其它器件，延長其使用壽命；通過設(shè)置GPRS遠(yuǎn)程通訊電路與控制中心進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信，經(jīng)控制中心處的服務(wù)器綜合分析，為管理人員提供報警信息、數(shù)據(jù)信息等資料，使路燈的管理更加方便、高效，提高路燈管理的自動化程度，通過根據(jù)日出日落時間對路燈配電柜進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，并可在控制中心直接設(shè)定、修改輸入電壓閾值范圍和漏電流上限值，對路燈的管理變得更靈活，節(jié)省了大量的人力、物力。本發(fā)明可用于路燈管理中。
[0015]為了進(jìn)一步本發(fā)明工作時的安全性，簡化浸水檢測電路結(jié)構(gòu)，所述浸水檢測電路包括浸水檢測端子、高阻抗電阻、充電電容以及隔離光耦。工作時只要有水進(jìn)入配電柜，且水位到達(dá)一定高度，觸碰到浸水檢測端子，浸水端子變?yōu)榱汶娢唬ㄟ^隔離電容、高阻抗電阻以0.4mA以下的電流對檢測電路的內(nèi)部電容充電，該電容達(dá)到一定電壓后，通過光耦隔離，發(fā)信號給MCU控制單元，MCU控制單元立即發(fā)送切斷總電源指令，有效避免由于水淹配電柜而引發(fā)的觸點(diǎn)安全事故
為了提高本發(fā)明工作的可靠性，所述GPRS遠(yuǎn)程通訊電路還連接有蓄電池。可保證控制中心與配電柜保持通信，不受現(xiàn)場電源影響，避免現(xiàn)場電源斷電后控制中心無法與配電柜通信的問題。
[0016]為了使得配電柜現(xiàn)場控制更加方便可靠，所述繼電器模組包括一個控制配電柜供電的繼電器和若干控制相應(yīng)路燈亮滅的繼電器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖2為本發(fā)明配電箱電氣接線原理圖。
[0019]圖3為本發(fā)明中浸水檢測電路原理圖。
【具體實施方式】
[0020]如圖1-3所示的一種室外照明配電柜保護(hù)控制器，包括一個模塊式MCU控制單元，MCU控制單元的電源輸入端連接在電源電路上，電源電路的電源輸出端連接在浸水檢測檢測電路和GPRS遠(yuǎn)程通訊電路，MCU控制單元的信號輸入端分別與浸水檢測電路的信號輸出端和電壓采樣電路的信號輸出端相連，MCU控制單元通過GPRS遠(yuǎn)程通訊電路與控制中心進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，MCU控制單元的信號輸出端與控制路燈亮滅以及配電柜供電的繼電器模組相連，MCU控制單元的信號輸入端還連接有漏電檢測回路，漏電檢測回路上設(shè)置有用以檢測漏配電柜輸入線纜處電流的互感器，電源電路連接市電上，GPRS遠(yuǎn)程通訊電路還連接有蓄電池，繼電器模組包括一個控制配電柜供電的總輸入繼電器和若干控制相應(yīng)路燈亮滅的繼電器，浸水檢測電路包括浸水檢測端子CN1-2T、高阻抗電阻R42、充電電容C13以及隔離光耦0P7。
[0021]正常情況下，3相380V市電接入到端子X0，通過開關(guān)QFO至總輸入接觸器OKM的進(jìn)線端，當(dāng)開燈時間到來后，控制中心發(fā)出開燈指令，保護(hù)控制器內(nèi)部的GPRS接收該指令，并傳遞給保護(hù)控制器內(nèi)部的MCU控制單元，MCU控制單元發(fā)出指令給保護(hù)控制器內(nèi)部的繼電器KAl，繼電器KAl閉合，電流流過接觸器OKM的線圈，接觸器觸點(diǎn)OKMl隨之閉合，市電至觸點(diǎn)1KM1，2KM1, 3KM1的進(jìn)線端。同上述過程，觸點(diǎn)1KM1，2KM1, 3KM1也可由控制中心發(fā)出指令閉合或斷開，使接在相應(yīng)輸出端子所在位置的燈具點(diǎn)亮或熄滅，實現(xiàn)在控制中心遠(yuǎn)程控制開關(guān)燈。
[0022]保護(hù)控制器的U，V, W，N為控制器的電源接入點(diǎn)，也是市電電壓采樣點(diǎn)。當(dāng)輸入電壓高于設(shè)定的上限值或低于下限值時，為保護(hù)燈具及配電柜內(nèi)器件，保護(hù)控制器內(nèi)部的MCU控制單元發(fā)出指令，斷開繼電器KAI，接觸器OKM失電，觸點(diǎn)OKMl也隨之?dāng)嚅_，配電柜的輸出端子將不再帶電。
[0023]配電柜中有一根浸水檢測線自保護(hù)控制器引出，連接到柜體內(nèi)部輸出端子20cm以下處，浸水檢測線上連接有浸水檢測端子CN1-2T，該浸水檢測線連接至保護(hù)控制器內(nèi)部的浸水檢測電路中，由于串聯(lián)電容和電阻的限流作用，其最大電流僅為0.4mA,對人體絕對安全，一旦配電柜浸水后，當(dāng)水位至該浸水檢測端子CN1-2T處，浸水檢測端子CN1-2T變?yōu)榱汶娢?，通過高阻抗電阻R42以0.4mA以下的電流對檢測電路的內(nèi)部充電電容C13充電，該電容C13達(dá)到一定電壓后，即通過光耦0P7隔離，發(fā)信號給MCU控制單元，保護(hù)控制器內(nèi)MCU控制單元識別該信號，發(fā)出指令，斷開繼電器KA1，使接觸器OKM失電，觸點(diǎn)OKMl斷開，配電柜輸出端子將不再帶電，即使水位淹沒到配電柜輸出端子處，由于斷開了市電輸入，確保了在配電柜附近涉水行人的安全。
[0024]在配電柜輸入線纜處安裝剩余電流檢測互感器Hl，該互感器Hl接到保護(hù)控制器的漏電流檢測回路I位置，互感器Hl用于檢測漏電電流，MCU控制單元根據(jù)檢測到的漏電流進(jìn)行分級控制，如果漏電流在10-50mA之間時，僅發(fā)送到控制中心，作為一般報警顯示于控制中心服務(wù)器上；如果漏電流在50-100mA之間時，通過數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，數(shù)據(jù)中心服務(wù)器上顯示的將是嚴(yán)重告警，需派技術(shù)人員赴現(xiàn)場解決問題；若漏電流在IOOmA以上時，保護(hù)控制器內(nèi)的MCU控制單元立即發(fā)出指令，斷開保護(hù)控制器內(nèi)的繼電器KA1，進(jìn)而使接觸器OKM失電，觸點(diǎn)OKMl斷開，達(dá)到切斷配電柜電源的目的，同時發(fā)送這一嚴(yán)重報警的信息至控制中心，通知技術(shù)人員赴現(xiàn)場解決故障。
[0025]考慮到各城市或地區(qū)對漏電流的要求不同，上述“一般報警”，“嚴(yán)重報警”，故障報警的閾值可以再控制中心遠(yuǎn)程設(shè)定，使控制方案的變更更加靈活。
[0026]此外，由于通常我們通常只偵測市電總輸入的漏電情況，而漏電的發(fā)生很有可能是某一支路漏電造成，判別具體是哪條支路漏電時，可將開口式漏電流互感器接在保護(hù)控制器的漏電流檢測互感器2位置，依次檢查各回路。當(dāng)然，也可直接安裝漏電流互感器于各支路位置，實時對各支路漏電流進(jìn)行檢測。
[0027]本發(fā)明并不局限于上述實施例，在本發(fā)明公開的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)所公開的技術(shù)內(nèi)容，不需要創(chuàng)造性的勞動就可以對其中的一些技術(shù)特征作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種室外照明配電柜保護(hù)控制器，其特征在于，包括一個模塊式MCU控制單元，所述MCU控制單元的電源輸入端連接在電源電路上，所述電源電路的電源輸出端連接在浸水檢測檢測電路和GPRS遠(yuǎn)程通訊電路上，所述MCU控制單元的信號輸入端分別與浸水檢測電路的信號輸出端和電壓采樣電路的信號輸出端相連，所述MCU控制單元通過GPRS遠(yuǎn)程通訊電路與控制中心進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，所述MCU控制單元的信號輸出端與控制路燈亮滅以及配電柜供電的繼電器模組相連，所述MCU控制單元的信號輸入端還連接有漏電檢測回路，所述漏電檢測回路上設(shè)置有用以檢測漏配電柜輸入線纜處電流的互感器，所述電源電路連接市電上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種室外照明配電柜保護(hù)控制器，其特征在于，所述浸水檢測電路包括浸水檢測端子、隔離光耦、高阻抗電阻以及充電電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種室外照明配電柜保護(hù)控制器，其特征在于，所述GPRS遠(yuǎn)程通訊電路還連接有蓄電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種室外照明配電柜保護(hù)控制器，其特征在于，所述繼電器模組包括一個控制配電柜供電的繼電器和若干控制相應(yīng)路燈亮滅的繼電器。
【文檔編號】H02H3/20GK103516053SQ201310485495
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】胡忠懷, 任志平 申請人:塞里克魯能源科技江蘇有限公司