一种路灯数据采集装置及故障判断的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种路灯数据采集装置，所述路灯数据采集装置包括前端信号采样单元，数据处理单元以及信号输出单元。路灯故障判断的方法有：漏电压、漏电流、钠灯开路、钠灯短路、钠灯不亮、钠灯损坏、触发器损坏、镇流器匝间短路、电容开路以及灯管老化。本发明专利技术的有益效果是：线路故障判断：可实时动态检测到泄漏电流及电压的精确值，对设备及人生安全作出快速评估，线路之间漏电及绝缘可以数据量化，负载特性及对线路系统影响作出比较评估。路灯故障判断：能准确到灯系统的每个元件(高压钠灯)以及LED路灯属性和故障判断，实现路灯的精细化管理，保障亮灯率。大幅度减少维护量，节约维护成本，并提供精确的动态数据。

【技术实现步骤摘要】
一种路灯数据采集装置及故障判断的方法
本专利技术属于一种数据采集装置及故障判断的方法，特别是一种路灯数据采集装置及故障判断的方法。
技术介绍
道路照明是城市功能照明的主要组成部分。其主要功能是保证道路车辆及行人的交通安全；保证社会治安稳定方法之一。随着城市大规模的发展，道路数量及路灯用量同步的变速增加，给路灯管理部门增加了极大地工作量。随着通讯技术的网络的变速发展，智能化管理也逐步在推进，但真正实现远程监控和精细化管理，初始数据采集是基础。而路灯故障采集并判断是核心手段之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可实现对道路单灯的基本单元及每个元件的检测和线路系统检测及故障准确分析的路灯数据采集装置及故障判断的方法，并对系统安全供电提供数据。在描述本专利技术的技术方案前，作出如下定义：电源电压零线与地线电压(漏电压)i1:相线电流i2：零线电流为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种路灯数据采集装置，包括前端信号采样单元，数据处理单元以及信号输出单元，其特点是：所述前端信号采样单元输入端分别与电源电压传感器输出端，零线与地线电压(漏电压)传感器输出端，相线电流i1传感器输出端以及零线电流i2传感器输出端相连，其中电源电压零线与地线电压(漏电压)传感器采用电压采样传感器，相线电流i1和零线电流i2传感器采用电流传感器；所述前端信号采样单元输出端与数据处理单元数据输入端相接，所述数据处理单元的数据输出端与所述信号输出单元相连接。所述信号输出单元包括显示单元，无线网络通讯单元以及以太网通讯单元。所述电流传感器采用霍尔电流传感器或电流互感器。本专利技术还提供基于所述路灯数据采集装置的路灯故障判断方法，其特点是：漏电压直接检测；零线和地线之间的压差漏电流i＝i1‐i2:其中i1为相线电流,i2为零线电流；基于负载属性数据的测量结果通过相位判断：(1)钠灯开路：相电流i1超前相电压时间大于2.5ms(2)钠灯短路：相电流大于正常值并相电流滞后相电压的时间大于2.5ms(3)钠灯不亮：检测到触发脉冲触发器正常，反之触发器故障。(4)灯管损坏：检测i1有工频的触发脉冲，且有补偿电容时线路功率因数呈负值或无补偿电容时相电流i1不连续仅脉冲存在；(5)触发器损坏：无触发脉冲；(6)镇流器匝间短路：触发线路功率大于正常值，相电流i1大于正常值；(7)电容开路：钠灯工作正常，但功率因数低于正常值；(8)灯管老化：检测钠灯相电流i1周期性的触发、启动、熄灭。本专利技术的有益效果是：一、线路故障判断a、可实时动态检测到泄漏电流及电压的精确值，对设备及人生安全作出快速评估。b、线路之间漏电及绝缘可以数据量化。c、负载特性及对线路系统影响作出比较评估二、路灯故障判断能准确到灯系统的每个元件(高压钠灯)，实现路灯的精细化管理，保障亮灯率。大幅度减少维护量，节约维护成本，并提供精确的动态数据。附图说明图1为本专利技术采样传感器设置示意图。图2为本专利技术电路原理框图。图3为气体放电灯的伏安曲线图。图4为有功率因数校正的led及其他电子负载电路结构图。图5为无功率因数校正的led及其他电子负载电路结构图。图6为电压过零比较器电路图。图7为电流过零比较器电路图。图8为负载属性示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细描述。本专利技术一种路灯数据采集装置，所述路灯数据采集装置包括前端信号采样单元，数据处理单元以及信号输出单元，其特点是：所述前端信号采样单元输入端分别与电源电压传感器输出端，零线与地线电压(漏电压)传感器输出端，相线电流i1传感器输出端以及零线电流i2传感器输出端相连，其中电源电压零线与地线电压(漏电压)采用电压采样传感器，相线电流i1和零线电流i2传感器采用电流采样传感器；所述前端信号采样单元输出端与数据处理单元数据输入端相接，所述数据处理单元的数据输出端与所述信号输出单元相连接。所述信号输出单元包括显示单元，无线网络通讯单元以及以太网通讯单元。本专利技术能够实现动态时时检测电压、电流、线路压降、漏电电流、漏电电压。漏电电压的变化，接地电阻所有数据及时上传。以上电源电压零线与地线电压(漏电压)相线电流i1和零线电流i2电量经A/D转换后进入数据处理单元,经处理后,信号输出单元显示处理结果并将处理结果通过通讯单元传送上位机处理。本专利技术的路灯故障判断的方法是：1.漏电压直接检测；零线和地线之间的压差2.漏电流i＝i1‐i2:其中i1为相线电流,i2为零线电流，当发生相线对地漏电。由于用电开关接头裸露等工艺原因、空气温度加大或者直接进水与地线放电产生漏电流，那么相线和零线产生电流差值，即为漏电流。接地电阻变大，漏地电阻变小均产生零地电位差(影响人身安全)必须快速监测，并可计算测地电阻及变化。基于负载属性数据(通过过零比较器判断相位差图6，图7)的测量结果：可以通过相位判断得出(相电流IF与相电压VF上升沿的时间差(图8))：1、正常状态时，是阻感性负载。电流IF滞后于电压VF1-2ms，如果电容开路滞后时间就大于2.5ms。2、如果灯管开路，电流IF超前电压VF时间大于2.5ms(有补偿电容)。3、如果灯管短路，电流大于正常值并电流IF滞后电压VF时间就大于2.5ms4、灯不亮，检测到触发脉冲(100HZ)触发器正常，反之触发器故障。以上情况是在工频50HZ时。A.线路故障如图1、图2①漏电；包括相对地漏电，相电流i1≠i2；i1－i2＝漏电流，漏电压检测(当i1-i2≥30mA或零地电压≥30V)则上传漏电报警。高压钠灯在数千伏电动势的触发后，气体碰撞产生电流，如图Vt左侧所示是一负阻特性，启动的灯管电流很大(甚至可看作瞬时短路)随着时间延长，灯管电压增大，灯电流减小逐步达到稳定态(Vt、It附近)。正常运行时可看作一线性电阻，如图Vt点右侧所示。电压增量是伴有较大的电流增量。根据气体放电灯的负阻特性(图3)和负载属性数据的测量得出熄灯故障判断。一.钠灯(含金卤灯)故障：(1)检测i1有工频的触发脉冲，且a)由线路功率因数呈负值(有补偿电容)。b)i1不连续仅脉冲存在(无补偿电容)(2)触发器损坏：无触发脉冲(3)灯短路，i1＞额定启动电流，且i1不变化，功率因数低，且无变化。(4)镇流器匝间短路，触发线路功率大于正常值，i1大于正常值(5)电容开路，灯工作正常，但功率因数低于正常值。(6)灯管老化，检测灯功率周期性。(触发、启动、熄灭。)二、LED及其他电子负载判断(图4、图5)：i1的幅度和相位检测后，功率因数PF＞0.95值为正常补偿，i1为极小功率P＝0时，灯故障熄灭。检测后PF＜0.8，且i1不连续，导通时相小于1/2周期，既可判断为一般非线性电子负载，需加补偿(包括灯箱等)。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种路灯数据采集装置，其特征在于：数据采集装置所述包括前端信号采样单元，数据处理单元以及信号输出单元，所述前端信号采样单元输入端分别与电源电压

【技术特征摘要】
1.一种路灯数据采集装置，其特征在于：数据采集装置所述包括前端信号采样单元，数据处理单元以及信号输出单元，所述前端信号采样单元输入端分别与电源电压传感器输出端，零线与地线电压(漏电压)传感器输出端，相线电流i1传感器输出端以及零线电流i2传感器输出端相连，其中电源电压零线与地线电压(漏电压)传感器采用电压采样传感器，相线电流i1和零线电流i2传感器采用电流传感器；所述前端信号采样单元输出端与数据处理单元数据输入端相接，所述数据处理单元的数据输出端与所述信号输出单元相连接。2.依据权利要求1所述的路灯数据采集装置，其特征在于：所述信号输出单元包括显示单元，无线网络通讯单元以及以太网通讯单元。3.依据权利要求1所述的路灯数据采集装置，其特征在于：所述电流传感器采用霍尔电流传感器或电流互感器。4.利用权利要求1-3任一项所述的路灯数据采集装置，其路灯故障判断的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯鹏，姜伟，刘双喜，阳永华，
申请(专利权)人：武汉市路灯管理服务中心，武汉万众创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42