本發(fā)明涉及智能照明控制的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于漏電檢測進(jìn)行故障定位的道路燈具監(jiān)控的方法。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的提升以及科技的發(fā)展，道路照明極大地方便了人們?nèi)粘Ｉ?，現(xiàn)在，道路照明低壓供配電網(wǎng)絡(luò)遍布城市的每一條道路，燈具等照明設(shè)施更是數(shù)以萬計(jì)。對(duì)于如此規(guī)模巨大的照明網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行漏電及故障監(jiān)控都是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，更何況還存在因照明設(shè)備及電線的絕緣老化、外接損壞等原因造成的漏電現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致觸電事故的發(fā)生，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

目前雖然有一些針對(duì)路燈漏電檢測的設(shè)備及技術(shù)，但是均是基于電力常用的漏電保護(hù)原理，通過測量漏電電流(零序電流)來實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的漏電檢測，目前的道路照明設(shè)備漏電檢測存在以下的缺點(diǎn)：

(1)目前的道路照明設(shè)備漏電檢只能檢測設(shè)備漏電電流的大小，無法評(píng)估發(fā)生漏電對(duì)人體的危害程度：目前的道路照明設(shè)備漏電檢測的原理主要是通過將道路照明電路的零線和火線穿入同一個(gè)電流互感器線圈，檢測到流入負(fù)載的電流不等于流出負(fù)載的電流，即通過該電流互感器的電流矢量和不為零，就判斷發(fā)生了設(shè)備漏電現(xiàn)象，該電流互感器檢測的電流大小就是漏電電流的大小。但是，在同樣大小的漏電電流下，燈桿的接地方式不同及周圍土壤電導(dǎo)率不同會(huì)造成燈桿殼體對(duì)大地的電壓差別較大，而行人一般是直接接觸金屬燈桿殼體的，若金屬燈桿殼體對(duì)大地的電壓越高，對(duì)行人造成的危害就越大，故基于漏電電流測量的方式無法對(duì)該道路照明電路漏電對(duì)行人造成的危害程度進(jìn)行檢測和評(píng)估。

(2)目前的道路照明設(shè)備漏電檢只能檢測到在漏電互感器后端的漏電部位，無法檢測道路照明電路的其它的漏電部位，目前的漏電檢測設(shè)備只能檢測該設(shè)備后端的上燈線纜及燈具的漏電情況，而對(duì)于發(fā)生在該設(shè)備前端的電纜漏電無法檢測。照明燈具的供電電纜都埋在地下，很有可能因?yàn)楫a(chǎn)生老化或者損壞導(dǎo)致漏電，從而造成行人觸電的危險(xiǎn)，還會(huì)對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行造成安全隱患，同樣需要進(jìn)行漏電檢測并根據(jù)檢測進(jìn)行報(bào)警，以避免危害情況的發(fā)生。

(3)目前的道路照明設(shè)備漏電檢無法定位發(fā)生漏電的位置，也就無法為維護(hù)人員進(jìn)行漏電排查提供相應(yīng)的參考，如果漏電的部位發(fā)生在燈桿與燈桿之間的供電電纜，目前的漏電檢測設(shè)備根本無法檢測漏電的準(zhǔn)確位置。即使在變電站及配電箱內(nèi)對(duì)電纜加裝零線電流互感器，也僅僅能將漏電的部位定位到某一條供電電纜，而供電電纜的長度從幾百米到幾千米不等，并且都埋在地下，如果不能準(zhǔn)確定位漏電的位置，維護(hù)人員也無法查找到漏電部位并查出漏電故障的原因。

因此，提供一種準(zhǔn)確檢測并進(jìn)行故障定位的照明燈具監(jiān)控方法及系統(tǒng)是本領(lǐng)域亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于漏電檢測進(jìn)行故障定位的道路燈具監(jiān)控的方法，解決了目前對(duì)道路照明進(jìn)行漏電檢測無法準(zhǔn)確定位故障發(fā)生位置的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種基于漏電檢測進(jìn)行故障定位的道路燈具監(jiān)控的方法，包括：

在漏電檢測的監(jiān)控系統(tǒng)中根據(jù)人體對(duì)電壓的耐受設(shè)置道路燈具電路中漏電的危險(xiǎn)等級(jí)及漏電電壓閾值，且所述監(jiān)控系統(tǒng)通過所述道路燈具電路中的繼電器控制所述道路燈具電路的開與關(guān)；

通過所述道路燈具電路中監(jiān)控器的電流互感器檢測所述道路燈具電路的零線和火線電路中的漏電電流，并傳輸至所述監(jiān)控系統(tǒng)保存；

通過所述道路燈具電路中監(jiān)控器中電壓互感器檢測所述道路燈具電路的地線和燈桿之間的漏電電壓，并傳輸至所述監(jiān)控系統(tǒng)保存；

當(dāng)所述監(jiān)控系統(tǒng)檢測到所述漏電電流為零且所述漏電電壓不為零時(shí)，判定所述道路燈具電路中燈桿之間的線纜處存在漏電，并獲取所述漏電位置周圍連續(xù)的第一燈桿、第二燈桿、第三燈桿及第四燈桿的漏電電壓和相鄰燈桿之間的間距，且所述第二燈桿的漏電電壓大于所述第一燈桿的漏電電壓、所述第三燈桿的漏電電壓大于所述第四燈桿的漏電電壓；

根據(jù)所述第二燈桿分別和所述第一燈桿及所述第三燈桿的漏電電壓差之和與第二燈桿和所述第一燈桿的漏電電壓差及第三燈桿和所述第四燈桿的漏電電壓差之和的比值及所述相鄰燈桿之間的間距計(jì)算獲得所述漏電位置到所述第三燈桿的距離并顯示；

當(dāng)所述監(jiān)控系統(tǒng)檢測到所述漏電電流不為零且所述漏電電壓不為零時(shí)，根據(jù)所述漏電電壓判定所述道路燈具電路中漏電的危險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行顯示，并在所述漏電電壓達(dá)到或超過所述漏電電壓閾值時(shí)，通過所述繼電器關(guān)閉所述道路燈具。

進(jìn)一步地，其中，所述漏電電壓閾值為不大于十二伏。

進(jìn)一步地，其中，所述通過所述道路燈具電路中監(jiān)控器的電流互感器檢測所述道路燈具電路的零線和火線電路中的漏電電流，進(jìn)一步為：

所述道路燈具電路中監(jiān)控器的電流互感器檢測所述道路燈具電路的零線和火線同方向穿過所述電流互感器后，在所述道路燈具電路的零線和火線電路中的漏電電流。

進(jìn)一步地，其中，所述漏電電流I_L1由如下公式計(jì)算得到：

其中，n₁為所述電流互感器的變比比例，R₂為所述電流互感器上感應(yīng)線圈的采樣電阻的電阻值，U_I為利用所述監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)過十二位逐次逼近型模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換得到的在所述電流互感器中感應(yīng)電流流過所述采樣電阻所形成的電壓。

進(jìn)一步地，其中，所述通過所述道路燈具電路中監(jiān)控器中電壓互感器檢測所述道路燈具電路的地線和燈桿之間的漏電電壓，進(jìn)一步為：

所述通過所述道路燈具電路中監(jiān)控器中電壓互感器檢測所述電壓互感器的檢測邊串聯(lián)檢測電阻并連接所述道路燈具電路的地線和燈桿后，在所述道路燈具電路的地線和燈桿之間的漏電電壓。

進(jìn)一步地，其中，所述漏電電壓U_L由如下公式計(jì)算得到：

其中，n₂為所述電壓互感器的變比比例，R₁為所述檢測電阻的電阻值，R₃為所電壓互感器中感應(yīng)電阻的電阻值，U_V為利用所述監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)過十二位逐次逼近型模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換得到的在所述電壓互感器中感應(yīng)電流流經(jīng)所述感應(yīng)電阻后在所述感應(yīng)電阻上的電壓。

進(jìn)一步地，其中，所述當(dāng)所述監(jiān)控系統(tǒng)檢測到所述漏電電流不為零時(shí)，判定所述道路燈具電路中存在漏電，進(jìn)一步包括：

當(dāng)所述監(jiān)控系統(tǒng)檢測到所述漏電電流為零且漏電電壓不為零時(shí)，判定在所述道路燈具電路中不存在漏電，且在其它道路燈具電路中存在漏電并進(jìn)行顯示。

進(jìn)一步地，其中，所述危險(xiǎn)等級(jí)包括：安全、危險(xiǎn)和非常危險(xiǎn)，其中，

所述漏電電壓低于十二伏為安全；所述漏電電壓處于十二伏到三十六伏之間為危險(xiǎn)；所述漏電電壓高于三十六伏為非常危險(xiǎn)。

進(jìn)一步地，其中，所述監(jiān)控系統(tǒng)檢測到所述道路燈具電路的漏電危險(xiǎn)等級(jí)超過危險(xiǎn)時(shí)，進(jìn)行對(duì)應(yīng)級(jí)別的漏電報(bào)警。

進(jìn)一步地，其中，所述監(jiān)控系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)所述道路燈具的所述漏電電流及所述漏電電壓發(fā)送至終端，接收所述終端反饋的控制指令并根據(jù)所述控制指令控制相應(yīng)道路燈具電路中繼電器的開與關(guān)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的基于漏電檢測進(jìn)行故障定位的道路燈具監(jiān)控的方法，實(shí)現(xiàn)了如下的有益效果：

(1)本發(fā)明所述的基于漏電檢測進(jìn)行故障定位的道路燈具監(jiān)控的方法，不僅具備常規(guī)漏電檢測及漏電電流采集功能，還結(jié)合了道路燈具的燈桿對(duì)地線的漏電電壓采集功能，不僅能夠反映燈具的漏電情況，還能夠判斷因燈具漏電造成燈桿殼體是否在安全電壓范圍內(nèi)，從而評(píng)估對(duì)漏電可能造成的觸電對(duì)人體的危害程度，并對(duì)漏電危害程度進(jìn)行分級(jí)，便于設(shè)備維護(hù)單位和維護(hù)人員將有限的人力物力優(yōu)先排查危害較大的故障，保障行人的人身安全。

(2)本發(fā)明所述的基于漏電檢測進(jìn)行故障定位的道路燈具監(jiān)控的方法，通過燈具漏電電流測量和道路燈具的燈桿對(duì)大地的漏電電壓測量進(jìn)行綜合判斷，定位漏電發(fā)生的位置；同時(shí)還可以根據(jù)相鄰燈桿的漏電電壓數(shù)據(jù)準(zhǔn)確判斷地埋電纜漏電的部位，將漏電的故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位在兩個(gè)燈桿之間，并可以精確到供電電纜小于1米的范圍，為設(shè)備維護(hù)單位和維護(hù)人員的故障排除提供了準(zhǔn)確的參考，便于故障的快速處理。

當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品必不特定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有技術(shù)效果。

通過以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚。

附圖說明

被結(jié)合在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并且連同其說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中所述基于漏電檢測進(jìn)行故障定位的道路燈具監(jiān)控的方法的流程示意圖；

圖2為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例1中所述基于漏電檢測進(jìn)行故障定位的道路燈具監(jiān)控的方法的一個(gè)具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中現(xiàn)實(shí)所述基于漏電檢測進(jìn)行故障定位的道路燈具監(jiān)控的方法的系統(tǒng)中監(jiān)控終端的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例2中所述基于漏電檢測進(jìn)行故障定位的道路燈具監(jiān)控的方法的流程示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例2中所述基于漏電檢測進(jìn)行故障定位的道路燈具監(jiān)控的方法的漏電檢測原理示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例3所述基于漏電檢測進(jìn)行故障定位的示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)注意到：除非另外具體說明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對(duì)布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。

以下對(duì)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的，決不作為對(duì)本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制。

對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為說明書的一部分。

在這里示出和討論的所有例子中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它例子可以具有不同的值。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步討論。

實(shí)施例1

如圖1所示，為本實(shí)施例所述基于漏電檢測進(jìn)行故障定位的道路燈具監(jiān)控的方法的流程示意圖。本實(shí)施例所述的基于漏電檢測進(jìn)行故障定位的道路燈具監(jiān)控的方法的步驟如下：

步驟101、在漏電檢測的監(jiān)控系統(tǒng)中根據(jù)人體對(duì)電壓的耐受設(shè)置道路燈具電路中漏電的危險(xiǎn)等級(jí)及漏電電壓閾值，且所述監(jiān)控系統(tǒng)通過所述道路燈具電路中的繼電器控制所述道路燈具電路的開與關(guān)。

步驟102、通過所述道路燈具電路中監(jiān)控器的電流互感器檢測所述道路燈具電路的零線和火線電路中的漏電電流，并傳輸至所述監(jiān)控系統(tǒng)保存。

步驟103、通過所述道路燈具電路中監(jiān)控器中電壓互感器檢測所述道路燈具電路的地線和燈桿之間的漏電電壓，并傳輸至所述監(jiān)控系統(tǒng)保存。

步驟104、當(dāng)所述監(jiān)控系統(tǒng)檢測到所述漏電電流為零且所述漏電電壓不為零時(shí)，判定所述道路燈具電路中燈桿之間的線纜處存在漏電，并獲取所述漏電位置周圍連續(xù)的第一燈桿、第二燈桿、第三燈桿及第四燈桿的漏電電壓和相鄰燈桿之間的間距，且所述第二燈桿的漏電電壓大于所述第一燈桿的漏電電壓且所述第三燈桿的漏電電壓大于所述第四燈桿的漏電電壓。

步驟105、根據(jù)所述第二燈桿分別和所述第一燈桿及所述第三燈桿的漏電電壓差之和與第二燈桿和所述第一燈桿的漏電電壓差及第三燈桿和所述第四燈桿的漏電電壓差之和的比值及所述相鄰燈桿之間的間距計(jì)算獲得所述漏電位置到所述第三燈桿的距離并顯示。

其中，所述漏電位置到所述第三燈桿的距離x計(jì)算公式如下：

所述漏電位置到所述燈桿C的距離其中，U_A、U_B、U_C、U_D分別為第一燈桿、第二燈桿、第三燈桿及第四燈桿的漏電電壓，U_B＞U_A且U_C＞U_D，d為相鄰燈桿之間的間距。

步驟106、當(dāng)所述監(jiān)控系統(tǒng)檢測到所述漏電電流不為零且所述漏電電壓不為零時(shí)，根據(jù)所述漏電電壓判定所述道路燈具電路中漏電的危險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行顯示，并在所述漏電電壓達(dá)到或超過所述漏電電壓閾值時(shí)，通過所述繼電器關(guān)閉所述道路燈具。

結(jié)合圖2所示，為實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例的所述基于漏電檢測進(jìn)行故障定位的道路燈具監(jiān)控的方法的一個(gè)具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。在圖2中，監(jiān)控系統(tǒng)201包括：終端211、服務(wù)器212、路由器213、集中器214、監(jiān)控終端215及道路燈具216。該系統(tǒng)的執(zhí)行流程為：安裝在每個(gè)所述道路燈具216上的監(jiān)控終端215檢測所述道路燈具電路的零線和火線電路中的漏電電流及所述道路燈具電路的地線和燈桿之間的漏電電壓并將數(shù)據(jù)集中在所述集中器214中，所述路燈監(jiān)控集中器214安裝在每個(gè)路燈專用箱式變電站中；再通過所述網(wǎng)絡(luò)連接路由器213并將所述數(shù)據(jù)傳輸至所述服務(wù)器212，所述服務(wù)器212完成電壓、電流、功率因數(shù)、有功電量等路燈運(yùn)行數(shù)據(jù)和開關(guān)燈及調(diào)光指令的存儲(chǔ)，并對(duì)采集到的漏電電流和漏電電壓進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和分析，得到漏電報(bào)警的級(jí)別和漏電的定位信息，終端211通過網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器相連接，可以通過客戶端軟件進(jìn)行指令操作和數(shù)據(jù)展示。

所述監(jiān)控終端215除了對(duì)路燈的采集電壓、電流、功率因數(shù)、有功電量和進(jìn)行開關(guān)燈控制及調(diào)光控制(0-10V調(diào)光信號(hào)輸出)外，還具有漏電檢測功能，通過零線電流互感器和電壓互感器的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)燈桿的漏電電流和漏電電壓的采集，通過電力載波通道將數(shù)據(jù)上傳到集中器214，所述集中器214通過GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程的服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和交互。

結(jié)合圖3所示，為監(jiān)控終端215結(jié)構(gòu)示意圖，所述監(jiān)控終端215包括：MCU處理器250、電源模塊251、開關(guān)控制模塊252、電能計(jì)量模塊253、電力載波通信模塊254、漏電采集模塊255及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊256。MCU處理器采用基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的高性能、低成本、低功耗的嵌入式處理器，提供單燈節(jié)能控制器的數(shù)據(jù)運(yùn)算及各個(gè)功能模塊數(shù)據(jù)處理功能；電能計(jì)量模塊采用高精度電能計(jì)量芯片及高精度傳感器，能夠采集路燈的電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率、有功電度等運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)燈具的運(yùn)行提供全面的運(yùn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元采用大容量E2PROM掉電后數(shù)據(jù)不丟失存儲(chǔ)芯片，保存用來存放硬件設(shè)置數(shù)據(jù)；電源模塊包括寬電壓AC/DC模塊及其過壓保護(hù)、電源濾波、線性穩(wěn)壓等相關(guān)電路，為單燈節(jié)能控制器各功能模塊提供穩(wěn)定有效的電源供應(yīng)；電力載波通信模塊利用已有的電力線作為通信信道，采用電力線數(shù)字?jǐn)U頻(SST)技術(shù)或正交頻分多路復(fù)用(OFDM)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)與智能集中器及其他單燈節(jié)能控制器的通信與組網(wǎng)；漏電采集模塊包括零序電流互感器和電壓互感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)燈具的漏電電流測量和燈桿外殼對(duì)大地的漏電電壓測量，為漏電的綜合判斷提供必要的數(shù)據(jù)依據(jù)。開關(guān)控制模塊主要包括繼電器及其功能電路，實(shí)現(xiàn)燈具的遠(yuǎn)程控制開關(guān)燈以及在漏電情況下的斷電保護(hù)。

實(shí)施例2

如圖4所示，為本實(shí)施例所述基于漏電檢測進(jìn)行故障定位的道路燈具監(jiān)控的方法的流程示意圖。本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上說明了對(duì)道路燈具進(jìn)行漏電檢測的具體內(nèi)容，本實(shí)施例所述的基于漏電檢測進(jìn)行故障定位的道路燈具監(jiān)控的方法步驟如下：

步驟401、在漏電檢測的監(jiān)控系統(tǒng)中根據(jù)人體對(duì)電壓的耐受設(shè)置道路燈具電路中漏電的危險(xiǎn)等級(jí)及漏電電壓閾值，且所述監(jiān)控系統(tǒng)通過所述道路燈具電路中的繼電器控制所述道路燈具電路的開與關(guān)，所述漏電電壓閾值為不大于十二伏。其中，所述漏電電壓低于十二伏為安全；所述漏電電壓處于十二伏到三十六伏之間為危險(xiǎn)；所述漏電電壓高于三十六伏為非常危險(xiǎn)。

步驟402、所述道路燈具電路中監(jiān)控器的電流互感器檢測所述道路燈具電路的零線和火線同方向穿過所述電流互感器后，在所述道路燈具電路的零線和火線電路中的漏電電流。

其中，所述漏電電流I_L1由如下公式計(jì)算得到：

其中，n₁為所述電流互感器的變比比例，R₂為所述電流互感器上感應(yīng)線圈的采樣電阻的電阻值，U_I為利用所述監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)過十二位逐次逼近型模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換得到的在所述電流互感器中感應(yīng)電流流過所述采樣電阻所形成的電壓。

圖5為本實(shí)施例中的漏電檢測原理示意圖，所述道路燈具電路中的零線501和火線502同方向穿過零序電流互感器503，用來測量燈桿內(nèi)上燈線纜及照明燈具的漏電電流。當(dāng)燈具正常運(yùn)行時(shí)，線路中電流呈平衡狀態(tài)，互感器中電流矢量之和為零(電流是有方向的矢量，如按照流出的方向?yàn)椤?”，返回方向?yàn)椤?”，在互感器中往返的電流大小相等，方向相反，正負(fù)相互抵消)。由于一次線圈中沒有剩余電流，所以不會(huì)感應(yīng)二次線圈，無法檢測到電流。當(dāng)火線漏電時(shí)，有一部分電流通過火線后流向了大地，未經(jīng)過零線流出，那么這時(shí)火線的電流大小便不等于零線的電流大小，互感器中電流的矢量和不為零，從而感應(yīng)二次線圈產(chǎn)生電流，二次電流流過采樣電阻504的電阻值R₂形成電壓U_I，U_I可通過MCU處理模塊250的模數(shù)裝換單元計(jì)算求得。電流互感器的變比為n:1，漏電流大小與二次線圈的電流大小成正比，則有I_L-I_N＝I_L1＝n₁I_L2；由歐姆定律得根據(jù)這兩個(gè)公式從而得漏電流大小

步驟403、所述通過所述道路燈具電路中監(jiān)控器中電壓互感器檢測所述電壓互感器的檢測邊串聯(lián)檢測電阻并連接所述道路燈具電路的地線和燈桿后，在所述道路燈具電路的地線和燈桿之間的漏電電壓。

所述漏電電壓U_L由如下公式計(jì)算得到：

其中，n₂為所述電壓互感器的變比比例，R₁為所述檢測電阻的電阻值，R₃為所電壓互感器中感應(yīng)電阻的電阻值，U_V為利用所述監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)過十二位逐次逼近型模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換得到的在所述電壓互感器中感應(yīng)電流流經(jīng)所述感應(yīng)電阻后在所述感應(yīng)電阻上的電壓。

結(jié)合圖5所示，電壓互感器505的原邊串聯(lián)電阻值為R₁的電壓檢測電阻506后連接地線507和燈桿508，漏電電壓U_L加電阻R₁后形成一次側(cè)電流，并在二次側(cè)感應(yīng)出二次電流，二次電流流經(jīng)電壓互感器505的感應(yīng)電阻509(電阻值為R₃)后形成電壓U_V，U_V可通過MCU處理模塊250的模數(shù)裝換單元計(jì)算求得。電壓互感器的變比為n:1，根據(jù)歐姆定律有如下公式：

由上公式經(jīng)變換可求得燈桿對(duì)地線的漏電電壓：

步驟404、當(dāng)所述監(jiān)控系統(tǒng)檢測到所述漏電電流不為零時(shí)定位為燈具電路漏電并進(jìn)行顯示；當(dāng)所述監(jiān)控系統(tǒng)檢測到所述漏電電流為零且漏電電壓不為零時(shí)，判定附件的供電電纜電路存在漏電，且結(jié)合相鄰燈桿數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的定位并進(jìn)行顯示。

步驟405、所述監(jiān)控系統(tǒng)檢測到所述道路燈具電路的漏電危險(xiǎn)等級(jí)超過危險(xiǎn)時(shí)，進(jìn)行對(duì)應(yīng)級(jí)別的漏電報(bào)警。

步驟406、所述監(jiān)控系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)所述道路燈具的所述漏電電流及所述漏電電壓發(fā)送至終端，接收所述終端反饋的控制指令并根據(jù)所述控制指令控制相應(yīng)道路燈具電路中繼電器的開與關(guān)。

在本實(shí)施例的方法中，如果檢測到漏電電流，則說明上燈電纜及燈具部分存在漏電，漏電發(fā)生的原因可能是絕緣破壞或者線纜與外殼搭接，同時(shí)能夠在燈桿殼體和地線直接檢測到漏電電壓。通過漏電電流和漏電電壓進(jìn)行漏電判斷邏輯如下：

(1)漏電電流為零，漏電電壓也為零，則無漏電發(fā)生。

(2)漏電電流為零，漏電電壓不為零，則有漏電發(fā)生，但是漏電的位置不在本燈桿的上燈電纜和燈具范圍，為其他燈桿漏電或者地埋電纜漏電。

(3)漏電流不為零，漏電電壓為零，該情況為燈電纜和燈具部分有漏電，但是接地良好，燈桿不帶電，沒有觸電危險(xiǎn)。

(4)漏電流不為零，漏電電壓不為零，該情況為該燈桿內(nèi)上燈電纜和燈具部分有漏電，同時(shí)燈桿帶電，有觸電危險(xiǎn)。并根據(jù)人體對(duì)電壓的耐受分成三個(gè)危險(xiǎn)級(jí)：較安全(電壓低于12V)、危險(xiǎn)(電壓為12V到36V)、非常危險(xiǎn)(電壓高于36V)。

實(shí)施例3

如圖6所示，為本實(shí)施例所述基于漏電檢測進(jìn)行故障定位的示意圖，在圖中，道路燈具第一燈桿(A)601、第二燈桿(B)602、第三燈桿(C)603及第四燈桿(D)604等間距均勻布置，地埋電纜在L點(diǎn)605發(fā)生絕緣破壞導(dǎo)致漏電。

不計(jì)算一些微小偏差因素，近似可以將漏電的現(xiàn)場模型等效成下方的電路模型。燈桿是通過基礎(chǔ)埋藏在土壤中，因此測量燈桿對(duì)地線的漏電電壓近似等于燈桿處土壤對(duì)地線的電壓。A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)測量到的漏電電壓分別為U_A、U_B、U_C、U_D，根據(jù)電路原理可知，漏電電壓在漏電處電壓最高，兩端的電壓依次降低。即U_B>U_A,U_C>U_D,可以將電纜漏電的位置定位在燈桿B和燈桿C之間，即漏電電壓最高的兩個(gè)燈桿之間。

每個(gè)燈桿之間的間距一般為30-40米，僅僅定位在燈桿之間范圍還是較大，不利于故障的排查。如上圖等效電路所示，將燈桿與燈桿之間、燈桿和漏電處的土壤電阻分別用R_AB、R_BL、R_LC、R_CD等表示，根據(jù)歐姆定律可以得到如下兩個(gè)計(jì)算公式：

$\frac{U_L-U_B}{U_B-U_A}=\frac{R_{BL}}{R_{AB}}---\left(1\right)$

$\frac{U_L-U_C}{U_C-U_D}=\frac{R_{LC}}{R_{CD}}---\left(2\right)$

每相鄰燈桿之間的間距為已知的，定義為d，L點(diǎn)的正上方距離C燈桿的位置為x。在小范圍內(nèi)，土壤的成分變化不大，因此假設(shè)土壤的電導(dǎo)率是相同的，則土壤的電阻大小與距離成正比，則上面兩個(gè)公式可以變換為如下兩個(gè)公式：

$\frac{U_L-U_B}{U_B-U_A}=\frac{d-x}{d}---\left(3\right)$

$\frac{U_L-U_C}{U_C-U_D}=\frac{x}{d}---\left(4\right)$

上面兩個(gè)公式只有U_L和x為未知數(shù)，解方程組可得：

$x=\frac{2U_B-U_A-U_C}{U_C-U_D+U_B-U_A}d---\left(5\right)$

安裝在每個(gè)燈桿的路燈監(jiān)控終端檢測每個(gè)燈桿的漏電電流和漏電電壓，根據(jù)燈桿自身的漏電電流和漏電電壓按照上述判斷邏輯，將漏電的故障點(diǎn)定位在燈桿內(nèi)上燈電纜和燈具還是燈桿之外的地埋電纜；如果定位在地埋電纜，則故障點(diǎn)附近四個(gè)燈桿的漏電電壓根據(jù)公式(5)計(jì)算得出漏電故障點(diǎn)的位置，雖然是近似計(jì)算，但是誤差往往小于1米，對(duì)于維護(hù)人員的故障定位具有非常大的便利。

通過以上各個(gè)實(shí)施例可知，本發(fā)明的基于漏電檢測進(jìn)行故障定位的道路燈具監(jiān)控的方法存在的有益效果是：

(1)本發(fā)明所述的基于漏電檢測進(jìn)行故障定位的道路燈具監(jiān)控的方法，不僅具備常規(guī)漏電檢測及漏電電流采集功能，還結(jié)合了道路燈具的燈桿對(duì)地線的漏電電壓采集功能，不僅能夠反映燈具的漏電情況，還能夠判斷因燈具漏電造成燈桿殼體是否在安全電壓范圍內(nèi)，從而評(píng)估對(duì)漏電可能造成的觸電對(duì)人體的危害程度，并對(duì)漏電危害程度進(jìn)行分級(jí)，便于設(shè)備維護(hù)單位和維護(hù)人員將有限的人力物力優(yōu)先排查危害較大的故障，保障行人的人身安全。

(2)本發(fā)明所述的基于漏電檢測進(jìn)行故障定位的道路燈具監(jiān)控的方法，通過燈具漏電電流測量和道路燈具的燈桿對(duì)大地的漏電電壓測量進(jìn)行綜合判斷，定位漏電發(fā)生的位置；同時(shí)還可以根據(jù)相鄰燈桿的漏電電壓數(shù)據(jù)準(zhǔn)確判斷地埋電纜漏電的部位，將漏電的故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位在兩個(gè)燈桿之間，并可以精確到供電電纜小于1米的范圍，為設(shè)備維護(hù)單位和維護(hù)人員的故障排除提供了準(zhǔn)確的參考，便于故障的快速處理。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、裝置、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲(chǔ)器、CD-ROM、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

雖然已經(jīng)通過例子對(duì)本發(fā)明的一些特定實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上例子僅是為了進(jìn)行說明，而不是為了限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，對(duì)以上實(shí)施例進(jìn)行修改。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來限定。