專利名稱：照明系統(tǒng)狀態(tài)檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系一種照明系統(tǒng)狀態(tài)檢測裝置，本發(fā)明采用照明線路對訊號進行輻射傳輸或接觸傳輸，通過由微機控制的接收機接收訊號，從而對照明系統(tǒng)的工作狀態(tài)進行檢測。
目前，對于城市照明系統(tǒng)工作狀態(tài)的檢測工作，完全由人工完成，對于某一盞燈壞了，或某一線路斷路，或出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，很難及時發(fā)現(xiàn)。
本發(fā)明的目的在于提供一種能自動檢測照明系統(tǒng)中每一盞燈的工作狀態(tài)及電力變壓器低壓側(cè)每一相線的工作狀態(tài)的檢測裝置。
本發(fā)明使用照明相線、零線作輻射天線或接觸傳輸線來發(fā)送頻率復(fù)用的與工頻同步的載波脈沖訊號，對一個城市或一個地區(qū)的龐大照明系統(tǒng)的工作狀態(tài)進行自動檢測。包括以照明相線、零線作輻射天線或接觸傳輸線、利用工業(yè)頻率零初相為時基的分時編序的時序載波脈沖訊號發(fā)送器2和由單片微機控制的與工業(yè)頻率同步控制的具有相線工作狀態(tài)檢測和發(fā)送編碼數(shù)字載波脈沖訊號的檢測發(fā)送機3以及既接收時序載波訊號又定時接收編碼載波脈沖訊號的、同樣由單片微機控制的與工業(yè)頻率同步檢測的接收機4，如圖1所示。
本發(fā)明將待測照明系統(tǒng)中的每一盞燈從工頻零初相起分時編序，在燈附近裝有時序載波脈沖訊號發(fā)送器(簡稱時序發(fā)送器)。只有在某一盞燈已壞時，該燈的時序發(fā)送器才自動接上電網(wǎng)電源(也可用蓄電池或干電池)產(chǎn)生預(yù)先規(guī)定的與工業(yè)頻率同步的分時編序脈沖訊號，在以照明相線、零線作輻射天線或接觸線的照明電路中傳送。不同電力變壓器供電電路中選用不同載波，并用載波脈沖訊號連接器5將各供電電路中載波脈沖訊號傳送到一個稱為中心電力變壓器供電電路(含有接收機的供電電路)中。位于中心變壓器低壓側(cè)相線附近的(4米以內(nèi))、由單片微機控制的接收機采用感應(yīng)接收或耦合接收時序載波脈沖訊號，自動判斷壞燈位置，并在微機屏幕上顯示該燈的位置和序號。另在每一臺電力變壓器供電電路中備一臺由單片微機控制的檢測發(fā)送機，檢測發(fā)送機通過采樣變壓器B和電流采樣隔離放大器6定時采集每相的電壓值與電流值，并以相線或零線為輻射天線或傳輸線與工頻同步地將代表上述參數(shù)的編碼數(shù)字載波脈沖訊號定時發(fā)送出去，通過載波訊號連接器傳送到中心電力變壓器低壓側(cè)相線中，位于中心電力變壓器低壓側(cè)相線附近的接收機既接收時序載波脈沖訊號也接收編碼數(shù)字載波脈沖訊號，在微機屏幕上定時顯示相應(yīng)相線的電壓值、電流值、漏電流值，判斷漏電流位置或斷電位置。
所述的連接器為由電感L和電容C構(gòu)成的串連諧振回路，電路圖如圖5所示。對于有些使用日光燈具的照明電路，如果日光燈鎮(zhèn)流器的輸入端裝有電容器，就會造成載波訊號的短路，則時序發(fā)送器和檢測發(fā)送機采用零線作輻射天線，并在該零線上串接阻波器。阻波器由電感L和電容C組成的并聯(lián)諧振回路，如圖6所示。
時序發(fā)送機(如圖2所示)的工作過程為工頻同步脈沖形成電路2-1根據(jù)工頻相位檢測電路2-2檢測到的工頻相位生成同步脈沖，送往延時、時序脈沖形成電路2-3延時，形成時序脈沖。由于延時不同，時序脈沖位置亦不同，以此對照明燈編序。時序脈沖寬度由線路中照明燈數(shù)量決定或由用戶確定，在一條照明線路中，時序?qū)挾扰c照明燈數(shù)相乘，其值不應(yīng)超過一個工頻周期的長度。時序載波脈沖訊號形成電路2-4將時序脈沖與載波發(fā)生器2-5送來的載波脈沖復(fù)合生成時序載波脈沖訊號，經(jīng)功放電路2-6功率放大后，由匹配電路2-7通過電力線輻射傳輸或電力線接觸傳輸。時序載波脈沖訊號是與工頻同步重復(fù)發(fā)送，接收機亦可重復(fù)接收，不會漏檢。不同變壓器供電線路使用不同的載頻，因而不同變壓器中的照明燈的編序亦不同。
檢測發(fā)送機如圖3所示電子轉(zhuǎn)換開關(guān)3-1的六個輸入道分別與三個相電壓采樣訊號和三個相電流訊號相連;三個相電流訊號是從三個光電隔離放大器的輸出端送來的信號。微機控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器3-2分別將相電壓和相電流經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。微機3-4采用異步通訊方式，將數(shù)據(jù)調(diào)制在載波上，形成數(shù)字載波訊號，從功放發(fā)送電路3-3傳輸?shù)诫娏€上，并經(jīng)過連接器送到中心電力變壓器中的電力線上，供接收機接收。
接收機如圖4所示，訊號從天線進入選頻回路4-1，經(jīng)過低通濾波器4-2濾除高頻廣播訊號，再經(jīng)過帶通濾波器4-3得到載波脈沖的準矩形脈沖訊號，送往絕對值檢波器4-4，檢波后的訊號寬度與發(fā)送時相當。微機根據(jù)預(yù)先的約定分別檢測出與序號對應(yīng)的照明燈的工作狀態(tài)，及各相線流過的電流值和相電壓值，經(jīng)過處理后在屏幕顯示出的所需要的訊息。電力線上傳送的載波脈沖訊號包括多路時序訊號、相電流訊號和相電壓訊號。訊號路數(shù)與照明線路數(shù)有關(guān)。因此接收機中設(shè)有多個接收通道，每一個通道接收一路訊號，不同接收道僅選頻回路不同。單片微機分時重復(fù)檢測每一道的信號。


圖1本發(fā)明方框示意圖;
圖2發(fā)送機方框圖;
圖3檢測發(fā)送機方框圖;
圖4接收機方框圖;
圖5連接器電路圖;
圖6阻波器電路圖;
圖7采用輻射傳輸時發(fā)送機電路圖;
圖7-A采用接觸傳輸時發(fā)送機發(fā)送回路部分電路圖，其它部分同圖7;
圖8檢測發(fā)送機電路圖;
圖9采用接觸傳輸時接收機電路圖;
圖9-A采用接觸傳輸時接收機感應(yīng)接收回路電路圖，其它部分同圖9;
圖10電流采樣隔離放大器電路圖;
圖11采用相線作輻射天線時，本發(fā)明的電路連接圖;
圖12采用零線作輻射天線時，本發(fā)明的電路連接圖;
圖13采用零線、相線作接觸傳輸時，本發(fā)明的電路連接圖。
圖7是本發(fā)明中時序發(fā)送器的一種實施例的電原理圖B3時序發(fā)送器的電源變壓器;當照明燈斷開時斷電器J1動作，將開關(guān)K1閉合，變壓器接入電網(wǎng)，時序發(fā)送器開始工作;B3、CK1、CK2、IC1等組成整流穩(wěn)壓電路，給時序發(fā)送器提供工作電源;IC2、CK3等組成工頻零初相檢測電路;IC3、C7、F2等組成時序脈沖形成電路;R4、R5、C9、CK6、CK7、F3等組成時序載波脈沖訊號形成電路;BG1、C10、C11、R10、R11等組成以相線或零線為輻射天線的功放匹配發(fā)送電路;BG2、C14、C15組成以相線和零線為傳輸線的功放匹配發(fā)送電路。
圖8系本發(fā)明中相線工作狀態(tài)檢測發(fā)送機的一種實施例電原理圖B1、CK1、CK2、IC2、C1、C2等組成工作電源電路;CK5、IC1、F1組成工頻同步電路;U1、U2、U3組成單片微機電路;U4模數(shù)轉(zhuǎn)換電路;IN1-IN6為三相線電壓和電流采樣訊號輸入端;U5多路轉(zhuǎn)換開關(guān)，由單片微機控制;微機內(nèi)部自動形成編碼數(shù)字載波脈沖訊號由TXP端發(fā)出;BG1、B2等組成功放發(fā)送匹配電路，以照明相線或零線為輻射天線發(fā)射或以照明相線或零線為接觸傳輸線。
圖9系本發(fā)明中接收機的一種實施例的電原理圖B1、C1等組成耦合選頻接收回路;C3、B2等組成感應(yīng)接收回路;IC1、R1、C4系高通濾波器;IC2、IC3等組成帶通濾波器;IC4、IC5等組成全波整流電路;U1、U2、U3組成單片微機電路;B3、IC6等組成電源電路;CK5、IC7組成工頻同步電路，B1或B2、IC1-IC5等組成的接收訊號電路在接收機中可有多路，用于檢測多路照明燈發(fā)送來的訊號。相線工作狀態(tài)檢測訊號送RXD，照明燈檢測訊號分別送P1.0-P1.7;TXD將接收訊號送出在微機熒屏上顯示數(shù)據(jù)，亦可與IBM微機通訊顯示。
圖10系電流采樣隔離放大器實施例原理圖BG1、R1和R2組成輸入級，相電流采樣訊號從BG1的基級輸入;BG2和R3組成光電隔離放大器;IC1、R4、R5和R6組成輸出放大器。通過光電隔離放大后的訊號經(jīng)隔直電容后送往檢測發(fā)送機中的一個輸入通道進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明不僅能自動判斷壞燈位置，并在微機屏幕上顯示該燈的位置和序號，而且還能定時自動顯示相應(yīng)相線的電壓值、電流值，漏電流值，判斷漏電流位置或斷電位置。同樣適合于供電系統(tǒng)中其它用電設(shè)備工作狀態(tài)的自動檢測。
實施例1.采用相線為載波訊號輻射天線的自動檢測裝置的電路連接11中各個電力變壓器相線中的時序脈沖發(fā)送機通過連接器5將相應(yīng)照明燈的時序載波脈沖訊號發(fā)送到中心電力變壓器1的電力線上，供接收機接收。同時，各個電力變壓器8中的檢測發(fā)送機3受單片微機控制檢測各相線的電壓值和電流值(分別通過采樣變壓器B和采樣隔離放大器7獲得)，采用異步通訊方式，將數(shù)據(jù)調(diào)制在載波上，形成數(shù)字載波脈沖訊號，定時往電力線上發(fā)送，經(jīng)過連接器傳送到中心變壓器電力線上，供接收機4接收。中心變壓器中的時序脈沖發(fā)送機往電力線上發(fā)送的訊號只在本變壓器電力線上傳輸被接收機接收;而中心變壓器中的相電壓和相電流數(shù)據(jù)被微機控制調(diào)制成的數(shù)字載波脈沖訊號也只在本變壓器電力線上傳輸，被接收機接收，微機的熒屏上將分別顯示每一變壓器系統(tǒng)中出現(xiàn)故障的照明燈的序號，每相電壓值和電流值，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，計算線路交流阻抗的變化值，顯示是否有漏電和斷電事故發(fā)生和故障位置。如果由多臺電力變壓器供電的照明線路，時序發(fā)送機和檢測發(fā)送機均以照明相線為輻射天線時，則每臺電力變壓器低壓側(cè)的三相線均分別以各自的載波脈沖訊號連接器與中心電力變壓器低壓側(cè)三相線相連，構(gòu)成載波脈沖訊號通路。
2.以照明零線為載波脈沖信號輻射天線的自動檢測裝置電路連接圖對于使用日光燈具的照明電路，如果日光燈鎮(zhèn)流器的輸入端裝有電容器，時序發(fā)送機和檢測發(fā)送機采用零線作輻射天線，為了防止載波信號的短路，在照明零線上串接一阻波器6，用訊號連接器5將照明零線與中心電力變壓器的相線連接，將“零線”上的載波訊號傳送到中心變壓器1相線上，通過接收機接收，電路連接如圖12所示。對于有多臺以零線為輻射天線的電力變壓器供電系統(tǒng)則將它們的零線用各自的載波脈沖訊號連接器與中心電力變壓器的相線連接。
3.以相線和零線為載波脈沖訊號的接觸傳輸線的自動檢測裝置電路連接圖。
如果有多臺電力變壓器構(gòu)成的供電系統(tǒng)，以相線和零線為載波脈沖訊號的接觸傳輸線，則各臺變壓器的零線和相線均用各自的載波脈沖訊號連接器與中心電力變壓器的零線和相線連接，電路連接如圖13所示。
權(quán)利要求
1.一種照明系統(tǒng)狀態(tài)檢測裝置，其特征在于本發(fā)明使用照明相線、零線作輻射天線或接觸傳輸線來發(fā)送頻率復(fù)用的與工頻同步的載波脈沖訊號，對一個城市或一個地區(qū)的龐大照明系統(tǒng)的工作狀態(tài)進行自動檢測。包括以照明相線、零線作輻射天線或接觸傳輸線、利用工業(yè)頻率零初相為時基的分時編序的時序載波脈沖訊號發(fā)送器2和單片微機控制的與工業(yè)頻率同步控制的具有相線工作狀態(tài)檢測和發(fā)送編碼數(shù)字載波脈沖訊號的檢測發(fā)送機3以及既接收時序載波訊號又定時接收編碼載波脈沖訊號的同樣由單片微機控制的與工業(yè)頻率同步檢測的接收機4。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，時序發(fā)送器包括工頻同步脈沖形成電路，工頻相位檢測電路，延時、時序脈沖形成電路時序載波脈沖訊號形成電路，時序脈沖與載波發(fā)生器，功放電路，匹配電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，檢測發(fā)送器包括電子轉(zhuǎn)換開關(guān)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器，單片微機，功放發(fā)送電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，接收機包括選頻回路，低通濾波器，帶通濾波器，檢波電路，單片微機電路，顯示屏幕。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，對于由多臺電力變壓器供電的照明線路，時序發(fā)送機和檢測發(fā)送機均以照明相線為輻射天線時，則每臺電力變壓器低壓側(cè)的三相線均分別以各自的載波脈沖訊號連接器與中心電力變壓器低壓側(cè)三相線相連，構(gòu)成載波脈沖訊號通路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，對于有多臺以零線為輻射天線的電力變壓器供電系統(tǒng)，則將它們的零線用各自的載波脈沖訊號連接器與中心電力變壓器的相線連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，對于有多臺電力變壓器構(gòu)成的供電系統(tǒng)，以相線和零線為載波脈沖訊號的接觸傳輸線時，則各臺變壓器的零線和相線均用各自的載波脈沖訊號連接器與中心電力變壓器的零線和相線連接。
全文摘要
本發(fā)明利用照明電路的電力線(包括相線或零線)作輻射天線或接觸傳輸線發(fā)送與工業(yè)頻率同步的頻率復(fù)用的時序載波脈沖訊號和編碼數(shù)字載波脈沖訊號，采用感應(yīng)接收方式或耦合接收方式接收載波脈沖訊號，對一個城市或一個地區(qū)的一臺或多臺電力變壓器構(gòu)成的照明電路中多至數(shù)萬盞照明燈中的每一盞燈的工作狀態(tài)進行監(jiān)測，同時對每一相線的電壓值、電流值、漏電流值、漏電位置和線路受損的斷電位置進行自動檢測。
文檔編號G01R31/08GK1069386SQ9210881
公開日1993年2月24日 申請日期1992年7月23日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月23日
發(fā)明者張友山, 柳建新, 郭輝 申請人:中南工業(yè)大學(xué)