一種供電線路的漏電檢測系統及方法與流程
2024-04-13 01:15:05
1.本發明涉及領域，特別涉及一種供電線路的漏電檢測系統及方法。
背景技術：
2.在鄉村、城市中廣泛布置的有共主線供電系統，比如路燈系統等，這些共主線供電系統大多線路都比較老舊，下雨天容易出現漏電事故，全國範圍內出現多起被控設備漏電電死人事故；由於舊線路供電大多採用三相電同時鋪設方式，每一個被控設備具體使用哪一相來供電，無明確要求，因此在出現漏電發生時，常常需要將該路段所有被控設備切斷供電來排查問題；即使在幹路上安裝漏電檢測設備，也只能檢測出某一條供電線路存在問題，對問題點的定位存在極大困難；常常需要施工人員，到每一個被控設備的檢修口處，手動斷開單相空氣開關，通過中點排除法多次切斷迴路來分析測試，甚至需要多次開挖埋地線路才能解決問題，導致出現漏電事故後，排查和處理時間較長，對被控設備照明有一定影響，因此，急需一種供電線路的漏電檢測系統及方法來解決上述問題。
技術實現要素：
3.本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種供電線路的漏電檢測系統及方法。
4.本發明的一種實施例解決其技術問題所採用的技術方案是：一種供電線路的漏電檢測系統，包括：
5.空氣開關；
6.三相四線漏電開關，分別與空氣開關的輸入端以及市電連接；
7.控制器，分別與空氣開關的輸出端與若干組被控設備連接，每組被控設備包括若干個被控設備；
8.控制器包括主控模塊、三相四線輸入接口、三相電參數採集模塊、三相迴路控制模塊、三相電流檢測模塊、迴路漏電檢測模塊、n線迴路控制模塊、n線電流檢測以及通訊模塊，三相四線輸入接口經三相電參數採集模塊、三相迴路控制模塊和三相電流檢測模塊與主控模塊連接，以及經迴路漏電檢測模塊、n線迴路控制模塊和n線電流檢測與主控模塊連接，主控模塊可將檢測到的漏電信號通過通訊模塊發送至後臺。
9.進一步地，控制器還包括與主控模塊以及通訊模塊連接的顯示屏、按鍵、指示燈和/或蜂鳴器。
10.進一步地，控制器還包括分別與主控模塊、三相迴路控制模塊以及、n線迴路控制模塊連接的定時開關、經緯度獲取模塊和/或光照度檢測模塊。
11.進一步地，控制器還包括分別與主控模塊以及通訊模塊連接的巡檢模塊，用於接收巡檢指令並自動執行巡檢操作。
12.進一步地，通訊模塊設置為4g、5g或nb廣域網。
13.進一步地，通訊模塊設置為z i gbee、lora或433m區域網。
14.一種被控設備供電線路的漏電檢測方法，應用於所述的被控設備供電線路的漏電檢測系統：
15.①
漏電故障已經發生，設定故障報警為被控設備bn漏電，導致供電路上某一被控設備節點處三相四線漏電檢測開關跳閘，執行如下步驟：
16.步驟1.1、控制器先斷開b相、c相迴路，保留a相繼續供電；
17.步驟1.2、控制bn處漏電開關合閘，若能合上且bn處檢測到的漏電數據合格，則進入步驟1.3，若合不上閘則進入步驟1.5；
18.步驟1.3、依次控制b
n+1
、b
n+2
...b
n+n
合閘，若能合閘，則繼續往下巡檢，若檢到到無法合閘，則進入步驟1.5；
19.步驟1.4、在a相供電時，所有被控設備節點漏電開關均能合閘，則控制器斷開a相、c相迴路，保留b相繼續供電，並重複步驟1.2-1.3；若b相供電時所有被控設備節點漏電開關均能合閘，則斷開a、b相迴路，保留c相繼續供電，並重複步驟1.2-1.3；
20.步驟1.5、控制器給b相迴路合閘供電，若巡檢測得b
n+x
處無法合閘，控制b
n+x+1
分閘後控制器斷開b相迴路供電，控制b
n+x
合閘，若能合閘，則再執行一次步驟1.5且使得x+1，直到合不上閘為止，假設此時n+x＝k時，檢測到bk處無法合閘，則漏電故障發生在bk和b
k+1
之間a相線路上。
21.②
漏電故障未發生，設定被控設備節點處測得的三相四線的漏電電流以節點名稱設為i a1、i a2...i an；i b1、i b2...i bn；i c1、i c2...i cn；設定相鄰兩個被控設備節點之間供電線路設計最大漏電電流為i dmax
，則執行如下步驟：
22.步驟2.1、依次讀取i a1、i a2...i an；i b1、i b2...i bn；i c1、i c2...i cn，計算《相鄰兩個被控設備節點之間漏電差值i d
＝i k-i k+1
，若i d
《i dmax
，則被控設備節點依次往後+1，直至測得i d
》i dmax
，若此時測得的被控設備節點序號為t，則故障點發生在t與t+1路段之間，並進入步驟2.2；
23.步驟2.2、控制器斷開b、c兩相迴路，保留a相繼續供電，測量被控設備節點t與t+1之間的漏電差值i ta；
24.步驟2.3、控制器斷開a、c兩相迴路，保留b相繼續供電，測量被控設備節點t與t+1之間的漏電差值i tb；
25.步驟2.4、控制器斷開a、b兩相迴路，保留c相繼續供電，測量被控設備節點t與t+1之間的漏電差值i tc；
26.步驟2.5、比較i ta、i tb以及i tc的大小，若i ta最大，則故障點發生在被控設備節點t與t+1之間的a相線上；若i tb最大，則故障點發生在被控設備節點t與t+1之間的b相線上；若i tc最大，則故障點發生在被控設備節點t與t+1之間的c相線上。
27.本發明的有益效果：
28.1、被控設備出現損壞、漏電等故障後，系統能第一時間推送故障信息給管養人員；
29.2、發生漏電故障，系統能第一時間推送漏電故障點(最小範圍)給管養人員參考；
30.如故障點範圍：001-002，即表示第001號被控設備與第002號被控設備之間；
31.3、系統可設置定期進行智能巡檢，提前預判漏電事故的發生；
32.4、故障診斷、智能巡檢給被控設備管養節省大量資源、減少故障發生概率、縮短故障搶修時間，保障生命安全，帶來更直觀的經濟效益和社會效益。
附圖說明
33.本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：
34.圖1為路燈供電線路的典型系統連接圖；
35.圖2為本發明的一個實施例的路燈供電線路系統連接圖；
36.圖3為本發明的一個實施例在集中控制模式下的控制器的功能框架圖；
37.圖4為本發明的一個實施例在單燈控制模式下的控制器的功能框架圖。
具體實施方式
38.本部分將詳細描述本發明的具體實施例，本發明之較佳實施例在附圖中示出，附圖的作用在於用圖形補充說明書文字部分的描述，使人能夠直觀地、形象地理解本發明的每個技術特徵和整體技術方案，但其不能理解為對本發明保護範圍的限制。
39.在本發明的描述中，多個的含義是兩個以上，大於、小於、超過等理解為不包括本數，以上、以下、以內等理解為包括本數。如果有描述到第一、第二隻是用於區分技術特徵為目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量或者隱含指明所指示的技術特徵的先後關係。
40.在本發明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、後、左、右等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
41.本發明中，除非另有明確的限定，「設置」、「安裝」、「連接」等詞語應做廣義理解，例如，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連；可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，還可以是一體成型；可以是機械連接；可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。所屬技術領域技術人員可以結合技術方案的具體內容合理確定上述詞語在本發明中的具體含義。
42.參照圖1至圖4，一種供電線路的漏電檢測系統，包括：
43.空氣開關；
44.三相四線漏電開關，分別與空氣開關的輸入端以及市電連接；
45.控制器，分別與空氣開關的輸出端與若干組被控設備連接，每組被控設備包括若干個被控設備；
46.控制器包括主控模塊、三相四線輸入接口、三相電參數採集模塊、三相迴路控制模塊、三相電流檢測模塊、迴路漏電檢測模塊、n線迴路控制模塊、n線電流檢測以及通訊模塊，三相四線輸入接口經三相電參數採集模塊、三相迴路控制模塊和三相電流檢測模塊與主控模塊連接，以及經迴路漏電檢測模塊、n線迴路控制模塊和n線電流檢測與主控模塊連接，主控模塊可將檢測到的漏電信號通過通訊模塊發送至後臺。
47.優選的，三相電參數採集模塊包括a相電參數採集模塊、b相電參數採集模塊以及c相電參數採集模塊，三相迴路控制模塊包括a相迴路控制模塊、b相迴路控制模塊以及c相迴路控制模塊，三相電流檢測模塊包括a相電流檢測模塊、b相電流檢測模塊以及c相電流檢測模塊。
48.控制器還包括與主控模塊以及通訊模塊連接的顯示屏、按鍵、指示燈和/或蜂鳴器。
49.控制器還包括分別與主控模塊、三相迴路控制模塊以及、n線迴路控制模塊連接的定時開關、經緯度獲取模塊和/或光照度檢測模塊。
50.控制器還包括分別與主控模塊以及通訊模塊連接的巡檢模塊，用於接收巡檢指令並自動執行巡檢操作。
51.通訊模塊設置為4g、5g或nb廣域網。
52.通訊模塊設置為z i gbee、lora或433m區域網。
53.參照圖3，為本發明的一個實施例在集中控制模式下的控制器的功能框架圖，1、迴路控制模塊用於控制該條迴路電源開和關；2、迴路漏電檢測模塊用於檢測一個迴路或多個迴路的漏電電流；3、智能巡檢模塊：監測到漏電故障後，或遠程命令設備故障巡檢，通過控制不同相線的迴路開關，切換不同載荷，以及利用監測到的電參數和漏電數據，經本地做運算和分析，最終得出故障原因和結果；4、定時開關用於本地設置或遠程設置固定的定時控制策略；5、經緯度獲取模塊用於獲取當地經緯度計算出本地區日出日落時間來控制負載開關；6、光照度檢測模塊用於檢測當前所處環境的光照度來控制負載開關；7、三相電參數採集模塊用於採集每一相線上的電壓、功耗、相位角等參數；8、三相相電流檢測模塊用於檢測到每一相線上負載電流大小。
54.參照圖4，為本發明的一個實施例在單燈控制模式下的控制器的功能框架圖，1、三相四線漏電檢測模塊用於檢測到漏電開關之後的所有負載迴路漏電電流，以及遠程控制開合閘；2、定時策略，能保存一種或幾種不同的定時亮燈方案，即使在無網絡情況下，也能按保存在本地的定時策略來控制路燈；3、單相漏電檢測模塊用於檢測該負載迴路的漏電電流；4、單相開關控制模塊用於控制該相迴路電源開和關；5、單相電流檢測模塊用於檢測該相負載迴路電流大小。
55.一種被控設備供電線路的漏電檢測方法，應用於所述的被控設備供電線路的漏電檢測系統：
56.①
漏電故障已經發生，設定故障報警為被控設備bn漏電，導致供電路上某一被控設備節點處三相四線漏電檢測開關跳閘，執行如下步驟：
57.步驟1.1、控制器先斷開b相、c相迴路，保留a相繼續供電；
58.步驟1.2、控制bn處漏電開關合閘，若能合上且bn處檢測到的漏電數據合格，則進入步驟1.3，若合不上閘則進入步驟1.5；
59.步驟1.3、依次控制b
n+1
、b
n+2
...b
n+n
合閘，若能合閘，則繼續往下巡檢，若檢到到無法合閘，則進入步驟1.5；
60.步驟1.4、在a相供電時，所有被控設備節點漏電開關均能合閘，則控制器斷開a相、c相迴路，保留b相繼續供電，並重複步驟1.2-1.3；若b相供電時所有被控設備節點漏電開關均能合閘，則斷開a、b相迴路，保留c相繼續供電，並重複步驟1.2-1.3；
61.步驟1.5、控制器給b相迴路合閘供電，若巡檢測得b
n+x
處無法合閘，控制b
n+x+1
分閘後控制器斷開b相迴路供電，控制b
n+x
合閘，若能合閘，則再執行一次步驟1.5且使得x+1，直到合不上閘為止，假設此時n+x＝k時，檢測到bk處無法合閘，則漏電故障發生在bk和b
k+1
之間a相線路上。
62.在本發明中，以路燈供電系統為實施例來對漏電檢測方法進行說明，作為優選實施例，如果漏電故障已經發生，並且系統故障報警為路燈b2漏電，導致供電路上某一路燈節點處三相四線漏電檢測開關跳閘，進行漏電檢測的時候執行如下步驟：
63.步驟1.1、控制器先斷開b相、c相迴路，保留a相繼續供電；
64.步驟1.2、控制b2處漏電開關合閘，若能合上且b2處檢測到的漏電數據合格，則進入步驟1.3，若合不上閘則進入步驟1.5；
65.步驟1.3、依次控制b3、b4...合閘，若能合閘，則繼續往下巡檢，若檢到到無法合閘，則進入步驟1.5；
66.步驟1.4、在a相供電時，所有路燈節點漏電開關均能合閘，則控制器斷開a相、c相迴路，保留b相繼續供電，並重複步驟1.2-1.3；若b相供電時所有路燈節點漏電開關均能合閘，則斷開a、b相迴路，保留c相繼續供電，並重複步驟1.2-1.3；
67.步驟1.5、控制器給b相迴路合閘供電，若巡檢測得b7處無法合閘，控制b8分閘後控制器斷開b相迴路供電，控制b7合閘，若能合閘，則再執行一次步驟1.5且使得節點序號+1，直到合不上閘為止，假設此時檢測到b
15
處無法合閘，則漏電故障發生在b
15
和b
16
之間a相線路上。
68.②
漏電故障未發生，設定被控設備節點處測得的三相四線的漏電電流以節點名稱設為i a1、i a2...i an；i b1、i b2...i bn；i c1、i c2...i cn；設定相鄰兩個被控設備節點之間供電線路設計最大漏電電流為i dmax
，則執行如下步驟：
69.步驟2.1、依次讀取i a1、i a2...i an；i b1、i b2...i bn；i c1、i c2...i cn，計算《相鄰兩個被控設備節點之間漏電差值i d
＝i k-i k+1
，若i d
《i dmax
，則被控設備節點依次往後+1，直至測得i d
》i dmax
，若此時測得的被控設備節點序號為t，則故障點發生在t與t+1路段之間，並進入步驟2.2；
70.步驟2.2、控制器斷開b、c兩相迴路，保留a相繼續供電，測量被控設備節點t與t+1之間的漏電差值i ta；
71.步驟2.3、控制器斷開a、c兩相迴路，保留b相繼續供電，測量被控設備節點t與t+1之間的漏電差值i tb；
72.步驟2.4、控制器斷開a、b兩相迴路，保留c相繼續供電，測量被控設備節點t與t+1之間的漏電差值i tc；
73.步驟2.5、比較i ta、i tb以及i tc的大小，若i ta最大，則故障點發生在被控設備節點t與t+1之間的a相線上；若i tb最大，則故障點發生在被控設備節點t與t+1之間的b相線上；若i tc最大，則故障點發生在被控設備節點t與t+1之間的c相線上。
74.本發明的優點在於：1、被控設備出現損壞、漏電等故障後，系統能第一時間推送故障信息給管養人員；
75.2、發生漏電故障，系統能第一時間推送漏電故障點(最小範圍)給管養人員參考；
76.如故障點範圍：001-002，即表示第001號被控設備與第002號被控設備之間；
77.3、系統可設置定期進行智能巡檢，提前預判漏電事故的發生；
78.4、故障診斷、智能巡檢給被控設備管養節省大量資源、減少故障發生概率、縮短故障搶修時間，保障生命安全，帶來更直觀的經濟效益和社會效益。
79.當然，本發明並不局限於上述實施方式，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明
精神的前提下還可作出等同變形或替換，這些等同的變形和替換均包含在本技術權利要求所限定的範圍內。