本实用新型属于一种数据采集装置，特别是一种路灯线路(道路照明)负载属性数据采集装置。
背景技术：
路灯线路运行系统是一种多变量，变负载特性及环境变化等多因数形成的。对于路灯线路的负载属性(图1)，传统的认识负载属性有3类：阻性负载(电流与电压同相位)、感性负载(电流相位滞后于电压相位)以及容性负载(电流相位超前于电压相位)，其有功功率为其中P为负载功率，为移位因子(功率因数)；然而，现在交流电线路有很多的非线性电子负载(需对交流电进行整流并通过电容滤波的负载)，这些非线性电子负载(电流不连续，电流波形导通时间少于半个周期)会产生谐波，所以现在对于有功功率的计算公式为有功功率其中λ为谐波因子，P＝V*I1，I1为基波电流，线性负载时，无谐波时功率因数就是传统的负载，AC－DC变换中追求DC电压纹波时，电流谐波大，THD变化(电压谐波小，电流谐波大)，理论上THD＝100％时，PF ＝0.707(电流无位移)，电流在附近产生大的脉冲电流，导进区向，＜1/3半周期(整流后)，平均功率当t0～t3 ii(t)＝0，t4～t5 i1(t)＝0
使得
此时脉动功率在t4～t3时间内可能近数倍的平均功率，对电网全系统产生冲击。
大功率电子负载(三相)如变频器，充电桩等，不仅谐波大，特别是在三相四线制中，零线电流将是三相线电流的代数和，【而所谓零线是三相线性对称承载(如三相电机)时，线电流的矢量和为零(对称线性承载是正弦同频相差2/3π，连续的正弦电流】造成危害，不仅是损坏承载。严重时破坏电网，零线烧毁引起火灾；
在大功率削波而引起的谐波，并且伴有电流位移而引起的低功率因数(如金闸管、直流调速轧机等，中频电炉，电化学工业)。因受电流位移功率因数的影响(包括有些电专家)，盲目采用电容补偿，因为是由晶闸管对正弦电压削波，而产生大的电压变化率(du/dt), 结果电容必然产生大的电流，造成进一步电网可变，甚至跳闸，电容爆炸。
参考文献：
1、《光源电器原理和应用技术》刘跃群、王强、刘卓炯---化学工业出版社2003年10月第1版
2、《谐波抑制和无功功率补偿》/王兆安等编著，机械工业出版社，1998.9
3、《开关电源的原理与设计》/张占松，蔡宣三编著，电子工业出版社，2004.9
4、SAMSUNG*POWER DEVICES 2nd Edition.1993/94
5、有源电力滤波器：结构*原理*控制/姜齐荣，赵东元，陈建业编著，科学出版社，2005
6、瞬时功率理论及其在电力调节中的应用/(日)赤木泰文，(巴西)埃德森，(巴西)毛立赛著；徐政译，机械工业出版社，2009.5
技术实现要素：
本实用新型的目的是为了对交流电网无功功率进行针对性的有效补偿，而提供一种路灯线路负载属性数据采集装置。
在描述本实用新型的技术方案前，作出如下定义：
电源电压
线路末端电压
i1:相线电流
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种路灯线路负载属性数据采集装置，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，线路末端电压传感器输出端，相线电流i1传感器输出端相连，其中电源电压和线路末端电压传感器采用电压传感器，相线电流i1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传感器或电流互感器。
由于本实用新型能够采集并输出路灯线路负载属性以及负载线路的功率因数，从而使得人们能够非常容易的采取相应的线路补偿措施对路灯线路进行补偿，而提高线路的功率因数。
附图说明
图1为负载属性示意图。
图2为本实用新型电路原理框图。
图3为本实用新型数据处理原理框图。
图4为本实用新型电压过零检测电路图。
图5为本实用新型电流过零检测电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
本实用新型一种交流电线路负载属性数据采集装置，包括前端信号采样单元，数据处理单元以及信号输出单元，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，线路末端电压传感器输出端，相线电流i1传感器输出端相连，其中电源电压和线路末端电压传感器采用电压采样传感器，相线电流i1传感器采用霍尔采样传感器或电流互感器；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。
本实用新型能够实现动态时时检测电压、电流，线路负载变化，精准计算功率、功率因数。负载产生谐波及谐波总量(平均功率、脉动功率)所有数据及时通过无线网络通讯单元和以太网通讯单元上传。
所述i1电量经A/D转换后进入数据处理单元(MCU),经数据处理单元处理后,处理结果经信号输出单元显示并加装通讯单元传送至上位机处理：
数据处理单元处理：
(图5)基准电压经过零比较器产生半周期方波VF(工频50Hz) 10ms为
基准方波，半周期(π)为10ms(60Hz类推)。
相电流i1经过零比较器产生周期方波IF。
设定基准电压周期方波VF第一个方波产生的上沿时刻为t0, 相电流周期方波IF第一个方波产生的上沿时刻为tn。
1、如果测定图1中t1-t0>0，并测得t1-t0的具体值，则判定为感性负载其功率:有功功率：P＝V*I*cos(t1-t0)；无功功率：Q＝V*I*sin(t1-t0)，功率因数为cos(t1-t0)
2、如果测定图1中t2-t0<0，并测得t2-t0的具体值，则判定为容性负载，其功率:有功功率：P＝V*I*cos(t2-t0)；无功功率：Q＝V*I*sin(t2 -t0)，功率因数为cos(t2-t0)
3、当IF方波与VF方波完全重合为纯电阻负载，测定图1中t1-t0等于0时。则判定为阻性负载，其功率:P＝V*I，功率因数为1
4、测得电流方波IF宽度小于电压方波VF宽度，并且IF方波在VF 方波之内，则为非线性电子负载，在一个周期内电流不连续，电流导通时间小于2π(工频50hz时中，经互感器采样及整型出的方波时间小于10ms)，产生脉动电流和脉动功率、平均功率等；通过t4-t3的宽度和实际电流，经A/D测得基波I1和多次谐波I2、I3….In那么可计算出
谐波总量
在此cosΦ＝1，那功率因数
并计算出脉冲功率
平均功率
5、电缆漏电检测：
a检测线路末端电压与前端电压的差值，计算出线路压降；动态的检测时，比较分析根据电路数学模型作出漏电量值；
b关灯停电后，前端输出一个低压(24V)直流电压(因为线路中有补偿电容，为测量准确性只能使用直流电压)，同时检测线路直流电流，及末端直流电压即可计算电路系统的漏电电阻。
开路故障：末端检测电压为零，短路故障输入电流大且末端电压为零或很小。
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。