一种智慧灯杆组合式漏电保护系统的制作方法

1.本实用新型涉及智慧灯杆供电安全技术领域，特别涉及一种智慧灯杆组合式漏电保护系统。


背景技术：

2.智慧灯杆未来将是物联网重要的信息采集来源，城市智慧灯杆是智慧城市的一个重要组成部分和重要入口，可促进智慧市政和智慧城市在城市照明业务方面的落地，实现城市及市政服务能力的提升。
3.漏电保护涉及到人身安全和设备安全，在家用系统中漏电动作电流一般为30ma，而智慧灯杆路灯、智能系统等用电比较复杂，属于大容量供电系统，简单借鉴民用保护措施，会导致系统频繁掉电，影响智慧灯杆的亮灯率。若提高漏电电流动作限值，则会增加现场人员安全风险，因此必须通过合理的、精确的智能电源、智能配电箱等设备配合逻辑及相应的操作平台，及时发现问题，保障智慧灯杆设备和人身安全。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种智慧灯杆组合式漏电保护系统，该系统能够远程的对各智慧灯杆进行漏电监测，实现上下级之间组合式漏电监测和控制的配合，保证了智慧灯杆设备和人身的安全。
5.本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种智慧灯杆组合式漏电保护系统，包括控制中心以及设置在各智慧灯杆上的漏电保护器；
6.各智慧灯杆上的漏电保护器包括第一级漏电保护器和第二级漏电保护器；
7.所述第一级漏电保护器包括第一微控制器、第一通信单元、第一漏电电流互感器和微型断路器；各智慧灯杆中，第一漏电电流互感器连接第一微控制器，第一漏电电流互感器设置在智能电源输出所连接的供电线路上；微型断路器的控制端连接第一微控制器，微型断路器输出端串联在智能电源供电线路上；
8.所述第二级漏电保护器包括第二微控制器、第二通信单元、第二漏电电流互感器和总进微型断路器；各智慧灯杆中，第二漏电电流互感器连接第二微控制器，第二漏电电流互感器设置在智能电源输入端所连接的进电线路上；总进微型断路器的控制端连接第二微控制器，总进微型断路器输出端串联在智能电源进电线路上；
9.各智慧灯杆中，第一微控制器分别通过第一通信单元连接控制中心，第二控制器分别通过第二通信单元连接控制中心。
10.优选的，所述第一通信单元和第二通信单元为无线通信单元或有线通信单元。
11.更进一步的，当所述第一通信单元和第二通信单元为无线通信单元时，所述无线通信单元为nb无线通信单元；
12.各智慧灯杆中，第一微控制器和第二微控制器通过nb无线通信单元连接nb
‑
iot云平台，通过nb
‑
iot云平台与控制中心进行通信。
13.更进一步的，当所述第一通信单元和第二通信单元为有线通信单元时，所述第一通信单元和第二通信单元为tcp/ip互联网通讯模块；
14.各智慧灯杆中，第一微控制器和第二微控制器通过tcp/ip互联网通讯模块与控制中心进行通信。
15.优选的，智能电源输出端所连接的供电线路包括总供电线路和分支供电线路，智能电源输出端通过总供电线路分别连接各分支供电线路，由各分支供电线路连接到智慧灯杆各用电设备的电源输入端；
16.各智慧灯杆上的漏电保护器包括设置在总供电线路和/或设置在分支供电线路上的第一漏电电流互感器。
17.更进一步的，各智慧灯杆上的漏电保护器中包括设置在智能电源总供电线路和/或设置在智能电源分支供电线路上的微型断路器。
18.更进一步的，当智能电源多个分支供电线路上设置有微型断路器时，所采用微型断路器为组合式断路器。
19.优选的，所述第一微控制器和第二微控制器为单片机。
20.优选的，所述控制中心为计算机设备或服务器设备。
21.本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：
22.(1)本实用新型智慧灯杆组合式漏电保护系统中，包括控制中心以及设置在各智慧灯杆上的第一级漏电保护器和第二级漏电保护器；第一级漏电保护器包括第一微控制器、第一通信单元、第一漏电电流互感器和微型断路器；第二级漏电保护器包括第二微控制器、第二通信单元、第二漏电电流互感器和总进微型断路器；在本实用新型中，各智慧灯杆中，可以通过第一漏电电流互感器实时的检测智慧灯杆中智能电源供电线路上的漏电电流值，并且将漏电电流值传送给第一微控制器，由第一微控制器传送到控制中心，控制中心能够根据第一微控制器传送的漏电电流值，确定智能电源对应供电线路是否存在漏电的现象，若存在漏电现象，则可以发送控制信息到第一微控制器，通过第一微控制器控制智能电源对应供电线路断开，基于此，控制中心能够实时确定智能电源对应供电线路是否存在漏电的现象，并对存在漏电的线路进行断开控制；同时，各智慧灯杆中，第二漏电电流互感器实时的检测智能电源进电线路上的漏电电流值，并且将漏电电流值传送给第二微控制器，由第二微控制器传送到控制中心，其中当第二漏电电流互感器检测到的漏电电流大于一定阈值时，控制中心可以发送控制信息给第二微控制器，由第二微控制器控制总进微型断路器断开，实现智能电源进电线路的通断控制。可见，本实用新型能够实现远程的对各智慧灯杆进行漏电监测，同时能够实现上下级之间组合式漏电监测和控制的配合，保证了智慧灯杆设备和人身的安全。
23.(2)本实用新型智慧灯杆组合式漏电保护系统中，基于第一级漏电保护器和第二级漏电保护器的结构，当第二级漏电保护器中第二漏电电流互感器检测到的漏电电流大于一定阈值例如30ma时，在通过第二微控制器控制总进微型断路器准备做出断开之前一定时间范围内，例如0.1s范围内，控制中心发送相应控制信号到第一微控制器，由第一微控制器通过微型断路器控制智慧灯杆中部分非核心回路切除，若部分非核心回路切除后，第二漏电电流互感器检测到的漏电电流大于阈值的情况消失，则总进微型断路器将不会断开，而当部分非核心回路切除后，漏电电流仍然大于阈值，例如30ma，则第二微控制器控制总进微
型断路器断开。上述操作能够有效降低智慧灯杆停电的概率，使得故障被第一微控制器排除后，智慧灯杆仍然能够给其他正常的设备进行供电。另外第二微控制器还可以将总进微型断路器的状态反馈到控制中心，使得控制中心根据总进微型断路器的状态确定出具体出现故障的智慧灯杆。
24.(3)本实用新型智慧灯杆组合式漏电保护系统中，第一微控制器和第二微控制器分别所连接的第一通信单元和第二通信单元可以是无线通信单元或者有线通信单元。当为无线通信单元时，可以采用nb无线通信单元，使得第一微控制器和第二微控制器通过nb
‑
iot云平台与控制中心进行通信，nb
‑
iot网络属于低速率传输技术，具有低功耗的优点，即在设备实时在线的情况下电池可3年不更换。另外nb
‑
iot网络实现通信使得通信成本更低，在使用nbnb
‑
iot网络时，无需重新建网，可以直接部署到2g/3g/4g网络中；而且比现有网络增益20db+，能够实现高覆盖；相比通用无限技术提升50多倍的接入数，适合广连接的智慧灯杆，即可实现海量的连接，基于此本实用新型系统，既能够保证数据传输的稳定性，也节约了输出传输的能耗。当为有线通信单元时，可以直接采用tcp/ip互联网通讯模块，即第一微控制器和第二微控制器直接通过tcp网络就可以与控制中心进行通信，因此智慧灯杆第一微控制器和第二微控制器只要通过网线接入到现有的因特网即可，无需对现有智慧灯杆进行复杂的改进。
25.(4)本实用新型智慧灯杆组合式漏电保护系统中，各智慧灯杆上的漏电保护器可以包括多个第一漏电电流互感器，各第一漏电电流互感器分别设置在智能电源的各分支供电线路上；各智慧灯杆上的漏电保护器中，微型断路器的个数也可以为多个，各微型断路器的输出端分别对应串联在设置有各第一漏电电流互感器的各供电线路中；基于此，本实用新型系统能够实现各智慧灯杆中多台供电设备的监测，提高了监测效率。
26.(5)本实用新型智慧灯杆组合式漏电保护系统中，各智慧灯杆上的漏电保护器包括设置在总供电线路和/或设置在分支供电线路上的第一漏电电流互感器。当在各分支供电线路上分别设置第一漏电电流互感器时，在各第一漏电电流互感器检测到漏电电流过大时，控制中心可以查找到漏电电流较大回路，并且通过第一微控制器所连接的对应供电线路上的微型断路器，使得漏电电流较大回路能够断电，从而主动将其进行隔离并进行维修，保障系统安全，在将漏电电流较大回路隔离后，若还存在漏电电流进一步增大的情况，则可通过总进微型断路器切断智能电源的输入电源。因此，本实用新型系统能够及时甄别线路中存在的漏电水平，一方面防止人员触电风险，另一方面防止大规模跳闸。
附图说明
27.图1是本实用新型智慧灯杆组合式漏电保护系统的结构原理图。
28.图2是智慧灯杆内部电路原理图。
具体实施方式
29.下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
30.实施例
31.本实施例公开了一种智慧灯杆组合式漏电保护系统，如图1中所示，包括控制中心
以及设置在各智慧灯杆上的漏电保护器。
32.本实施例中，各智慧灯杆上的漏电保护器包括第一级漏电保护器和第二级漏电保护器；其中：
33.如图1中所示，第一级漏电保护器包括第一微控制器、第一通信单元、第一漏电电流互感器和微型断路器；各智慧灯杆中，第一漏电电流互感器连接第一微控制器，第一漏电电流互感器设置在智能电源输出所连接的供电线路上，用于检测智能电源供电线路上的电流值，并且将检测到的电流值发送给第一微控制器；微型断路器的控制端连接第一微控制器，由第一微控制器控制微型断路器的工作状态，微型断路器输出端串联在智能电源供电线路上，以控制智能电源供电线路的通断。
34.如图1中所示，第二级漏电保护器包括第二微控制器、第二通信单元、第二漏电电流互感器和总进微型断路器；各智慧灯杆中，第二漏电电流互感器连接第二微控制器，第二漏电电流互感器设置在智能电源输入端所连接的进电线路上，即智慧灯杆内部的进电线路上，该进电线路连接在智慧灯杆内部智能电源输入端和智能配电箱之间；总进微型断路器的控制端连接第二微控制器，即第二微控制器的io端口连接在总进微型断路器的控制回路中，总进微型断路器1输出端串联在智能电源进电线路上，通过总进微型断路器能够控制智能电源进电线路的通断，如图2中所示；
35.各智慧灯杆中，第一微控制器通过第一通信单元连接控制中心，第二控制器通过第二通信单元连接控制中心。在本实施例中，第一微控制器和第二微控制器可以是单片机等具有控制功能的器件。
36.在本实施例中，智能电源输出端所连接的供电线路包括总供电线路和分支供电线路，智能电源输出端通过总供电线路分别连接各分支供电线路，由各分支供电线路连接到智慧灯杆各用电设备的电源输入端；各智慧灯杆上的漏电保护器包括设置在总供电线路和/或设置在分支供电线路上的第一漏电电流互感器。即在实施例中，可以仅在智能电源输出端所连接的总供电线路上设置第一漏电电流互感器，也可以仅在总供电线路所连接的各分支供电线路上设置第一漏电电流互感器，或者在总供电线路和各分支供电线路中均设置，具体根据实际检测需求进行设置。
37.在本实施例中，各智慧灯杆上的漏电保护器中包括设置在总供电线路和/或设置在分支供电线路上的微型断路器，即在实施例中，可以仅在智能电源输出端所连接的总供电线路上设置微型断路器，也可以仅在总供电线路所连接的各分支供电线路上设置微型断路器，或者在总供电线路和各分支供电线路中均设置，具体根据实际检测需求进行设置。在本实施例中，当智能电源多个分支供电线路上设置有微型断路器时，所采用微型断路器为组合式断路器2，如图2中所示。
38.本实施例中，如图2中所示，总进微型断路器设置在智慧灯杆智能电源和智能配电箱连接的线路上；总进微型断路器连接第一微控制器，第一微控制器能够控制总进微型断路器的状态。
39.各智慧灯杆中，第一微控制器和第二微控制器分别连接的第一通信单元和第二通信单元可以是无线通信单元或者有线通信单元。当第一通信单元和第二通信单元为无线通信单元时，可以采用nb无线通信单元，使得第一微控制器和第二微控制器均通过nb
‑
iot云平台与控制中心进行通信，当第一通信单元和第二通信单元为有线通信单元时，可以直接
采用tcp/ip互联网通讯模块，即第一微控制器和第二微控制器直接通过tcp网络就可以与控制中心进行通信。
40.本实施例智慧灯杆组合式漏电保护系统实现漏电保护的工作原理如下：
41.各智慧灯杆中，第一漏电电流互感器实时的检测智慧灯杆中智能电源供电线路上的漏电电流值，并且将漏电电流值传送给第一微控制器，由第一微控制器传送到控制中心，控制中心能够根据第一微控制器传送的漏电电流值，确定智能电源对应供电线路是否存在漏电的现象，若存在漏电现象，则可以发送控制信息到对应的第一微控制器，由第一微控制器控制对应供电线路上的微型断路器工作，使得对应供电线路断开；基于此，控制中心可以通过远程的方式监控各智慧灯杆的漏电情况，知晓具体位置智慧灯杆的漏电情况，并且能够远程控制对应供电线路断开。在本实施例中，不同级漏电保护之间(即第一级漏电保护器和第二级漏电保护器之间)可以通过设置漏电电流、漏电动作时间和漏电参数检测等进行匹配，具体的第一微控制器和第二微控制器通过参数设置实现就地动作配合，保障人身和设备安全，控制中心通过参数实现故障线路的安全与隔离的监测。
42.各智慧灯杆中，第二漏电电流互感器实时的检测智能电源进电线路上的漏电电流值，并且将漏电电流值传送给第二微控制器，由第二微控制器传送到控制中心，其中当第二漏电电流互感器检测到的漏电电流大于一定阈值时，例如30ma时，控制中心可以发送控制信息给第二微控制器，由第二微控制器控制总进微型断路器断开，实现智能电源进电线路的通断控制。在本实施例中，当第二漏电电流互感器检测到的漏电电流大于一定阈值例如30ma时，在控制总进微型断路器准备做出断开之前一定时间范围内，例如0.1s范围内，控制中心发送相应控制信号到第一微控制器，由第一微控制器控制智慧灯杆中部分非核心回路切除，若部分非核心回路切除后，第二漏电电流互感器检测到的漏电电流大于阈值的情况消失，则总进微型断路器将不会断开，而当部分非核心回路切除后，漏电电流仍然大于阈值，例如30ma，则第二微控制器控制总进微型断路器断开。上述操作能够有效降低智慧灯杆停电的概率，使得故障被第一微控制器排除后，智慧灯杆仍然能够给其他正常的设备进行供电。另外第二微控制器还可以将总进微型断路器的状态反馈到控制中心，使得控制中心根据总进微型断路器的状态确定出具体出现故障的智慧灯杆。
43.在本实施例中，可以在各分支供电线路上分别设置第一漏电电流互感器，设置在各分支供电线路上的第一漏电电流互感器可以将检测到的漏电电流通过第一微控制器的第一通信单元传输到控制中心，使得控制中心能够监测到智慧灯杆中各个设备的故障状态。当各第一漏电电流互感器检测到漏电电流过大时，控制中心可以查找到漏电电流较大回路，具体可以是指漏电电流大于一定阈值的供电线路，并且通过第一微控制器所连接的对应供电线路上的微型断路器，使得漏电电流较大回路能够断电，从而主动将其进行隔离，这样操作，可以将智能电源输出端供电线路上出现故障的一些设备给先隔离掉，避免大面积直接对所有设备进行断电，在将漏电电流较大回路隔离后，若还存在漏电电流进一步增大的情况，则可通过总进微型断路器切断智能电源的输入电源。
44.上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。