路燈線路漏電遠程監控系統功能設計

李凱

【摘 要】 路燈線路漏電遠程監控系統以計算機遠程監控為核心，使用現代移動無線網絡平臺對路燈線路漏電狀況進行有效監控。當路燈線路發生漏電故障時，該系統可以第一時間將故障信息發送到監控中心計算機和相關人員手機上，使用方便快捷。該系統可實時監測路燈線路漏電參數，并可根據線路實際情況遠程設置線路漏電保護告警值。同時具有遠程跳閘功能，在故障隱患消除后現場控制設備能夠自動合閘或通過監控中心遠程合閘，減少人工操作。此外該系統還具有路燈線路漏電參數記憶、存儲、顯示、打印功能，方便數據查詢以及事后故障調查。經過長期的現場運行測試，結果表明：該系統符合國家標準，可靠性高，功能多，價格低，可有效防止城市路燈線路漏電對人身安全造成危害，減少路燈線路漏電造成的設備故障，具有較大的社會效益和較高的推廣價值。

【關鍵詞】 路燈線路漏電遠程監控 系統組成 設備配置 功能設計

在城市路燈照明面臨的諸多問題中，線路漏電問題是一個迫切需要解決的問題。線路漏電不僅對公共財產安全、行人安全等造成嚴重的影響，還有可能引發意想不到的災害事故[1～3]。針對上述問題，本文研究并提出了一種新型的路燈線路漏電遠程監控系統，該系統以計算機遠程監控為核心，使用現代移動無線網絡平臺，可實現實時監測路燈線路的漏電參數，具備在故障隱患消除后現場控制設備能夠自動合閘的功能，并且還能完成路燈線路漏電參數記憶、存儲、顯示、打印功能，具有較大的社會效益和推廣應用價值。本文詳細介紹了該系統的組成及設備配置參數，以及可實現的系統功能，可為同類工程實踐提供參考。

1 系統組成及設備配置

路燈線路漏電遠程監控系統組成主要包括：監控中心計算機監控系統、現場漏電檢測智能控制終端以及通訊網絡等部分。路燈線路漏電遠程監控系統如圖1所示。

1.1 監控中心計算機監控系統

監控中心計算機采用Internet固定寬帶網絡與系統連接，采用Windows中文版操作系統和SQLServer2005數據庫平臺，可實現遠程訪問。現場路燈漏電智能終端數據傳輸采用移動GPRS無線平臺與監控中心通信。監控中心配置監控計算機，彩色液晶顯示器、UPS電源、打印機等設備。監控軟件功能包括：地理信息系統、系統測控、圖形監控、動態顯示、歷史數據采集、趨勢圖、歷史數據顯示貯存、事故報警、制表打印、終端參數遠程設置、控制邏輯修改、系統調試等。

1.2 漏電檢測智能控制終端

漏電檢測智能控制終端分布在城市路燈箱變內，采用無線GPRS和監控中心計算機通信。該產品采用嵌入式STM32單片機，時鐘頻率達到72MHz，配以5英寸分辨率480×272真彩色觸摸液晶顯示器，構成一個功能完全的微處理系統。采用全封閉鑄鋁機箱，強弱電信號嚴格分離，抗干擾能力強，有多個可插拔輸入輸出端口，人機界面友好，漢字顯示。可根據需求進行各種參數顯示和功能設置，可隨時執行主機下發的遙測、遙控、遙調命令，將終端采集到各種漏電數據上報到監控中心，根據告警限量對路燈線路進行保護。

1.2.1 漏電檢測智能控制終端技術參數

漏電檢測智能控制終端技術參數如下：CPU STM32采用ARM Cortex-M3內核，時鐘頻率72MHz、內存：64M；采用TFT真彩液晶屏，分辨率（480×272）電阻式觸摸屏，觸摸延遲時間<10ms；通訊接口采用：1×RS-232，2×RS-485，1×USB，1×LAN（以太網口）。

漏電檢測智能控制終端單臺設備具有16路A＼D輸入接口，可采集0～10A漏電電流信號，0～400V交流電壓信號，4～20mA、0～20mA、0～5V的各種傳感器信號；具有12路光隔離的開關量輸入口和10個繼電器觸點輸出控制口，繼電器無源觸點輸出（AC250V/5A、DC30V/10A）。

系統適應運行環境為：工作電源：交流220V，工作溫度范圍：-20℃～70℃，工作濕度范圍：0%～95%。

1.2.2 漏電檢測智能控制終端的保護原理

根據“基爾霍夫節點電流定律”：在任一瞬時，流向某一結點的電流之和恒等于由該結點流出的電流之和，即：∑i（t）入=∑i（t）出。

（1）可知，在路燈被保護線路工作正常，沒有發生漏電的情況下，流入和流出零序電流互感器一次側的電流相量和等于零，即：i1+i2+i3+iN=0。

（2）鐵芯中磁通的相量和也為0。零序電流互感器的二次側不產生感應電動勢，漏電信號處理電路沒有漏電信號而處于警備狀態，沒有輸出，漏電控制電路不動作，維持正常供電。當被保護路燈線路中有漏電或人身觸電時，由于漏電電流的存在，通過零序電流互感器一次側各線電流的相量和不再等于零，有了漏電電流，鐵心就有了交變磁通（交變磁場），在交變磁通作用下，零序電流互感器二次側線圈就有感應電動勢產生，形成剩余漏電電流輸出信號，該信號通過整流變換電路后輸入到 A/D轉換器和無線漏電智能監控終端微處理器內進行處理，只要剩余電流（漏電電流）達到預先設定漏電電流保護值時，無線漏電智能監控終端微處理器輸出一個控制信號控制繼電器，繼電器得電動作，推動脫扣器動作，脫扣跳閘切斷電源，實現漏電保護。無線漏電智能監控終端控制原理圖如圖2所示。

無線漏電智能監控終端主要用來對路燈線路漏電電流數據采集、分析、數據上傳、接受監控中心計算機命令、就地數據顯示、功能設置、控制路燈線路接通和斷開。對防止人身觸電提供可靠保護，同時也可用于對電氣線路因漏電造成的接地故障進行保護，防止接地電流引起的設備和電氣故障而造成的火災隱患。

1.2.3 漏電電流告警設置

在使用無線漏電智能監控終端時，正確合理地選擇無線漏電智能監控終端每一路的漏電電流檢測告警保護值非常重要：一方面在發生觸電或泄漏電流超過允許值時，無線漏電智能監控終端可有選擇地動作；另一方面，無線漏電智能監控終端在正常泄漏電流作用下不應動作，防止供電中斷而造成不必要的滅燈。endprint

在設置漏電保護器的額定漏電動作電流應注意：（1）為了保證人身安全，額定漏電動作電流應不大于人體安全電流值，國際上公認30mA為人體安全電流值；（2）為了保證電網可靠運行，額定漏電動作電流應躲過低電壓電網正常漏電電流。

1.3 通訊網絡

系統采用GPRS無線通信方式，利用分組數據傳輸技術，數據傳輸速率最高理論值能達171.2kb/s，可縮短系統數據檢測時間。凡手機可通信的地方均可正常使用，可實現城市路燈漏電檢測系統在城市內無通信盲點。

2 系統功能

2.1 智能保護功能

路燈線路漏電遠程監控系統以計算機為控制核心，使用現代無線網絡平臺，根據路燈線路運行環境，單獨設置不同支路的路燈線路漏電保護參數，顯示和記錄路燈線路漏電電流以及線路的工作和故障狀態。同時依據常規漏電動作電流的變化情況可對設備檢修維護啟動提前示警功能；根據路燈線路漏電保護參數智能控制漏電保護電路動作；對突發情況也可遠程控制設備啟用和關閉，在路燈啟動電流瞬間波動時智能有效規避保護動作。

2.2 信息傳輸功能

路燈線路漏電遠程監控系統可快速處理現場路燈漏電報警信息，并將真實漏電數據和漏電部位及時傳送到監控中心，同時以手機短信方式通知現場維護人員，可提高漏電信息的及時性和準確性，增強了路燈漏電保護反應能力。

2.3 數據檢測功能

路燈線路漏電遠程監控系統實時監測各路燈線路漏電電流，對相關設備進行自動或人工巡檢測試，實現漏電電流、系統電流和電壓的動態顯示， 為用戶提供了一個監視路燈電網運行時漏電狀況的實時平臺。如果用戶發現線路的漏電明顯增加，就可以在漏電保護器還沒有動作時，檢查線路故障并排除故障，從而及時發現設備運行故障，確認故障類型和故障狀態，并對故障信息進行跟蹤處理，提示管理單位及時維修故障設備，提高漏電檢測系統的完好率。

2.4 遠程參數設定功能

路燈線路漏電遠程監控系統具有設置不同額定漏電動作電流的功能，系統能在中心控制室和監控現場對各漏電告警值進行設置一次告警、二次告警等。漏電電流的保護值不是一成不變的， 對不同的環境、不同的設備有不同的要求。正常漏電電流，最大不得超過100mA；漏電電流較小的電網，非陰雨季節為75mA，陰雨季節為200mA；漏電電流較大的電網，非陰雨季節為100mA，陰雨季節為300mA。安裝于路燈單燈的漏電保護器用于保護單個或多個用電設備，是直接防止人身觸電的保護設備，因被保護線路和設備的用電量小漏電電流小一般不超過10mA，宜選用額定動作電流為30mA，動作時間小于0.11s的漏電保護值。

2.5 二次合閘功能

路燈漏電智能終端監測到漏電電流超標后首先自動跳閘，延時20s～60s后會自動進行二次或多次合閘（間隔和次數可設定）。如故障未排除，仍有超限漏電電流存在，重合閘后立即跳閘并自動閉鎖，二次合閘漏電電流保護后需人工檢修排除故障后重新投入使用。

2.6 遠程報警功能

路燈線路漏電遠程監控系統可實現的告警保護功能包括：（1）線路漏電電流超過漏電設置報警值120%（可修改），現場智能終端向監控中心發送漏電電流過一次線報警，監控中心可根據天氣和現場實際情況確定是否停止該線路工作；（2）線路漏電電流超過設置漏電報警值150%（可修改），現場智能終端輸出控制信號切斷主回路供電電源，同時向監控中心發送漏電電流過二次線報警信號，并且通過監控中心的短信息發布模塊將報警信息發布到相關人員的手機上；（3）監控中心收到終端漏電電流告警信息或檢測到終端設備異常時，屏幕彈出故障信息窗口，顯示故障的位置、類型、故障參數，并用語音提示操作人員故障設備的名稱、故障狀態；（4）在地理信息圖形中相應位置做出故障指示，方便故障定位及人員維護；（5）將故障信息存入監控計算機告警數據庫，以備查詢和事后故障分析。

3 結語

城市路燈照明系統是城市建設的重要組成部分，路燈線路防漏電事故在當今社會中日益尤為重要。通過實際工程的檢測，結果表明本文提出的路燈線路漏電遠程監控系統具有有效防止城市路燈線路漏電對人身安全造成危害，在故障隱患消除后能夠自動合閘，路燈線路漏電參數記憶、存儲、顯示、打印等功能。本文詳細介紹了該系統的組成及設備配置，重點介紹了漏電檢測智能控制終端的保護原理及報警參數設置，以及該系統在實際使用中可實現的智能保護、信息傳輸、數據檢測、遠程參數設定等功能，可為實際工程中的應用提供參考。

參考文獻：

[1]王智峰.淺談路燈維護安全的重要性[J].管理學家，2012（21）.

[2]耿桂英.淺談路燈建設與管理的主要問題[J].城市建設理論研究（電子版），2012（13）.

[3]鐘智雄，淺議市政公用工程施工階段的質量控制與管理[J].城市建設理論研究（電子版），2011（23）.endprint

在設置漏電保護器的額定漏電動作電流應注意：（1）為了保證人身安全，額定漏電動作電流應不大于人體安全電流值，國際上公認30mA為人體安全電流值；（2）為了保證電網可靠運行，額定漏電動作電流應躲過低電壓電網正常漏電電流。

1.3 通訊網絡

系統采用GPRS無線通信方式，利用分組數據傳輸技術，數據傳輸速率最高理論值能達171.2kb/s，可縮短系統數據檢測時間。凡手機可通信的地方均可正常使用，可實現城市路燈漏電檢測系統在城市內無通信盲點。

2 系統功能

2.1 智能保護功能

路燈線路漏電遠程監控系統以計算機為控制核心，使用現代無線網絡平臺，根據路燈線路運行環境，單獨設置不同支路的路燈線路漏電保護參數，顯示和記錄路燈線路漏電電流以及線路的工作和故障狀態。同時依據常規漏電動作電流的變化情況可對設備檢修維護啟動提前示警功能；根據路燈線路漏電保護參數智能控制漏電保護電路動作；對突發情況也可遠程控制設備啟用和關閉，在路燈啟動電流瞬間波動時智能有效規避保護動作。

2.2 信息傳輸功能

路燈線路漏電遠程監控系統可快速處理現場路燈漏電報警信息，并將真實漏電數據和漏電部位及時傳送到監控中心，同時以手機短信方式通知現場維護人員，可提高漏電信息的及時性和準確性，增強了路燈漏電保護反應能力。

2.3 數據檢測功能

路燈線路漏電遠程監控系統實時監測各路燈線路漏電電流，對相關設備進行自動或人工巡檢測試，實現漏電電流、系統電流和電壓的動態顯示， 為用戶提供了一個監視路燈電網運行時漏電狀況的實時平臺。如果用戶發現線路的漏電明顯增加，就可以在漏電保護器還沒有動作時，檢查線路故障并排除故障，從而及時發現設備運行故障，確認故障類型和故障狀態，并對故障信息進行跟蹤處理，提示管理單位及時維修故障設備，提高漏電檢測系統的完好率。

2.4 遠程參數設定功能

路燈線路漏電遠程監控系統具有設置不同額定漏電動作電流的功能，系統能在中心控制室和監控現場對各漏電告警值進行設置一次告警、二次告警等。漏電電流的保護值不是一成不變的， 對不同的環境、不同的設備有不同的要求。正常漏電電流，最大不得超過100mA；漏電電流較小的電網，非陰雨季節為75mA，陰雨季節為200mA；漏電電流較大的電網，非陰雨季節為100mA，陰雨季節為300mA。安裝于路燈單燈的漏電保護器用于保護單個或多個用電設備，是直接防止人身觸電的保護設備，因被保護線路和設備的用電量小漏電電流小一般不超過10mA，宜選用額定動作電流為30mA，動作時間小于0.11s的漏電保護值。

2.5 二次合閘功能

路燈漏電智能終端監測到漏電電流超標后首先自動跳閘，延時20s～60s后會自動進行二次或多次合閘（間隔和次數可設定）。如故障未排除，仍有超限漏電電流存在，重合閘后立即跳閘并自動閉鎖，二次合閘漏電電流保護后需人工檢修排除故障后重新投入使用。

2.6 遠程報警功能

路燈線路漏電遠程監控系統可實現的告警保護功能包括：（1）線路漏電電流超過漏電設置報警值120%（可修改），現場智能終端向監控中心發送漏電電流過一次線報警，監控中心可根據天氣和現場實際情況確定是否停止該線路工作；（2）線路漏電電流超過設置漏電報警值150%（可修改），現場智能終端輸出控制信號切斷主回路供電電源，同時向監控中心發送漏電電流過二次線報警信號，并且通過監控中心的短信息發布模塊將報警信息發布到相關人員的手機上；（3）監控中心收到終端漏電電流告警信息或檢測到終端設備異常時，屏幕彈出故障信息窗口，顯示故障的位置、類型、故障參數，并用語音提示操作人員故障設備的名稱、故障狀態；（4）在地理信息圖形中相應位置做出故障指示，方便故障定位及人員維護；（5）將故障信息存入監控計算機告警數據庫，以備查詢和事后故障分析。

3 結語

城市路燈照明系統是城市建設的重要組成部分，路燈線路防漏電事故在當今社會中日益尤為重要。通過實際工程的檢測，結果表明本文提出的路燈線路漏電遠程監控系統具有有效防止城市路燈線路漏電對人身安全造成危害，在故障隱患消除后能夠自動合閘，路燈線路漏電參數記憶、存儲、顯示、打印等功能。本文詳細介紹了該系統的組成及設備配置，重點介紹了漏電檢測智能控制終端的保護原理及報警參數設置，以及該系統在實際使用中可實現的智能保護、信息傳輸、數據檢測、遠程參數設定等功能，可為實際工程中的應用提供參考。

參考文獻：

[1]王智峰.淺談路燈維護安全的重要性[J].管理學家，2012（21）.

[2]耿桂英.淺談路燈建設與管理的主要問題[J].城市建設理論研究（電子版），2012（13）.

[3]鐘智雄，淺議市政公用工程施工階段的質量控制與管理[J].城市建設理論研究（電子版），2011（23）.endprint

在設置漏電保護器的額定漏電動作電流應注意：（1）為了保證人身安全，額定漏電動作電流應不大于人體安全電流值，國際上公認30mA為人體安全電流值；（2）為了保證電網可靠運行，額定漏電動作電流應躲過低電壓電網正常漏電電流。

1.3 通訊網絡

系統采用GPRS無線通信方式，利用分組數據傳輸技術，數據傳輸速率最高理論值能達171.2kb/s，可縮短系統數據檢測時間。凡手機可通信的地方均可正常使用，可實現城市路燈漏電檢測系統在城市內無通信盲點。

2 系統功能

2.1 智能保護功能

路燈線路漏電遠程監控系統以計算機為控制核心，使用現代無線網絡平臺，根據路燈線路運行環境，單獨設置不同支路的路燈線路漏電保護參數，顯示和記錄路燈線路漏電電流以及線路的工作和故障狀態。同時依據常規漏電動作電流的變化情況可對設備檢修維護啟動提前示警功能；根據路燈線路漏電保護參數智能控制漏電保護電路動作；對突發情況也可遠程控制設備啟用和關閉，在路燈啟動電流瞬間波動時智能有效規避保護動作。

2.2 信息傳輸功能

路燈線路漏電遠程監控系統可快速處理現場路燈漏電報警信息，并將真實漏電數據和漏電部位及時傳送到監控中心，同時以手機短信方式通知現場維護人員，可提高漏電信息的及時性和準確性，增強了路燈漏電保護反應能力。

2.3 數據檢測功能

路燈線路漏電遠程監控系統實時監測各路燈線路漏電電流，對相關設備進行自動或人工巡檢測試，實現漏電電流、系統電流和電壓的動態顯示， 為用戶提供了一個監視路燈電網運行時漏電狀況的實時平臺。如果用戶發現線路的漏電明顯增加，就可以在漏電保護器還沒有動作時，檢查線路故障并排除故障，從而及時發現設備運行故障，確認故障類型和故障狀態，并對故障信息進行跟蹤處理，提示管理單位及時維修故障設備，提高漏電檢測系統的完好率。

2.4 遠程參數設定功能

路燈線路漏電遠程監控系統具有設置不同額定漏電動作電流的功能，系統能在中心控制室和監控現場對各漏電告警值進行設置一次告警、二次告警等。漏電電流的保護值不是一成不變的， 對不同的環境、不同的設備有不同的要求。正常漏電電流，最大不得超過100mA；漏電電流較小的電網，非陰雨季節為75mA，陰雨季節為200mA；漏電電流較大的電網，非陰雨季節為100mA，陰雨季節為300mA。安裝于路燈單燈的漏電保護器用于保護單個或多個用電設備，是直接防止人身觸電的保護設備，因被保護線路和設備的用電量小漏電電流小一般不超過10mA，宜選用額定動作電流為30mA，動作時間小于0.11s的漏電保護值。

2.5 二次合閘功能

路燈漏電智能終端監測到漏電電流超標后首先自動跳閘，延時20s～60s后會自動進行二次或多次合閘（間隔和次數可設定）。如故障未排除，仍有超限漏電電流存在，重合閘后立即跳閘并自動閉鎖，二次合閘漏電電流保護后需人工檢修排除故障后重新投入使用。

2.6 遠程報警功能

路燈線路漏電遠程監控系統可實現的告警保護功能包括：（1）線路漏電電流超過漏電設置報警值120%（可修改），現場智能終端向監控中心發送漏電電流過一次線報警，監控中心可根據天氣和現場實際情況確定是否停止該線路工作；（2）線路漏電電流超過設置漏電報警值150%（可修改），現場智能終端輸出控制信號切斷主回路供電電源，同時向監控中心發送漏電電流過二次線報警信號，并且通過監控中心的短信息發布模塊將報警信息發布到相關人員的手機上；（3）監控中心收到終端漏電電流告警信息或檢測到終端設備異常時，屏幕彈出故障信息窗口，顯示故障的位置、類型、故障參數，并用語音提示操作人員故障設備的名稱、故障狀態；（4）在地理信息圖形中相應位置做出故障指示，方便故障定位及人員維護；（5）將故障信息存入監控計算機告警數據庫，以備查詢和事后故障分析。

3 結語

城市路燈照明系統是城市建設的重要組成部分，路燈線路防漏電事故在當今社會中日益尤為重要。通過實際工程的檢測，結果表明本文提出的路燈線路漏電遠程監控系統具有有效防止城市路燈線路漏電對人身安全造成危害，在故障隱患消除后能夠自動合閘，路燈線路漏電參數記憶、存儲、顯示、打印等功能。本文詳細介紹了該系統的組成及設備配置，重點介紹了漏電檢測智能控制終端的保護原理及報警參數設置，以及該系統在實際使用中可實現的智能保護、信息傳輸、數據檢測、遠程參數設定等功能，可為實際工程中的應用提供參考。

參考文獻：

[1]王智峰.淺談路燈維護安全的重要性[J].管理學家，2012（21）.

[2]耿桂英.淺談路燈建設與管理的主要問題[J].城市建設理論研究（電子版），2012（13）.

[3]鐘智雄，淺議市政公用工程施工階段的質量控制與管理[J].城市建設理論研究（電子版），2011（23）.endprint