基于GPRS的城市照明電纜漏電監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

廣東正力通用電氣有限公司 劉志祖

城市照明系統(tǒng)對于城市功能的發(fā)揮和城市形象的塑造有著積極的作用，所以各個城市都在積極的進行城市照明系統(tǒng)的設(shè)計和建設(shè)。從目前的具體分析來看，在覆蓋范圍比較大的城市照明系統(tǒng)運行中，一些特殊的原因會導(dǎo)致系統(tǒng)的故障，比如漏電，此故障不僅影響照明系統(tǒng)運行，更會產(chǎn)生較為嚴(yán)重的安全威脅，所以需要對其進行解決。從現(xiàn)階段的技術(shù)利用分析來看，GPRS技術(shù)的使用能夠?qū)崿F(xiàn)快速的定位，而信息通信技術(shù)的使用可以實現(xiàn)訊息的快速傳播，遠程監(jiān)測和控制技術(shù)則可以實現(xiàn)對具體故障的準(zhǔn)確了解，綜合這些技術(shù)，使其整體性優(yōu)勢得到發(fā)揮并在照明系統(tǒng)中進行應(yīng)用，系統(tǒng)監(jiān)控的有效性會增強，故障解決的實效性會顯著提升，所以分析基于GPRS技術(shù)的城市照明電纜漏電監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計，現(xiàn)實價值十分顯著。

1 城市照明系統(tǒng)漏電分析

城市照明系統(tǒng)的漏電問題是目前城市照明系統(tǒng)管理中需要解決的重點問題，而要對此問題的具體解決，需要對漏電的危害有清晰的認(rèn)識，還要了解具體漏電產(chǎn)生的原因，這樣，具體的系統(tǒng)設(shè)計措施才會更具針對性。

1.1 漏電的危害

從目前的具體分析來看，城市照明系統(tǒng)的漏電主要的危害有兩個：第一是威脅系統(tǒng)運行的安全。從照明系統(tǒng)的具體分析來看，其系統(tǒng)運行電壓具有穩(wěn)定性，而發(fā)生電纜漏電的時候，漏出電流附近如果有新的導(dǎo)體，其會形成新電路，這對于系統(tǒng)本身的穩(wěn)定性影響巨大，在長時間的電壓不穩(wěn)情況下，電纜線路以及照明燈具等都會出現(xiàn)不同程度的損害。第二是對他人的生命構(gòu)成威脅。從目前的具體分析來看，城市照明系統(tǒng)所使用的電壓一般為220V，如果發(fā)生了漏電，此電壓足夠造成人體死亡。在目前的新聞報道中，不乏城市照明系統(tǒng)漏電造成人員死亡的情況，可見漏電對人體安全是嚴(yán)重的威脅。正是因為漏電情況會出現(xiàn)比較嚴(yán)重的后果，所以解決此問題就顯得十分的必要。

1.2 漏電產(chǎn)生的原因

從目前的具體分析來看，城市照明系統(tǒng)出現(xiàn)漏電，主要有兩方面的因素：第一是客觀因素，而客觀因素又分兩方面：其一，照明系統(tǒng)線路大都處于室外，所以需要經(jīng)受風(fēng)吹雨打以及太陽的曝曬，在長期外界因素的影響下，線路自身會發(fā)生比較嚴(yán)重的老化，如果老化的線路沒有及時的進行更換，那么其在使用中便很可能發(fā)生漏電。其二是自然因素。從目前的具體分析來看，雷電等會嚴(yán)重的損害電纜線路，所以當(dāng)線路的避雷措施采取不到位的時候，線路在雷電的作用下會被擊穿，這種情況也會導(dǎo)致線路漏電。再者，自然界中的塵土等在線路以及相關(guān)設(shè)備上常年積累形成污垢，這會加劇污閃的情況，所以線路漏電會發(fā)生。

第二是主觀因素。從具體的分析來看，照明系統(tǒng)的線路、燈具都是相關(guān)的工作人員進行安裝的，如果安裝人員本身的技術(shù)水平不高，那么其在具體工作中可能會發(fā)生線路連接不穩(wěn)或者是燈具接觸不嚴(yán)等情況，這些問題的存在使得線路和燈具在具體使用中更易發(fā)生漏電的情況。簡言之，人為因素造成了線路漏電問題的多發(fā)，所以對具體的人為因素做控制和解決是其在具體設(shè)計中需要重視的問題。

2 基于GPRS的城市照明電纜漏電監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

從上述的分析來看，城市照明系統(tǒng)的漏電存在著較為嚴(yán)重的危害，而且造成漏電的因素又具有多樣性，所以城市照明系統(tǒng)的漏電具有突發(fā)性的特點。為了及時的解決漏電故障，確定其位置并提供有效的漏電保護具有重要的價值，所以設(shè)計完善的系統(tǒng)對照明電纜的漏電情況進行監(jiān)管，現(xiàn)實意義十分的顯著。

2.1 GPRS框架構(gòu)建

從具體的基于GPRS的城市照明電纜漏電監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計分析來看，首要的工作便是設(shè)計GPRS框架。從實際分析可知，GPRS具有較強的定位功能，所以設(shè)計GPRS框架可以將整個城市系統(tǒng)當(dāng)中的照明器具都包含在框架體系中，這樣，漏電區(qū)域可以得到第一時間的確定。在框架設(shè)計中，主要是實現(xiàn)層級構(gòu)建。從具體實踐分析來看，城市范圍較大，單一化的系統(tǒng)布點多，監(jiān)測會變得十分困難，所以構(gòu)架層級結(jié)構(gòu)十分的必要。一般而言，實施三級結(jié)構(gòu)布設(shè)，第一級為基礎(chǔ)層，可以按照城市的道路進行片區(qū)的劃分，第二是中間層，可以按照城市行政區(qū)域做劃分，第三是總控制層，以城市為整體單位。這樣，一級結(jié)構(gòu)實現(xiàn)詳細(xì)的布點，二級結(jié)構(gòu)對一級結(jié)構(gòu)做信息收集和整理，三級結(jié)構(gòu)做二級結(jié)構(gòu)的信息收集和整理，通過這樣的層級劃分，每一個結(jié)構(gòu)層的工作內(nèi)容和工作目標(biāo)更加的清楚，在具體的實踐工作中，定位會更加的準(zhǔn)確而且高效，這會為故障的解決提供有效的幫助。

2.2 漏電監(jiān)測方法的利用

漏電監(jiān)測方法的利用是基于GPRS的城市照明電纜漏電監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計的第二項重要內(nèi)容。從實際分析來看，如何快速的進行漏電的監(jiān)測和判斷是監(jiān)測工作中的一個難題，而要解決此難題需要利用基爾霍夫電流定律。根據(jù)基爾霍夫電流定律描述，在電路上的任一節(jié)點上，在任一時刻，流入節(jié)點的電流之和等于流出節(jié)點的電流之合，即流入和流出該節(jié)點的電流代數(shù)和恒等于零，即∑I=0，從定律分析可以發(fā)現(xiàn)，在閉合的照明系統(tǒng)電纜中，如果系統(tǒng)運行不發(fā)生故障，那么在一個穩(wěn)定的點，其測得的電流代數(shù)和始終是等于零的?；谶@個認(rèn)知，在具體的漏電監(jiān)測中，可以做電流是否大于零的檢測，如果大于零，則表明該點存在漏電的現(xiàn)象。在具體系統(tǒng)設(shè)計中，要利用該方法，可以在照明系統(tǒng)的具體節(jié)點處設(shè)置電流互感器監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)控設(shè)備實時監(jiān)測的電流測量點的電流大于零的時候，漏電監(jiān)控終端設(shè)備在該情況下發(fā)出警報并傳送具體的消息，這樣，監(jiān)測中心可以第一時間接收到故障信息，在信息分析或便可以獲得故障位置。

2.3 漏電跳閘保護設(shè)計

在基于GPRS的城市照明電纜漏電監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計中，第三項重要的內(nèi)容是進行漏電跳閘保護設(shè)計。此設(shè)計的實現(xiàn)主要分三步：第一是對系統(tǒng)中各個節(jié)點的電流做具體的設(shè)定，從而保證節(jié)點處具有可供測量的標(biāo)準(zhǔn)電流。第二是在節(jié)點處進行電流穩(wěn)定測量儀器的安裝，在儀器中要輸入標(biāo)準(zhǔn)電流的量，并設(shè)置允許范圍內(nèi)的誤差量。第三是在節(jié)點處安裝保護開關(guān)，并將開關(guān)的測量儀器實現(xiàn)串聯(lián)，當(dāng)測量儀器中出現(xiàn)高于標(biāo)準(zhǔn)的電流時，保護開關(guān)實現(xiàn)自我斷開，這樣，照明器具和線路實現(xiàn)中斷，對設(shè)備的保護作用得以實現(xiàn)。從具體的漏電調(diào)差保護設(shè)計分析來看，其需要注意兩項內(nèi)容：其一是標(biāo)準(zhǔn)電流的設(shè)置一定要科學(xué)，而且要有必要的允許誤差存在，這樣可以保證其作用更加的有效。第二是測量儀器和開關(guān)必須要具有靈敏性，如果二者的靈敏性不足，那么具體的測量和保護會出現(xiàn)問題，漏電跳閘保護效果便無法實現(xiàn)。簡言之，利用漏電跳閘保護可以在第一時間對線路、設(shè)備形成防護，這加強了線路的安全性。

2.4 遠程漏電重合閘利用

最后，在基于GPRS的城市照明電纜漏電監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計中，遠程漏電重合閘的利用也具有重要的意義。從具體的分析來看，漏洞重合閘具有智能性，一方面，在發(fā)生漏電的情況下，其會自動實現(xiàn)開閘從而達到保護的效果；另一方面，在確定漏電問題解決后，其又會實現(xiàn)合閘，這樣，線路的正常使用可以繼續(xù)。從遠程漏電合閘的具體利用來看，其需要完成兩項工作：第一是漏電重合閘需要進行自主電流檢測設(shè)備安裝，這樣，其利用自身的設(shè)備可以完成是否有漏電的檢測。第二是遠程漏電重合閘內(nèi)的程序設(shè)計要保證具有可執(zhí)行性，這樣，在相應(yīng)指令下，程序可以快速的作出反應(yīng)，從而達到預(yù)期的效果。從目前的城市照明系統(tǒng)具體分析來看，遠程漏電重合閘主要和遠程控制技術(shù)等實現(xiàn)統(tǒng)一性利用。

3 結(jié)束語

照明系統(tǒng)在城市功能的發(fā)揮和城市形象的塑造方面具有重要的作用，所以積極的打造城市特色化的照明系統(tǒng)是目前許多城市的重要發(fā)展目標(biāo)。就城市照明系統(tǒng)的具體分析來看，其覆蓋范圍廣，而誘發(fā)其漏電的因素也比較多，所以從智能監(jiān)控和時時問題解決的角度做照明系統(tǒng)的整體性監(jiān)管十分的必要?；贕PRS的城市照明電纜漏電監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計將GPRS、遠程監(jiān)控和信息技術(shù)等的優(yōu)勢做了綜合，實現(xiàn)了照明系統(tǒng)管理的智能化。

[1]吳明.基于GPRS的XLPE電纜接地環(huán)流在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與研究[D].武漢理工大學(xué),2014.

[2]吳松,許丹楓, WUSong 等.基于GPRS和ZigBee技術(shù)的電纜接頭溫度無線監(jiān)測的系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].電氣開關(guān),2016,54(2):31-34.

[3]戚泉.基于GPRS的電纜載流量預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計[D].哈爾濱理工大學(xué),2012.

[4]姜峰,王天卓.一種基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的電力電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng):,CN204405216 U[P].2015.

[5]朱旭,劉木清.基于GPRS和電力線載波通信技術(shù)的LED路燈控制系統(tǒng)的設(shè)[C]//2012四直轄市照明科技論壇,2012.

[6]顧志銘.基于Zigbee的高壓電力電纜溫度監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].上海交通大學(xué),2012.

[7]魏春明.基于GPS、GPRS技術(shù)的長距離電力電纜絕緣監(jiān)測技術(shù)研究[D].哈爾濱理工大學(xué),2013.