電源相序檢測裝置在升降式高桿照明系統中的應用

呂強 馮麗萍

(天津施萊德照明器材有限公司，天津 300457)

引言

升降式高桿照明系統一般高度在25米至40米之間，具有照射區域大、操作簡單、維護方便等特點，被廣泛應用于機場、碼頭、車站、廣場、立交橋、運動場等大區域照明。

高桿照明系統在每次燈盤框架的升降動作后要斷開電動機電源，用戶在日后的檢修過程中有時會把三相電的相序更改，更改相序后對照明工作沒有影響。但是，當再次下降燈盤框架時會導致拖動滾筒的電機正、反轉發生顛倒。如果不加防范，就很有可能釀成安全事故。當燈盤框架在燈桿頂部工作位置時，如果操作人員進行“下降”操作，燈盤框架反而上升，由于燈盤框架在燈桿頂部的工作位置一般距地面25－40米左右，另外操作人員在操作高桿照明系統燈盤框架“升”、“降”時要與高桿照明系統保持5米以上的安全距離，這個情況不能及時被發現。當燈盤框架頂住燈桿頂部的機械限位后，電動機仍然帶動滾筒卷鋼絲繩，此時燈盤框架已經沒有位移了，而電動機滾筒一直在拉卷鋼絲繩和連接器，直至電動機的過流保護器由于電流超過設定值而斷開主觸點，這一誤動作會給鋼絲繩和鋼絲繩連接造成不易被察覺的損傷，使鋼絲繩的安全系數大大降低，嚴重時會發生鋼絲繩和鋼絲繩連接突然斷裂，燈盤框架墜落的安全事故。

為了避免發生上述情況，在升降式高桿照明系統升降電路中加一電源相序檢測裝置，這個電源相序檢測裝置檢測升降電路電源的相序，電源相序若是正序，這時電源相序檢測裝置發出允許指令，升降電路可正常操作，若電源相序發生變化，電源相序檢測裝置發出禁止指令，使升降電路的所有操作立即失效。

1 電源相序檢測裝置測定相序的原理

在如圖1所示的電路中，一相接電容器C，另兩相分別接兩只功率相同的燈泡R，在電源對稱的條件下，設 UA=U∠0°，若 R=，則兩點間電壓為:

U·N′N==U∠0°=(－0.2+j0.6)U=0.63U∠108.4°

故B相燈泡所承受的電壓為:

故C相燈泡所承受的電壓為:

顯然，承受電壓較高的B相燈泡較亮。

如圖1所示電路就是一個簡單的相序檢測器。當它接入相序未知的三相電源時，如果認定接電容的一端為A相，則燈泡亮的一端接的就是B相 (較A相落后120°)，燈泡暗的一端接的就是 C相 (較A相落后120°)。即按電容、燈泡亮、燈泡暗排定的相序為正序。

圖1

2 電源相序檢測裝置原理及結構

以上這個簡單的相序檢測器的檢測結果可用LED指示出來，也可用繼電器的接點輸出，這就是我們使用的電源相序檢測裝置。

如圖2所示A、B、C三端分別接正序的A相、B相、C相。接在B相的變壓器和整流電路，將相序變化時的交流電壓差異變換成直流電壓的差異，由上可知B相的電壓較高，因此，換成直流電壓也較高，使繼電器 BJ2動作，常開點 K2閉合，紅色LED亮，說明當前電源的相序是正序，同時繼電器BJ1也動作，常開點K1閉合，常閉點B1打開，此信號向外輸出。

假設如圖2所示的B端接入了正序的C相，即A、B、C三端接入了不是正序的三相電，由上可知C相的電壓較低，換成直流電壓也較低，這個較低直流電壓不能驅動繼電器 BJ1、BJ2。因此，，指使當前電源相序是正序的紅色LED不亮，繼電器BJ2也沒有觸點變化的信號向外輸出。

圖2

3 電源相序檢測裝置的應用

在如圖3所示升降式高桿照明系統升降電路圖中，電源U、V、W的順序就是正序，主回路中加入電源相序檢測裝置 (XX－1)，在控制回路加入一個電源相序檢測裝置的常開觸點。

當主回路電源U、V、W接入電源相序檢測裝置 (XX－1)A、B、C三端時，電源相序檢測裝置的紅色LED亮，即主回路電源 U、V、W為正序，接到控制回路中的電源相序檢測裝置的常開觸點閉合，控制回路電源接通，當按下1SA(上升按鈕)時，1KM(上升接觸器)線圈得電，1KM主觸點吸合，升降電機正向轉動拖動滾筒卷起主鋼絲繩，燈盤框架上升。當按下2SA(下降按鈕)時，2KM(下降接觸器)線圈得電，2KM主觸點吸合，升降電機反向轉動拖動滾筒釋放主鋼絲繩，燈盤框架下降。

圖3

圖3 中代號名稱一覽表

當主回路電源兩相顛倒，即V、U、W，仍依次接入電源相序檢測裝置(XX－1)A、B、C三端時，電源相序檢測裝置的紅色LED不亮，即主回路電源的相序不是正序，同時控制回路中的電源相序檢測裝置的常開觸點不動作，控制回路電源無法接通，從而使“上升”、“下降”按鈕失效。

只有在變換主回路電源三端中兩端的位置后，電源相序檢測裝置 (XX－1)檢測到主回路電源相序為正序，紅色LED亮，接到控制回路中的電源相序檢測裝置的常開觸點閉合，控制回路電源才接通。

這樣就避免了在主回路電源相序不是正序情況下，控制回路電源仍能接通，燈盤框架的升降動作與操作人員發出的指令相反的情況發生。

4 結語

此電源相序檢測裝置從2003年開始至今已應用到將近150基升降式高桿照明系統中，電源相序檢測裝置本身運行良好，性能穩定，沒有發現失效或誤動作情況。據裝有電源相序檢測裝置的升降式高桿照明系統的用戶反映:這種高桿照明系統操作維護簡單方便，運行安全可靠。

［1］黃俊，王兆安.電力電子技術 (第四版).北京:機械工業出版，2000