电源相序检测装置在升降式高杆照明系统中的应用

吕强 冯丽萍

(天津施莱德照明器材有限公司，天津 300457)

引言

升降式高杆照明系统一般高度在25米至40米之间，具有照射区域大、操作简单、维护方便等特点，被广泛应用于机场、码头、车站、广场、立交桥、运动场等大区域照明。

高杆照明系统在每次灯盘框架的升降动作后要断开电动机电源，用户在日后的检修过程中有时会把三相电的相序更改，更改相序后对照明工作没有影响。但是，当再次下降灯盘框架时会导致拖动滚筒的电机正、反转发生颠倒。如果不加防范，就很有可能酿成安全事故。当灯盘框架在灯杆顶部工作位置时，如果操作人员进行“下降”操作，灯盘框架反而上升，由于灯盘框架在灯杆顶部的工作位置一般距地面25－40米左右，另外操作人员在操作高杆照明系统灯盘框架“升”、“降”时要与高杆照明系统保持5米以上的安全距离，这个情况不能及时被发现。当灯盘框架顶住灯杆顶部的机械限位后，电动机仍然带动滚筒卷钢丝绳，此时灯盘框架已经没有位移了，而电动机滚筒一直在拉卷钢丝绳和连接器，直至电动机的过流保护器由于电流超过设定值而断开主触点，这一误动作会给钢丝绳和钢丝绳连接造成不易被察觉的损伤，使钢丝绳的安全系数大大降低，严重时会发生钢丝绳和钢丝绳连接突然断裂，灯盘框架坠落的安全事故。

为了避免发生上述情况，在升降式高杆照明系统升降电路中加一电源相序检测装置，这个电源相序检测装置检测升降电路电源的相序，电源相序若是正序，这时电源相序检测装置发出允许指令，升降电路可正常操作，若电源相序发生变化，电源相序检测装置发出禁止指令，使升降电路的所有操作立即失效。

1 电源相序检测装置测定相序的原理

在如图1所示的电路中，一相接电容器C，另两相分别接两只功率相同的灯泡R，在电源对称的条件下，设 UA=U∠0°，若 R=，则两点间电压为:

U·N′N==U∠0°=(－0.2+j0.6)U=0.63U∠108.4°

故B相灯泡所承受的电压为:

故C相灯泡所承受的电压为:

显然，承受电压较高的B相灯泡较亮。

如图1所示电路就是一个简单的相序检测器。当它接入相序未知的三相电源时，如果认定接电容的一端为A相，则灯泡亮的一端接的就是B相 (较A相落后120°)，灯泡暗的一端接的就是 C相 (较A相落后120°)。即按电容、灯泡亮、灯泡暗排定的相序为正序。

图1

2 电源相序检测装置原理及结构

以上这个简单的相序检测器的检测结果可用LED指示出来，也可用继电器的接点输出，这就是我们使用的电源相序检测装置。

如图2所示A、B、C三端分别接正序的A相、B相、C相。接在B相的变压器和整流电路，将相序变化时的交流电压差异变换成直流电压的差异，由上可知B相的电压较高，因此，换成直流电压也较高，使继电器 BJ2动作，常开点 K2闭合，红色LED亮，说明当前电源的相序是正序，同时继电器BJ1也动作，常开点K1闭合，常闭点B1打开，此信号向外输出。

假设如图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电，由上可知C相的电压较低，换成直流电压也较低，这个较低直流电压不能驱动继电器 BJ1、BJ2。因此，，指使当前电源相序是正序的红色LED不亮，继电器BJ2也没有触点变化的信号向外输出。

图2

3 电源相序检测装置的应用

在如图3所示升降式高杆照明系统升降电路图中，电源U、V、W的顺序就是正序，主回路中加入电源相序检测装置 (XX－1)，在控制回路加入一个电源相序检测装置的常开触点。

当主回路电源U、V、W接入电源相序检测装置 (XX－1)A、B、C三端时，电源相序检测装置的红色LED亮，即主回路电源 U、V、W为正序，接到控制回路中的电源相序检测装置的常开触点闭合，控制回路电源接通，当按下1SA(上升按钮)时，1KM(上升接触器)线圈得电，1KM主触点吸合，升降电机正向转动拖动滚筒卷起主钢丝绳，灯盘框架上升。当按下2SA(下降按钮)时，2KM(下降接触器)线圈得电，2KM主触点吸合，升降电机反向转动拖动滚筒释放主钢丝绳，灯盘框架下降。

图3

图3 中代号名称一览表

当主回路电源两相颠倒，即V、U、W，仍依次接入电源相序检测装置(XX－1)A、B、C三端时，电源相序检测装置的红色LED不亮，即主回路电源的相序不是正序，同时控制回路中的电源相序检测装置的常开触点不动作，控制回路电源无法接通，从而使“上升”、“下降”按钮失效。

只有在变换主回路电源三端中两端的位置后，电源相序检测装置 (XX－1)检测到主回路电源相序为正序，红色LED亮，接到控制回路中的电源相序检测装置的常开触点闭合，控制回路电源才接通。

这样就避免了在主回路电源相序不是正序情况下，控制回路电源仍能接通，灯盘框架的升降动作与操作人员发出的指令相反的情况发生。

4 结语

此电源相序检测装置从2003年开始至今已应用到将近150基升降式高杆照明系统中，电源相序检测装置本身运行良好，性能稳定，没有发现失效或误动作情况。据装有电源相序检测装置的升降式高杆照明系统的用户反映:这种高杆照明系统操作维护简单方便，运行安全可靠。

［1］黄俊，王兆安.电力电子技术 (第四版).北京:机械工业出版，2000