樓道燈偷電監(jiān)測報(bào)警設(shè)計(jì)方案研究論文

　　【摘要】從樓道燈偷電現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，這不僅損害住戶的利益，還有引起火災(zāi)等隱患。本文針對此現(xiàn)象，設(shè)計(jì)一種樓道燈偷電監(jiān)測與自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案。樓道燈電表讀數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于樓道燈實(shí)際用電量時(shí)，疑似有從樓道燈偷電現(xiàn)象，手機(jī)短信通知工作人員。某層樓梯間照明燈電源處的測量電功率大于照明燈額定功率時(shí)，判定該層樓道燈處為偷電接入點(diǎn)，手機(jī)短信通知工作人員，實(shí)現(xiàn)偷電接入點(diǎn)的自動(dòng)排查。

　　【關(guān)鍵詞】樓道照明供電；偷電；監(jiān)測；自動(dòng)排查；報(bào)警

　　城市生活小區(qū)多為高層或多層樓房，這就離不開樓道照明。樓道照明燈為單獨(dú)的供電線路，所用電費(fèi)由單元住戶共同承擔(dān)。若有住戶從樓道燈私下接電線到家內(nèi)，給家用電器供電，這部分電能就由樓道燈電表計(jì)量，其電費(fèi)就會(huì)由各住戶承擔(dān)，將損害住戶的利益。如私接線路給大功率電器供電，由于電流較大，可能引起火災(zāi)。報(bào)紙、網(wǎng)絡(luò)等媒體上常見到從樓道燈偷電的報(bào)道。本文監(jiān)測從樓道燈偷電現(xiàn)象，疑似有偷電現(xiàn)象，并自動(dòng)排查接入點(diǎn)，及時(shí)通知工作人員進(jìn)行處理，保障住戶的利益。

　　1樓道照明燈電氣接線

　　樓道照明燈的供電一般有兩種模式：

　�。�1）每個(gè)單元樓道照明燈單獨(dú)供電線路，用一塊樓道燈電表計(jì)量用電量，每層樓梯間均有照明燈；

　�。�2）多個(gè)單元樓道照明燈共用一回供電線路，多個(gè)單元樓道燈共用一塊樓道燈電表，每個(gè)單元每層樓梯間均有照明燈。不管哪種供電模式，樓道照明燈供電線路原理圖均可用圖1所示接線圖表示。圖1中，為第1層、第2層、…、第n層樓梯間的照明燈，分別由諸如聲控、光控等控制開關(guān)控制其開、合，實(shí)現(xiàn)白天燈不亮，晚上人來燈亮、人走燈滅的要求。

　　2樓道燈偷電監(jiān)測原理

　　樓道照明燈一般使用白熾燈、節(jié)能燈或白光LED燈，其中白熾燈是耗電最多的一種電光源。樓道照明亮度無需太高，亮度滿足行人走動(dòng)要求即可，樓道照明燈的瓦數(shù)無需太大。一般來說，樓道白熾燈的瓦數(shù)不會(huì)超過40W。同樣照明亮度下，其它兩種光源所耗用電能比白熾燈小得多。本文以40W普通白熾燈為樓道照明光源計(jì)算樓道燈用電量，能表示樓道照明用電的最大值。樓道照明燈白天不亮，晚上人來燈亮、人走燈滅，每天點(diǎn)亮?xí)r間不長，一般不會(huì)超過3小時(shí)。家庭用電主要包括各類家用電器和室內(nèi)照明。一般家庭家用電器包括電視、冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)、熱水器、廚房電器等必備電器。家庭室內(nèi)照明多用節(jié)能燈或白光LED燈，房間數(shù)量不同，使用照明燈的數(shù)量不同，照明用電量也不同，但與家用電器用電量相比小得多。一般來說，家庭室內(nèi)照明總用電量會(huì)大于40W。而且家庭每天的用電時(shí)間要比樓道照明燈的用電時(shí)間長得多。可見，一旦有住戶從樓道照明燈私接電線到家內(nèi)，樓道燈供電線路上的耗電量會(huì)比樓道燈正常用電量大得多。據(jù)此可判斷樓道燈上是否有偷電現(xiàn)象。若住宅樓樓層數(shù)用n表示，每層樓梯間均用40W白熾燈照明，采用第一種供電模式，按樓道燈每天點(diǎn)亮3小時(shí)計(jì)算，若單元樓道燈同時(shí)點(diǎn)亮，則每天的耗電量為，即為樓道照明燈每天最大用電量。家用電器雖然功率較大，但并不是同時(shí)使用，設(shè)普通家庭家用電器每天平均使用功率為250W，每天平均用電16小時(shí)，則普通家庭家用電器每天用電量為，即為普通家庭每天最小用電量�？梢�，家用電器每天按用電最小考慮，而樓道照明用電考慮最多情況，前者用電量也比后者大。若從樓道燈偷電，一般來說，其用電量會(huì)比普通家庭的日用電量大，也就比樓道燈實(shí)際用電大得多，據(jù)此可構(gòu)成判據(jù)1，如下式：(1)上式中，為可靠系數(shù)，根據(jù)樓層數(shù)量和樓道燈瓦數(shù)，可取大于1的整數(shù)；為單元樓道燈實(shí)際用電量，可根據(jù)單元樓道燈的數(shù)量和瓦數(shù)以及每天的點(diǎn)亮?xí)r間計(jì)算而得。每天固定時(shí)刻讀取樓道燈電表讀數(shù)并存儲(chǔ)，始終保存至少連續(xù)2天的讀數(shù)。若連續(xù)兩天樓道燈電表的讀數(shù)分別用、表示，則相鄰兩天樓道燈電表讀數(shù)的變化量可表示為：(2)樓道燈每天用電量變化不大，如沒有樓道燈偷電現(xiàn)象，數(shù)值很小，幾乎為零；如有樓道燈偷電，數(shù)值會(huì)較大。據(jù)此，亦可構(gòu)成疑似有從樓道燈偷電的判據(jù)2，如下式：(3)上式中，為相鄰兩天樓道燈用電變化量閥值，可根據(jù)住宅樓層數(shù)和單元樓道照明燈的實(shí)際情況預(yù)先設(shè)定。判據(jù)1和判據(jù)2可單獨(dú)使用，也可以同時(shí)使用。

　　3樓道燈偷電監(jiān)測實(shí)現(xiàn)方案

　　根據(jù)第2節(jié)所述監(jiān)測原理，為實(shí)現(xiàn)樓道燈偷電自動(dòng)監(jiān)測與報(bào)警功能，需每天固定時(shí)刻自動(dòng)讀取樓道燈電表的讀數(shù)，并始終存儲(chǔ)連續(xù)2天的電表讀數(shù)。然后用判據(jù)1、判據(jù)2判斷是否有疑似偷電現(xiàn)象。若疑似有偷電現(xiàn)象，通過手機(jī)短信方式通知工作人員進(jìn)行排查。排查偷電接入點(diǎn)的方法，目前常用人工排查法，按樓層通過停電方式分批次排查，需至少2名專業(yè)人員配合，才可完成，該方式費(fèi)時(shí)費(fèi)力。本文提出一種自動(dòng)排查方法。樓道燈偷電監(jiān)測及自動(dòng)排查偷電接入點(diǎn)裝置的功能框圖如圖2所示，由主機(jī)和n個(gè)樓梯間功率采集模塊構(gòu)成，n為樓層總數(shù)。主機(jī)和樓梯間功率采集模塊之間用RS485通信。每個(gè)樓梯間照明燈電源處安裝樓梯間功率采集模塊，用于采集每層樓梯間照明燈電源的電壓和電流（如圖1、、…、處），計(jì)算每層樓梯間照明燈耗用的功率()，并將測量電功率上傳給主機(jī)。主機(jī)安裝在樓道燈總電源處（如圖1處），具有如下功能：（1）實(shí)時(shí)讀取樓道燈電表讀數(shù)，時(shí)間間隔可按天設(shè)定，監(jiān)測是否有偷電現(xiàn)象，如有疑似偷電現(xiàn)象，用短信方式通知工作人員。（2）自動(dòng)排查偷電接入點(diǎn)，手機(jī)短信方式通知工作人員。主機(jī)的工作過程如圖3所示。主機(jī)采集樓道燈總電源處的電壓、電流，計(jì)算單元樓道燈耗用的總功率。主機(jī)可用如下判據(jù)判斷偷電接入點(diǎn)，(4)上式中，n為樓層總數(shù)，為層樓道燈銘牌標(biāo)示的額定功率，為層樓道燈電源處的測量功率。該判據(jù)顯然，滿足判定條件的樓層照明燈處，即為偷電接入點(diǎn)。與式(1)判據(jù)1相似，用電功率亦可構(gòu)成是否有樓道燈偷電的判據(jù)，稱為判據(jù)3，如下式：(5)上式中，為可靠系數(shù)，根據(jù)樓層數(shù)量和樓道燈功率，可取大于1的整數(shù)；為單元樓道中所有照明燈銘牌標(biāo)示的額定功率之和；為單元樓道燈總電源處的測量電功率。

　　4結(jié)論

　　本文針對時(shí)有從樓道燈偷電的現(xiàn)象，分析了樓道燈供電線路的特點(diǎn)、樓道照明燈和普通家庭家用電器的耗電特征及其區(qū)別，給出了判斷從樓道燈偷電的三個(gè)判據(jù)和判定偷電接入點(diǎn)的判據(jù)，設(shè)計(jì)了樓道燈偷電監(jiān)測及自動(dòng)排查偷電接入點(diǎn)裝置的實(shí)現(xiàn)方案，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測樓道燈偷電現(xiàn)象、自動(dòng)排查偷電接入點(diǎn)、短信通知工作人員的功能。本文所做工作可以有效保護(hù)住戶的利益，節(jié)省工作人員排查偷電點(diǎn)的時(shí)間。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]孟召議.一種樓道聲控照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2014(5):51-54

　　[2]沈紅衛(wèi).基于單片機(jī)的智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2005

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