本发明涉及新能源综合服务技术领域，特别是涉及一种电动汽车充电弧光短路故障在线监测系统，适用于居民个人充电桩。
背景技术：
随着电动汽车市场占有率的增长，申请安装居民个人充电桩的车主与日俱增，但是由于充电桩多数安装在室外，无法集中管理，充电过程的不确定因素很大，极易受外在环境、天气因素影响，同时，电动汽车的充电回路与小区居民生活用电的电气回路共用桥架，一旦充电回路发生短路故障，会直接波及居民生活的用电电气回路，从而使事故扩大。
但是，目前现有的电气故障在线监测系统，只是能够用于对输配电线路10千伏及以上架空线及电缆的短路和接地故障进行监测，而居民个人充电桩的负荷电气回路(即充电回路)均为低压0.4千伏，无法监测居民个人充电桩的负荷电气回路(即充电回路)是否存在低压弧光短路故障，并在存在低压弧光短路故障时，及时切断回路。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种电动汽车充电弧光短路故障在线监测系统。
为此，本发明提供了一种电动汽车充电弧光短路故障在线监测系统，适用于居民个人充电桩，包括多个数据采集单元和数据服务器，其中：
每个数据采集单元，安装在一个居民个人充电桩的充电回路上，用于实时采集所安装的居民个人充电桩的充电回路上的电压和电流数据，然后发送给数据服务器；
数据服务器，与每个数据采集单元通过信号线相连接，用于预先存储预设电压降低速度值和预设电流增长速度值，以及实时接收每个居民个人充电桩的充电回路上的电压和电流数据，当电压值的降低速度大于预设电压降低速度值，或者当电流值的增长速度大于预设电流增长速度值时，判断居民个人充电桩的充电回路存在低压弧光短路故障，否则，判断居民个人充电桩的充电回路不存在低压弧光短路故障。
其中，数据服务器，还与交流接触器相连接，还用于当居民个人充电桩的充电回路存在低压弧光短路故障时，实时向交流接触器发送断开控制信号，控制交流接触器断开，从而及时切断居民个人充电桩的充电回路；
其中，交流接触器安装在每个居民个人充电桩的充电回路上，每个交流接触器通过信号线与数据服务器相连接，用于控制居民个人充电桩的充电回路的通断动作。
其中，数据采集单元与居民个人充电桩的充电回路之间的连接线路上，安装有电流互感器和电压互感器。
其中，每个居民个人充电桩的充电回路，通过充电桩专用母线，与台变相连接。
其中，居民个人充电桩的充电回路的电气负荷重要节点上，加装有温度传感器。
其中，居民个人充电桩的充电回路的供电系统接地线路上，加装有漏电流互感器。
由以上本发明提供的技术方案可见，本发明与现有技术相比，本发明提供了一种电动汽车充电弧光短路故障在线监测系统，其适用于居民个人充电桩，能够安全、可靠地监测居民个人充电桩的负荷电气回路(即充电回路)是否存在低压弧光短路故障，并在存在低压弧光短路故障时，及时切断回路，具有重要的实际应用意义。
附图说明
图1是本发明提供的一种电动汽车充电弧光短路故障在线监测系统一种实施例的结构方框图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段更容易理解，下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”等应做广义理解，例如，可以是固定安装，也可以是可拆卸安装。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图1，本发明提供了一种电动汽车充电弧光短路故障在线监测系统，适用于居民个人充电桩，该系统包括多个数据采集单元和数据服务器，其中：
每个数据采集单元，安装在一个居民个人充电桩的充电回路(即充电负荷处)上，用于实时采集所安装的居民个人充电桩的充电回路上的电压和电流数据，然后发送给数据服务器；
数据服务器，与每个数据采集单元通过信号线相连接，用于预先存储预设电压降低速度值和预设电流增长速度值，以及实时接收每个居民个人充电桩的充电回路上的电压和电流数据，当电压值的降低速度大于预设电压降低速度值，或者当电流值的增长速度大于预设电流增长速度值时，判断居民个人充电桩的充电回路存在低压弧光短路故障，否则，判断居民个人充电桩的充电回路不存在低压弧光短路故障。
在本发明中，具体实现上，数据服务器，还与交流接触器相连接，还用于当居民个人充电桩的充电回路存在低压弧光短路故障时，实时向交流接触器发送断开控制信号，控制交流接触器断开，从而及时切断居民个人充电桩的充电回路；
其中，交流接触器安装在每个居民个人充电桩的充电回路上，每个交流接触器通过信号线与数据服务器相连接，用于控制居民个人充电桩的充电回路的通断动作。
需要说明的是，每个居民个人充电桩，分别通过充电控制器连接到充电桩专用母线上，而充电桩专用母线与台变(即小区配电变压器)相连接。该台变(即小区配电变压器)还需要负责居民的生活用电。充电控制器和居民个人充电桩为现有的电动汽车用的充电设备，为现有技术，在此不再赘述。
在本发明中，具体实现上，预设电压降低速度值和预设电流增长速度值，可以根据电力企业的要求进行设置，例如充电桩正常充电电流增长速度可以设置为5a/min或15a/min，可根据居民充电桩型号设置不同预设电流增长速度值(具体设置为：大于充电桩正常充电电流增长速度)，当增长速度大于预设值时，可判断为有故障，切断回路。
在本发明中，具体实现上，数据采集单元与居民个人充电桩的充电回路之间的连接线路上，安装有电流互感器和电压互感器。
在本发明中，具体实现上，每个居民个人充电桩的充电回路，通过充电桩专用母线，与台变(即小区配电变压器，具有台变负荷控制单元)相连接。
需要说明的是，对于本发明，在充电负荷处(即居民个人充电桩的充电回路处)安装数据采集单元，实时采集充电负荷电流、电压等数据，将数据传输至数据服务器以及数据服务器上的树莓派嵌入式处理器，实时分析电流、电压数据，如果发现存在电流异常突增(即电流值增长速度超过预设电流增长速度值)或者电压突降(即电压值降低速度超过预设电压降低速度值)的情况，则判断居民个人充电桩的充电回路存在低压弧光短路故障，进而发送断开控制信号，控制交流接触器断开，及时切断居民个人充电桩的充电回路。
具体实现上，在每个居民个人充电桩的充电回路(包括供电电压、负载电流线路)上，加装互感器(例如电流互感器和电压互感器)。
具体实现上，通过对各状态节点进行布线(有线、无线或载波通信)，采集数据并接入数据服务器。
具体实现上，在各居民个人充电桩的充电回路的电气负荷重要节点上，加装有温度传感器；
具体实现上，在各居民个人充电桩的充电回路的供电系统接地线路上，加装有漏电流互感器。
在本发明中，具体实现上，数据采集单元可以采用现有的数据采集单元，例如可以采用保定钰鑫电气科技有限公司生产的型号为16型的数据采集单元，该数据采集单元可同时采集16路模拟量和8路开入量采集，具备irigb码校时、以太网接口。
对于本发明，数据采集单元用于实时采集每个居民个人充电桩的充电回路上的电压信号和电流信号数据。
在本发明中，具体实现上，数据服务器可以采用现有的数据服务器，例如可以采用保定钰鑫电气科技有限公司生产的型号为yx-se-20数据服务器，整机采用紧凑设计，适宜在狭小的空间进行安装，箱体底部及侧面的安装条，可使其很方便的安装在任何位置；该数据服务器采用坚固耐用的钢结构箱体及防震式驱动器架设计，使它能承受工业现场的冲击、振动。
对于本发明，充电桩正常充电电流增长速度为5a/min或15a/min，数据服务器可根据居民充电桩型号设置不同预设电流增长速度值，当增长速度大于预设值时，可判断为有故障，切断回路。
需要说明的是，对于本发明，主要通过采用保定钰鑫电气设备公司的数据采集单元、数据服务器，基于非侵入式负荷识别技术，利用树莓派嵌入式模块开发一套电动汽车充电弧光短路故障在线监测系统，旨在在线监测切断居民个人充电桩的负荷电气回路(即充电回路)的低压弧光短路故障，防止事故扩大、越级，影响居民正常生活用电。
经实际测试，本发明的系统可100％精准监测居民个人充电桩的负荷电气回路(即充电回路)是否出现了低压弧光短路故障，并相应及时切断回路，从而将事故扩大越级风险降低为零。
综上所述，本发明与现有技术相比，本发明提供了一种电动汽车充电弧光短路故障在线监测系统，其适用于居民个人充电桩，能够安全、可靠地监测居民个人充电桩的负荷电气回路(即充电回路)是否存在低压弧光短路故障，并在存在低压弧光短路故障时，及时切断回路，具有重要的实际应用意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
1.一种电动汽车充电弧光短路故障在线监测系统，适用于居民个人充电桩，其特征在于，包括多个数据采集单元和数据服务器，其中：
每个数据采集单元，安装在一个居民个人充电桩的充电回路上，用于实时采集所安装的居民个人充电桩的充电回路上的电压和电流数据，然后发送给数据服务器；
数据服务器，与每个数据采集单元通过信号线相连接，用于预先存储预设电压降低速度值和预设电流增长速度值，以及实时接收每个居民个人充电桩的充电回路上的电压和电流数据，当电压值的降低速度大于预设电压降低速度值，或者当电流值的增长速度大于预设电流增长速度值时，判断居民个人充电桩的充电回路存在低压弧光短路故障，否则，判断居民个人充电桩的充电回路不存在低压弧光短路故障。
2.如权利要求1所述的电动汽车充电弧光短路故障在线监测系统，其特征在于，数据服务器，还与交流接触器相连接，还用于当居民个人充电桩的充电回路存在低压弧光短路故障时，实时向交流接触器发送断开控制信号，控制交流接触器断开，从而及时切断居民个人充电桩的充电回路；
其中，交流接触器安装在每个居民个人充电桩的充电回路上，每个交流接触器通过信号线与数据服务器相连接，用于控制居民个人充电桩的充电回路的通断动作。
3.如权利要求1所述的电动汽车充电弧光短路故障在线监测系统，其特征在于，数据采集单元与居民个人充电桩的充电回路之间的连接线路上，安装有电流互感器和电压互感器。
4.如权利要求1至3中任一项所述的电动汽车充电弧光短路故障在线监测系统，其特征在于，每个居民个人充电桩的充电回路，通过充电桩专用母线，与台变相连接。
5.如权利要求1至3中任一项所述的电动汽车充电弧光短路故障在线监测系统，其特征在于，居民个人充电桩的充电回路的电气负荷重要节点上，加装有温度传感器。
6.如权利要求1至3中任一项所述的电动汽车充电弧光短路故障在线监测系统，其特征在于，居民个人充电桩的充电回路的供电系统接地线路上，加装有漏电流互感器。
技术总结