本发明专利技术了公开了一种高压防爆变频器输出侧长电缆局部放电检测装置及检测方法，该装置由首检测装置和尾检测装置组成，首检测装置与尾检测装置结构相同，均由矿用防爆箱体、隔爆接线腔、输入端、输出端、九芯穿墙端子、光纤穿墙端子和检测单元组成；首检测装置串接于高压防爆变频器输出侧和长电缆首端之间，采集长电缆首端三相电流幅值和相位；尾检测装置串接于长电缆尾端和电机之间，采集长电缆尾端三相电流幅值和相位。首检测装置和尾检测装置通过光纤通信来实时交换所采集的电缆首、尾两端三相电流数据，并进行比较，当判断出长电缆发生局部放电故障时，首检测装置使闭锁信号动作并反馈给高压防爆变频器使其停机。该装置能快速有效检测出长电缆放电故障的发生，可保护现场工作人员和煤矿的安全生产。
A PD detection device for long cable at output side of high voltage explosion-proof inverter
【技术实现步骤摘要】
一种高压防爆变频器输出侧长电缆局部放电检测装置
本专利技术涉及防爆变频器领域，具体地说是一种高压防爆变频器输出侧长电缆局部放电检测装置。
技术介绍
近年来，高压防爆变频器因其优良的性能越来越多替代传统的CST、组合开关等设备来驱动刮板机的电机。但受到井下空间制约，高压防爆变频器和电机之间的电缆长度通常在1000米以上。如此长的电缆经常发生因外力破坏绝缘层而造成电缆局部放电故障。如果不能及时检测并阻止该故障的发生，将会严重威胁现场人员的生命安全，影响煤矿安全生产。对长电缆局部放电的检测分两种情况：一种是电缆相和地之间放电检测。另一种是电缆相间放电检测。对于前者，传统检测方式主要是利用漏电保护装置，通过检测电缆相和地之间的阻值变化来检测。这种方式很容易受到变频器运行谐波的干扰而误动作，并且还会受长电缆较大分布电容和阻抗影响导致检测值不准确、检测时间过长，难以做到及时、有效的保护。对于后者，主要通过变频器自身的过流保护来检测。但由于长电缆的阻抗较大，电缆局部放电时电流并未达到高压防爆变频器过流保护动作值，该方式无法及时进行有效保护。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术了公开了一种高压防爆变频器输出侧长电缆局部放电检测装置。本专利技术采用的技术方案是：一种高压防爆变频器输出侧长电缆局部放电检测装置，包括：首检测装置和尾检测装置。首检测装置和尾检测装置的硬件和软件、结构和功能完全相同，可互换使用；首检测装置和尾检测装置均需由外部提供AC127V电源；该装置的现场接线如下：首检测装置输入端接高压变频器输出侧，并且其输出端接长电缆的首端；所述尾检测装置的输入端接长电缆的尾端，并且其输出端接电机。首检测装置的光纤穿墙端子和尾检测装置的穿墙端子通过光纤相连。首检测装置的九芯穿墙端子通过控制线和高压防爆变频器相连。所述首检测装置和尾检测装置内部组成结构完全相同，所述首检测装置由矿用防爆箱体、隔爆接线腔、输入端、输出端、九芯穿墙端子、光纤穿墙端子和检测单元组成；隔爆接线腔、输入端、输出端、九芯穿墙端子、光纤穿墙端子和矿用防爆箱体连接；九芯穿墙端子、光纤穿墙端子位于隔爆接线腔内部；检测单元位于矿用防爆箱体内部。所述检测单元由霍尔电流传感器一、霍尔电流传感器二、霍尔电流传感器三、控制板和开关电源组成。所述控制板包含DSP芯片、信号采集电路、通讯接口电路、稳压电源和存储器。控制板具有输入接口J1、J2和J3、通讯接口J4以及数字量输出接口J5，并具有电源接口M+和M-端子，开关电源带有+、-端子和L、N端子。九芯穿墙端子包含E1、E2和E3三个端子。所述首检测装置的输入端与输出端三相电源在其内部分别由三条连接线连接，三条连接线分别穿过霍尔电流传感器一、霍尔电流传感器二和霍尔电流传感器三的通孔；霍尔电流传感器一的输出和控制板的J1接口相连；霍尔电流传感器二的输出和控制板的J2相连；霍尔电流传感器三的输出和控制板的J3相连；开关电源的+、-端子和控制板的电源接口M+、M-相连；九芯穿墙端子的E1端子和控制板J5相连，九芯穿墙端子的E2、E3端子和开关电源的L、N端子相连；光纤穿墙端子和控制板的J4通过光纤相连。基于上述一种高压防爆变频器输出侧长电缆局部放电检测装置，提出了一种检测方法，该检测方法包含以下步骤：步骤一：首先由首检测装置的控制板采集长电缆首端三相电流幅值和相位，并将数据存储在相应的存储器内。步骤二：由尾检测装置的控制板采集长电缆尾端三相电流幅值和相位,并将数据存储在尾检测装置的存储器内。步骤三：尾检测装置的控制板将所采集的长电缆尾端的电流数据通过光纤通讯发送给首检测装置的控制板，首检测装置的控制板接收这些数据并存储到首检测装置的存储器中。步骤四：首检测装置的控制板通过比较长电缆首端和尾端的电流幅值和相位数据的差异来判定是否发生电缆局部放电故障。步骤五：当判定发生故障时，首检测装置的控制板发出故障闭锁信号给通讯接口电路，通讯接口电路将故障闭锁信号转换成对应的开关量信号后经过九芯穿墙端子将故障闭锁信号反馈给高压防爆变频器，使其停机。否则，无故障发生，重复上述步骤一至步骤五。本专利技术的有益效果是：本专利技术装置避免了长电缆阻抗和对地电容对检测结果的影响，能够迅速准确检测到长电缆局部放电故障的发生，并且闭锁信号快速动作并反馈给变频器使其停止运行，能够快速并有效阻止长电缆放电故障引起的事故，保障现场工作人员和煤矿生产的安全。附图说明图1为本专利技术外部连接示意图；图2为本专利技术的首检测装置组成结构示意图；图3为控制板一组成结构示意图；图4为本专利技术的尾检测装置组成结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明：如图1所示，一种高压防爆变频器输出侧长电缆局部放电检测装置，该装置由首检测装置和尾检测装置组成，首检测装置和尾检测装置的硬件和软件相同、结构和功能相同，可互换使用。如图2所示，所述首检测装置由矿用防爆箱体一（1）、输入端一（2）、输出端一（3）、隔爆接线腔一（4）、九芯穿墙端子一（6）、光纤穿墙端子一（5）和检测单元一（12）组成；所述检测单元一（12）位于矿用防爆箱体一（1）内部，隔爆接线腔一（4）、输入端一（2）和输出端一（3）安装在矿用防爆箱体一（1）的表面。九芯穿墙端子一（6）和光纤穿墙端子一（5）位于隔爆接线腔一（4）内部；检测单元一（12）由霍尔电流传感器一（9）、霍尔电流传感器二（10）、霍尔电流传感器三（11）、控制板一（7）和开关电源一（8）组成。控制板一（7）包含DSP芯片一（13）、信号采集电路一（14）、通讯接口电路一（15）、稳压电源一（16）和存储器一（17）。控制板一（7）具有输入接口J1、J2和J3、通讯接口J4以及数字量输出接口J5，并具有电源接口M+和M-端子。开关电源一（8）带有+、-端子和L、N端子。如图3所示，所述控制板一（7）的内部各个器件的连接为：输入接口J1、J2、J3分别和信号采集电路一（14）的E1、E2、E3端相连。通讯接口J4和数字量输出接口J5分别和通讯接口电路一（15）的A2、A3端相连。电源接口M+和M-端子分别和稳压电源一（16）的D1、D2端相连。稳压电源一（16）的D3端分别与DSP芯片一（13）的B2端、通讯接口电路一（15）的A4端、信号采集电路一（14）的E5端相连。DSP芯片一（13）的B4端和存储器一（17）的C1端相连。DSP芯片一（13）的B3端和信号采集电路一（14）的E4端相连。DSP芯片一（13）的B1端和通讯接口电路一（15）A1端相连。如图4所示，所述尾首检测装置由矿用防爆箱体二（21）、输入端二（22）、输出端二（23）、隔爆接线腔二（24）、九芯穿墙端子二（26）、光纤穿墙端子二（25）和检测单元二（32）组成；所述检测单元二（32）位于矿用防爆箱体二（21）内部，隔爆接线腔二（24）、输入端二（22）和输出端二（23）安装在矿用防爆箱体二（21）的表面。九芯穿墙端子本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高压防爆变频器输出侧长电缆局部放电检测装置，其特征在于：该装置由首检测装置和尾检测装置组成，所述尾检测装置与首检测装置具有相同的组成和连接方法；所述首检测装置由矿用防爆箱体一（1）、输入端一（2）、输出端一（3）、隔爆接线腔一（4）、九芯穿墙端子一（6）、光纤穿墙端子一（5）和检测单元一（12）组成；所述检测单元一（12）位于矿用防爆箱体一（1）内部，隔爆接线腔一（4）、输入端一（2）和输出端一（3）安装在矿用防爆箱体一（1）的表面；九芯穿墙端子一（6）和光纤穿墙端子一（5）位于隔爆接线腔一（4）内部；检测单元一（12）由霍尔电流传感器一（9）、霍尔电流传感器二（10）、霍尔电流传感器三（11）、控制板一（7）和开关电源一（8）组成；控制板一（7）包含DSP芯片一（13）、信号采集电路一（14）、通讯接口电路一（15）、稳压电源一（16）和存储器一（17）；控制板一（7）具有输入接口J1、J2和J3、通讯接口J4以及数字量输出接口J5 ，并具有电源接口M+和M-端子；开关电源一（8）带有+、-端子和L、N端子；所述控制板一（7）的内部各个器件的连接为：输入接口J1、J2、J3分别和信号采集电路一（14）的E1、E2、E3端相连，通讯接口J4和数字量输出接口J5分别和通讯接口电路一（15）的A2、A3端相连，电源接口M+和M-端子分别和稳压电源一（16）的D1、D2端相连，稳压电源一（16）的D3端分别与DSP芯片一（13）的B2端、通讯接口电路一（15）的A4端、信号采集电路一（14）的E5端相连，DSP芯片一（13）的B4端和存储器一（17）的C1端相连，DSP芯片一（13）的B3端和信号采集电路一（14）的E4端相连，DSP芯片一（13）的B1端和通讯接口电路一（15）A1端相连；所述尾首检测装置由矿用防爆箱体二（21）、输入端二（22）、输出端二（23）、隔爆接线腔二（24）、九芯穿墙端子二（26）、光纤穿墙端子二（25）和检测单元二（32）组成；所述检测单元二（32）位于矿用防爆箱体二（21）内部，隔爆接线腔二（24）、输入端二（22）和输出端二（23）安装在矿用防爆箱体二（21）的表面；九芯穿墙端子二（26）和光纤穿墙端子二（25）位于隔爆接线腔二（24）内部；检测单元二（32）由霍尔电流传感器四（29）、霍尔电流传感器五（30）、霍尔电流传感器六（31）、控制板二（27）和开关电源二（28）组成；控制板二（27）包含DSP芯片二（33）、信号采集电路二（34）、通讯接口电路二（35）、稳压电源二（36）和存储器二（37）；控制板二（27）具有输入接口J1、J2和J3、通讯接口J4以及数字量输出接口J5 ，并具有电源接口M+和M-端子；开关电源二（28）带有+、-端子和L、N端子；所述首检测装置的输入端一（2）接高压防爆变频器输出，首检测装置的输出端一（3）接长电缆的首端；尾检测装置输入端二（22）接长电缆的尾端，尾检测装置输出端二（23）接电机；首检测装置的光纤穿墙端子一（5）和尾检测装置的光纤穿墙端子二（25）通过光纤相连；首检测装置的九芯穿墙端子一（6）通过控制线和高压防爆变频器相连。/n...
【技术特征摘要】
1.一种高压防爆变频器输出侧长电缆局部放电检测装置，其特征在于：该装置由首检测装置和尾检测装置组成，所述尾检测装置与首检测装置具有相同的组成和连接方法；所述首检测装置由矿用防爆箱体一（1）、输入端一（2）、输出端一（3）、隔爆接线腔一（4）、九芯穿墙端子一（6）、光纤穿墙端子一（5）和检测单元一（12）组成；所述检测单元一（12）位于矿用防爆箱体一（1）内部，隔爆接线腔一（4）、输入端一（2）和输出端一（3）安装在矿用防爆箱体一（1）的表面；九芯穿墙端子一（6）和光纤穿墙端子一（5）位于隔爆接线腔一（4）内部；检测单元一（12）由霍尔电流传感器一（9）、霍尔电流传感器二（10）、霍尔电流传感器三（11）、控制板一（7）和开关电源一（8）组成；控制板一（7）包含DSP芯片一（13）、信号采集电路一（14）、通讯接口电路一（15）、稳压电源一（16）和存储器一（17）；控制板一（7）具有输入接口J1、J2和J3、通讯接口J4以及数字量输出接口J5，并具有电源接口M+和M-端子；开关电源一（8）带有+、-端子和L、N端子；所述控制板一（7）的内部各个器件的连接为：输入接口J1、J2、J3分别和信号采集电路一（14）的E1、E2、E3端相连，通讯接口J4和数字量输出接口J5分别和通讯接口电路一（15）的A2、A3端相连，电源接口M+和M-端子分别和稳压电源一（16）的D1、D2端相连，稳压电源一（16）的D3端分别与DSP芯片一（13）的B2端、通讯接口电路一（15）的A4端、信号采集电路一（14）的E5端相连，DSP芯片一（13）的B4端和存储器一（17）的C1端相连，DSP芯片一（13）的B3端和信号采集电路一（14）的E4端相连，DSP芯片一（13）的B1端和通讯接口电路一（15）A1端相连；所述尾首检测装置由矿用防爆箱体二（21）、输入端二（22）、输出端二（23）、隔爆接线腔二（24）、九芯穿墙端子二（26）、光纤穿墙端子二（25）和检测单元二（32）组成；所述检测单元二（32）位于矿用防爆箱体二（21）内部，隔爆接线腔二（24）、输入端二（22）和输出端二（23）安装在矿用防爆箱体二（21）的表面；九芯穿墙端子二（26）和光纤穿墙端子二（25）位于隔爆接线腔二（24）内部；检测单元二（32）由霍尔电流传感器四（29）、霍尔电流传感器五（30）、霍尔电流传感器六（31）、控制板二（27）和开关电源二（28）组成；控制板二（27）包含DSP芯片二（33）、信号采集电路二（34）、通讯接口电路二（35）、稳压电源二（36）和存储器二（37）；控制板二（27）具有输入接口J1、J2和J3、通讯接口J4以及数字量输出接口J5，并具有电源接口M+和M-端子；开关电源二（28...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁彬，杨春明，朱海军，
申请(专利权)人：中信重工开诚智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13
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