矿山防爆电器通断能力检测系统与寿命评估方法技术方案

本发明专利技术公开了一种矿山防爆电器通断能力检测系统与寿命评估方法，该系统包括检验系统，所述检验系统包括检验控制器(PLC)，以及与所述检验控制器相连的：同步触发模块和配电系统。所述检验系统还包括：电压互感器组，与矿山防爆电器的相电压线测试断口、线电压测试断口连接；电流互感器组，与矿山防爆电器电流测试端连接；设置于矿山防爆电器灭弧室的紫外传感器；信号处理单元，用于接收所述电流互感器组、所述电压互感器组和所述紫外传感器的检测信息，并上传至工业计算机。本发明专利技术通过检验系统的设置提高了检验过程功率因数、燃弧时间等参数测试精度，保证了隔离开关分断与试验电流的同步性，缩短检验周期，节约电力资源。节约电力资源。节约电力资源。

【技术实现步骤摘要】
矿山防爆电器通断能力检测系统与寿命评估方法


[0001]本专利技术涉及矿山防爆电器安全测试领域，特别是一种矿山防爆电器通断能力检测系统与寿命评估方法。

技术介绍

[0002][0003]矿山防爆电器安全已成为影响矿山安全生产的主要因素。矿山防爆电器是指矿山电网中输配电、控制系统中的电气设备的总称，主要包括矿用隔爆型低压馈电开关、矿用隔爆型高压配电装置、矿用隔爆型多回路组合开关、矿用隔爆型低压真空电磁起动器、矿用隔爆型电控箱、矿用一般型开关柜等设备，在矿山供配电系统中起到投入和切除支路电网、接通和分断用电设备、故障监测与保护等功能。通断能力是考核矿山防爆电器安全能力的重要指标，也是矿山防爆电器产品型式试验的重要检验项目。
[0004]现有的矿山防爆电器通断能力检测方案存在结构复杂、参数测试偏差大、系统集成化程度低、安全性差等问题。在矿山防爆电器中，由人工驱动的隔离开关分断不能保证试验电流的同步性，导致试验成功率低、可控性差，同时具有安全隐患。现有的功率因数测试方案中，由于存在检验系统电网部分阻抗、大电流磁效应、高电压解除压降等因素影响，导致测试经过精度低、可靠性差。现有的燃弧时间测试需要参照试验电压与电流曲线中重叠时间，但未考虑交流电压和电流零点对测试结果的影响，导致测试结果偏差大、可信度低。现有的矿山防爆电器运行状态检测方案，不能对即将发生故障进行提前报警，一旦发生故障将造成煤矿井下大规模停电，甚至引起机电或瓦斯爆炸等事故。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对上述现有技术存在的问题，提供了一种矿山防爆电器通断能力检测系统以及矿山防爆电器的寿命评估方法，不仅提高了检验过程功率因数、燃弧时间等参数测试精度，而且能够准确地评估矿山防爆电器的寿命，并在寿命将尽时发出警报，防止由于报警不及时导致重大事故。
[0006]本专利技术公开了一种矿山防爆电器通断能力检测系统，包括检验系统，所述检验系统包括检验控制器(PLC)，以及与所述检验控制器相连的：
[0007]同步触发机构，用于控制隔离开关动作，并在所述检验系统建立满载电流后进行隔离开关分断操作；
[0008]配电系统，用于与矿山防爆电器输入端连接；
[0009]所述检验系统还包括：电压互感器组，与矿山防爆电器的相电压线测试断口、线电压测试断口连接；电流互感器组，与矿山防爆电器电流测试端连接；设置于矿山防爆电器灭弧室的紫外传感器；信号处理单元，用于接收所述电流互感器组、所述电压互感器组和所述紫外传感器的检测信息，并上传至工业计算机。
[0010]进一步地，所述同步触发机构包括：依次相连的同步触发模块、驱动控制器和驱动
机构，其中，所述驱动机构还与矿山防爆电器的隔离开关主轴机械相连接，所述同步触发模块与所述检验控制器连接；
[0011]所述驱动控制器的控制参数设置输入端连有触摸屏。
[0012]进一步地，所述同步触发模块，包括：
[0013]电阻R1、电阻R2、二极管D1、二极管D2、过零触发器、整流二极管D3、整流二极管D4、整流二极管D5、整流二极管D6、电阻R3、光耦U1、电阻 R4、二极管D7、反相器CD1、接地端子GND1、接地端子GND2、接地端子 GND3、电源VCC；其中，所述电阻R1的一端与所述检验控制器的控制信号输出端相连接，所述电阻R1的另一端分别与所述二极管D1的一端、所述二极管D2的一端、所述过零触发器的正输入端相连接，所述电阻R2的一端与所述接地端子GND1相连接，所述电阻R2的另一端分别与所述二极管D1的另一端、所述二极管D2的另一端、所述过零触发器的负输入端相连接，所述过零触发器的输出端与所述二极管D4的一端、所述二极管D6的一端相连接，所述接地端子GND2与所述二极管D3的一端、所述二极管D5的一端相连接，所述电阻R3的一端与所述二极管D5的另一端、所述二极管D6的另一端相连接，所述电阻R3的另一端与所述光耦U1的输入端一端，所述光耦U1的输入端另一端分别与所述二极管D3的另一端、所述二极管D4的另一端相连接，所述光耦 U1的输出端一端与所述接地端子GND3相连接，所述光耦U1的输出端另一端分别与所述反相器CD1的两个输入端、所述二极管D7的一端相连接，所述二极管D7的另一端与所述电阻R4的一端相连接，所述电阻R4的另一端与所述电源VCC相连接。
[0014]进一步地，所述配电系统包括依次连接的高压配电开关、通断检验变压器、低压保护开关、测试负载A；所述检验系统还包括：分别与矿山防爆电器输入端、输出端连接的陪试开关柜A和陪试开关柜B，所述陪试开关柜A的输入端与所述测试负载A相连，所述陪试开关柜B还连有测试负载B，所述测试负载 B连有接地开关。
[0015]进一步地，所述紫外传感器包括：
[0016]光电倍增模块、直流负压供电模块、日盲紫外滤光模块、放大滤波模块、 AD转换模块，其中，所述光电倍增模块的信号测试端置于所述灭弧室，所述直流负压供电模块的电压输出端与所述光电倍增模块的电源输入端相连接，所述日盲紫外滤光模块置于所述光电倍增模块的信号测试端前端位置，所述光电倍增模块的信号输出端与所述放大滤波模块的信号输入端相连接，所述放大滤波模块的信号输出端与所述AD转换模块的信号输入端相连接，所述AD转换模块的信号输出端与所述信号处理单元的信号输入端相连接。
[0017]进一步地，所述放大滤波模块包括：
[0018]电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电容C2、接地端子GND4、接地端子GND5、电源VCC2、电源VCC3，其中，所述光电倍增模块的信号输出端与所述电容C1的一端相连接，所述电容C1的另一端分别与所述电容C2的一端、所述电阻R5的一端相连接，所述电容C2的另一端与所述放大器的正输入信号接线端子、所述电阻R6的一端相连接，所述电阻R6的另一端与所述接地端子GND4相连接，所述放大器正电源输入端、负电源输入端分别与所述电源 VCC2、所述电源VCC3相连接，所述放大器的信号输出端分别与所述电阻R5 的另一端、所述电阻R7的一端、所述AD转换模块的信号输入端相连接，所述电阻R7的另一端与所述接地端子GND5相连接，其中，电源VCC2、电源 VCC3的电源输出为
±
2.5V。
[0019]进一步地，矿山防爆电器通断能力检测系统还包括：工频耐受电压试验系统，所述
工频耐受电压试验系统包括：
[0020]调压器、试验变压器、限流电阻器、高压电抗器、电压测试单元、单片机、控制信号输入单元、信号转换单元、时钟单元、复位单元、电源单元、编程单元、电压转换器F、配电柜、电压转换器G、接地柜组成，其中，所述调压器的电压输出端与所述试验变压器的一次侧输入端相连接，所述试验变压器的二次侧一端输出端与所述限流电阻器的一端相连接，所述限流电阻器的另一端与高压电抗器的一端相连接，所述高压电抗器的另一端与所述矿山防爆电器的一端相连接，所述矿山防爆电器的另一端、所述试验变压器的二次侧另一端与所述接地柜相连接，所述电压测试单元的测量端与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿山防爆电器通断能力检测系统，其特征在于，包括检验系统，所述检验系统包括检验控制器，以及与所述检验控制器相连的：同步触发机构，用于控制隔离开关动作，并在所述检验系统建立满载电流后进行隔离开关分断操作；配电系统，用于与矿山防爆电器输入端连接；所述检验系统还包括：电压互感器组，与矿山防爆电器的相电压线测试断口、线电压测试断口连接；电流互感器组，与矿山防爆电器电流测试端连接；设置于矿山防爆电器灭弧室的紫外传感器；信号处理单元，用于接收所述电流互感器组、所述电压互感器组和所述紫外传感器的检测信息，并上传至工业计算机。2.根据权利要求1所述的矿山防爆电器通断能力检测系统，其特征在于，所述同步触发机构包括：依次相连的同步触发模块、驱动控制器和驱动机构，其中，所述驱动机构还与矿山防爆电器的隔离开关主轴机械相连接，所述同步触发模块与所述检验控制器连接；所述驱动控制器的控制参数设置输入端连有触摸屏。3.根据权利要求2所述的矿山防爆电器通断能力检测系统，其特征在于，所述同步触发模块，包括：电阻R1、电阻R2、二极管D1、二极管D2、过零触发器、整流二极管D3、整流二极管D4、整流二极管D5、整流二极管D6、电阻R3、光耦U1、电阻R4、二极管D7、反相器CD1、接地端子GND1、接地端子GND2、接地端子GND3、电源VCC；其中，所述电阻R1的一端与所述检验控制器的控制信号输出端相连接，所述电阻R1的另一端分别与所述二极管D1的一端、所述二极管D2的一端、所述过零触发器的正输入端相连接，所述电阻R2的一端与所述接地端子GND1相连接，所述电阻R2的另一端分别与所述二极管D1的另一端、所述二极管D2的另一端、所述过零触发器的负输入端相连接，所述过零触发器的输出端与所述二极管D4的一端、所述二极管D6的一端相连接，所述接地端子GND2与所述二极管D3的一端、所述二极管D5的一端相连接，所述电阻R3的一端与所述二极管D5的另一端、所述二极管D6的另一端相连接，所述电阻R3的另一端与所述光耦U1的输入端一端，所述光耦U1的输入端另一端分别与所述二极管D3的另一端、所述二极管D4的另一端相连接，所述光耦U1的输出端一端与所述接地端子GND3相连接，所述光耦U1的输出端另一端分别与所述反相器CD1的两个输入端、所述二极管D7的一端相连接，所述二极管D7的另一端与所述电阻R4的一端相连接，所述电阻R4的另一端与所述电源VCC相连接。4.根据权利要求1所述的矿山防爆电器通断能力检测系统，其特征在于，所述配电系统包括依次连接的高压配电开关、通断检验变压器、低压保护开关、测试负载A；所述检验系统还包括：分别与矿山防爆电器输入端、输出端连接的陪试开关柜A和陪试开关柜B，所述陪试开关柜A的输入端与所述测试负载A相连，所述陪试开关柜B还连有测试负载B，所述测试负载B连有接地开关。5.根据权利要求1所述的矿山防爆电器通断能力检测系统，其特征在于，所述紫外传感器包括：光电倍增模块、直流负压供电模块、日盲紫外滤光模块、放大滤波模块、AD转换模块，其中，所述光电倍增模块的信号测试端置于所述灭弧室，所述直流负压供电模块的电压输出端与所述光电倍增模块的电源输入端相连接，所述日盲紫外滤光模块置于所述光电倍增模
块的信号测试端前端位置，所述光电倍增模块的信号输出端与所述放大滤波模块的信号输入端相连接，所述放大滤波模块的信号输出端与所述AD转换模块的信号输入端相连接，所述AD转换模块的信号输出端与所述信号处理单元的信号输入端相连接。6.根据权利要求5所述的矿山防爆电器通断能力检测系统，其特征在于，所述放大滤波模块包括：电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电容C2、接地端子GND4、接地端子GND5、电源VCC2、电源VCC3，其中，所述光电倍增模块的信号输出端与所述电容C1的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红奎，蓝益鹏，刘艺平，王帅，佟文明，于伟东，祖安，段存虎，王哲，常海英，朱剑锋，
申请(专利权)人：沈阳工业大学三一重型装备有限公司沈阳昊诚电气有限公司，
类型：发明
国别省市：