礦用綜合保護插件全自動系統(tǒng)的設(shè)計

湖北鄂州華容供電公司 吳淑萍

礦用綜合保護插件全自動系統(tǒng)的設(shè)計

湖北鄂州華容供電公司 吳淑萍

電氣保護插件是指各類高低壓防爆開關(guān)及與礦用防爆磁力啟動器配用的電氣保護裝置，其工作性能的好壞對開關(guān)來說至關(guān)重要。目前，國家要求每個煤礦必須配備礦用綜合保護插件的專用測試設(shè)備，并把其列為煤礦安全檢查的重要一項——國家將根據(jù)煤礦安全檢查的結(jié)果來決定是否頒發(fā)煤礦安全許可證，沒有取得煤礦安全許可證的煤礦將不得生產(chǎn)。隨著對安全生產(chǎn)的宣傳和國家相關(guān)政策的出臺，各個礦務(wù)局、煤礦對安全生產(chǎn)也越來越重視，煤炭高效安全生產(chǎn)技術(shù)及裝備成為礦務(wù)局、煤礦關(guān)注、采購的熱點。礦用綜合保護插件全自動測試系統(tǒng)作為煤炭高效安全生產(chǎn)中的礦用綜合保護插件的專用測試設(shè)備，其設(shè)計開發(fā)具有廣闊的前景。本文，筆者根據(jù)自身的實踐，研究開發(fā)一個新的礦用綜合保護插件全自動系統(tǒng)。

一、礦用綜合保護插件全自動系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容

筆者設(shè)計的綜合保護器插件通用測試系統(tǒng)，主要是對各種不同類型電子保護插件進行模擬、檢測試驗和維護，以作為煤礦各保護插件安全檢測設(shè)備。其研究內(nèi)容主要包括測試系統(tǒng)硬件設(shè)計（其中包括測試臺設(shè)計）、測試系統(tǒng)的軟件設(shè)計。

二、設(shè)計前準備工作

了解煤礦用各種保護器類型、各種保護器需要完成的測試項目、對保護器測試精度要求，是設(shè)計前要考慮的內(nèi)容。本文，筆者針對插件自動測試系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)建及設(shè)計實現(xiàn)，主要做了以下工作 。

1.研究了當前礦用磁力啟動器綜合保護插件測試的情況以及插件的發(fā)展狀況。

2.建立了插件檢測結(jié)構(gòu)模型，對于不同種類的插件的不同測試需求進行了綜合分析，抽象出了具有共性的插件檢測測試模型。對各種被測對象進行綜合分析、概括抽象，合理地抽象出插件的共有特性，以保證測試系統(tǒng)的順利完成。

三、設(shè)計方案和測試要求

1.該測試系統(tǒng)采用的技術(shù)方案。

（1）明確被測試對象和設(shè)計目標，從總體上建好系統(tǒng)框架，定義設(shè)計目標和測試方法，進行模塊分割和軟硬件劃分，對軟硬件進行總體設(shè)計。

（2）搭建系統(tǒng)的基本應(yīng)用框架，定義基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、各模塊之間的接口關(guān)系，然后從基本模塊開始，首先實現(xiàn)關(guān)鍵模塊，再逐步實現(xiàn)其他模塊，最后完善整個測試系統(tǒng)。

2.測試系統(tǒng)的硬件功能。模擬電氣保護裝置的實際工作環(huán)境與實際工作條件，產(chǎn)生出各種可控參數(shù)，人為模擬各種故障，檢測各種保護器能否按照設(shè)計技術(shù)要求正常工作。例如，檢測保護器在過載情況下，是否按照延時要求準確動作，并準確測量動作時間；在短路情況下，能否速動；在漏電情況下的漏電電阻的大小以及漏電動作時間等。即開發(fā)既能定性又能定量檢測，采用鍵盤或屏幕菜單式輸入，由電腦自動控制，即刻打印出各類測試數(shù)據(jù)的自動測試系統(tǒng)。

3.通用測試系統(tǒng)設(shè)計注意事項。通用測試系統(tǒng)設(shè)計時，需綜合考慮各種因素，如測試系統(tǒng)的測試框架的搭建，測試系統(tǒng)采用的故障檢測和故障診斷方法，測試系統(tǒng)的軟硬件功能的劃分。

（1）硬件注意事項。從硬件上來說，PC機的選擇（主頻、內(nèi)存的大小等）、接口電路的選擇以及信號采集的方式、進行邏輯分析的方式等都需綜合分析。

（2）軟件注意事項。從軟件上來說，操作系統(tǒng)、軟件開發(fā)平臺的選擇，測試信號點的選擇，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述等都是設(shè)計時的難點，也是測試系統(tǒng)完成預(yù)定目標和確定研制周期長短的關(guān)鍵因素。

四、礦用綜合保護插件全自動系統(tǒng)設(shè)計

1.該系統(tǒng)采用集成儀器的概念，采用通用的硬件平臺，為插件檢測的通用性提供基礎(chǔ)。

2.建立自動測試體系結(jié)構(gòu)，能在計算機的控制和Windows多窗口的管理下完成插件的自動測試。

3.加快不同類型的插件共享系統(tǒng)的硬件和軟件資源 的測試和開發(fā)，以降低了成本。

4.在系統(tǒng)構(gòu)成上，在實現(xiàn)激勵和響應(yīng)的檢測時，通過測試系統(tǒng)中的計算機進行數(shù)字處理和分析，并得出測試結(jié)果。

5.使用通用軟件技術(shù)簡化硬件電路設(shè)計，使測試系統(tǒng)的使用更靈活、自動化程度更高，同時為用戶提供更友好的人機界面。

五、設(shè)計創(chuàng)新點

該插件自動測試系統(tǒng)順應(yīng)測試系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，融入了當前的最新技術(shù)和思想，采用了集成儀器的概念和自動測試的體系結(jié)構(gòu)，將通用軟件技術(shù)與人工智能技術(shù)相結(jié)合，使測試系統(tǒng)具有更強大的功能。

1.測試種類全。常用的不同功能、不同型號、不同生產(chǎn)廠家的礦用綜合保護插件均可用一套測試系統(tǒng)進行測試，即礦用高壓開關(guān)用綜合保護插件、低壓饋電用綜合保護插件、移動變電站用綜合保護插件、電動機用綜合保護插件、煤電鉆用綜合保護插件、照明通信用綜合保護插件等，不同大類礦用綜合保護插件可用一套該測試系統(tǒng)進行測試，實現(xiàn)了一機多用；同一大類中不同型號的礦用綜合保護插件均可用該測試系統(tǒng)進行測試；同一型號不同生產(chǎn)廠家的綜合保護插件也可用該測試系統(tǒng)進行測試，解決了不同生產(chǎn)廠家的綜合保護插件測試的通用性問題。

2.測試項目全?？蛇M行漏電、短路、過載、斷相等全部項目測試。因此，該設(shè)計將計算機測控技術(shù)應(yīng)用于礦用綜合保護器測試，在測試系統(tǒng)構(gòu)成上采用組件式結(jié)構(gòu)，提高了測試效率和測試精度，并使系統(tǒng)具有良好的可擴充性，具有一定的學術(shù)意義。

該設(shè)計產(chǎn)品投入使用后，大大提高了礦用綜合保護器的測試效率，節(jié)省了測試時間，從而促進了煤礦的高效安全生產(chǎn)；從技術(shù)上杜絕井下電氣設(shè)備脫離礦用綜合保護器保護而運行的違章操作，提高了煤礦的產(chǎn)煤量，滿足了國民經(jīng)濟發(fā)展對煤炭的需求，提高煤礦的經(jīng)濟效益，有利于煤礦的安全生產(chǎn)，具有重大的經(jīng)濟效益和社會效益。