礦用綜合保護插件全自動系統的設計

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的設計

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來說至關重要。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備，并把其列為煤礦安全檢查的重要一項——國家將根據煤礦安全檢查的結果來決定是否頒發煤礦安全許可證，沒有取得煤礦安全許可證的煤礦將不得生產。隨著對安全生產的宣傳和國家相關政策的出臺，各個礦務局、煤礦對安全生產也越來越重視，煤炭高效安全生產技術及裝備成為礦務局、煤礦關注、采購的熱點。礦用綜合保護插件全自動測試系統作為煤炭高效安全生產中的礦用綜合保護插件的專用測試設備，其設計開發具有廣闊的前景。本文，筆者根據自身的實踐，研究開發一個新的礦用綜合保護插件全自動系統。

一、礦用綜合保護插件全自動系統的設計內容

筆者設計的綜合保護器插件通用測試系統，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備。其研究內容主要包括測試系統硬件設計（其中包括測試臺設計）、測試系統的軟件設計。

二、設計前準備工作

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，是設計前要考慮的內容。本文，筆者針對插件自動測試系統的系統構建及設計實現，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展狀況。

2.建立了插件檢測結構模型，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，以保證測試系統的順利完成。

三、設計方案和測試要求

1.該測試系統采用的技術方案。

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

（2）搭建系統的基本應用框架，定義基本的數據結構、各模塊之間的接口關系，然后從基本模塊開始，首先實現關鍵模塊，再逐步實現其他模塊，最后完善整個測試系統。

2.測試系統的硬件功能。模擬電氣保護裝置的實際工作環境與實際工作條件，產生出各種可控參數，人為模擬各種故障，檢測各種保護器能否按照設計技術要求正常工作。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據的自動測試系統。

3.通用測試系統設計注意事項。通用測試系統設計時，需綜合考慮各種因素，如測試系統的測試框架的搭建，測試系統采用的故障檢測和故障診斷方法，測試系統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、軟件開發平臺的選擇，測試信號點的選擇，數據結構的描述等都是設計時的難點，也是測試系統完成預定目標和確定研制周期長短的關鍵因素。

四、礦用綜合保護插件全自動系統設計

1.該系統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。

2.建立自動測試體系結構，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的硬件和軟件資源 的測試和開發，以降低了成本。

4.在系統構成上，在實現激勵和響應的檢測時，通過測試系統中的計算機進行數字處理和分析，并得出測試結果。

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

五、設計創新點

該插件自動測試系統順應測試系統的發展趨勢，融入了當前的最新技術和思想，采用了集成儀器的概念和自動測試的體系結構，將通用軟件技術與人工智能技術相結合，使測試系統具有更強大的功能。

1.測試種類全。常用的不同功能、不同型號、不同生產廠家的礦用綜合保護插件均可用一套測試系統進行測試，即礦用高壓開關用綜合保護插件、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進行測試，實現了一機多用；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進行測試；同一型號不同生產廠家的綜合保護插件也可用該測試系統進行測試，解決了不同生產廠家的綜合保護插件測試的通用性問題。

2.測試項目全。可進行漏電、短路、過載、斷相等全部項目測試。因此，該設計將計算機測控技術應用于礦用綜合保護器測試，在測試系統構成上采用組件式結構，提高了測試效率和測試精度，并使系統具有良好的可擴充性，具有一定的學術意義。

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