矿用综合保护插件全自动系统的设计

湖北鄂州华容供电公司 吴淑萍

矿用综合保护插件全自动系统的设计

湖北鄂州华容供电公司 吴淑萍

电气保护插件是指各类高低压防爆开关及与矿用防爆磁力启动器配用的电气保护装置，其工作性能的好坏对开关来说至关重要。目前，国家要求每个煤矿必须配备矿用综合保护插件的专用测试设备，并把其列为煤矿安全检查的重要一项——国家将根据煤矿安全检查的结果来决定是否颁发煤矿安全许可证，没有取得煤矿安全许可证的煤矿将不得生产。随着对安全生产的宣传和国家相关政策的出台，各个矿务局、煤矿对安全生产也越来越重视，煤炭高效安全生产技术及装备成为矿务局、煤矿关注、采购的热点。矿用综合保护插件全自动测试系统作为煤炭高效安全生产中的矿用综合保护插件的专用测试设备，其设计开发具有广阔的前景。本文，笔者根据自身的实践，研究开发一个新的矿用综合保护插件全自动系统。

一、矿用综合保护插件全自动系统的设计内容

笔者设计的综合保护器插件通用测试系统，主要是对各种不同类型电子保护插件进行模拟、检测试验和维护，以作为煤矿各保护插件安全检测设备。其研究内容主要包括测试系统硬件设计（其中包括测试台设计）、测试系统的软件设计。

二、设计前准备工作

了解煤矿用各种保护器类型、各种保护器需要完成的测试项目、对保护器测试精度要求，是设计前要考虑的内容。本文，笔者针对插件自动测试系统的系统构建及设计实现，主要做了以下工作 。

1.研究了当前矿用磁力启动器综合保护插件测试的情况以及插件的发展状况。

2.建立了插件检测结构模型，对于不同种类的插件的不同测试需求进行了综合分析，抽象出了具有共性的插件检测测试模型。对各种被测对象进行综合分析、概括抽象，合理地抽象出插件的共有特性，以保证测试系统的顺利完成。

三、设计方案和测试要求

1.该测试系统采用的技术方案。

（1）明确被测试对象和设计目标，从总体上建好系统框架，定义设计目标和测试方法，进行模块分割和软硬件划分，对软硬件进行总体设计。

（2）搭建系统的基本应用框架，定义基本的数据结构、各模块之间的接口关系，然后从基本模块开始，首先实现关键模块，再逐步实现其他模块，最后完善整个测试系统。

2.测试系统的硬件功能。模拟电气保护装置的实际工作环境与实际工作条件，产生出各种可控参数，人为模拟各种故障，检测各种保护器能否按照设计技术要求正常工作。例如，检测保护器在过载情况下，是否按照延时要求准确动作，并准确测量动作时间；在短路情况下，能否速动；在漏电情况下的漏电电阻的大小以及漏电动作时间等。即开发既能定性又能定量检测，采用键盘或屏幕菜单式输入，由电脑自动控制，即刻打印出各类测试数据的自动测试系统。

3.通用测试系统设计注意事项。通用测试系统设计时，需综合考虑各种因素，如测试系统的测试框架的搭建，测试系统采用的故障检测和故障诊断方法，测试系统的软硬件功能的划分。

（1）硬件注意事项。从硬件上来说，PC机的选择（主频、内存的大小等）、接口电路的选择以及信号采集的方式、进行逻辑分析的方式等都需综合分析。

（2）软件注意事项。从软件上来说，操作系统、软件开发平台的选择，测试信号点的选择，数据结构的描述等都是设计时的难点，也是测试系统完成预定目标和确定研制周期长短的关键因素。

四、矿用综合保护插件全自动系统设计

1.该系统采用集成仪器的概念，采用通用的硬件平台，为插件检测的通用性提供基础。

2.建立自动测试体系结构，能在计算机的控制和Windows多窗口的管理下完成插件的自动测试。

3.加快不同类型的插件共享系统的硬件和软件资源 的测试和开发，以降低了成本。

4.在系统构成上，在实现激励和响应的检测时，通过测试系统中的计算机进行数字处理和分析，并得出测试结果。

5.使用通用软件技术简化硬件电路设计，使测试系统的使用更灵活、自动化程度更高，同时为用户提供更友好的人机界面。

五、设计创新点

该插件自动测试系统顺应测试系统的发展趋势，融入了当前的最新技术和思想，采用了集成仪器的概念和自动测试的体系结构，将通用软件技术与人工智能技术相结合，使测试系统具有更强大的功能。

1.测试种类全。常用的不同功能、不同型号、不同生产厂家的矿用综合保护插件均可用一套测试系统进行测试，即矿用高压开关用综合保护插件、低压馈电用综合保护插件、移动变电站用综合保护插件、电动机用综合保护插件、煤电钻用综合保护插件、照明通信用综合保护插件等，不同大类矿用综合保护插件可用一套该测试系统进行测试，实现了一机多用；同一大类中不同型号的矿用综合保护插件均可用该测试系统进行测试；同一型号不同生产厂家的综合保护插件也可用该测试系统进行测试，解决了不同生产厂家的综合保护插件测试的通用性问题。

2.测试项目全。可进行漏电、短路、过载、断相等全部项目测试。因此，该设计将计算机测控技术应用于矿用综合保护器测试，在测试系统构成上采用组件式结构，提高了测试效率和测试精度，并使系统具有良好的可扩充性，具有一定的学术意义。

该设计产品投入使用后，大大提高了矿用综合保护器的测试效率，节省了测试时间，从而促进了煤矿的高效安全生产；从技术上杜绝井下电气设备脱离矿用综合保护器保护而运行的违章操作，提高了煤矿的产煤量，满足了国民经济发展对煤炭的需求，提高煤矿的经济效益，有利于煤矿的安全生产，具有重大的经济效益和社会效益。