湖北鄂州華容供電公司 吳淑萍

礦用綜合保護(hù)插件全自動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

湖北鄂州華容供電公司 吳淑萍

電氣保護(hù)插件是指各類高低壓防爆開(kāi)關(guān)及與礦用防爆磁力啟動(dòng)器配用的電氣保護(hù)裝置，其工作性能的好壞對(duì)開(kāi)關(guān)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。目前，國(guó)家要求每個(gè)煤礦必須配備礦用綜合保護(hù)插件的專用測(cè)試設(shè)備，并把其列為煤礦安全檢查的重要一項(xiàng)——國(guó)家將根據(jù)煤礦安全檢查的結(jié)果來(lái)決定是否頒發(fā)煤礦安全許可證，沒(méi)有取得煤礦安全許可證的煤礦將不得生產(chǎn)。隨著對(duì)安全生產(chǎn)的宣傳和國(guó)家相關(guān)政策的出臺(tái)，各個(gè)礦務(wù)局、煤礦對(duì)安全生產(chǎn)也越來(lái)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(gòu)的熱點(diǎn)。礦用綜合保護(hù)插件全自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)作為煤炭高效安全生產(chǎn)中的礦用綜合保護(hù)插件的專用測(cè)試設(shè)備，其設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)具有廣闊的前景。本文，筆者根據(jù)自身的實(shí)踐，研究開(kāi)發(fā)一個(gè)新的礦用綜合保護(hù)插件全自動(dòng)系統(tǒng)。

一、礦用綜合保護(hù)插件全自動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容

筆者設(shè)計(jì)的綜合保護(hù)器插件通用測(cè)試系統(tǒng)，主要是對(duì)各種不同類型電子保護(hù)插件進(jìn)行模擬、檢測(cè)試驗(yàn)和維護(hù)，以作為煤礦各保護(hù)插件安全檢測(cè)設(shè)備。其研究?jī)?nèi)容主要包括測(cè)試系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)（其中包括測(cè)試臺(tái)設(shè)計(jì)）、測(cè)試系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。

二、設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備工作

了解煤礦用各種保護(hù)器類型、各種保護(hù)器需要完成的測(cè)試項(xiàng)目、對(duì)保護(hù)器測(cè)試精度要求，是設(shè)計(jì)前要考慮的內(nèi)容。本文，筆者針對(duì)插件自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)建及設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，主要做了以下工作 。

1.研究了當(dāng)前礦用磁力啟動(dòng)器綜合保護(hù)插件測(cè)試的情況以及插件的發(fā)展?fàn)顩r。

2.建立了插件檢測(cè)結(jié)構(gòu)模型，對(duì)于不同種類的插件的不同測(cè)試需求進(jìn)行了綜合分析，抽象出了具有共性的插件檢測(cè)測(cè)試模型。對(duì)各種被測(cè)對(duì)象進(jìn)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(cè)試系統(tǒng)的順利完成。

三、設(shè)計(jì)方案和測(cè)試要求

1.該測(cè)試系統(tǒng)采用的技術(shù)方案。

（1）明確被測(cè)試對(duì)象和設(shè)計(jì)目標(biāo)，從總體上建好系統(tǒng)框架，定義設(shè)計(jì)目標(biāo)和測(cè)試方法，進(jìn)行模塊分割和軟硬件劃分，對(duì)軟硬件進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。

（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(kāi)始，首先實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵模塊，再逐步實(shí)現(xiàn)其他模塊，最后完善整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)。

2.測(cè)試系統(tǒng)的硬件功能。模擬電氣保護(hù)裝置的實(shí)際工作環(huán)境與實(shí)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(cè)各種保護(hù)器能否按照設(shè)計(jì)技術(shù)要求正常工作。例如，檢測(cè)保護(hù)器在過(guò)載情況下，是否按照延時(shí)要求準(zhǔn)確動(dòng)作，并準(zhǔn)確測(cè)量動(dòng)作時(shí)間；在短路情況下，能否速動(dòng)；在漏電情況下的漏電電阻的大小以及漏電動(dòng)作時(shí)間等。即開(kāi)發(fā)既能定性又能定量檢測(cè)，采用鍵盤(pán)或屏幕菜單式輸入，由電腦自動(dòng)控制，即刻打印出各類測(cè)試數(shù)據(jù)的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。

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

（1）硬件注意事項(xiàng)。從硬件上來(lái)說(shuō)，PC機(jī)的選擇（主頻、內(nèi)存的大小等）、接口電路的選擇以及信號(hào)采集的方式、進(jìn)行邏輯分析的方式等都需綜合分析。

（2）軟件注意事項(xiàng)。從軟件上來(lái)說(shuō)，操作系統(tǒng)、軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)的選擇，測(cè)試信號(hào)點(diǎn)的選擇，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述等都是設(shè)計(jì)時(shí)的難點(diǎn)，也是測(cè)試系統(tǒng)完成預(yù)定目標(biāo)和確定研制周期長(zhǎng)短的關(guān)鍵因素。

四、礦用綜合保護(hù)插件全自動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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

2.建立自動(dòng)測(cè)試體系結(jié)構(gòu)，能在計(jì)算機(jī)的控制和Windows多窗口的管理下完成插件的自動(dòng)測(cè)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(cè)試和開(kāi)發(fā)，以降低了成本。

4.在系統(tǒng)構(gòu)成上，在實(shí)現(xiàn)激勵(lì)和響應(yīng)的檢測(cè)時(shí)，通過(guò)測(cè)試系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字處理和分析，并得出測(cè)試結(jié)果。

5.使用通用軟件技術(shù)簡(jiǎn)化硬件電路設(shè)計(jì)，使測(cè)試系統(tǒng)的使用更靈活、自動(dòng)化程度更高，同時(shí)為用戶提供更友好的人機(jī)界面。

五、設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)

該插件自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)順應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，融入了當(dāng)前的最新技術(shù)和思想，采用了集成儀器的概念和自動(dòng)測(cè)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(cè)試系統(tǒng)具有更強(qiáng)大的功能。

1.測(cè)試種類全。常用的不同功能、不同型號(hào)、不同生產(chǎn)廠家的礦用綜合保護(hù)插件均可用一套測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，即礦用高壓開(kāi)關(guān)用綜合保護(hù)插件、低壓饋電用綜合保護(hù)插件、移動(dòng)變電站用綜合保護(hù)插件、電動(dòng)機(jī)用綜合保護(hù)插件、煤電鉆用綜合保護(hù)插件、照明通信用綜合保護(hù)插件等，不同大類礦用綜合保護(hù)插件可用一套該測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用；同一大類中不同型號(hào)的礦用綜合保護(hù)插件均可用該測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試；同一型號(hào)不同生產(chǎn)廠家的綜合保護(hù)插件也可用該測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，解決了不同生產(chǎn)廠家的綜合保護(hù)插件測(cè)試的通用性問(wèn)題。

2.測(cè)試項(xiàng)目全?？蛇M(jìn)行漏電、短路、過(guò)載、斷相等全部項(xiàng)目測(cè)試。因此，該設(shè)計(jì)將計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)應(yīng)用于礦用綜合保護(hù)器測(cè)試，在測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)成上采用組件式結(jié)構(gòu)，提高了測(cè)試效率和測(cè)試精度，并使系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)充性，具有一定的學(xué)術(shù)意義。

該設(shè)計(jì)產(chǎn)品投入使用后，大大提高了礦用綜合保護(hù)器的測(cè)試效率，節(jié)省了測(cè)試時(shí)間，從而促進(jìn)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(hù)器保護(hù)而運(yùn)行的違章操作，提高了煤礦的產(chǎn)煤量，滿足了國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)煤炭的需求，提高煤礦的經(jīng)濟(jì)效益，有利于煤礦的安全生產(chǎn)，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。