劉顯明 譚 薇 張振天

（中航工業(yè)沈陽黎明航空發(fā)動機（集團）有限責(zé)任公司，沈陽 110043）

真空感應(yīng)熔化爐是目前國內(nèi)生產(chǎn)大型真空熔模鑄件的最先進設(shè)備， 更是航空發(fā)動機制造業(yè)不可取代的設(shè)備。該設(shè)備可生產(chǎn)等軸晶、單晶鑄件、大型復(fù)雜件和環(huán)行件，最大可熔煉130千克鋼水，可生產(chǎn)1.2米直徑的鑄件。該設(shè)備具有PLC數(shù)據(jù)編程、數(shù)據(jù)采集、模擬澆注功能，能實現(xiàn)定序、自動和手動三種方式熔鑄。對該設(shè)備的漏電流報警系統(tǒng)進行研制對于保證設(shè)備安全運行非常重要。

1 漏電流報警系統(tǒng)功能原理

1.1 漏電流顯示：

漏電流信號電壓是由GLD扼流單元產(chǎn)生的，加到GLD控制單元的TB1-3和TB1-4兩端，經(jīng)差值運算放大器、全波整流器、濾波器、跟隨器送到顯示器。能顯示0～199.9mA的電流。但是若漏電流極限值定為60mA，那么設(shè)備正常工作時，顯示器顯示的電流為0～59.9mA；當(dāng)漏電流達(dá)到60mA或超過60mA時，控制單元有燈光報警。同時產(chǎn)生一個0V低電平信號，經(jīng)TB2-29輸出，停止設(shè)備工作。

1.2 漏電流極限燈報警顯示，產(chǎn)生“電流斷”信號

若RP2電位器使TB2-18電位為零時，經(jīng)計算，輸入到U15-3的電壓為1.65V，經(jīng)放大，由U15-1輸出3.3V，經(jīng)R30加到U11-12的為2.89V，U11為同相滯回比較器，其反相輸入端U11-13的電位是隨著漏電流的增加而增加，當(dāng)漏電流達(dá)到60mA時，加到U11-13的電壓就超過2.89V，U11-14輸出低電平，使U5組成R-S觸發(fā)器。10腳輸出高電平，Q2導(dǎo)通，漏電流極限報警燈L2點亮，說明漏電流已超過原設(shè)定的漏電流極限值。與此同時U14-12輸出0V低電平，產(chǎn)生了“電流斷”信號，去控制主機停機。

1.3 漏電壓極限報警顯示，產(chǎn)生“電壓斷”信號

漏電壓信號由GLD扼流單元產(chǎn)生，送到GLD控制單元的TB1-5和TB1-6端子，經(jīng)放大整流送到同相比較器U15-9反相輸入端，而同相比較器正相輸入端的電位為0.91V，當(dāng)GLD扼流單元的交流輸入電壓升高時，漏電壓信號電壓也隨之升高，當(dāng)升高超過0.91V時，比較器U15-8輸出低電平，由U8組成的R-S觸發(fā)器U8-3輸出高電平，Q3導(dǎo)通，點亮L3，說明漏電壓已超過原設(shè)定的漏電壓極限值，與此同時，U14-10輸出0V低電平，產(chǎn)生了“電壓斷”信號，去控制主機停機。

1.4 “GLD ON”顯示

由GLD扼流單元產(chǎn)生的漏電壓信號，在正常情況下，即加到GLD的交流電壓為48V AC 50Hz時，漏電壓信號為0.3V，加到GLD的TB1-5，TB1-6間，經(jīng)放大整流積分后，U10-14輸出0.3V，加到U12-13反相輸入端，其輸出端U12-14為 -13V，-13V加到反相滯回比較器的反相輸入端，而正相輸入端只有-0.37V的固定電位，所以比較器U12-8輸出高電平（+14V），加到由U5組成的R-S比較器的輸入端R-S輸出端U5-3低電平，Q1導(dǎo)通，點亮“GLD ON”顯示燈L1，說明GLD已接通。同時U14-15輸出+5V高電平，送至主機控制系統(tǒng)。

1.5 報警燈L2、L3復(fù)位，內(nèi)部復(fù)位和外部復(fù)位

由于漏電流、電壓達(dá)到極限值時，點亮了L2或L3，當(dāng)排除了故障后，L2、L3仍然被點亮。這時，只要按一下面板上的按鈕開關(guān)SW1就能使R-S觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，使L2、L3處于正常狀態(tài)，被熄滅。同樣當(dāng)外部復(fù)位低電平信號加到TB2-21，被點亮的L2、L3也同樣被熄滅。

1.6 漏電流極限值調(diào)節(jié)60mA-90mA

面板上RP2電位器就是用來調(diào)節(jié)漏電流靈敏度的，調(diào)節(jié)的范圍是60-90mA，也就是說漏電流的極限值是從60-90中的任意一個值。只要是定了某個值，當(dāng)漏電流達(dá)到或超過此值時，漏電流報警顯示燈才被點亮。

當(dāng)TB2-18點為0V時，漏電流極限值為60mA，那么當(dāng)TB2-18這點為+5V時，為何是90mA呢？當(dāng)TB2-18電位為+5V時，計算使U15-3點為2.51V，U15-1為5.02V，U11-12輸入端為4.5V，也就是當(dāng)漏電流在50Ω電阻上產(chǎn)生4.5V時，漏電流正好是90mA，顯示器顯示的電流就是漏電流90mA。如圖1所示。

1.7 漏電流試驗，同時產(chǎn)生逆變停信號

當(dāng)按下SW2按鈕開關(guān)時，繼電器GTR得電吸合，其常開觸點閉合，短路了泄漏電阻，產(chǎn)生了一個較大的漏電流，超過了設(shè)定的漏電流極限值，顯示一下，就保護了，說明漏電流報警單元正常。每隔一定時間，自校一次；同時GTR繼電器的另一個常開觸點使TB2-22接地，設(shè)備逆變電路停止工作，從而保護了設(shè)備。

結(jié)語

通過進行室內(nèi)對比調(diào)試及現(xiàn)場調(diào)試試驗，研制的漏電流報警系統(tǒng)其技術(shù)指標(biāo)和性能達(dá)到進口設(shè)備電氣控制的要求，達(dá)到國內(nèi)外同類設(shè)備的先進水平，滿足了航空發(fā)動機生產(chǎn)的技術(shù)要求，同時創(chuàng)造了效益，降低了費用。

[1]王軍.低壓系統(tǒng)中斷路器極數(shù)的選擇與應(yīng)用[A].山東省石油學(xué)會油田電力、通信及自動化技術(shù)研討會優(yōu)秀工程技術(shù)論文集[C],2009.

[2]于強強.電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與數(shù)據(jù)模塊的實現(xiàn)[D];山東大學(xué);2008.

[3]李曉東.趙培江.漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)的電氣設(shè)計[J].低溫建筑技術(shù).2007（02）.