畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）JDB225型真空磁力起動(dòng)器保護(hù)裝置測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、中北大學(xué)2010屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書1 緒論11 課題研究的意義和背景煤礦井下大型用電器是以采區(qū)各個(gè)設(shè)備的電動(dòng)機(jī)為主1，故在井下會(huì)大量使用到j(luò)db-225型真空磁力起動(dòng)器保護(hù)裝置。由于煤礦井下工作環(huán)境復(fù)雜，有如下的特點(diǎn)：（1）正常情況下，礦井電源應(yīng)采用分列運(yùn)行方式，一回路運(yùn)行時(shí)另一回路必須帶電備用，以保證供電的連續(xù)性2；（2）專用一級(jí)負(fù)荷電源線路；（3）井下空氣中含有易燃易爆的瓦斯和煤塵3；（4）設(shè)備對(duì)地泄漏電流可能引爆電雷管4；（5）井下空間狹窄人體易觸電；（6）冒頂、片幫事故可損害電纜等電氣設(shè)備；（7）井下的條件使設(shè)備易受潮；（8）有些硐室、巷道溫度高，設(shè)備散熱條件差；（9）采掘設(shè)備移動(dòng)、啟動(dòng)

2、頻繁常產(chǎn)生短時(shí)過載；（10）為防出水事故，排水設(shè)備對(duì)供電要求高；（11）井下停電可導(dǎo)致水淹、瓦斯聚集，故對(duì)抽水機(jī)、排風(fēng)扇的供電安全性和穩(wěn)定性要求很高，應(yīng)為這類事故一旦發(fā)生將對(duì)人生安全和生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響；(12）井下空間狹窄，人員、設(shè)備流動(dòng)量大，容易對(duì)電纜等電氣設(shè)備擠壓磨損，造成漏電事故；(13）井下水大，容易產(chǎn)生泉涌事故5。因此對(duì)于jdb-225型真空磁力起動(dòng)器保護(hù)裝置的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在保證煤礦安全運(yùn)行中就顯得尤為重要了，而且在設(shè)計(jì)的過程中必須考慮到線路的阻燃和設(shè)備隔爆6這兩個(gè)重要問題。12 國(guó)內(nèi)外技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)同類產(chǎn)品未見國(guó)外報(bào)道。礦用高低壓防爆開關(guān)及礦用防爆磁力起動(dòng)器保護(hù)器插件測(cè)試

3、系統(tǒng)，目前主要有兩類，一類是針對(duì)某種插件的專用測(cè)試儀器，一般是通過面板上的各種開關(guān)對(duì)被測(cè)插件進(jìn)行控制，通過面板上的儀表或其他儀表進(jìn)行輸出信號(hào)的檢測(cè)，其精度低、操作麻煩，通用性低；另一類是簡(jiǎn)單的在線測(cè)試，即設(shè)備在工作狀態(tài)，通過設(shè)備自身所帶的試驗(yàn)按鈕來檢驗(yàn)保護(hù)插件相應(yīng)的保護(hù)電路工作是否正常，其測(cè)試結(jié)果是不完全的。由于綜合保護(hù)插件種類繁多，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家眾多，而不同的煤礦選用不同的產(chǎn)品，這就意味著礦用高低壓防爆開關(guān)及礦用防爆磁力起動(dòng)器保護(hù)器測(cè)試系統(tǒng)為非標(biāo)產(chǎn)品，因此國(guó)內(nèi)作此項(xiàng)工作的單位并不多。而煤礦生產(chǎn)一線對(duì)礦用綜合保護(hù)插件的測(cè)試手段和測(cè)試裝置落后，大部分為手工測(cè)試，測(cè)試項(xiàng)目不全、精度低而且效率差。由于

4、煤礦生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的礦用綜合保護(hù)插件數(shù)量很大，因而其測(cè)試工作量很大，往往出現(xiàn)由于礦用綜合保護(hù)插件測(cè)試效率低費(fèi)時(shí)長(zhǎng)而耽誤井下生產(chǎn)的現(xiàn)象，在煤礦高額生產(chǎn)任務(wù)的條件下這種現(xiàn)象往往又帶來井下電氣設(shè)備脫離礦用綜合保護(hù)插件保護(hù)運(yùn)行的不安全現(xiàn)象。（1）淮南無線電七廠在八十年代為了對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)檢查，研制出了用于檢測(cè)該廠生產(chǎn)的jdb系列電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)器的測(cè)試臺(tái)。該試驗(yàn)臺(tái)可供jdb系列電動(dòng)機(jī)保護(hù)器調(diào)整試驗(yàn)用。（2）煤科總院上海分院電氣設(shè)備廠研制生產(chǎn)的，主要用于檢測(cè)礦用低壓隔爆型電器設(shè)備內(nèi)部各種電子保護(hù)裝置的動(dòng)作性能和技術(shù)參數(shù)。（3）由湘潭礦業(yè)學(xué)院自動(dòng)化研究所開發(fā)出的專門用于檢測(cè)國(guó)產(chǎn)真空高壓隔爆開關(guān)綜合保護(hù)器各項(xiàng)性能指

5、標(biāo)的測(cè)試儀。（4）由淮南工業(yè)學(xué)院設(shè)計(jì)、研制出mdzd型多功能試驗(yàn)裝置。（5）浙江溫州八達(dá)真空開關(guān)廠生產(chǎn)的yzb01、yzb02礦用綜合保護(hù)插件測(cè)試系統(tǒng)為本項(xiàng)目的同類產(chǎn)品，但yzb01、yzb02存在著只能測(cè)試特定廠家生產(chǎn)的礦用綜合保護(hù)插件而不能通用測(cè)試所有廠家生產(chǎn)的礦用綜合保護(hù)插件和不能擴(kuò)展測(cè)試新型號(hào)礦用綜合保護(hù)插件的缺陷，此外其還存在著操作煩瑣、對(duì)測(cè)試者專業(yè)技術(shù)水平要求高、測(cè)試數(shù)據(jù)不能打印等不足之處789。隨著煤炭工業(yè)的迅速發(fā)展，需要一種全自動(dòng)的礦用綜合保護(hù)器插件測(cè)試系統(tǒng)來滿足煤礦安全高效生產(chǎn)需要10。而檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)在檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用，使得對(duì)礦用綜合保護(hù)插件進(jìn)行全自動(dòng)測(cè)試、

6、提高測(cè)試準(zhǔn)確性和測(cè)試效率，成為礦用綜合保護(hù)插件測(cè)試技術(shù)與設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)。2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析2.1 高壓綜合保護(hù)器的主要參數(shù)及其對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的要求現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)高壓隔爆開關(guān)綜合保護(hù)器的主要參數(shù)如下：（1）過載保護(hù)高壓綜合保護(hù)器的過載保護(hù)可在210a之間分檔整定，過載電流可在a相或c相產(chǎn)生因此，要求測(cè)試系統(tǒng)能在010a間調(diào)整過載電流，并且能分別從a相或c相輸入，同時(shí)要求測(cè)試儀能測(cè)定過載保護(hù)延時(shí)時(shí)間11。（2） 短路保護(hù)高壓綜合保護(hù)器的短路保護(hù)可在580a之間分檔整定，短路電流可在a相或c相產(chǎn)生因此，要求測(cè)試系統(tǒng)能在080a之間調(diào)整短路電流，并能分別以a相或c相輸入并且要求能測(cè)定短路保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間12。（3）

7、 漏電閉鎖 高壓綜合保護(hù)器的漏電閉鎖要求漏電阻可在22k±20%（660v時(shí)），7k±20%（380v時(shí)），因此要求測(cè)試系統(tǒng)能在5k45k之間調(diào)整漏電阻，并且要求能檢測(cè)漏電閉鎖能否完成。2.2 高壓綜合保護(hù)器的主要保護(hù)原理2.2.1 漏電保護(hù)原理圖2.1中，j為三相電抗器，r為限流電阻，r1為取樣電阻，c0為隔直電容， 為外加直流電源。附加直流電源所產(chǎn)生的電流為： （式2.1）式中， rl為三相電抗器每相線圈的直流電阻；r 為接地電阻；為三相電網(wǎng)對(duì)地總絕緣電阻。通過測(cè)量取樣電阻r1兩端的電壓 u1可計(jì)算出電流值： （式2.2）圖2.1 漏電保護(hù)原理圖由式(1)、式(2)得出

8、電網(wǎng)的對(duì)地絕緣值： （式2.3）由式(3)可實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)電路的連續(xù)監(jiān)測(cè)。在發(fā)生漏電故障后，當(dāng)r達(dá)到裝置設(shè)定的動(dòng)作值時(shí)，可迅速切除電源；當(dāng)絕緣值均勻下降時(shí)，可為實(shí)現(xiàn)漏電閉鎖提供監(jiān)測(cè)信號(hào)，這是附加直流電源漏電保護(hù)原理的優(yōu)點(diǎn)13。應(yīng)當(dāng)指出的是，附加直流電源漏電保護(hù)原理本身不具有選擇性，其與分支饋電開關(guān)間漏電保護(hù)的選擇性只能通過延時(shí)來實(shí)現(xiàn)1415。2.2.2 過載保護(hù)原理過載是指電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電流或電氣設(shè)備工作電流大于其額定電流，但超過額定電流的倍數(shù)小些，通常是額定電流的1.5倍以內(nèi)16。引起電動(dòng)機(jī)或電氣設(shè)備過載的原因很多，如負(fù)載突然增加，斷相運(yùn)行以及電網(wǎng)電壓降低等。若電動(dòng)機(jī)或電氣設(shè)備長(zhǎng)期過載運(yùn)行，其繞組

9、或電氣設(shè)備的溫升超過允許值使絕緣老化、損壞。過載保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與過載電流大小有關(guān)，其動(dòng)作值設(shè)定小于短路保護(hù)的動(dòng)作值17。動(dòng)作延時(shí)取決于過載程度，過載程度越大，延時(shí)越短；過載程度越小，延時(shí)越長(zhǎng)，此特性稱為反時(shí)限特性。延時(shí)環(huán)節(jié)由時(shí)間繼電器構(gòu)成，過載時(shí)，電流繼電器動(dòng)作，其觸點(diǎn)接通時(shí)間繼電器線圈，經(jīng)延時(shí)后時(shí)間繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，切斷主回路電源，同時(shí)發(fā)出過載信號(hào)。過載保護(hù)可由電磁式繼電器、電子式繼電器和熱繼電器實(shí)現(xiàn)18。2.2.3 短路保護(hù)原理當(dāng)電器或線路絕緣遭到損壞、負(fù)載短路、接線錯(cuò)誤時(shí)將產(chǎn)生短路現(xiàn)象。短路時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)故障電流可達(dá)到額定電流的十幾到幾十倍，使電氣設(shè)備或配電線路因過流而產(chǎn)生電

10、動(dòng)力損壞，甚至因電弧引起火災(zāi)。短路保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間要短，其動(dòng)作值設(shè)定較大，在很短的時(shí)間內(nèi)切斷電源。電磁式繼電器和電子式繼電器均可實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)19。2.2.4 斷相保護(hù)原理斷相保護(hù)器多用在三相電機(jī)電路上，如果缺少一路電，電機(jī)扭力會(huì)變小，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速會(huì)下降，從而導(dǎo)致其它兩路電流增大，燒毀電機(jī)繞組。其原理就是通過不同手段，對(duì)三相電進(jìn)行監(jiān)控，如有斷路情況，就會(huì)自動(dòng)切斷電源，避免燒毀繞組。相保護(hù)器的類型大至分為通過監(jiān)測(cè)各路電壓控制通斷和監(jiān)測(cè)各路電流進(jìn)行控制兩種。2.3 jdb-225型真空磁力起動(dòng)器保護(hù)裝置分析2.3.1 qbz-225型真空磁力起動(dòng)器基本參數(shù)表2.1 qbz-225型基本參數(shù)型號(hào)額定電壓（伏

11、）額定電流（安）在時(shí)最大控制電機(jī)功率（千瓦）保護(hù)類別jdb-225整定電流（安）qbz-225660（380）200170jdb-225200表2.2 qbz-225型接通與通電能力參數(shù)型號(hào)通斷條件接通條件備注u/uei功率因數(shù)±0.05（毫秒）振動(dòng)頻率±100(千赫)過振蕩系數(shù)y±0.5（試驗(yàn)通斷系數(shù)）次）u/uei試驗(yàn)次數(shù)（次）功率因數(shù)±0.05（毫秒）試驗(yàn)間隔（毫秒）通電時(shí)間（毫秒）qbz-2251.116000.35200×i0.2×ue0.81.1251.120001000.3551060200絕緣電阻主回路，相間，相對(duì)地絕

12、緣電阻值大于5m。控制回路，ckj線包對(duì)地，變壓器次級(jí)對(duì)地的絕緣電阻大于5m。工頻耐壓主回路，相間，相對(duì)地耐壓3000伏。控制回路，ckj線包對(duì)地，變壓器次級(jí)對(duì)地耐壓1200伏。吸引線圈在熱態(tài)吸合電壓為75%105%的任何電壓下均能可靠吸合，且冷態(tài)釋放電壓不小于100%。qbz-255型真空磁力起動(dòng)器使用jdb型綜合保護(hù)器具有過載短路，斷相閉鎖保護(hù)。2.3.2 jdb-225型真空磁力起動(dòng)器保護(hù)裝置引腳分析引腳輸入輸出開關(guān)量模擬量模擬量的范圍電壓量電流量開關(guān)量的開和關(guān)的對(duì)應(yīng)狀態(tài)引腳作用4、9輸入模擬量036v電壓量-向保護(hù)器供電33輸入模擬量電流量-漏電閉鎖3、4輸出開關(guān)量-電壓量開：保護(hù)器有

13、動(dòng)作信號(hào)輸出關(guān)：保護(hù)器無動(dòng)作信號(hào)輸出動(dòng)作信號(hào)輸出表2.3 保護(hù)器引腳功能2.3.3 線路工作原理（1）起動(dòng)前隔離換向開關(guān)hgk打到正或反轉(zhuǎn)時(shí)控制變壓器有電，在主回路負(fù)荷側(cè)不漏電時(shí)，jdb綜合保護(hù)器觸點(diǎn)3、4閉合為啟動(dòng)做準(zhǔn)備。（2）起動(dòng)用本機(jī)近控時(shí)，短接本體上的2號(hào)與10號(hào)接線端子，2號(hào)線接地。用外接遠(yuǎn)控按鈕時(shí)斷開2號(hào)與10號(hào)接線端子，2號(hào)線不接地。（出廠時(shí)為近控）按起動(dòng)按鈕，接觸器ckj線圈得電吸合ckj1斷開起動(dòng)線圈使接觸器線圈小電流吸持。ckj2閉合自保，ckj3打開漏電監(jiān)測(cè)33號(hào)線。接觸器主觸頭閉合電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。（3）停止按停止按鈕，接觸器線圈失電釋放電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。ckj3閉合漏電檢測(cè)投入

14、。在下一次起動(dòng)前，如負(fù)荷側(cè)對(duì)地絕緣電阻小于規(guī)定值（660v時(shí) 22k±20% ，380v時(shí)7k±20%）則jdb綜合保護(hù)器3、4接點(diǎn)不能閉合，開關(guān)不能起動(dòng)，起到漏電閉鎖作用。qbz-225系列jdb保護(hù)本體接線圖見附錄a。2.4 測(cè)試臺(tái)綜合分析2.4.1 測(cè)試臺(tái)eda模塊分析該系統(tǒng)通過五個(gè)eda模塊測(cè)量數(shù)據(jù)、讀取狀態(tài)、控制繼電器的閉合和關(guān)斷給專用箱提供各種信號(hào)，通過專用箱使綜合保護(hù)器正常工作，從而完成綜合保護(hù)器的測(cè)試。測(cè)試軟件還要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理，如電壓、電流的相互轉(zhuǎn)換等，另外還要把測(cè)量所得的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，以實(shí)現(xiàn)測(cè)試報(bào)告的預(yù)覽及打印等功能。系統(tǒng)采用的eda模塊為萊蕪力創(chuàng)公

15、司生產(chǎn)的eda90系列模塊，主要有20：1、單相電參數(shù)測(cè)量模塊eda9016，測(cè)量精度為0.2級(jí)。2、數(shù)字量輸入輸出模塊9050。3、電壓電流輸入模塊9017，測(cè)量精度為0.2級(jí)。4、頻率與脈沖計(jì)數(shù)模塊9081等，測(cè)量精度達(dá)到1/9999。表2.4 各模塊地址分配eda模塊地址波特率功能901601h9600bps單相交流電測(cè)量901702h9600bps模擬量測(cè)量9050（1）03h9600bps信號(hào)讀入或輸出驅(qū)動(dòng)9050（2）04h9600bps信號(hào)讀入或輸出驅(qū)動(dòng)908105h9600bps計(jì)數(shù)各智能測(cè)控制模塊可以分別測(cè)出信號(hào)的電壓與電流值、動(dòng)作時(shí)間及漏電阻大小等。在上位計(jì)算機(jī)的發(fā)出讀寫命

16、令后，各智能測(cè)控制模塊便將測(cè)出的電壓與電流值，以及動(dòng)作時(shí)間和漏電阻值等送到上位機(jī)，上位機(jī)將收到的數(shù)據(jù)在軟件界面上顯示出來，必要時(shí)上位機(jī)可控制將讀到的數(shù)據(jù)存盤并打印輸出。eda模塊提供的串行通訊接口為rs232和rs485，工業(yè)pc機(jī)的串行通訊接口為rs232。但rs232采用非平衡方式發(fā)送接收數(shù)據(jù)，傳輸距離短、抗干擾能力差、傳輸速度低，不適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中遠(yuǎn)距離設(shè)備之間的通訊連接。而rs485采用平衡發(fā)送接收方式，傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)。因此在測(cè)試系統(tǒng)中采用了rs485接口。這樣要實(shí)現(xiàn)eda模塊和工業(yè)pc機(jī)的通訊，就必須實(shí)現(xiàn)rs232/rs485信號(hào)電平的轉(zhuǎn)換。本系統(tǒng)采用的轉(zhuǎn)換器為力創(chuàng)公司的rs

17、232/ rs485轉(zhuǎn)換器eda485g21。2.4.2 測(cè)試臺(tái)a、b電纜引腳功能分析測(cè)試臺(tái)上能產(chǎn)生6種浮地的交流信號(hào)，5路共地的直流信號(hào)，這11種信號(hào)分別經(jīng)a、b連接器接到專用箱，專用箱與被測(cè)綜合保護(hù)器配套，箱內(nèi)分別設(shè)計(jì)了測(cè)試電路，經(jīng)組合后產(chǎn)生測(cè)綜合保護(hù)器所需的信號(hào)，專用箱輸出信號(hào)到被測(cè)綜合保護(hù)器，綜合保護(hù)器的響應(yīng)信號(hào)再經(jīng)專用箱和a、b電纜送到測(cè)試臺(tái)中。表2.5 a電纜引腳功能引腳 功能 a11、a12 輸出一路080v，0°相角單相可調(diào)交流電壓(信號(hào)1) a5、a6、a7、a8 輸出兩路080v，0°單相可調(diào)交流電壓(信號(hào)2) a17、a18、a19 輸出兩路040v，

18、120°相角單相可調(diào)交流電壓(信號(hào)3) a15、a16 輸出一路0100v，270°相角單相可調(diào)交流電壓 (信號(hào)4) a13、a14 輸出一路080v，270°相角單相可調(diào)交流電壓(信號(hào)5) a1、a2、a3、a4 輸出0147v三相可調(diào)交流電壓(信號(hào)6) 表2.6 b電纜引腳功能引腳 功能 b1、b2、b3、b4、b5 編碼輸入 b6、b7、b8、b9、b10 5路共地12v直流電壓輸出 b11、b12、b13 狀態(tài)輸入 b17、b19 計(jì)時(shí)信號(hào)輸入 b20 接地端 測(cè)試臺(tái)系統(tǒng)電路圖見附錄b。2.5 大電流發(fā)生器的分析因?yàn)楸颈Ｗo(hù)器插件需要進(jìn)行過載或短路測(cè)試，而礦

19、用高低壓防爆開關(guān)或電磁起動(dòng)器的額定電流都較大，并且短路保護(hù)動(dòng)作的整定值一般為額定電流的810倍，所以需要系統(tǒng)可以提供02000a的電流?？僧a(chǎn)生低壓大電流的變壓器俗稱大電流發(fā)生器，它是從事電力繼電保護(hù)工作人員時(shí)常用到的設(shè)備，如對(duì)繼電保護(hù)開關(guān)進(jìn)行速斷、限時(shí)電流速斷臨界值的整定和校驗(yàn)等。試驗(yàn)的方法是先用調(diào)壓器調(diào)壓，然后由大電流發(fā)生器產(chǎn)生低壓大電流，模擬保護(hù)裝置在使用中的電流22232425。圖2.1 大電流發(fā)生器電氣原理圖其中k1為dc12v中間繼電器（5a）；ka1為過電流繼電器（6a）；kmi為接觸器（40a/220v）；t為自耦調(diào)壓器（10kva）；s為升流器（10kva/2ka）；ta1為電

20、流互感器2000a/5a；ta2為電流互感器（100a/5a），ta3為電流互感器150a/5a；sb1為停止按鈕；sb2為起動(dòng)按鈕；h2電源燈；h1起動(dòng)指示燈；y1、y2為02000a輸出接線銅排；y3、y4為0100a輸出接線端子；x1、x2為從控制臺(tái)引來的控制端子；y3、y4、x1、x2從航空插頭引出。3 插件測(cè)試系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)綜合保護(hù)器插件通用測(cè)試系統(tǒng)在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與描述時(shí)，主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)和層次化設(shè)計(jì)上，在系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)時(shí)首先是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)劃分，結(jié)構(gòu)劃分就是將系統(tǒng)劃分為多個(gè)功能模塊，每個(gè)功能模塊完成一些相對(duì)獨(dú)立的功能，各功能模塊之間是一種松散的聯(lián)系。層次化設(shè)計(jì)給出了模塊劃分的方法

21、，在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行劃分時(shí)，并不是一次就把系統(tǒng)的所有模塊劃分的非常細(xì)致，而是按照層次化的思想逐步細(xì)劃2627。本章首先對(duì)綜合保護(hù)器插件的測(cè)試目的及測(cè)試內(nèi)容進(jìn)行介紹，然后對(duì)綜合保護(hù)器插件通用測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試需求進(jìn)行分析，提出測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。3.1 插件測(cè)試的基本原理插件測(cè)試的基本理論是暗箱理論，（如圖3.1所示），即被測(cè)的對(duì)象是一個(gè)“暗箱”，在不允許打開“暗箱”的情況下又要了解其中的奧秘，因此，只能通過它的輸入產(chǎn)生輸出來完成對(duì)信息的處理。輸入信號(hào)被測(cè)插件輸出信號(hào)圖3.1 插件測(cè)試基本原理圖根據(jù)上圖的測(cè)試原理，可以得出插件測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試過程如圖所示，其中插件測(cè)試系統(tǒng)要完成以下幾步工作：1、向被測(cè)對(duì)象發(fā)

22、出測(cè)試的激勵(lì)信號(hào)；2、接收被測(cè)對(duì)象在相應(yīng)激勵(lì)下的響應(yīng)信息；3、分析在一定信號(hào)激勵(lì)下所產(chǎn)生的響應(yīng)；4、判斷插件的性能。3.2 測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求本文研究的插件測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求和基本功能包括：1、具有較強(qiáng)的通用性：該測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)能檢測(cè)多種類型的綜合保護(hù)插件；2、自動(dòng)化程度高：測(cè)試過程是由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制的，只需人員的少量介入；3、操作方便：能為用戶提供便于操作的界面，方便用戶對(duì)插件的測(cè)試；4、具有一定的可擴(kuò)充性：在系統(tǒng)需要擴(kuò)充新的插件時(shí)，只需增加新的專用箱，測(cè)試臺(tái)總體不發(fā)生變化；5、能將所有的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并提供用戶查看功能，便于用戶對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。插件通用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)

23、兩部分組成：軟件是測(cè)試系統(tǒng)的內(nèi)核，對(duì)各硬件組成進(jìn)行協(xié)調(diào)和管理；硬件是軟件實(shí)現(xiàn)的載體，支撐著整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。測(cè)試軟件主要完成測(cè)試碼的生成，控制測(cè)試硬件的運(yùn)行，完成測(cè)試結(jié)果的處理，并為整個(gè)測(cè)試過程提供極好的交互式用戶界面。測(cè)試系統(tǒng)硬件主要完成被測(cè)試插件激勵(lì)信號(hào)的提供和響應(yīng)信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)換3.3 專用箱的設(shè)計(jì)專用箱是插件測(cè)試系統(tǒng)必要的組成部分，是聯(lián)系測(cè)試臺(tái)系統(tǒng)與被測(cè)插件的紐帶，主要用來具體給被測(cè)插件提供激勵(lì)信號(hào)，并把被測(cè)插件的響應(yīng)信號(hào)傳送給計(jì)算機(jī)。原則上一個(gè)插件配一個(gè)專用箱，但若同類插件所加信號(hào)相同，工作原理也基本相同，也可以共用一個(gè)專用箱。專用箱一般有幾個(gè)端子：1、來自測(cè)試臺(tái)a、b電纜線，其中a提

24、供交流信號(hào)，b提供直流信號(hào)；2、來自大電流發(fā)生器的輸出信號(hào)，測(cè)試需要提供大電流的必須將大電流發(fā)生器的輸出與專用箱相連；3、與插件相連的端子。首先研究測(cè)試要求；其次研究插件電路及插件各管腳的作用；根據(jù)測(cè)試要求和管腳的作用，以及測(cè)試臺(tái)所提供的信號(hào)，設(shè)計(jì)出專用箱電路；制作專用箱；按照測(cè)試要求設(shè)計(jì)相應(yīng)的測(cè)試步驟，在電腦上進(jìn)行調(diào)試，若滿足測(cè)試要求，轉(zhuǎn)入軟件階段的設(shè)計(jì)。 jdb-225型真空磁力起動(dòng)器保護(hù)裝置用于qbz-225礦用隔爆真空電磁起動(dòng)器中，是一種數(shù)字式綜合保護(hù)器。測(cè)試項(xiàng)目包括過載及短路、斷相、漏電閉鎖等。1、 短路保護(hù)。整定范圍40315a，短路保護(hù)一般調(diào)整在8倍整定值，此時(shí)跳閘時(shí)間為200m

25、s400ms。2、 過載保護(hù)。過載電流倍數(shù)有1.05、1.2、1.5、6幾個(gè)檔位，延時(shí)時(shí)間有長(zhǎng)時(shí)間不動(dòng)作、5min20min、1min3min、8s16s幾個(gè)檔位，測(cè)試時(shí)一般選擇1.5倍、1min3min檔位。3、斷相保護(hù)。當(dāng)主電路任一相低于其他兩相的1/2時(shí)起動(dòng)器跳閘。4、漏電閉鎖。當(dāng)對(duì)地電阻小于40k20%時(shí)保護(hù)器閉鎖。當(dāng)對(duì)地電阻大于60 k時(shí)解除閉鎖。所設(shè)計(jì)的abd-8專用箱電路如圖3.2所示。其與測(cè)試臺(tái)及插件的連接如圖3.3所示。圖3.2 jdb-225型真空磁力起動(dòng)器保護(hù)裝置專用箱電路圖測(cè)試臺(tái)專用箱a電纜b電纜jdb-225圖3.3 jbd-225測(cè)試連接圖4 軟件流程圖設(shè)計(jì)4.1

26、總體流程圖圖4.1 軟件總體流程圖4.2 短路保護(hù)測(cè)試流程圖短路保護(hù)控制9050模塊的輸出使測(cè)試臺(tái)內(nèi)p8線圈得電，p8觸點(diǎn)閉合，測(cè)試臺(tái)b7引腳輸出信號(hào)使專用箱內(nèi)p2線圈得電，p2常開觸點(diǎn)閉合，接通保護(hù)器電源根據(jù)設(shè)定的短路電流動(dòng)作值調(diào)整大電流發(fā)生器的輸出電流，得到所需電流選擇短路保護(hù)的動(dòng)作值控制9050輸出使測(cè)試臺(tái)內(nèi)p10線圈得電，觸點(diǎn)閉合，控制大電流發(fā)生器k1線圈得電，觸點(diǎn)閉合，km1線圈得電，km1觸點(diǎn)閉合，輸出電流；同時(shí)通過控制9050模塊的輸出使測(cè)試臺(tái)內(nèi)p11線圈得電，p11觸點(diǎn)閉合，接通9081計(jì)時(shí)回路，同時(shí)通過控制9050模塊的輸出使測(cè)試臺(tái)內(nèi)p11線圈得電，p11觸點(diǎn)閉合，接通908

27、1計(jì)時(shí)回路控制9050輸出使測(cè)試臺(tái)內(nèi)p10線圈失電，觸點(diǎn)斷開，控制大電流發(fā)生器k1線圈失電，觸點(diǎn)斷開，km1線圈失電，km1觸點(diǎn)斷開，停止輸出電流，同時(shí)停止9081模塊的計(jì)時(shí)記錄保護(hù)器的動(dòng)作時(shí)間觀察1s內(nèi)短路保護(hù)是否動(dòng)作等待判斷測(cè)試是否完成保存數(shù)據(jù)將大電流發(fā)生器的輸出調(diào)回至0控制9050模塊的輸出使測(cè)試臺(tái)內(nèi)p8線圈失電，p8觸點(diǎn)斷開，測(cè)試臺(tái)b7引腳輸出信號(hào)使專用箱內(nèi)p2線圈失電，p2常開觸點(diǎn)斷開，切斷保護(hù)器電源復(fù)位保護(hù)器，準(zhǔn)備進(jìn)行下一項(xiàng)測(cè)試圖4.2 短路保護(hù)測(cè)試流程圖4.3 過載保護(hù)測(cè)試流程圖過載保護(hù)控制9050模塊的輸出使測(cè)試臺(tái)內(nèi)p8線圈得電，p8觸點(diǎn)閉合，測(cè)試臺(tái)b7引腳輸出信號(hào)使專用箱內(nèi)p

28、2線圈得電，p2常開觸點(diǎn)閉合，接通保護(hù)器電源設(shè)定過載電流倍數(shù)，選擇延時(shí)時(shí)間檔位根據(jù)設(shè)定的過載電流倍數(shù)調(diào)整大電流發(fā)生器的輸出電流，得到所需電流控制9050輸出使測(cè)試臺(tái)內(nèi)p10線圈得電，觸點(diǎn)閉合，控制大電流發(fā)生器k1線圈得電，觸點(diǎn)閉合，km1線圈得電，km1觸點(diǎn)閉合，輸出電流；同時(shí)通過控制9050模塊的輸出使測(cè)試臺(tái)內(nèi)p11線圈得電，p11觸點(diǎn)閉合，接通9081計(jì)時(shí)回路，同時(shí)通過控制9050模塊的輸出使測(cè)試臺(tái)內(nèi)p11線圈得電，p11觸點(diǎn)閉合，接通9081計(jì)時(shí)回路記錄保護(hù)器的動(dòng)作時(shí)間觀察所設(shè)延時(shí)時(shí)間內(nèi)短路保護(hù)是否動(dòng)作控制9050輸出使測(cè)試臺(tái)內(nèi)p10線圈失電，觸點(diǎn)斷開，控制大電流發(fā)生器k1線圈失電，觸點(diǎn)

29、斷開，km1線圈失電，km1觸點(diǎn)斷開，停止輸出電流，同時(shí)停止9081模塊的計(jì)時(shí)等待判斷測(cè)試是否完成保存數(shù)據(jù)將大電流發(fā)生器的輸出調(diào)回至0控制9050模塊的輸出使測(cè)試臺(tái)內(nèi)p8線圈失電，p8觸點(diǎn)斷開，測(cè)試臺(tái)b7引腳輸出信號(hào)使專用箱內(nèi)p2線圈失電，p2常開觸點(diǎn)斷開，切斷保護(hù)器電源復(fù)位保護(hù)器，準(zhǔn)備進(jìn)行下一項(xiàng)測(cè)試圖4.3 過載保護(hù)測(cè)試流程圖斷相保護(hù)控制9050模塊的輸出使測(cè)試臺(tái)內(nèi)p8線圈得電，p8觸點(diǎn)閉合，測(cè)試臺(tái)b7引腳輸出信號(hào)使專用箱內(nèi)p2線圈得電，p2常開觸點(diǎn)閉合，接通保護(hù)器電源調(diào)整大電流發(fā)生器與保護(hù)器之間的接線，設(shè)定斷相保護(hù)測(cè)試模式將大電流發(fā)生器發(fā)出的電流調(diào)整為保護(hù)器的額定電流控制9050輸出使測(cè)試

30、臺(tái)內(nèi)p10線圈得電，觸點(diǎn)閉合，控制大電流發(fā)生器k1線圈得電，觸點(diǎn)閉合，km1線圈得電，km1觸點(diǎn)閉合，輸出電流；同時(shí)通過控制9050模塊的輸出使測(cè)試臺(tái)內(nèi)p11線圈得電，p11觸點(diǎn)閉合，接通9081計(jì)時(shí)回路，同時(shí)通過控制9050模塊的輸出使測(cè)試臺(tái)內(nèi)p11線圈得電，p11觸點(diǎn)閉合，接通9081計(jì)時(shí)回路控制9050輸出使測(cè)試臺(tái)內(nèi)p10線圈失電，觸點(diǎn)斷開，控制大電流發(fā)生器k1線圈失電，觸點(diǎn)斷開，km1線圈失電，km1觸點(diǎn)斷開，停止輸出電流，同時(shí)停止9081模塊的計(jì)時(shí)記錄保護(hù)器的動(dòng)作時(shí)間觀察1s內(nèi)斷相保護(hù)是否動(dòng)作等待判斷測(cè)試是否完成保存數(shù)據(jù)將大電流發(fā)生器的輸出調(diào)回至0控制9050模塊的輸出使測(cè)試臺(tái)內(nèi)p8

31、線圈失電，p8觸點(diǎn)斷開，測(cè)試臺(tái)b7引腳輸出信號(hào)使專用箱內(nèi)p2線圈失電，p2常開觸點(diǎn)斷開，切斷保護(hù)器電源復(fù)位保護(hù)器，準(zhǔn)備進(jìn)行下一項(xiàng)測(cè)試4.4 斷相保護(hù)測(cè)試流程圖圖4.4 斷相保護(hù)測(cè)試流程圖漏電閉鎖控制9050模塊的輸出使測(cè)試臺(tái)內(nèi)p8線圈得電，p8觸點(diǎn)閉合，測(cè)試臺(tái)b7引腳輸出信號(hào)使專用箱內(nèi)p2線圈得電，p2常開觸點(diǎn)閉合，接通保護(hù)器電源設(shè)置漏電保護(hù)保護(hù)參數(shù)控制9050模塊的輸出使測(cè)試臺(tái)內(nèi)p7線圈得電，p7觸點(diǎn)閉合，測(cè)試臺(tái)b6引腳輸出信號(hào)使專用箱內(nèi)p1線圈得電，p1常閉觸點(diǎn)斷開，p1常開觸點(diǎn)閉合，測(cè)算漏電阻調(diào)節(jié)專用箱內(nèi)可變電阻的值，使測(cè)量回路的電阻值小于漏電保護(hù)的動(dòng)作電阻控制9050模塊的輸出使測(cè)試臺(tái)

32、內(nèi)p7線圈失電，p7觸點(diǎn)斷開，測(cè)試臺(tái)b6引腳輸出信號(hào)使專用箱內(nèi)p1線圈失電，p1常閉觸點(diǎn)閉合，p1常開觸點(diǎn)斷開，進(jìn)行漏電保護(hù)測(cè)試測(cè)試臺(tái)檢讀取測(cè)試臺(tái)b11引腳輸入的保護(hù)器狀態(tài)信號(hào)等待判斷測(cè)試是否完成保存數(shù)據(jù)調(diào)整可變電阻阻值大于動(dòng)作電阻的阻值控制9050模塊的輸出使測(cè)試臺(tái)內(nèi)p8線圈失電，p8觸點(diǎn)斷開，測(cè)試臺(tái)b7引腳輸出信號(hào)使專用箱內(nèi)p2線圈失電，p2常開觸點(diǎn)斷開，切斷保護(hù)器電源復(fù)位保護(hù)器，準(zhǔn)備進(jìn)行下一項(xiàng)測(cè)試控制9050模塊的輸出使測(cè)試臺(tái)內(nèi)p7線圈得電，p7觸點(diǎn)閉合，測(cè)試臺(tái)b6引腳輸出信號(hào)使專用箱內(nèi)p1線圈得電，p1常閉觸點(diǎn)斷開，p1常開觸點(diǎn)閉合，測(cè)算漏電阻4.5 漏電閉鎖測(cè)試流程圖圖4.5 漏電閉

33、鎖測(cè)試流程圖5 總結(jié)本設(shè)計(jì)介紹了插件通用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了插件通用自動(dòng)測(cè)試功能，并通過實(shí)例驗(yàn)證了該系統(tǒng)具有通用性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、測(cè)試準(zhǔn)確等特點(diǎn)。本章對(duì)本設(shè)計(jì)的完成的主要工作進(jìn)行回顧，并對(duì)測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)試技術(shù)的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。 插件通用自動(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。本設(shè)計(jì)針對(duì)插件通用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)建及設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，主要作了以下工作：1、 研究了當(dāng)前礦用綜保插件測(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。3、 完成了

34、插件自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目的4、 對(duì)插件通用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了功能驗(yàn)證，通過對(duì)jbd-225的檢測(cè)，證明該系統(tǒng)使用方便，功能較完善，能很好地完成對(duì)插件的檢測(cè)，它具有實(shí)用性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、可靠性高、易于擴(kuò)充等特點(diǎn)。本項(xiàng)目主要以下幾個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)：1、測(cè)試項(xiàng)目全：可進(jìn)行漏電、短路、過載、斷相等全部項(xiàng)目測(cè)試。2、全自動(dòng)測(cè)試：測(cè)試人員只需按照使用說明及操作提示進(jìn)行簡(jiǎn)單操作（連接被測(cè)綜合保護(hù)插件于測(cè)試系統(tǒng)、運(yùn)行測(cè)試軟件并點(diǎn)擊測(cè)試程序界面上的幾個(gè)按鈕）即可完成測(cè)試。因此，本項(xiàng)目將計(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

35、擴(kuò)充性，具有一定的學(xué)術(shù)意義。本項(xiàng)目產(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)省測(cè)試時(shí)間，從而促進(jìn)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)運(yùn)行的違章操作，對(duì)提高煤礦的產(chǎn)煤量從而滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)煤炭的需求和提高煤礦的經(jīng)濟(jì)效益、保證礦井人身設(shè)備安全具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。由于時(shí)間的限制，本文的研究也還有一些不盡如人意的地方，最主要由于插件資料的缺乏，使得自動(dòng)檢測(cè)在很大程度上受到影響，今后要在系統(tǒng)的優(yōu)化和系統(tǒng)工作穩(wěn)定性上加強(qiáng)研究，讓插件自動(dòng)測(cè)試的自動(dòng)化程度再上一個(gè)新的臺(tái)階。附錄a附圖qbz-225系列jdb保護(hù)本體接線圖見附錄說明：1、本圖為225型通用。2、

36、用本機(jī)近控時(shí)短接2號(hào)與9號(hào)。3、用外接遠(yuǎn)控時(shí)，1號(hào)和9號(hào)。4、本體出廠時(shí)變壓器電源及漏電檢測(cè)接在660v上，用在380v時(shí)應(yīng)改接相應(yīng)電壓。附錄b參 考 文 獻(xiàn)1 葛衛(wèi)東. 當(dāng)前煤礦電氣設(shè)備安全管理存在的問題及對(duì)策. 企業(yè)安全，2009, （3）：4647.2 于淑華. 煤礦井下安全用電分析. 中小企業(yè)管理與科技，2008，（23）：50.3 王文，桂祥友，王國(guó)君等. 淺談煤礦井下粉塵的治理. 煤礦安全，2002，33（4）：3435.4 李玉梅，朱君. 煤礦井下電氣火災(zāi)的起因及防治. 山東煤炭科技， 2008，（4）：145147.5 仇士弼，許博. 毛郢孜煤礦井下供電現(xiàn)狀. 煤礦機(jī)電，199

37、7，（2）：42.6 榮書芹，王強(qiáng). 淺談對(duì)煤礦井下隔爆型電氣設(shè)備的安全檢查. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2009，（12）：117.7 閻立平，聶聰，mdzd型多功能試驗(yàn)裝置的研制j. 礦山安全與環(huán)保，2002.2，1012.8 茹向東，礦用低壓電器電子保護(hù)器綜合測(cè)試臺(tái)j. 煤炭機(jī)電，1998.2，4142.9 鄔書躍，xkzc-1型高壓綜合保護(hù)測(cè)度儀j. 湘潭礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，1995.6 ，6569.10 任作新、任錦彪，全自動(dòng)高低壓開關(guān)綜合保護(hù)器檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)j.華北工學(xué)院學(xué)報(bào)，2003、1，14.11 chakradhar s t，toward massively parallel automat

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