CN105158659B - 一种变频电机绝缘自动检测系统 - Google Patents

Abstract

一种变频电机绝缘自动检测系统，属电气控制领域。电机泄露电流信号采集装置、测量信号变送器、绝缘检测手自动转换开关、变频电机主回路运行与绝缘检测切换安全接触器、电机绝缘检测工作接触器均安装在现场电机控制柜内。当需要自动检测电机绝缘电阻时，绝缘检测手自动转换开关转换到自动状态，成组棍道电机的断路器QF闭合；当检测数据报警时，绝缘检测手自动转换开关转换到手动状态，逐台闭合单电机回路的断路器QF。优点在于，不会对原有生产线的正常使用功能产生任何影响，可减少设备检修和维护时间，降低电机绝缘事故造成的生产损失。

Description

一种变频电机绝缘自动检测系统

技术领域

本发明属于电气控制技术领域，特别涉及一种变频电机绝缘自动检测系统。适用于各电压等级不同容量的电机绝缘检测，能够对电机的绝缘情况进行数据统计，根据电机绝缘统计数据找到电机绝缘的变化规律，对绝缘逐渐降低的电机做好维检工作，降低生产线正常生产过程中由于电机绝缘突然损毁造成停车事故率，避免由此给生产带来的巨大损失。

背景技术

在冶金行业，特别是热轧生产线，辅传动电机非常多。以热轧为例，从除鳞辊道到卷取区辅传动电机多达790台以上，多数电机运行环境不仅温度高，而且有水雾湿度大，加上生产时的振动，经常对电机的绝缘构成威胁。先是电机受潮绝缘受到破坏，继而匝间短路，定子过电流，最后电机损坏。

如何及时发现电机绝缘出现问题，自动发现异常、进行报警,避免轧制过程中由于电机绝缘突然损毁造成轧线停车，带来生产的巨大损失是设置电机绝缘检测系统要达到的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变频电机绝缘自动检测系统，解决了电机绝缘发生变化时不易发现的问题。同时降低停车事故带来的经济损失。

电机变频传动系统根据变频器控制电机的数量分为1对N系统和1对1两种情况。1对N系统即一台逆变器对应多台电机，多用于辊道电机；1对1系统即一台逆变器对应一台电机，1对1系统又称单传动。本发明可适用于1对N系统和1对1两种情况。

在生产停机的间隙，对电机的绝缘进行自动检测，检测后把数据自动上传，上传数据与数据库内的正常值进行比较，一旦异常，马上报警。通过这种方式，可以增加电机绝缘的检测次数，并避免漏检。同时也适用于长时间停机前的快速检测，减少电机检测工作量，缩短电机绝缘检测时间。

当生产检修停机时，首先要切断生产线传动柜与电机间的电路，接通电机测量信号采集装置与电机绕组的电路，选择手动或自动方式，成组或逐台进行电机漏电电流的监测，并通过测量信号变送器将检测到的电流信号转换为可向PLC传输的模拟量信号，通过信号电缆将数字量信号上传至PLC系统，由PLC将该数据与系统内部存储的正常值进行比较，判定电机绝缘是否正常，进行数据统计，并建立数据库。当数据不正常时，发出报警信号，提示检修人员进行电机更换。

本发明包括：电机泄露电流信号采集装置1、测量信号变送器2、绝缘检测手自动转换开关3、变频电机主回路运行与绝缘检测切换安全接触器4、电机绝缘检测工作接触器5、PLC控制与数据采集系统及数据库6。

电机泄露电流信号采集装置1、测量信号变送器2、绝缘检测手自动转换开关3、变频电机主回路运行与绝缘检测切换安全接触器4、电机绝缘检测工作接触器5均安装在现场电机控制柜内；电机泄露电流信号采集装置1与被检测电机之间通过电缆建立检测电机泄露电流回路；变频电机主回路运行与绝缘检测切换安全接触器4与轧线变频柜之间通过控制电缆实现连接关系。现场电机控制柜内设备与PLC控制与数据采集系统及数据库6通过信号电缆进行数据传输；PLC控制与数据采集系统及数据库6安装在生产线的自动化控制室或现场操作站等便于生产维护管理的地方。

具体检测步骤如下：

1、当需要自动检测电机绝缘电阻时。

1)首先绝缘检测手自动转换开关3转换到自动状态，成组棍道电机的断路器QF1闭合；

2)由PLC控制与数据采集系统及数据库6发出绝缘监测检查信号，变频电机主回路运行与绝缘检测切换安全接触器4断开；

3)在PLC控制与数据采集系统及数据库6收到允许信号后，向电机绝缘检测工作接触器5发出闭合信号；

4)电机绝缘检测工作接触器5闭合后，电机泄露电流信号采集装置1开始工作，通过测量信号变送器2并把泄露电流转换成模拟量信号，把该模拟量信号向PLC控制与数据采集系统及数据库6发送，由PLC控制与数据采集系统及数据库6进行统计和后台处理，处理后根据情况做出数据报警并存贮或直接存贮处理。

2、当检测数据报警时。

1)将绝缘检测手自动转换开关3转换到手动状态，逐台闭合单电机回路的断路器QF1；

2)由PLC控制与数据采集系统及数据库6发出绝缘监测检查信号，变频电机主回路运行与绝缘检测切换安全接触器4断开；

3)在PLC控制与数据采集系统及数据库6收到允许信号后，向电机绝缘检测工作接触器5发出闭合信号；

4)电机绝缘检测工作接触器5闭合后，电机泄露电流信号采集装置1开始工作，通过测量信号变送器2并把泄露电流转换成模拟量信号，把该模拟量信号向PLC控制与数据采集系统及数据库6发送，由PLC控制与数据采集系统及数据库6进行统计和后台处理，当检测数据为正常数据时，直接进行存贮；当绝缘数据不正常时，确认该电机绝缘发生问题，更换该电机。

3、重复上述步骤，直至每一台电机检测完毕。

变频电机绝缘自动检测系统由三部分组成，安全接触器保障回路、电机绝缘检测回路和PLC自动化控制系统(含上位机数据库)，主要完成三个作用：安全保证、电机绝缘检测、整个系统控制功能的实现与数据库管理。

一、安全保证。在常规变频电机主回路(1对N系统、1对1系统每个变频器或逆变器需要单独设置)增加一个测试安全接触器，在生产线停机时彻底切断变频器与电机之间的硬线连接，为电机泄露电流测量作好准备。该接触器一方面保证检测在停机状态下进行，一方面起到测试时避免电机误送电造成的设备损坏问题。

二、电机绝缘测试回路。由常规使用的数字测量表、测量变送器、及控制回路组成。实现下面两个功能：1、接收生产线发来的停机信号；2、起动电机绝缘检测回路，进行接地电阻的测试；3、将测试信号转换为可作为模拟量输出的绝缘数据信号。

三、PLC控制系统。该系统具有接收生产线停机信号后发出电机绝缘测试命令，现场采集数据上传、电机绝缘不正常报警功能；建有测试范围内电机绝缘数据库，可输出电机使用情况、绝缘变化曲线等功能。

上位机带有生产线电机管理数据库系统。数据库具备存储、查询、修改、删除等功能。数据库记录的内容包括每一台电机的绝缘检测值、检测时间、电机绝缘的故障报警及与其它控制系统的通讯报文的记录等。记录的数据以表格的形式存储，可以直观的显示电机绝缘存储的数据，表格的形式可以丰富多样。数据库具有历史纪录查询功能，按时间查询：用户可以根据需要查询任一时间段内的记录：按照电机名称查询：根据电机名称查询某台电机的历史记录。数据库具有编辑功能：可以根据需要对数据库存储的电机参数及检测数据进行修改或删除。另外，可以设置数据库操作权限，不同的操作员进行不同权限的操作。

本发明的优点在于：整个系统设计不会对原有生产线的正常使用功能产生任何影响，适用范围广泛，可适用于各种重要的、电机处于恶劣环境易发生绝缘故障、电机发生绝缘故障后将造成较大生产损失的场所；可减少设备检修和维护时间，不需要像传统检修时需要拆电机电缆接线才能完成对地绝缘电阻的测试；能对电机绝缘进行自动长期的检测，避免电机漏检造成的事故；数据库功能一方面提高整体生产线的技术管理水平，可对绝缘事故进行统计，根据数据库的存储内容，可以显示每台电机绝缘电阻变化的历史趋势，对电机寿命进行统计，为生产制定电机维护检修计划、备品备件计划提供依据，为安全生产提供有力支撑。

附图说明

图1为1对N电机绝缘自动检测工作原理图。其中，电机泄露电流信号采集1、通过测量信号变送器2、绝缘检测手自动转换开关3、变频电机主回路运行与绝缘检测切换安全接触器4、电机绝缘检测工作接触器5、PLC控制与数据采集系统及数据库6。

图2为电机绝缘自动检测系统工作流程图。

具体实施方法

实施例1

在PLC控制与数据采集系统及数据库6的画面上设置需要检测的电机，通过绝缘检测手自动转换开关3、变频电机主回路运行与绝缘检测切换安全接触器4、电机绝缘检测工作接触器5实现电机绝缘检测回路的导通，通过电机泄露电流信号采集装置1对需要检测的电机进行检测，通过测量信号变送器2将检测到的信号转换成可以上传的模拟量信号，上传至PLC控制与数据采集系统及数据库6，通过在PLC控制与数据采集系统及数据库6对采集信号进行判定。当电机绝缘检测值正常时，PLC控制与数据采集系统及数据库6向生产线PLC系统发出电机正常信号，生产线可以运行。所有检测数据均通过在PLC控制与数据采集系统及数据库6进行存档，便于查询与管理。

实施例2

在PLC控制与数据采集系统及数据库6的画面上设置需要检测的电机，通过绝缘检测手自动转换开关3、变频电机主回路运行与绝缘检测切换安全接触器4、电机绝缘检测工作接触器5实现电机绝缘检测回路的导通，通过电机泄露电流信号采集装置1对需要检测的电机进行检测，通过测量信号变送器2将检测到的信号转换成可以上传的模拟量信号，上传至PLC控制与数据采集系统及数据库6，通过在PLC控制与数据采集系统及数据库6对采集信号进行判定。电机绝缘出现问题，在PLC控制与数据采集系统及数据库6的画面上发出电机故障声光报警，接到报警信号后，检修人员进行现场处理，处理后，重复实施例1的步骤，直至电机绝缘检测值正常后开始生产。所有检测数据均通过在PLC控制与数据采集系统及数据库6进行存档，便于查询与管理。

Claims (1)

1.一种变频电机绝缘自动检测系统，其特征在于，包括电机泄露电流信号采集装置(1)、测量信号变送器(2)、绝缘检测手自动转换开关(3)、变频电机主回路运行与绝缘检测切换安全接触器(4)、电机绝缘检测工作接触器(5)、PLC控制与数据采集系统及数据库(6)；电机泄露电流信号采集装置(1)、测量信号变送器(2)、绝缘检测手自动转换开关(3)、变频电机主回路运行与绝缘检测切换安全接触器(4)、电机绝缘检测工作接触器(5)均安装在现场电机控制柜内；电机泄露电流信号采集装置(1)与被检测电机之间通过电缆建立检测电机泄露电流回路；变频电机主回路运行与绝缘检测切换安全接触器(4)与轧线变频柜之间通过控制电缆实现连接关系；现场电机控制柜内设备与PLC控制与数据采集系统及数据库(6)通过信号电缆进行数据传输；PLC控制与数据采集系统及数据库(6)安装在生产线的自动化控制室或现场操作站；

具体检测步骤如下：

1)当需要自动检测电机绝缘电阻时；

①首先绝缘检测手自动转换开关(3)转换到自动状态，成组棍道电机的断路器QF1闭合；

②由PLC控制与数据采集系统及数据库(6)发出绝缘监测检查信号，变频电机主回路运行与绝缘检测切换安全接触器(4)断开；

③在PLC控制与数据采集系统及数据库(6)收到允许信号后，向电机绝缘检测工作接触器(5)发出闭合信号；

④电机绝缘检测工作接触器(5)闭合后，电机泄露电流信号采集装置(1)开始工作，通过测量信号变送器(2)并把泄露电流转换成模拟量信号，把该模拟量信号向PLC控制与数据采集系统及数据库(6)发送，由PLC控制与数据采集系统及数据库(6)进行统计和后台处理，处理后根据情况做出数据报警并存贮或直接存贮处理；

2)当检测数据报警时；

①将绝缘检测手自动转换开关(3)转换到手动状态，逐台闭合单电机回路的断路器QF1；

②由PLC控制与数据采集系统及数据库(6)发出绝缘监测检查信号，变频电机主回路运行与绝缘检测切换安全接触器(4)断开；

③在PLC控制与数据采集系统及数据库(6)收到允许信号后，向电机绝缘检测工作接触器(5)发出闭合信号；

④电机绝缘检测工作接触器(5)闭合后，电机泄露电流信号采集装置(1)开始工作，通过测量信号变送器(2)并把泄露电流转换成模拟量信号，把该模拟量信号向PLC控制与数据采集系统及数据库(6)发送，由PLC控制与数据采集系统及数据库(6)进行统计和后台处理，当检测数据为正常数据时，直接进行存贮；当绝缘数据不正常时，确认该电机绝缘发生问题，更换该电机；

3)重复上述步骤，直至每一台电机检测完毕。