CN112394299A - 煤矿井下电力线路远端漏电试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿井下电力线路远端漏电试验装置，由试验电阻和第一开关部件串联组成的漏电试验电路；由第二开关部件和电压测量模块串联组成的电压测试电路；由第三开关部件和接地电阻检测模块串联构成的接地电阻检测电路；控制器根据检测的接地端电压值和接地端接地电阻值，用于判断是否控制闭锁第一开关部件；漏电试验电路与就地控制器通过本安型通讯接口实现信息交互，具有电气安全隔离功能，使试验操作人员不直接接触危险电压；就地控制器，用于控制试验操作和显示信息。本发明解决了现有试验时临时停电需要反复从线路终端到电源端停、送电操作，防止了试验中故障造成人员触电危险。

Description

煤矿井下电力线路远端漏电试验装置

技术领域

本发明涉及煤矿井下电力线路漏电试验装置，尤其是涉及煤矿井下电力线路远端漏电试验装置。

背景技术

按照《煤矿井下低压检漏保护装置的安装、运行、维护与检修细则》规定，对新安装的检漏保护装置在首次投入运行前做一次远方人工漏电跳闸试验。运行中的检漏保护装置，每月至少做一次远方人工漏电跳闸试验。

远端人工漏电跳闸试验时需要断开电力线路的电源开关，同时设置检修闭锁、挂检修牌；然后试验人员到线路远端试验现场断开远端电力负荷开关，在远端电力负荷开关的负荷侧的电力线路和地线之间接入试验电阻后，试验人员回到电源开关处，撤除检修闭锁、摘检修牌，操作电源开关恢复电力线路供电；最后，试验人员再回到远端电力负荷开关试验现场，操作远端电力负荷开关接入试验电阻的电力线路，观察检漏保护装置是否跳闸断电以及电力线路是否停电；确认电力线路停电后再回到变电所电源开关处，设置检修闭锁、挂检修牌，再回到试验现场，断开远端电力负荷开关，拆除试验电阻，恢复远端电力负荷开关，试验人员再回到变电所检查电源开关漏电跳闸情况，记录试验数据，摘检修牌，解除闭锁，操作电源开关恢复电力线路供电。上述远端人工漏电跳闸试验需要多人监护操作，多次停、送电操作，并且在电源开关和远端试验现场之间多次来回、停送电，工作过程非常繁琐，远端人工漏电跳闸试验效率低下。

按照《煤矿安全规程》规定，开关具有漏电闭锁功能，按细则要求接入试验电阻后，开关闭锁了送电操作，正常情况下不能接入漏电试验电阻。而实际试验时，为了避免上述繁琐的远端人工漏电跳闸试验过程，往往采取拆除漏电闭锁功能、违章操作送电的方式进行试验。

同时，按照上述远端人工漏电跳闸试验方法，将电力线路通过试验电阻接到地线端子上，而煤矿井下设备的地线端子是通过设备外壳连接到地线接地的，这就存在试验时，如果设备外壳到地线、接地极之间没有良好的连接或阻抗大，将导致不能良好接地，此时设备外壳上将会存在由试验电阻引入的威胁人身安全的电压，造成接触设备和操作设备的人员触电。

发明内容

本发明目的在于提供一种煤矿井下电力线路远端漏电试验装置。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述煤矿井下电力线路远端漏电试验装置，包括由试验电阻和第一开关部件串联组成的漏电试验电路，所述试验电阻通过所述第一开关部件连接于电力线路与接地端之间，接地端通过接地系统连接于大地；由第二开关部件和电压测量模块串联组成的电压测试电路，所述电压测量模块通过所述第二开关部件连接于所述电力线路与所述接地端之间；电压测量模块，用于获取所述电压测量模块两端的电压值，并将获取的所述电压值输出给控制器；所述控制器，用于根据输入的所述电压值测算接地端电压，判断是否控制闭锁第一开关部件，第一开关部件初始状态为断开状态闭锁，当测算的所述接地端电压超过预设值时控制保持闭锁第一开关部件为断开状态，漏电试验电路不能与所述电力线路接通，当测算的所述接地端电压不超过预设值时控制解锁第一开关部件的断开状态闭锁，漏电试验电路可以与电力线路接通；所述控制器经通讯模块与就地控制器实现信息交互和控制；就地控制器，用于控制试验操作和显示信息；电源模块，用于从电力线路引入电源，并将引入的电源变换后供给所述电压测量模块、控制器和通讯模块。

本发明所述煤矿井下电力线路远端漏电试验装置的另一种实现方式是：包括由试验电阻和第一开关部件串联组成的漏电试验电路，所述试验电阻通过所述第一开关部件连接于电力线路与接地端之间，接地端通过接地系统连接于大地；所述试验电阻与所述接地端相连接的一端连接有由第三开关部件、接地电阻检测模块构成的接地电阻检测电路，接地端通过所述第三开关部件、所述接地电阻检测模块与辅助接地极连接，所述辅助接地极连接大地，通过大地、接地系统与所述接地端构成检测回路；接地电阻检测模块用于实时检测所述检测回路的接地电阻值并输出给控制器，控制器，用于根据输入的所述检测回路的接地电阻值，判断是否控制第一开关部件，当所述检测回路的接地电阻值大于预设值时，控制闭锁第一开关部件为断开状态，当所述检测回路的接地电阻值小于预设值时，控制解锁第一开关部件的断开状态闭锁，控制第一开关部件闭合接通时，控制第三开关部件为断开状态，并且控制第三开关部件在第一开关部件断开时才能闭合，使接地电阻检测电路与电力线路保持断开；并通过通讯模块经本安型接口与就地控制器实现信息交互和控制；就地控制器，用于控制试验操作和显示信息；电源模块，用于从电力线路引入电源，并将引入的电源经变换后供给所述本安型接口、控制器和通讯模块。

优选地，把上述两个解决方案结合在一起，在所述接地端同时连接电压测量电路和接地电阻检测电路，其余部件相同，这样，在试验电阻接入电力线路前首先检测接地电阻值和接地端电压值，判断是否允许接通漏电试验电路，实现试验前安全防护，同时又在漏电试验时实时检测接地端电压值，实现试验时的安全保护。

优选地，所述控制器通讯接口连接有电力线载波通讯模块，电力载波通讯模块连接电力线路，控制器通过所述电力线载波通讯模块和电力线路与远程计算机/远程控制器实现信息交互，因此，远程计算机/远程控制装置即可与控制器、就地控制器通过电力载波通讯模块、电力线路建立通讯连接，实现远程对远方漏电试验装置的控制。

优选地，所述通讯模块连接有网络通讯接口，用于通过局域网/互联网与远程计算机/远程控制器实现信息交互，实现通过局域网/互联网对远方漏电试验装置的控制。

优选地，所述通讯模块与所述就地控制器通过具有电气安全隔离的本安型接口实现信息交互，因此具备操作控制电气安全隔离，使试验时电力线路的电压不能传到就地控制器，防止试验时操作人员的触电危险。

本发明优点体现在以下方面：

1.漏电试验电阻通过本发明的内部电路控制接入电力线路，试验时不需要临时在电路上接入漏电试验电阻，解决了现有漏电试验时临时停电打开设备接入漏电试验电阻，需要反复从线路终端到电源停送电，试验繁琐，用人多，停电时间长，容易造成误操作的问题，可方便地随时进行试验。

2.解决了现有的漏电试验方法中由于煤矿电力开关具有漏电闭锁功能，停电后接入试验电阻后，由于试验电阻形成漏电闭锁，无法送电试验的问题。

3.漏电试验前通过检测设备外壳接地端电压和接地电阻判断接地状况，避免因外壳接地不良造成试验时设备外壳通过试验电路引入危险电压导致人触电危险的情况。

4.漏电试验过程中实时监测外壳接地端电压，如果发生外壳接地不良造成外壳具有危险电压，能够立即切断漏电试验电路，切除危险电压，防止试验中故障造成人员触电危险。

5.试验的就地控制装置通过矿用本质安全型电路与远端漏电试验装置连接，具有电气安全隔离，试验操作人员在试验中不接触接入高电压的试验装置，保证试验时操作人员安全。

6.试验过程中具有试验流程控制和计时控制功能，试验流程错误和试验超时自动中断试验，防止操作错误和外壳因长时间通电试验造成的安全危险。

7.就地控制器具有存储试验数据、显示试验过程和结果、试验前和试验中声光告警、查询历史试验记录等智能化功能。

8.具有电力线载波通讯功能，能够通过电力线路实现远程通讯，控制试验，查看试验结果，集中对试验进行控制管理，不需要专用通讯线路。

9.具有远程网络通讯功能，能够远程网络控制试验，查看试验结果。

附图说明

图1是本发明实施例1的电路原理结构示意图。

图2是本发明实施例2的电路原理结构示意图。

图3是本发明实施例3的电路原理结构示意图。

图4是本发明实施例4的电路原理结构示意图。

图5是本发明实施例5的电路原理结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

实施例1：

如图1所示，本发明所述煤矿井下电力线路远端漏电试验装置，包括由试验电阻和第一开关K1串联组成的漏电试验电路，试验电阻通过第一开关K1连接于电力线路L与接地端1之间，接地端1通过接地系统连接于大地；由电压测量模块和第二开关K2串联组成的电压测试电路，电压测量模块通过第二开关K2连接于电力线路L与接地端1之间；电压测量模块，用于获取电压测量模块两端的电压值，检测电力线路L的电压，并将获取的电压值输出给控制器态；控制器，用于根据输入的电压值测算接地端电压，控制第一开关K1和第二开关K2的通/断，控制电压测量电路和漏电试验电路的通/断，接通第二开关K2测算接地端电压，根据测算的接地端电压与预设值比较，判断是否控制闭锁第一开关K1为断开状态，当测算的接地端电压超过预设值时控制闭锁第一开关K1为断开状态，在第一开关K1闭合时，计时第一开关K1的闭合时间，闭合时间达到预设时间时，控制第一开关K1断开；就地控制器通过具有电气安全隔离电路的矿用本质安全型接口与通讯模块连接，实现操作控制与电力线路L的电气安全隔离和通讯，并与控制器实现信息交互，显示试验过程和数据；电源模块，用于从电力线路L引入电源，并将引入的电源供给电压测量模块、控制器、通讯模块和矿用本质安全型接口。

本发明实施例1的使用方法，按照下述步骤进行：

1、操作就地控制器声光告警，提示开始进入试验；

2、操作就地控制器控制第二开关K2闭合，启动漏电试验电路进行接地端电压检测，判断接地端电压是否超过预设定值；

3、当检测接地端1电压大于预设定值时，控制器控制闭锁第一开关K1为断开状态，显示不允许试验，漏电试验电路与电力线路L为断开状态，即第一开关K1为断开状态；

4、当检测接地端1电压小于预设定值，控制器控制解除第一开关K1的断开状态闭锁，显示允许试验；

5、操作就地控制器控制第一开关K1闭合，接通漏电试验电路与电力线路L的连接；

6、漏电试验试验中，电压测量模块实时检测接地端1的电压值，当检测到接地端1的电压大于安全电压设定值时，控制第一开关K1分断，断开漏电试验电路；

7、当检测到电力线路跳闸失电或第一开关闭合持续时间达到设定的第一开关K1闭合时间限值，控制第一开关K1和第二开关K2断开，存储试验数据，就地控制器显示试验结果，试验结束。

实施例2：

如图2所示，本发明所述煤矿井下电力线路远端漏电试验装置，包括由试验电阻和第一开关部件K1.1串联组成的漏电试验电路，试验电阻通过第一开关部件K1.1连接于电力线路L与接地端1之间，接地端1通过接地系统连接于大地；试验电阻与接地端1相连接的一端连接有由第二开关部件K1.2、接地电阻检测模块构成的接地电阻检测电路，接地端1通过第二开关部件K1.2、接地电阻检测模块与辅助接地极2连接，辅助接地极2连接大地，通过大地、接地系统和接地端1构成接地电阻检测回路；接地电阻检测模块用于实时检测接地电阻检测回路的接地电阻值并输出给控制器，控制器，用于根据输入的接地电阻值，判断是否控制第一开关部件K1.1，接地电阻值大于预设值时，控制闭锁第一开关部件K1.1为断开状态，控制第一开关部件K1.1闭合时，断开第二开关部件K1.2，并控制第二开关部件K1.2在第一开关部件K1.1断开时才能闭合，使接地电阻检测电路与电力线路L保持断开，控制器通过通讯模块和具有电气安全隔离的本安型接口与就地控制器实现信息交互，并实现操作控制与电力线路L的电气安全隔离和通讯；电源模块，用于从电力线路L引入电源，并将引入的电源经转换供给所述本安型接口、控制器和通讯模块。

本实施例的使用方法，按照下述步骤进行：

1、操作就地控制器声光告警，提示开始进入试验；

2、操作第二开关K1.2接通，接地电阻检测模块检测接地电阻值，判断接地电阻值是否超过预设定值；

3、当检测接地电阻值大于预设定值时，显示不允许试验，控制器控制闭锁第一开关K1.1为断开状态，不能接通漏电试验电路；

4、当检测接地电阻值小于预设定值时，显示允许试验，解除第一开关K1.1的断开闭锁状态，控制第二开关K1.2为断开状态；

5、操作就地控制器控制第一开关K.11闭合，接通漏电试验电路与电力线路L的连接；

6、当检测到电力线路跳闸失电，或漏电试验持续时间达到设定的第一开关K1.1闭合时间，控制第一开关K1.1 2断开，存储试验数据，就地控制器显示试验结果，试验结束。

实施例3：

如图3所示，本发明所述煤矿井下电力线路远端漏电试验装置，包括由试验电阻和第一开关K1串联组成的漏电试验电路，试验电阻通过第一开关K1连接于电力线路L与接地端1之间，接地端1通过接地系统连接于大地；由电压测量模块和第二开关K2串联组成的电压测试电路，电压测量模块通过第二开关K2连接于电力线路L与接地端1之间；电压测量模块，用于获取试验电阻两端电压值，检测电力线路L的电压，并将获取的电压值输出给控制器。

在试验电阻与接地端1连接的一端连接有第三开关K3和接地电阻检测模块，接地电阻检测模块的另一端与辅助接地极2连接，辅助接地极2连接大地，通过大地、接地系统连接接地端1构成接地电阻检测回路；接地电阻检测模块用于实时检测接地电阻检测回路的接地电阻值，并输出给控制器，由控制器根据接地电阻检测回路的接地电阻值控制第一开关K1和第二开关K2，第一开关K1和第二开关K2初始状态为断开状态闭锁，当接地电阻值大于预设值时，控制保持闭锁第一开关K1和第二开关K2为断开状态，当接地电阻值小于预设值时，控制解锁第一开关K1和第二开关K2的断开状态闭锁，；控制器判断当第一开关K1闭合接通漏电试验电路时，控制第三开关K3断开接地电阻检测回路与漏电试验电路的连接,并控制第三开关K3在第一开关K1断开时才能闭合，使接地电阻检测电路与电力线路保持断开。

接地电阻检测模块用于检测试验电阻连接的接地端1与大地之间的接地电阻值，与预设的电阻值比较，判断是否闭锁第一开关K1和第二开关K2为断开状态；当检测的接地电阻值超过预设电阻值时，控制器控制闭锁第一开关K1和第二开关K2为断开状态。

就地控制器通过矿用本质安全型接口与漏电试验装置的通讯模块连接，实现操作控制与漏电试验装置的电气安全隔离和通讯，并与漏电试验装置实现信息交互，控制漏电试验装置并显示试验过程和数据。

电源模块，用于从电力线路L引入电源，并将引入的电源经转换供给接地电阻检测模块、控制器、通讯模块和本安型接口，并检测电力线路供电状态。

本发明实施例3的使用方法，按照下述步骤进行：

1、操作就地控制器声光告警，提示开始进入试验；

2、操作第三开关K3接通，接地电阻检测模块检测接地电阻值，判断接地电阻值是否超过预设定值；

3、当检测接地电阻值大于预设定值时，显示不允许试验，控制器控制保持闭锁第一开关K1和第二开关K2为断开状态，不能接通漏电试验电路，禁止接地端1电压检测；

4、当检测接地电阻值小于预设定值时，显示允许试验，解除第二开关K2的断开闭锁状态；

5、控制第三开关K3断开，第二开关K2闭合，启动漏电试验电路接地端1电压检测，判断接地端1电压是否超过预设定值；

6、当检测接地端1电压大于预设定值时，控制器控制保持闭锁第一开关K1为断开状态，显示不允许试验，漏电试验电路与电力线路L为断开状态；

7、当检测接地端1电压小于预设定值时，解除第一开关K1断开闭锁状态，显示允许试验；

8、操作就地控制器控制第一开关K1闭合，接通漏电试验电路与电力线路L的连接；

9、漏电试验过程中，接地电阻检测模块实时检测接地端1电压，当检测到接地端1电压大于安全电压设定值时，控制第一开关K1分断，断开漏电试验电路；

10、当检测到电力线路跳闸失电，或漏电试验持续时间达到设定的第一开关K1闭合时间限值，控制第一开关K1和第二开关K2断开，存储试验数据，就地控制器显示试验结果，试验结束。

实施例4：

如图4所示，本实施例是在实施例1或实施例2或实施例3的基础上，在远端漏电试验装置的电力线路L和控制器之间连接有电力线载波通讯模块，并通过通讯模块与就地控制器建立通讯连接，控制器、就地控制器由电力线载波通讯模块通过电力线路L与远程计算机和/或远程控制装置实现信息交互。

控制器通过电力线载波模块和电力线路L接收到远程计算机和/或远程控制装置的信息，代替就地控制器启动漏电试验进行实施例1或实施例2或实施例3使用方法的试验步骤，并在试验步骤中实时通过电力线载波模块和电力线路向远程计算机和/或远程控制装置反馈传送信息，在远程计算机和/或远程控制装置的监控下完成试验步骤。

远程计算机和/或远程控制装置通过电力线载波模块和电力线路调取控制器和就地控制器存储的信息。

实施例5：

如图5所示，本实施例是在实施例1或实施例2或实施例3或实施例4的基础上，通过通讯模块或控制器引出外接通讯接口与外部网络实现通讯，实现外部网络通过通讯接口对漏电试验装置的信息交互和控制。代替就地控制器启动漏电试验进行实施例1或实施例2或实施例3或实施例4使用方法的试验步骤，并在试验步骤中实时通过外接通讯接口向远程计算机和/或远程控制装置反馈传送信息，在远程计算机和/或远程控制装置的监控下完成试验步骤。

技术方案中第一继电器开关名称为第一开关部件，第二继电器开关名称为第二开关部件。

Claims (5)

1.一种煤矿井下电力线路远端漏电试验装置，其特征在于：包括由试验电阻和第一开关部件串联组成的漏电试验电路，所述试验电阻通过所述第一开关部件连接于电力线路与接地端之间，接地端通过接地系统连接于大地；由第二开关部件和电压测量模块串联组成的电压测试电路，所述电压测量模块通过所述第二开关部件连接于所述电力线路与所述接地端之间；电压测量模块，用于获取所述测试电阻两端电压值，并将获取的所述电压值输出给控制器；所述控制器，用于根据输入的所述电压值测算接地端电压，判断是否控制第一开关部件，第一开关部件初始状态为断开状态闭锁，当测算的所述接地端电压超过预设值时，保持闭锁第一开关部件为断开状态，当测算的所述接地端电压低于预设值时，解锁第一开关的断开状态闭锁，控制器通过通讯模块与就地控制器实现信息交互和控制；就地控制器，用于控制试验操作和显示信息；电源模块，用于从电力线路引入电源，并将引入的电源经转换供给所述电压测量模块、控制器和通讯模块。

2.一种煤矿井下电力线路远端漏电试验装置，其特征在于：包括由试验电阻和第一开关部件串联组成的漏电试验电路，所述试验电阻通过所述第一开关部件连接于电力线路与接地端之间，接地端通过接地系统连接于大地；所述试验电阻与所述接地端相连接的一端连接有由第三开关部件、接地电阻检测模块构成的接地电阻检测电路，所述接地端通过所述第三开关部件、所述接地电阻检测模块与辅助接地极连接，所述辅助接地极连接大地，通过大地与所述接地端构成接地电阻检测回路；接地电阻检测模块用于实时检测所述检测回路的接地电阻值并输出给控制器，控制器，用于根据输入的所述检测回路的接地电阻值，判断是否控制第一开关部件，第一开关部件初始状态为断开状态闭锁，当所述检测回路的接地电阻值大于预设值时，控制保持闭锁第一开关部件为断开状态，当所述检测回路的接地电阻值小于预设值时，控制解锁第一开关部件的断开状态闭锁，控制第一开关部件闭合接通时，控制第三开关部件为断开状态，并控制第三开关部件在第一开关部件断开时才能闭合，使接地电阻检测电路与电力线路保持断开；控制器通过通讯模块经本安型接口与就地控制器实现信息交互和控制；就地控制器，用于控制试验操作和显示信息；电源模块，用于从电力线路引入电源，并将引入的电源经转换供给所述本安型接口、控制器和通讯模块。

3.根据权利要求1或2所述的煤矿井下电力线路远端漏电试验装置，其特征在于：所述控制器通讯接口连接有电力线载波通讯模块，电力载波通讯模块连接电力线路，控制器通过所述电力线载波通讯模块和电力线路与远程计算机/远程控制器实现信息交互。

4.根据权利要求1或2所述的煤矿井下电力线路远端漏电试验装置，其特征在于：所述通讯模块连接有网络通讯接口，用于通过局域网/互联网与远程计算机/远程控制器实现信息交互。

5.根据权利要求1或2所述的煤矿井下电力线路远端漏电试验装置，其特征在于：所述通讯模块与所述就地控制器通过本安型接口实现信息交互。

Images