矿井低压电网漏电保护试验系统的制作方法

1.本公开涉及煤矿安全技术领域，尤其涉及一种矿井低压电网漏电保护试验系统。


背景技术：

2.煤炭资源是我国电力事业发展的最坚强保障，因此，煤矿在能源供应上的重要性自然不言而喻。近些年来，随着煤矿现代化程度的提高，我国矿井电气负荷急剧增加，而电气负荷的增加，对煤矿供电系统运行的可靠性和安全性提出了更高的要求。由于煤矿的生产都是直接或间接地以电力为主要动力的，一旦电力中断，生产将被迫停止，同时还会威胁到设备和人身安全。煤矿供电系统的使命在于保证煤矿的安全生产，其责任非常重大。例如由于煤矿井下存在瓦斯和涌水，煤矿供电系统在运行中发生故障后如不及时排除，电力供应中断极易发生瓦斯积聚爆炸和掩井等重大安全事故。因此，煤矿供电系统在供电可靠性上的要求非常苟刻。
3.由于煤矿井下生产条件的特殊性，低压供电系统复杂，大功率变频设备多，设备分散，负荷大小不均，更加容易产生无功功率补偿不足和谐波污染的危害。煤矿供电系统的负载多表现为感性负载。这些感性负载会消耗大量的无功功率。低压配电系统是供电系统中直接与负载相连的部分，大量无功功率由该系统传输至负载。由于电流增加，变压器，线缆等设备器件的损耗也随之增加，导致设备器件发热损坏，功率因数下降，负载端电压降低以及谐波的产生。因为设备使用时间不固定，负载及线路上的损耗也经常变化，由于需要考虑最大负荷投入使用的情况，煤矿低压配电系统经常是工作在“大马拉小车”的模式。当无功功率较大时，这种浪费会更加严重。而谐波的存在会造成电力设备过负荷、发热、过电压、破坏保护控制设备的性能等后果，影响其正常工作。甚至还会加剧电缆绝缘下降、漏电等一系列问题，还会有大量的无功功率在电网和负载间进行交换，进而严重影响到了设备的正常运行与井下供电网的供电安全。
4.2015年新修订的《煤矿安全规程》里第十二章电气部分第三条款，新增加了“矿井供电系统可具备防越级跳闸功能”的条款要求，第十七条款修改明确要求了井下供配电和开关设备必须具有的保护功能，并增加了漏电闭锁保护和远程控制功能的要求。针对新规定，需对应用到煤矿井下的煤矿供电系统监控类产品防越级跳闸功能和供配电及开关类产品的漏电闭锁和远程控制功能进行验证分析。从而保障该类产品的安全准入性能,为该类产品的煤矿安全标准和规范的制定提供依据，为安全监管监察提供技术支撑和服务。


技术实现要素：

5.本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
6.本公开第一方面实施例提出了一种矿井低压电网漏电保护试验系统，包括：
7.电源配电柜、高开漏电试验柜、总馈电试验柜、分馈电试验柜、被测保护器、被测总馈电开关、被测分馈电开关；
8.其中，所述电源配电柜包括第一电源输出端口、第二电源输出端口、第三电源输出
端口、第四电源输出端口；
9.所述高开漏电试验柜的电源输入端口与所述第一电源输出端口连接，所述高开漏电试验柜的电源输出端口与被测保护器的电源输入端口连接，所述高开漏电试验柜用于对所述被测保护器进行漏电试验；
10.所述总馈电试验柜的第一电源输入端口与所述第二电源输出端口或所述第三电源输出端口连接、所述总馈电试验柜的第二电源输入端口与所述第四电源输出端口连接，所述总馈电试验柜的电源输出端口与被试总馈电开关的电源输入端口连接、所述总馈电试验柜的负载端与所述被试总馈电开关的负载端、及被试分馈电开关的电源端连接，所述总馈电试验柜用于对所述被试总馈电开关进行漏电试验；
11.所述被试分馈电开关的负载端与所述分馈电试验柜的负载端连接，所述分馈电试验柜用于对所述被试分馈电开关进行漏电试验。
12.可选的，所述高开漏电试验柜还包括：零序电压调压器；其中，
13.所述零序电压调压器的第一端口与所述被测保护器的零序电压端口连接、所述零序电压调压器的第二端口与所述被测保护器的接地端口连接，所述零序电压调压器用于调节所述被测保护器对应的零序电压。
14.可选的，所述高开漏电试验柜还包括：零序电流调压器；其中，
15.所述零序电流调压器的端口与所述被测保护器的零序电流端口连接，所述零序电流调压器用于调节所述被测保护器对应的零序电流。
16.可选的，所述高开漏电试验柜还包括：绝缘监视可调回路、漏电电阻调节按钮、电阻显示模块；其中，
17.所述绝缘监视可调回路的第一端口与所述被测保护器的绝缘监视回路的第一端口连接、所述绝缘监视可调回路的第二端口与所述被测保护器的接地端口连接；
18.所述漏电电阻调节按钮用于对所述绝缘监视可调回路中的漏电电阻的电阻值进行调节；
19.所述电阻显示模块用于在所述被测保护器动作时，显示绝缘监视电阻值及回路监视电阻值。
20.可选的，所述高开漏电试验柜还包括：漏电动作计时回路、及漏电闭合动作时间显示模块；其中，
21.所述漏电动作计时回路的第一端口与所述被测保护器的常开空触点连接；
22.所述漏电闭合动作时间显示模块用于显示所述被测保护器通入试验信号之后，由闭合状态转换为断开状态的时长。
23.可选的，所述总馈电试验柜还包括：1千欧漏电电阻测试端口、漏电电阻测试端口、及至少一个对地电容；其中，
24.所述1千欧漏电电阻测试端口与所述被测总馈电开关的负载端连接；
25.所述漏电电阻测试端口与所述被测分馈电开关的负载端连接；
26.所述至少一个对地电容中的任一对地电容与所述总馈电开关的负载端连接，所述对地电容用于模拟线路的长短。
27.可选的，所述总馈电试验柜还包括：开关动作时间显示模块，漏电电流显示模块；其中，
28.所述开关动作时间显示模块用于在对所述被测总馈电开关进行漏电试验时，显示开关动作时间；
29.所述漏电电流显示模块用于在对所述被测总馈电开关进行漏电试验时，显示漏电电流值。
30.可选的，所述系统还包括电磁启动器、和/或照明综保，其中，
31.所述电磁启动器与所述被测总馈电开关的负载端连接、或者与所述被测分馈电开关的负载端连接；和/或
32.所述照明综保与所述被测总馈电开关的负载端连接、或者与所述被测分馈电开关的负载端连接。
33.可选的，所述系统还包括电机，所述电机与所述被测总馈电开关的负载端连接、或者与所述被测分馈电开关的负载端连接。
34.可选的，所述系统还包括：调压器、电源变压器柜，其中，
35.所述调压器的电源输入端口与所述电源配电柜的第一电源输出端口连接，所述调压器的电源输出端口与所述电源变压器柜的电源输入端口连接，所述调压器用于将所述所述电源配电柜的第一电源输出端口输出的第一电压转换为可调电压；
36.所述电源变压器柜的第一电源输出端口与所述电源配电柜的第二电源输出端口连接，第二电源输出端口与所述电源配电柜的第三电源输出端口连接，所述电源变压器柜用于升高或降低所述调压器输出的所述可调电压，以获取所述电源配电柜的第二电源输出端口输出的第二电压、或所述电源配电柜的第三电源输出端口输出的第三电压。
37.本公开提供的矿井低压电网漏电保护试验系统，存在如下有益效果：
38.本公开实施例中的矿井低压电网漏电保护试验系统，包括电源配电柜、高开漏电试验柜、总馈电试验柜、分馈电试验柜、被测保护器、被测总馈电开关、被测分馈电开关，从而可以实现对矿井下各类保护器、总馈电开关、分馈电开关进行漏电检测，从而保障了煤矿井下用电系统的安全。
39.本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
40.本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
41.图1为本公开一实施例所提供的矿井低压电网漏电保护试验系统的结构示意图。
具体实施方式
42.下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。
43.下面参考附图描述本公开实施例的矿井低压电网漏电保护试验系统。
44.图1为本公开实施例所提供的矿井低压电网漏电保护试验系统的结构示意图。
45.如图1所示，该矿井低压电网漏电保护试验系统可以包括：
46.电源配电柜11、高开漏电试验柜12、总馈电试验柜13、分馈电试验柜14、被测保护器15、被测总馈电开关16、被测分馈电开关17；
47.其中，电源配电柜包括第一电源输出端口111、第二电源输出端口112、第三电源输出端口113、第四电源输出端口114；
48.高开漏电试验柜12的电源输入端口121与第一电源输出端口111连接，高开漏电试验柜12的电源输出端口122与被测保护器15的电源输入端口151 连接，高开漏电试验柜12用于对被测保护器15进行漏电试验；
49.总馈电试验柜13的第一电源输入端口132与第二电源输出端口112或第三电源输出端口113连接、总馈电试验柜13的第二电源输入端口131与第四电源输出端口114连接，总馈电试验柜13的电源输出端口133与被试总馈电开关16的电源输入端口161连接、总馈电试验柜13的负载端134与被试总馈电开关16的负载端162、及被试分馈电开关17的电源端171连接，总馈电试验柜13用于对被试总馈电开关16进行漏电试验；
50.被试分馈电开关17的负载端172与分馈电试验柜14的负载端141连接，分馈电试验柜14用于对被试分馈电开关14进行漏电试验。
51.其中，系统供电电源可以为三相四线380伏(v)的电源，电源容量可以 100千伏安(kva)、供电断路器额定电流可以为200安(a,)接到电源配电柜第一电源输出端口111。
52.其中，电源配电柜11的电源引入母线建议采用3*75平方+1*4平方的电缆，输出线建议电缆截面不小于35平方。
53.可选的，系统还包括：调压器、电源变压器柜，其中，
54.调压器的电源输入端口与电源配电柜11的第一电源输出端口111连接，调压器的电源输出端口与电源变压器柜的电源输入端口连接，调压器用于将电源配电柜的第一电源输出端口输出的第一电压转换为可调电压；
55.电源变压器柜的第一电源输出端口与电源配电柜11的第二电源输出端口 112连接，第二电源输出端口与电源配电柜11的第三电源输出端口113连接，电源变压器柜用于升高或降低调压器输出的可调电压，以获取电源配电柜11 的第二电源输出端口112输出的第二电压、或电源配电柜11的第三电源输出端口113输出的第三电压。
56.其中，调压器可以为三相油浸感应调压器，调压器的电源输出端口可以输出0-420v可调电压。
57.其中，电源变压器柜的电源输入端口的输入电压可以为380v可调电源，电源变压器柜的第一电源输出端口可以输出660v电压、第一电源输出端口可以输出1140v电压、变压器容量为100kva，从而可以允许不大于100kva容量的设备运行试验，和漏电保护性能试验。
58.可选的，电源配电柜11表盘上可以有调压器输出电压表和电源变压器二次输出电压表以及输出三相电流表，以监视后续试验的电压和电流。表盘上仪表无需用户再次调整，显示数据即为实时数值。
59.可选的，高开漏电试验柜12可以供高压配电装置功率漏电试验用，高开漏电试验柜12提供三相可调100v试验电源，即高开漏电试验柜12的电源输出端口122的输出电压为100v可调电压。
60.可选的，可以采用35平方功率线将总馈电试验柜13的第一电源输入端口 132与电源配电柜11的第二电源输出端口112或第三电源输出端口113连接。可以用出厂配置的4平
方功率测试夹子将总馈电试验柜13的电源输出端口 133与被试总馈电开关16的电源输入端口161连接，采用出厂配置的4平方测试夹子总馈电试验柜13的负载端134与被试总馈电开关16的负载端162，采用4平方测试线将被试总馈电开关16的负载端162与被试分馈电开关17 的电源端171连接。
61.可选的，分馈电试验柜14的数量可以为1个，也可以为多个，比如3个。本公开对此不做限定。被测分馈电开关17的数量也可以为一个，或多个。本公开对此不做限定。
62.本公开实施例中的矿井低压电网漏电保护试验系统可以应用于高压开关机械特性测试，可作为高低压漏电动作值及时间测试实验设备，以及进行漏电流及电容电流补偿效率测试，还可以用来进行短路保护特性试验；过电流保护特性试验等检测项目。
63.本公开实施例中的矿井低压电网漏电保护试验系统，包括电源配电柜11、高开漏电试验柜12、总馈电试验柜13、分馈电试验柜14、被测保护器15、被测总馈电开关16、被测分馈电开关17，从而可以实现对矿井下各类被测保护器15、被测总馈电开关16、被测分馈电开关17进行漏电检测，从而保障了煤矿井下用电系统的安全。
64.可选的，高开漏电试验柜12还包括：零序电压调压器；其中，
65.零序电压调压器的第一端口与被测保护器的零序电压端口连接、零序电压调压器的第二端口与被测保护器的接地端口连接，零序电压调压器用于调节被测保护器对应的零序电压。
66.可选的，高开漏电试验柜12还包括：零序电流调压器；其中，
67.零序电流调压器的端口与被测保护器的零序电流端口连接，零序电流调压器用于调节被测保护器对应的零序电流。
68.其中，可以基于被测保护器对应的设置值，调节表盘上零序电压调压器。零序电流值同样由零序电流调压器调节，按保护器设置值，零序电流的输出线穿过高开的零序电流互感器一匝，如果试验时，出现按保护器设置值输入零序电压和电流信号后开关不动作，此时可以将零序电流的穿心方向改变过来再次试验即可成功。
69.可选的，高开漏电试验柜12还包括：绝缘监视可调回路、漏电电阻调节按钮、电阻显示模块；其中，
70.绝缘监视可调回路的第一端口与被测保护器的绝缘监视回路的第一端口连接、绝缘监视可调回路的第二端口与被测保护器的接地端口连接；
71.漏电电阻调节按钮用于对绝缘监视可调回路中的漏电电阻的电阻值进行调节；
72.电阻显示模块用于在被测保护器动作时，显示绝缘监视电阻值及回路监视电阻值。
73.其中，试验时可以选择绝缘监视或回路电阻监视测试，然后按下漏电电阻调节按钮，调节漏电电阻，使开关动作，分别测试绝缘监视电阻值和回路电阻监视值。
74.可选的，高开漏电试验柜12还包括：漏电动作计时回路、及漏电闭合动作时间显示模块；其中，
75.漏电动作计时回路的第一端口与被测保护器的常开空触点连接；
76.漏电闭合动作时间显示模块用于显示被测保护器通入试验信号之后，由闭合状态转换为断开状态的时长。
77.其中，被测保护器的常开空触点可以为被试开关正常合闸工作时处于闭合状态的
触点，开关合闸后，试验信号加入开始计时，开关因故障跳闸停止计时。记录下开关漏电闭合动作时间。
78.可选的，总馈电试验柜13还包括：1千欧漏电电阻测试端口、漏电电阻测试端口、及至少一个对地电容；其中，
79.1千欧漏电电阻测试端口与被测总馈电开关的负载端连接；
80.漏电电阻测试端口与被测分馈电开关的负载端连接；
81.至少一个对地电容中的任一对地电容与总馈电开关的负载端连接，对地电容用于模拟线路的长短。
82.可选的，总馈电试验柜13还包括：开关动作时间显示模块，漏电电流显示模块；其中，
83.开关动作时间显示模块用于在对被测总馈电开关进行漏电试验时，显示开关动作时间；
84.漏电电流显示模块用于在对被测总馈电开关进行漏电试验时，显示漏电电流值。
85.可选的，在对被测总馈电开关16进行漏电试验时，总馈电漏电保护是通过直流电源对地检测来完成，当对地绝缘电阻小到一定值时开关漏电闭锁，开关正常工作后，负载侧线路当对地漏电电阻小到一定值时，开关将快速动作，动作时间在200ms范围内，此动作时间会大于分馈电工作状态时的50ms范围，起到总/分馈电纵向漏电保护的时间间隔错开，使被测分馈电开关17负载侧漏电时，被测总馈电开关16不至于误动作。
86.被测总馈电开关16的负载侧1k漏电试验时，首先按下总馈电试验柜13 表盘上的选择按下0.22微法或者0.47微法或者1.0微法对地电容，选择对地电容大说明线路长，当按下1k漏电试验按钮后，可以观测到对地漏电电流和开关动作时间，电流和时间的乘积由于被试开关的三相电抗器具有对电容电流的补偿性能而不应大于30mas，从试验当中可以看出开关的负载线路不宜过长，线路过长会引起漏电流大。增加人身触电的危险性。
87.被测总馈电开关16的负载侧漏电不能引起其负载侧的任何一路被测分馈电开关17的动作。
88.可选的，在对被测分馈电开关17进行漏电试验时，被测总馈电开关16 的负载侧漏电也就是被测分馈电开关17的对应侧漏电，此时不能引起被测分馈电开关17的误动作，这是由分馈电漏电保护的性能决定的。
89.只要当被测分馈电开关17的负载侧漏电时，负载侧母线中才有流向负载的零序电流通过，同时感应出零序电压，使被测保护器漏电动作。
90.被测分馈电开关17的负载侧电容同样代表着线路的长短，电容大，漏电流就大，而感应的零序电压就小，从而引起被测保护器得到的信号小而不动作，从而来设置被被测分馈电开关17的零序电流和电压的设置值，使下井开关得到有效的保护。
91.可选的，系统还包括电磁启动器、和/或照明综保，其中，
92.电磁启动器与被测总馈电开关的负载端连接、或者与被测分馈电开关的负载端连接；和/或
93.照明综保与被测总馈电开关的负载端连接、或者与被测分馈电开关的负载端连接。
94.可选的，在对电磁启动器或照明综保进行漏电实验时，电磁启动器或照明综保的
电源侧只要接到任何一个被测馈电开关的负载侧，然后将任何一个试验柜的漏电动作测试端和接地端子对应接到开关负载侧的漏电检测相和开关壳体的接地端子上，(注意找到被测馈电开关的漏电检测相，否则不动作，)如果电磁启动器或照明综保的负载侧已经接了三相电动机，则无需寻找漏电检测相了，调节漏电电阻值，使开关漏电闭锁或者漏电解锁。其电阻值需符合开关技术条件的要求。
95.可选的，系统还包括电机，电机与被测总馈电开关的负载端连接、或者与被测分馈电开关的负载端连接。
96.可选的，在开关负载侧节大功率电机时，要注意连接线的截面，使负载工作在正常负荷线路上，因为负载侧接到试验柜的都是小截面积的测试线。
97.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
98.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
99.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本公开的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本公开的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
100.在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言， "计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器 (ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
101.应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件
或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga) 等。
102.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
103.此外，在本公开各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
104.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。