矿用高压柜隔离开关触头温度检测系统研究.docx

1、DOI:10.3969/j.issn,1009-9492.2020.01.034平鹏伟.矿用高压柜隔离开关触头温度检测系统研究J.机电工程技术，2020,49(01):100-101.矿用高压柜隔离开关触头温度检测系统研究平鹏伟(潞安环能股份公司常村煤矿，山西长治046102)摘要：为及时准确地检测矿用高压柜隔离开关触头温度，有效防范因高压开关触头过热而引发矿井供电系统短路故障，甚至出现电气火灾的危险，开发了种矿用高压柜隔离开关触头温度检删系统，具体介绍了设计过程中应选用的设计方案，需解决的重点问题，分析了系统结构及具体检测过程，并通过试验验证了该高压柜隔离开关触头温度检测系统传感器的可靠度、

2、信号传输的可靠度以及数据存储的可靠性，经实际验证，该温度检测系统运行安全、稳定，能很好地满足矿用高压柜隔离开关触头温度口常检测需求，具有一定的推广应用价值。关键词：高压开关柜；隔离开关触头：温度检测：应用中图分类号：TD67文献标志码：A文章编号：10099492(2020)01-010002ResearchonTemperatureDetectionSystemforMineHighVoltageCabinetIsolationSwitchContactPINGPcngvvei(LuanHuanengCo.,Ltd.,ChangcunCoalMine.Changzhi.Shanxi()461

3、02China)Abstract:Inordertodetectthecontacttemperatureofthedisconnectorofthehigh-voltagecabinetinlimeandaccurately,andeffectivelypreventtheshortcircuitfaultofthepowersupplysystemintheminecausedbytheoverheatedcontactofthehigh-voltageswitch,andeventhedangerofelectricalfire,acontacttemperaturedetections

4、ystemofthedisconnectorofthehigh-voltagecabinetinthemineisdeveloped,thedesignschemetobeselectedandthekeyproblemstobesolvedinthedesignprocesswereintroduced,thesystemstructureandthespecificdetectionprocesswereanalyzed,andthereliabilityofthesensor,thereliabilityofsignaltransmissionandthereliabilityofdat

5、astorageofthecontacttemperaturedetectionsystemof(hedisconnectorofthehigh-voltagecabinetwereverifiedthroughthetest.Theexperimentshowsthat(hetemperaturedetectionsystemissafeandstable,whichcanmeetthedailydetectionneedsofthecontactternperaiureofthedisconnectorin(hehighvoltagecabinet.andhasacertainapplic

6、ationvalue.Keywords:highvoltageswitchgear：isolationswitchcontact：temperaturedetection：application。引言在矿井下，高压开关柜占据着极其关键的地位，不仅对各个设备的运行有着宜接的关系，而I-L对各个运行环节有着-定的影响。但是，由于矿山在不断的发展中，井下所需的电力设备也应当持续增加，其供电体系的运行极有可能为超临界状态。若运行负荷过高或者超出标准时，不仅对高压电缆造成了极大的破坏，而且也极大地威胁到高压柜中隔离开关的运行，进而导致触头的温度不断上升，严重的会达到表皮的燃烧界点，诱发火灾。因此，针对该

7、部位的温度，应当研发一个有效的监测体系，对其实施严格的监测，其温度一旦与预警值相接近，应当立刻采取措施，防止因火灾的发生而造成一定的破坏。1系统设计的目标选择煤矿进行研究，根据高压柜所处的环境及应当实现的功能，将相应的触头温度系统所需实现的程度进行归纳：（1）传感器在监测到触头温度时，将其转变为电信号直接传输到上位机，应当确保测量具备即时性：（2）信号的传输应当具备稳定性，其他的设备不会对其产生干扰，应当确保信号在覆盖区域内的传输具备真实性；（3）检测系统应当保持较长的工作时间，因此需要保持独立的供电系统。如果将相应的供电网介入其中之后，一旦温度超出了阀值之前的瞬间短路，将不能对风险进行有效的

8、规避叫2设计方案的选取该方案应当涵盖3部分的内容，分别为温度的检测、电力的供给及信号的传输。2.1温度的检测模式根据检测仪器是否与检测部位相接触来对温度检测进行划分，其主要有两种：收稿日期：2019-06-）4-wo-（1）接触式检测。利用温感设备将温度的改变来转变为电信号，对触头的温度进行检测。该方法所具备的优势在于具备较高的敏锐度，即便温度所发生的变化极其微小,也可以产生反应，同时应用该设备不需要较高的成本，而且因其自身就处于电网循环之中，不需要额外的电力供应叫（2）非接触式检测。指的是利用光纤及红外两种检测方式，其检测效果较为精确，误差较小，但是光纤检测器的价格较高，不具备适用性。与该检

9、测器相比，红外检测器的成本较低，但是该仪器的不足就是无法对小型的设备进行测量，而触头恰巧届于这类部件，因此无法使用。与上述分析相结合，运用第一种方法来检测触头的温度，即使用相应的温感设备来对其进行检测。2.2电力的供给模式借鉴国内外井下电气系统的管理经验，参考这些方式来为温度检测系统提供电力，根据其是否需要进行外部传输可以将其分为两类。（1）自给式，指的是通过设备上的电池来供电。这种形式乂可以分为两种，一种是只安装容量较大的电池，其优点主要为不需要额外添加线路，缺点在于需要按时更替电池，检修较为困难：另一种是通过安装太阳能等设备，依靠高压开关所在的环境来供电，以供系统使用，其缺点也较为明显，即

10、过于依赖环境，一旦环境中无光无风，将不再有电力的供应叫（2）传输式，指的是将检测体系之内的供电与现存的电网相连接。其存在的优点主要为便捷，缺点就是在产生故障之后无法实现预期的检测效果。对矿井下环境及经济等各个因素进行有效分析，将电池作为提供电能的模式，确保发生故障时也可以具备较高的检测精度。2.3信号传输的方式借鉴矿井下通讯信号的传输方式，对温度进行检测的系统主要存在4种信号传输。（1）光纤传输。它所具有的优势为高宽带，具有可靠的传输质量及速度；不足之处就是铺设光纤会耗费较大的钱力物力，难以接受成本，因此对该方式不加以考虑。（2）电力线载波。指的是PLC通信。将信息的传输依靠于电网中，利用电流

11、所具有的信息来完成数据的传输。该方法具备较大的便捷性，但是在电网中，电流具有相应的转换效果，极大影响着信号的传输，导致其传输的质量无法得到保障叫温度体系所传输的信号不具备较大的强度，极易受到干扰，因此该方式也不加考虑。（3）公用无线通讯网。它具有较高的成本，每年都需要支出一定的服务费用，对于矿山企业而言，这并不实惠，因此该方法也可以排除。（4）无线射频技术。ZigBee作为一种无线传感网络通信协议，其消耗的功率及经济都处于可接受的范围之内，适用于矿井下的信号传输，因此该方法具有较强的可行性。3系统设计3.1系统的组成选择矿井进行研究，对矿井35kV的高压柜隔离开关触头所具有的温度加以检测，在该

12、部位安装相应的传感器，对温度变化加以转换，使其成为电流强度的改变，利用无线射频技术来传输相应的信息，判断该温度是否达到警戒点，若达到或超出预警值，其报警装置将会做出反应,避免因触头的温度过高而产生危险圈，系统的结构图如图1所示。图1矿用高压柜隔离开美触头温度系统结构示意图当电脑接收到信息之后，电脑可以及时地显示出信息,以确保相关人员可以精确掌握到触头的温度，同时，相关部门应当对信息进行一系列的处理叫例如设定时间段及周期性的数据比较，为维修提供可靠的依据，软件功能的结构如图2所示。高压开关温度监测系统图2矿用高压柜颗粒升关触头温度系统软件功能示意图3.2数据的处理电脑在收集到各种数据之后，应当进

13、行分类处理，以助于日后的分析与查询，其功能主要有以下几点。321预警的功能在对数据进行处理的过程中，其核心环节就是预警，当温度与临界点相接近的时候，警报将会启动，若条件达到标准，应当再安装一个连锁装置，将高温线路加以切换,促使其成为备用线路，在经过一段时间之后再进行使用叫3.2.2信息储存的功能除预警之外，信息储存也发挥着极其关键的作用。在获取有效的信息之后，可以将其进行保存，其保存的时间（下转第151页）制样装置中的应用J.煤质技术，2007(5):9.3 谢昌纲，刘镇，张华，等.智能机器人采制样系统在兴隆庄煤矿的应用J.煤质技术，2019(1):26-29.4 高贵明，赵航.浅谈全自动制样

14、系统在实际生产中的应用J.科技风，2018(24):32.5 王兴无.煤炭自动制样系统J.热力发电，2015,44(7):111-113.6 安翔.铁精矿智能全自动制样系统研发J.酒钢科技，2017(4):81-85.7 胡彪，罗建明，熊知明，等.全自动煤炭制样系统性能试验的探讨J.煤质技术，2016(5):22-26.(最第101页间隔为1()$,可以取得某个时间段内时间与温度所具有的关系，促使其对高压开关的相关信息进行有效的分析，同时，在发出报警之后，其信息将会被储存，从而使生产具备较强的安全性叫4试验验证对于硬件单元，其主要对传感器、信号传输及信息储存功能所具备的可靠性进行验证。4.1传

15、感器的可靠度检验处于同一温度下，应当对矿井内的实际环境加以考虑,将-1070C之间定为温度区，其监测的周期为10C,对传感器及温度计两个仪器的数据加以检测，如表1所示。表1测试数据温度计传感器误差项目温度计传感器误差眦N温度地尸C眦尸C温度X/C1-10-10.30.3640420.2200.20.275050.30.331010.20.28606().3()342020.20.297070.40.453030.30.3根据结果可知，传感器与温度计两个仪器所检测的温度并不存在明显的误差，其精确度较高，与现场的要求相吻合，可以加以应用。4.2信号传输的町靠度检测在空荡的房间中，选择10m作为步长

16、来移动发射的源头，其结果显示，处于无障殍的状况下，信号传输的距离可达到100m。对矿井下的环境进行模拟，运用石板来覆盖其表面，根据结果可知，在覆盖完全的状况下，信号的传输应当为5m0由此可知，信号的传输与矿井的实际需求相吻合。4.3数据存储的检测导出电脑收集到的数据，并将其打印出来，其时间间隔为30mm,对下一个0.5h的温度进行预测，其结果显赵小锋，王兴无.全自动无人值守煤炭机械化智能制样系统在电力行业应用现状及分析口.江西电力，2016(6):23-25.8 何文莉，万明.自动化控制技术在无人值守煤炭联合制样系统中的应用J.煤质技术，2018(1):45-49.9 魏加栋，崔修强.机器人燃

17、煤制样系统的设计与应用J.华电技术,2018,40(8):14-17.第一作者简介：闵雄(1984-),男，湖北武汉人，大学本科，工程师。研究领域为煤炭采制化智能设备的研发及调试。已发表论文5篇。(编辑:王智圣)示，在温度的危险区域内，基于温度升高的趋势，将其达到临界点的时间加以预测。同时，将20天作为1个周期，在5个周期以内，数据都可以取得较好的保存，其数据保存的有效性与矿井的实际需求相吻合叫5结束语与井下的环境相结合，得到温度系统所应达到的理论程度，基于现有的技术状况，选取温度感知元件、电池及无线射频技术分别作为温度检测、电力供给及信息传输的方式。基于此来设计出套最佳的温度系统，经过反复验证，信息传输、温度检测及数据保存都具备较高的精确性,与井下的需求相适应，表明该系统的设计较为合理，极大确保了矿山生产的安全性。参考文献：1 李玉柱，宋建成，耿蒲龙，等.基于红外传感器的高压柜隔离开关触头温度在线监测系统研究J.测控技术，2015(02):33-35.2 郭文平.煤矿井下高压开关隔离触头高温防护措施的探讨J.机械管理开发，2018(07):10-12.3 黄涛，冯世涛，李励.高压隔离开关触头温度实时监测技术的研究J.通信电源技术，2018(03):88-90.4 杨常达，曾黎玉，熊沙瑶.隔离开关触头发热原因分析及防范措施J.通讯世