多回路起动器非在线绝缘检测装置

2017-04-20

电气开关 2017年5期

(天地(常州)自动化股份有限公司，江苏　常州　213125)

1　引言

目前煤矿井下多回路起动器(即组合开关)漏电闭锁检测方法，基本采用每回路独立采样电路检测，在回路断电期间始终对该回路负载侧进行绝缘检测，一旦发生绝缘低故障，即进行闭锁，禁止该回路接触器合闸。这种方式，每个回路需要一个独立漏电闭锁检测电路，重复冗余。

现有漏电闭锁检测电路，由于附加直流电压值较小，检测到的绝缘阻值范围较窄；市场中少部分组合开关增设了高压绝缘检测装置，给主回路施加3kV直流电压，可检测兆欧级绝缘阻值，但都是通过人工试验，不能形成定期工作机制，这些都不利于绝缘故障隐患的早期发现。

本文介绍的多回路非在线绝缘电阻检测装置，采用一个检测通道同时检测多个回路，一旦发现绝缘阻值低于漏电闭锁动作值，逐路检测，确定故障回路，报漏电闭锁故障，阻止该回路合闸。该装置还具有绝缘低预警功能，特定情况下，附加3kV直流电压，可检测到介于漏电闭锁动作值(如1140V为40kΩ、3300V为100kΩ)与绝缘预警值3MΩ之间的低绝缘临界状态，进行绝缘低提前预警，减少漏电故障扩大隐患。

2　检测方法

2.1　漏电闭锁检测方法

如图1所示，开关上电绝缘自检正常后，多回路漏电闭锁检测装置中K0继电器闭合，低阻检测单元对外施加12V直流电压检测绝缘情况。装置通过CAN总线与组合开关主控制器实时通信，检测到回路接触器分断后，延时投入对应回路高压继电器(如K1、K2)，由低阻检测单元对所有未合闸回路负载侧绝缘阻值并联检测。

如总检测值低于漏电闭锁动作值，则断开所有检测继电器，逐个分别投入检测绝缘电阻值，低于闭锁动作值，则确定为某回路漏电闭锁故障；绝缘值在1～5倍动作值之间，则判断为某回路绝缘低故障。

漏电闭锁检测电路是在开关不工作时接通。通常在开关主触点KM分断同时投入，但由于主触点分断时尚有电弧接通，或者所带电动机因继续转动在几秒内会有剩磁电势，如果与此同时投入漏电闭锁检测电路，那么上述高电压就会窜入检测电路，造成不应有的损坏。为此本电路设计中有一个受绝缘电阻检测装置控制的继电器K1、K2…，在主触点分断后延时10～30s，对应回路继电器闭合，进行绝缘检测。

本装置检测回路选用TOWARD公司LRL-101PCZ-14kV高压继电器，其常开触点可承受DC14kV击穿电压，已在3.3kV起动器中可靠应用。

图1　多回路漏电闭锁检测原理

2.2　绝缘预警检测方法

因漏电闭锁检测单元施加直流电压低，可检测的绝缘阻值范围有限，本装置可通过绝缘检测单元检测兆欧级阻值，以在漏电闭锁故障前先期发现绝缘低隐患。

如图1所示，组合开关上电后，系统进行绝缘自检，禁止所有回路接触器合闸，装置中K0继电器断开，所有回路继电器K1、K2…闭合，绝缘检测单元对所有接触器负载侧施加3000V直流电压，如检测结果大于3MΩ视为通过，否则视为绝缘异常，装置令各回路检测继电器逐个投入检测，检测完毕，上报所有回路检测结果即状态、绝缘阻值，并确定故障回路。如绝缘电阻值低于3MΩ，则状态为绝缘低警告，否则状态为绝缘正常。

绝缘检测也可在需要时，人工操作检测，此时要求所有隔离开关必须在断开或试验位置，通过系统操作，检测指定回路或所有回路。

3　装置检测原理

绝缘电阻检测装置主要由绝缘检测和漏闭检测两个单元组成，其基本原理相同，都采用附加直流检测绝缘阻值，区别在于分别施加3000V、12V直流电压，从而可以检测不同范围的绝缘阻值。此处以漏闭检测电路为例加以说明。

漏电闭锁检测电路如图2所示，附加直流电压VJ为12V，通过一个分压电阻R1与外部绝缘电阻进行串联，分压得到的电流信号进入电量检测传感器W1，隔离变换为0～3.3V的跟踪电压(Ug)输出，再经LM324运放电路处理输出到CPU的ADC1输入端，CPU计算处理，若低于动作值则输出故障信息，经CAN接口传输至组合开关控制系统。

图2　保护器检测电路

电路中的WBI121G07交直流通用传感器，采用线性光电隔离技术和专用厚膜集成电路，对电路中的直流电流进行实时隔离测量。主要特点是：体积小、精度高、动态性能好；输入电路与输出电路完全隔离，抗干扰能力强；采用双通道隔离补偿技术，有效抑制线性电路温度漂移。对绝缘电阻值的准确测量和电路的保护起到关键作用。