中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司 張少杰

引言：目前某些礦用高壓配電裝置生產(chǎn)企業(yè)沒有電氣性能綜合保護(hù)特性試驗(yàn)臺，特別是面對絕緣監(jiān)視保護(hù)出廠檢驗(yàn)時(shí)，束手無策。本文依據(jù)絕緣監(jiān)視保護(hù)原理和標(biāo)準(zhǔn)對其具體試驗(yàn)方法進(jìn)行了探討，提出了試驗(yàn)方法。

0.前言

礦用高壓配電裝置是指煤礦井下10(6)kV供電系統(tǒng)中常用的配電設(shè)備，是煤礦井下高壓供電系統(tǒng)終端線路的主保護(hù)；檢驗(yàn)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為JB/T 8739-2015《礦用隔爆型高壓配電裝置》。目前某些礦用高壓配電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)沒有電氣性能綜合保護(hù)特性試驗(yàn)臺，特別是面對絕緣監(jiān)視保護(hù)出廠檢驗(yàn)時(shí)，束手無策。但在IT系統(tǒng)中，發(fā)生一相接地故障時(shí)，其他兩相對地電壓升高，可能接近線電壓，會造成絕緣損壞。另一相接地電流很小時(shí)，線路和設(shè)備還能繼續(xù)工作，這種不正常運(yùn)行狀態(tài)，可能長時(shí)間存在，這對安全是非常不利的。因此，在不接地電網(wǎng)中，對電網(wǎng)絕緣的監(jiān)視至關(guān)重要，設(shè)備的絕緣保護(hù)試驗(yàn)也是必不可少。

1.標(biāo)準(zhǔn)要求

由于井下采用雙屏蔽電纜，其高壓防爆開關(guān)除了設(shè)有漏電保護(hù)，還須設(shè)有監(jiān)視線保護(hù)，這樣就可監(jiān)視雙屏蔽電纜的監(jiān)視線和接地線之間有無短路或監(jiān)視線和接地線有無斷線的故障[1]。JB/T 8739-2015《礦用隔爆型高壓配電裝置》中要求高壓配電設(shè)備絕緣監(jiān)視保護(hù)動作特性應(yīng)滿足表1規(guī)定[2]。

表1

2.監(jiān)視線保護(hù)原理

回路電阻是指屏蔽芯線與屏蔽地線短接形成回路的情況下所測得的電阻值，它的大小可反映出屏蔽芯線與屏蔽地線是否存在開路現(xiàn)象或連接是否可靠，屏蔽質(zhì)量是否良好。目前常用的監(jiān)視線保護(hù)原理有兩種: 一種終端加整流二極管的直流監(jiān)視線保護(hù)原理，另一種是終端加電阻附加直流電源的監(jiān)視線保護(hù)原理。為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，經(jīng)分析決定對本系統(tǒng)采用終端加電阻附加交流電源的監(jiān)視線保護(hù)原理[3]。此方法也是目前產(chǎn)品上最常見的方法。其原理如圖1所示。

監(jiān)視回路中一端直接接地，另一端外接一電阻（一般為0.9kΩ～1.5 kΩ）后直接接入綜合保護(hù)器，通過保護(hù)器硬件電路進(jìn)行計(jì)算與判定，具體電路可參照《高壓防爆開關(guān)微機(jī)保護(hù)裝置絕緣監(jiān)視保護(hù)模塊的設(shè)計(jì)》。

圖1 監(jiān)視線保護(hù)原理

3.試驗(yàn)方法

JB/T8739-2015第6.2.7.4條要求，按規(guī)定相序在高壓側(cè)施加三相對稱交流額定電壓，然后將終端元件分別短路和開路，進(jìn)行絕緣監(jiān)視保護(hù)試驗(yàn)。在監(jiān)視回路中，與終端元件串接一個(gè)可變電阻，由零逐漸增加電阻值，使保護(hù)裝置動作，測量串入監(jiān)視回路的電阻值；在監(jiān)視回路中，與終端元件并聯(lián)一個(gè)可變電阻，由最大逐漸降低電阻值，使保護(hù)裝置動作，測量并入監(jiān)視回路的電阻值。終端元件試驗(yàn)時(shí)可直接認(rèn)定為監(jiān)視回路中所接的電阻值，如此測量動作電阻值只需一個(gè)電阻箱即可。動作時(shí)間測定必須需要同步信號，在現(xiàn)場沒有電氣綜合性能試驗(yàn)設(shè)備時(shí)，測量方法可參照圖2和圖3所示。

圖2 并入電阻測試接線圖

圖2為并入電阻測試法，圖中七芯端子為高壓配電裝置出線后的七芯端子；按鈕為兩組常開觸頭，提供同步信號。電阻箱調(diào)節(jié)好動作電阻值，按下按鈕時(shí)，表秒開始計(jì)時(shí)的同時(shí)，并聯(lián)電阻投入監(jiān)測回路，配電裝置保護(hù)動作后，秒表計(jì)時(shí)結(jié)束，得出動作時(shí)間。

圖3 串入電阻測試接線圖

圖3位串入電阻測試法，按鈕為兩組常開和一組常閉觸頭。電阻箱調(diào)節(jié)好動作電阻值，按下按鈕時(shí)，表秒開始計(jì)時(shí)的同時(shí)，常閉觸頭開路，串聯(lián)電阻投入監(jiān)測回路，配電裝置保護(hù)動作后，秒表計(jì)時(shí)結(jié)束，得出動作時(shí)間。

4.比對

因?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)滿足正態(tài)分布，實(shí)驗(yàn)室檢測能力統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果可采用Z比分?jǐn)?shù)表示，Z比分?jǐn)?shù)是表示不同實(shí)驗(yàn)室結(jié)果的“得分”的正態(tài)化統(tǒng)計(jì)值。通過統(tǒng)計(jì)分析，對試驗(yàn)的測試結(jié)果比對，分析檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

Z比分?jǐn)?shù)的計(jì)算：

式中：Z—比對試驗(yàn)數(shù)據(jù)偏差絕對值；

X—兩種方法的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)；

S—比對樣品的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

根據(jù)CNAS-GL02-2006《能力驗(yàn)證結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理和能力評價(jià)指南》要求知：S可采用標(biāo)準(zhǔn)允許的誤差值。參照J(rèn)B/T8739-2015規(guī)定，S可取0.1。

根據(jù)公式（1）得出以下計(jì)算結(jié)果，詳見表2。

表2

由上表測試結(jié)果可知：Z絕對比分?jǐn)?shù)的所有值都≤2，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)屬于滿意范圍；同時(shí)表明X2（本文介紹的試驗(yàn)方法）的檢測結(jié)果屬于滿意范圍，而且偏差很小，并沒有離群。

5.總結(jié)

此方法是參照標(biāo)準(zhǔn)要求在現(xiàn)場無綜合試驗(yàn)臺的情況下提出的。試驗(yàn)結(jié)果與綜合試驗(yàn)臺比較，誤差在接受范圍之內(nèi)。望此方法對現(xiàn)場試驗(yàn)人員有所幫助。