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您的(dí)位(wèi)置:網站首(shǒu)頁(yè) > 技(jì)術文(wén)章 > 礦(kuàng)山井下(xià)IT配電係(xì)統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)研究(jiū)及應用 0 引言
*,能源(yuán)作為經(jīng)濟(jì)發展(zhǎn)的重要(yào)引擎,堪稱是(shì)國民(mín)經濟(jì)的命脈。采礦業一直是(shì)能源工(gōng)業的重(zhòng)要(yào)支柱,我(wǒ)國(guó)的礦(kuàng)業(yè)生產主(zhǔ)要(yào)來自井下(xià)開(kāi)采,環境惡劣(liè),就以(yǐ)煤(méi)礦(kuàng)為(wéi)例,煤礦井下存(cún)在(zài)水,火,瓦斯,煤(méi)塵,頂板(bǎn)五(wǔ)大自(zì)然(rán)災(zāi)害(hài),加上生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜(zá),易(yì)發(fā)生惡性事故(gù)。
出於安全考慮,礦山井下(xià)低壓(yā)配(pèi)電係(xì)統(tǒng)的(dí)接地形(xíng)式按規(guī)定(dìng)采(cǎi)用(yòng)的是IT係統(tǒng)。IT係(xì)統就(jiù)是(shì)電源(yuán)中(zhōng)性點(diǎn)不(bù)接地,用電設備(bèi)外露(lòu)可(kě)導電(diàn)部分(fēn)直(zhí)接接地(PE綫)的係統。
IT係統的特點是(shì)發(fā)生次接地故障(zhàng)時,接(jiē)地(dì)故障電(diàn)流僅(jǐn)為(wéi)非故障相對(duì)地的電容電流,其(qí)值很小(xiǎo),外露(lòu)導電(diàn)部分(fēn)對地(dì)電壓(yā)不(bù)超過(guò)50V,不需要(yào)立即(jí)切斷故(gù)障回路(lù),因(yīn)此(cǐ)可(kě)以保證供(gōng)電的連續性(xìng)。但此時(shí)非故障相(xiāng)對(duì)地(dì)電壓會升高(gāo)1.732倍,對(duì)綫(xiàn)路耐(nài)壓(yā)要求提升;同時一旦(dàn)發生(shēng)二(èr)次接(jiē)地,則構成(chéng)危險的相(xiāng)間短路,所以須配置(zhì)絕緣監(jiān)測(cè)裝(zhuāng)置,以(yǐ)便在發生次接(jiē)地(dì)時就(jiù)要(yào)及時(shí)排除隱患。
而對於以煤礦為典型代表的(dí)井(jǐng)下環境(jìng)來說(shuō),在開采(cǎi)過程中,由於工作(zuò)場所空間(jiān)小(xiǎo),縱深(shēn)長,加(jiā)上(shàng)空(kōng)氣(qì)潮(cháo)濕(shī),多(duō)塵,巷道(dào)滴(dī)水(shuǐ)和積水等諸多惡劣因素,很容易引起(qǐ)電(diàn)纜和電氣設備(bèi)老化(huà)和(hé)絕緣電阻下(xià)降,從而(ér)導致井下設(shè)備,電(diàn)纜經常發生(shēng)絕緣強度降(jiàng)低(dī),單相(xiāng)漏電或單相(xiāng)接(jiē)地故障,不及時處(chǔ)理(lǐ)就可(kě)能(néng)進(jìn)一(yī)步發(fā)展(zhǎn)成(chéng)相間短路(lù)。因此,井下作業(yè)人員比正(zhèng)常(cháng)環境下容易遭(zāo)受(shòu)電擊的危(wēi)險,而且(qiě)還(huán)可(kě)能(néng)導(dǎo)致(zhì)瓦斯(sī),煤塵的(dí)爆炸。
顯而(ér)易見,對(duì)礦(kuàng)山井(jǐng)下(xià)IT係統的實時絕緣監測具有(yǒu)重要的意義(yì)。
1 標準(zhǔn)規範中的相(xiāng)關規定
為了(liǎo)保(bǎo)證(zhèng)井(jǐng)下(xià)生產(chǎn)的正(zhèng)常(cháng)開展和(hé)保(bǎo)護井下人員的(dí)操(cāo)作(zuò)安全性(xìng),國(guó)家(jiā)製定了不少相(xiāng)關標準(zhǔn)和規範,對IT係(xì)統安裝絕(jué)緣監測裝置進行(háng)了具體規定(dìng)。
例如《GB 50070—2009 礦(kuàng)山電力設計(jì)規範》規定如下:
“4.1.3 井下低(dī)壓(yā)配電係統(tǒng)接(jiē)地(dì)型(xíng)式應采用 IT 係(xì)統,並應符(fú)合(hé)下列規(guī)定:
1 配電係統電源(yuán)端的(dí)帶電部分(fēn)應(yīng)不接(jiē)地或經(jīng)高阻(zǔ)抗(kàng)接(jiē)地(dì),且配(pèi)電係統(tǒng)相導體(tǐ)和外(wài)露可導電部分之(zhī)間(jiān)次(cì)出現阻(zǔ)抗(kàng)可忽略(lüè)的故(gù)障(zhàng)時,故障電流不(bù)應大(dà)於(yú)5A。
2 配電係(xì)統(tǒng)不宜(yí)引出(chū) N 綫。”
“4.2.9 井下低(dī)壓(yā)配電(diàn) IT 係統(tǒng)應(yīng)采(cǎi)取自(zì)動(dòng)切(qiē)斷電(diàn)源的(dí)間接(jiē)接(jiē)觸防護措(cuò)施,並應符合下(xià)列(liè)規定(dìng):
1 低壓(yā)配電(diàn) IT 係統均應裝(zhuāng)設(shè)絕(jué)緣監視裝置(zhì),當(dāng)絕緣下(xià)降至整(zhěng)定值時,應(yīng)由絕緣監視(shì)器(qì)發出可聽和(或)可見信號(hào)。
2 有爆炸(zhà)危(wēi)險(xiǎn)環(huán)境礦井,當發生對外(wài)露導(dǎo)電(diàn)部分或(huò)對地(dì)的(dí)單一(yī)接地故障時,防(fáng)護裝置(zhì)應迅(xùn)速切(qiē)斷(duàn)故(gù)障綫路。”
《GB 50058-2014 爆炸危(wēi)險(xiǎn)環境(jìng)電力裝(zhuāng)置設計規範》中的5.5.1條款也(yě)規(guī)定了(liǎo)“爆炸(zhà)性環(huán)境中的IT型電源(yuán)係統(tǒng)應(yīng)設置絕(jué)緣(yuán)監測裝(zhuāng)置(zhì)。”
此外,各(gè)種不(bù)同礦(kuàng)類(lèi)也都有自(zì)己(jǐ)專門(mén)的規範和(hé)工作(zuò)細則,例如《煤礦井(jǐng)下(xià)低壓檢漏保護裝(zhuāng)置(zhì)的安裝,運(yùn)行,維護(hù)與(yǔ)檢修細則》就(jiù)對(duì)絕(jué)緣(yuán)監(jiān)測(cè)的報警定(dìng)值(zhí)設置(zhì)等(děng)做了具(jù)體的規定。
2 國內外絕(jué)緣監(jiān)測(cè)儀(yí)在綫(xiàn)監測現狀
我國的電氣設計在建(jiàn)國之初師從(cóng)蘇聯(lián)電氣規範(fàn),主(zhǔ)要是廣泛的采(cǎi)用(yòng)TN—C係(xì)統,它可以(yǐ)節省(shěng)一根(gēn)PE綫,比(bǐ)較(jiào)經(jīng)濟,但存在(zài)很(hěn)多(duō)缺(quē)點,如中(zhōng)性綫斷裂後(hòu)設(shè)備外(wài)殼對地(dì)將(jiāng)帶(dài)220V危險接觸(chù)電(diàn)壓,不(bù)能裝(zhuāng)用RCD防電擊等(děng)等(děng)。改(gǎi)革(gé)開放(fàng)之(zhī)後我國(guó)引(yǐn)進了電(diàn)工(gōng)學會標準(zhǔn),也隨著(zhuó)我國(guó)電氣技術的(dí)不斷提高(gāo),在應(yīng)用(yòng)中TN-S,TT,IT係統得到了一定程度的推廣和應(yīng)用,以IT係統(tǒng)為(wéi)例(lì),在(zài)醫療IT方麵目(mù)應用(yòng)比(bǐ)較成(chéng)熟,但在(zài)很多(duō)工(gōng)業場(cháng)合(hé),由(yóu)於對(duì)接(jiē)地係統(tǒng)的理解(jiě)和(hé)應用(yòng)尚不盡(jìn)深(shēn)入(rù)和(hé)全(quán)麵(miàn),比(bǐ)如煤礦(kuàng)井下(xià)場(cháng)合(hé)比(bǐ)較(jiào)缺乏(fá)國產(chǎn)絕緣(yuán)監(jiān)測裝(zhuāng)置(zhì)就是一個證明。
目(mù)礦用井(jǐng)下IT係(xì)統的絕(jué)緣監測裝(zhuāng)置以進(jìn)口品(pǐn)牌(pái)為(wéi)主(zhǔ),歐美等(děng)發達國家(jiā)已經較廣泛地(dì)在(zài)IT配(pèi)電網(wǎng)絡(luò)中應用絕緣(yuán)檢測技術(shù),而且經過(guò)長期的(dí)在綫運行(háng)使(shǐ)發(fā)達國家(jiā)積累了大量(liáng)監(jiān)測數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn),這(zhè)是目國(guó)內生產廠(chǎng)家(jiā)需(xū)要(yào)學習(xí)和(hé)追(zhuī)趕(gǎn)的。
但采用進(jìn)口(kǒu)品(pǐn)牌(pái)絕(jué)緣監測裝置(zhì)造價(jià)昂貴,而且(qiě)人機界(jiè)麵往往(wǎng)是(shì)英文,不利(lì)於(yú)現(xiàn)場人員的使(shǐ)用(yòng),在(zài)這(zhè)種背(bèi)景下,也(yě)不(bù)斷有國(guó)內(nèi)企業逐(zhú)步推(tuī)出了自(zì)己的(dí)工(gōng)業(yè)用絕緣監測(cè)裝置(zhì),其(qí)中就(jiù)包括了安(ān)科瑞(ruì)電氣有限(xiàn)公司的(dí)AIM-T係(xì)列絕緣監測(cè)儀。
3 安科瑞(ruì)工業絕(jué)緣(yuán)監測儀(yí)
AIM-T300 AIM-T500
AIM-T500L
AIM-T係列(liè)絕緣監(jiān)測(cè)儀(yí)主(zhǔ)要(yào)應用在(zài)工(gōng)業場所(suǒ)IT配電(diàn)係(xì)統(tǒng)中(zhōng),主要包括AIM-T300,AIM-T500和(hé)AIMT500L三(sān)款(kuǎn)產品,均(jūn)適(shì)用於(yú)純(chún)交流,純直流(liú)以及交直流混(hùn)合(hé)的(dí)係(xì)統(tǒng)。
其中AIM-T300適(shì)用(yòng)於(yú)450V以下的(dí)交(jiāo)流,直流以及(jí)交(jiāo)直流混合係統(tǒng),AIM-T500適(shì)用於(yú)800V以下(xià)的(dí)交流,直流以(yǐ)及交(jiāo)直流混合係(xì)。AIM-T500L則是相比(bǐ)AIM-T500增(zēng)加了絕(jué)緣(yuán)故障定位功(gōng)能(néng)。
1)AIM –T係列產品的(dí)技術參數(shù)如(rú)下表所(suǒ)示:
型號(hào) | AIM-T300 | AIM-T500 | AIM-T500L | ||
輔(fǔ)助電源(yuán) | 電(diàn)壓(yā) | AC85…265V | AC85…265V | ||
功(gōng)耗 | <8W | <8W | |||
被監測IT係統(tǒng) | 電壓 | 0…480V AC/DC | 0…690V AC 0…800V DC | ||
頻(pín)率(shuài) | 40…60Hz | 40…60Hz | |||
絕緣監測 | 測量(liáng)範圍 | 1kΩ…5MΩ | 1kΩ…10MΩ | ||
報警值範圍(wéi) | 10kΩ…5MΩ | 10kΩ…10MΩ | |||
相對誤差 | 1…10k:10k; 10k…5M: ±10% | 1…10k:10k; 10k…10M: ±10% | |||
允許(xǔ)係統(tǒng)泄(xiè)露電容 | <150uF | <500uF | |||
響(xiǎng)應時(shí)間(jiān) | <6s | <5s | |||
內部參數(shù) | 測量電(diàn)流 | <170uA | <270uA | ||
絕緣故(gù)障定位 | —— | —— | 有(yǒu) | ||
電(diàn)磁兼容(róng)/電磁輻射 | IEC61326-2-4 | IEC61326-2-4 | |||
額(é)定衝(chōng)擊電壓/汙染等級 | 8kV/Ⅲ | 8kV/Ⅲ | |||
內(nèi)部直流電(diàn)阻 | ≥120kΩ | ≥180kΩ | |||
輸出 | 繼電(diàn)器輸(shū)出 | 預警,報警(jǐng) | 出錯,預(yù)警,報警 | ||
環境(jìng) | 工作溫度(dù) | -15…+55℃ | -15…+55℃ | ||
存(cún)儲溫度(dù) | -20…+70℃ | -20…+70℃ | |||
相(xiāng)對(duì)濕(shī)度 | 5%…95%,不(bù)結(jié)露(lòu) | 5%…90%,不結露 | |||
海(hǎi)拔高(gāo)度 | ≤2500m | ≤2500m | |||
通(tōng)訊 |
| RS485,Modbus-RTU | RS485,Modbus-RTU | ||
2)AIM –T係(xì)列產品的(dí)外(wài)觀(guān)尺(chǐ)寸(cùn)如下圖(tú)所示:
AIM-T300正視圖(tú)
AIM-T300俯視圖
AIM-T300麵板開孔尺寸(cùn)圖(tú)
AIM-T500/L正視圖
AIM-T500/L俯(fǔ)視圖(tú)
AIM-T500/L麵板(bǎn)開(kāi)孔尺寸(cùn)圖(tú)
3)AIM –T係(xì)列產(chǎn)品(pǐn)的典型(xíng)應(yīng)用(yòng)如下(xià)圖所示:
4 小結(jié)
安(ān)科瑞(ruì)AIM-T係列(liè)工業用(yòng)絕緣監(jiān)測(cè)儀目已經(jīng)在礦(kuàng)井,紙業,船舶(bó),冶金(jīn)廠(chǎng)等的(dí)諸(zhū)多工業場(cháng)合(hé)的(dí)IT係統(tǒng)中得到了應(yīng)用,能夠實時監測(cè)係(xì)統(tǒng)對(duì)地的絕緣(yuán)狀(zhuàng)況,在係(xì)統出現(xiàn)絕緣(yuán)下(xià)降或接地故(gù)障(zhàng)時(shí),及時報警提醒相關(guān)人員排(pái)查故(gù)障,在應(yīng)用中起到了(liǎo)很好(hǎo)的監(jiān)控和預防(fáng)效果(guǒ)。
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