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0 引言
zhongsuozhouzhi,nengyuanzuoweijingjifazhandezhongyaoyinqing,kanchengshiguominjingjidemingmai。caikuangyeyizhishinengyuangongyedezhongyaozhizhu,woguodekuangyeshengchanzhuyaolaizijingxiakaicai,huanjingelie,jiuyimeikuangweili,meikuangjingxiacunzaishui、火、瓦斯、煤塵、頂板五大自然災害,加上生產環境複雜,易發生惡性事故。
出於安全考慮,礦山井下低壓配電係統的接地形式按規定采用的是IT係統。IT係統就是電源中性點不接地、用電設備外露可導電部分直接接地(PE線)的係統。
IT係統的特點是發生第一次接地故障時,接地故障電流僅為非故障相對地的電容電流,其值很小,外露導電部分對地電壓不超過50V,不需要立即切斷故障回路,因此可以保證供電的連續性。但此時非故障相對地電壓會升高1.732倍,對線路耐壓要求提升;同時一旦發生二次接地,則構成危險的相間短路,所以須配置絕緣監測裝置,以便在發生第一次接地時就要及時排除隱患。
而對於以煤礦為典型代表的井下環境來說,在開采過程中,由於工作場所空間小、縱深長,加上空氣潮濕、多塵、巷道滴水和積水等諸多惡劣因素,很容易引起電纜和電氣設備老化和絕緣電阻下降,從而導致井下設備、電纜經常發生絕緣強度降低、單(dan)相(xiang)漏(lou)電(dian)或(huo)單(dan)相(xiang)接(jie)地(di)故(gu)障(zhang),不(bu)及(ji)時(shi)處(chu)理(li)就(jiu)可(ke)能(neng)進(jin)一(yi)步(bu)發(fa)展(zhan)成(cheng)相(xiang)間(jian)短(duan)路(lu)。因(yin)此(ci),井(jing)下(xia)作(zuo)業(ye)人(ren)員(yuan)比(bi)正(zheng)常(chang)環(huan)境(jing)下(xia)更(geng)容(rong)易(yi)遭(zao)受(shou)電(dian)擊(ji)的(de)危(wei)險(xian),而(er)且(qie)還(hai)可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)瓦(wa)斯(si)、煤塵的爆炸。
顯而易見,對礦山井下IT係統的實時絕緣監測具有更重要的意義。
1 標準規範中的相關規定
為了保證井下生產的正常開展和保護井下人員的操作安全性,國家製定了不少相關標準和規範,對IT係統安裝絕緣監測裝置進行了具體規定。
例如《GB 50070—2009 礦山電力設計規範》規定如下:
“4.1.3 井下低壓配電係統接地型式應采用 IT 係統,並應符合下列規定:
1 配pei電dian係xi統tong電dian源yuan端duan的de帶dai電dian部bu分fen應ying不bu接jie地di或huo經jing高gao阻zu抗kang接jie地di,且qie配pei電dian係xi統tong相xiang導dao體ti和he外wai露lu可ke導dao電dian部bu分fen之zhi間jian第di一yi次ci出chu現xian阻zu抗kang可ke忽hu略lve的de故gu障zhang時shi,故gu障zhang電dian流liu不bu應ying大da於yu5A。
2 配電係統不宜引出 N 線。”
“4.2.9 井下低壓配電 IT 係統應采取自動切斷電源的間接接觸防護措施,並應符合下列規定:
1 低壓配電 IT 係統均應裝設絕緣監視裝置,當絕緣下降至整定值時,應由絕緣監視器發出可聽和(或)可見信號。
2 有爆炸危險環境礦井,當發生對外露導電部分或對地的單一接地故障時,防護裝置應迅速切斷故障線路。”
《GB 50058-2014 爆炸危險環境電力裝置設計規範》中的5.5.1條款也規定了“爆炸性環境中的IT型電源係統應設置絕緣監測裝置。”
此外,各種不同礦類也都有自己專門的規範和工作細則,例如《煤礦井下低壓檢漏保護裝置的安裝、運行、維護與檢修細則》就對絕緣監測的報警定值設置等做了更具體的規定。
2 國內外絕緣監測儀在線監測現狀
我國的電氣設計在建國之初師從前蘇聯電氣規範,主要是廣泛的采用TN—C係統,它可以節省一根PE線,比較經濟,但存在很多缺點,如中性線斷裂後設備外殼對地將帶220V危險接觸電壓,不能裝用RCD防電擊等等。改革開放之後我國引進了國際電工學會標準,也隨著我國電氣技術的不斷提高,在應用中TN-S、TT、IT係統得到了一定程度的推廣和應用,以IT係統為例,在醫療IT方(fang)麵(mian)目(mu)前(qian)應(ying)用(yong)比(bi)較(jiao)成(cheng)熟(shu),但(dan)在(zai)很(hen)多(duo)工(gong)業(ye)場(chang)合(he),由(you)於(yu)對(dui)接(jie)地(di)係(xi)統(tong)的(de)理(li)解(jie)和(he)應(ying)用(yong)尚(shang)不(bu)盡(jin)深(shen)入(ru)和(he)全(quan)麵(mian),比(bi)如(ru)煤(mei)礦(kuang)井(jing)下(xia)場(chang)合(he)比(bi)較(jiao)缺(que)乏(fa)國(guo)產(chan)絕(jue)緣(yuan)監(jian)測(ce)裝(zhuang)置(zhi)就(jiu)是(shi)一(yi)個(ge)證(zheng)明(ming)。
目前礦用井下IT係統的絕緣監測裝置以進口品牌為主,歐美等發達國家已經較廣泛地在ITpeidianwangluozhongyingyongjueyuanjiancejishu,erqiejingguochangqidezaixianyunxingshifadaguojiajileiledaliangjianceshujuhejingyan,zheshimuqianguoneishengchanchangjiaxuyaoxuexihezhuigande。
但(dan)采(cai)用(yong)進(jin)口(kou)品(pin)牌(pai)絕(jue)緣(yuan)監(jian)測(ce)裝(zhuang)置(zhi)造(zao)價(jia)昂(ang)貴(gui),而(er)且(qie)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)往(wang)往(wang)是(shi)英(ying)文(wen),不(bu)利(li)於(yu)現(xian)場(chang)人(ren)員(yuan)的(de)使(shi)用(yong),在(zai)這(zhe)種(zhong)背(bei)景(jing)下(xia),也(ye)不(bu)斷(duan)有(you)國(guo)內(nei)企(qi)業(ye)逐(zhu)步(bu)推(tui)出(chu)了(le)自(zi)己(ji)的(de)工(gong)業(ye)用(yong)絕(jue)緣(yuan)監(jian)測(ce)裝(zhuang)置(zhi),其(qi)中(zhong)就(jiu)包(bao)括(kuo)了(le)安(an)科(ke)瑞(rui)電(dian)氣(qi)有(you)限(xian)公(gong)司(si)的(de)AIM-T係列絕緣監測儀。
3 安科瑞工業絕緣監測儀
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AIM-T300 AIM-T500
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AIM-T500L
AIM-T係列絕緣監測儀主要應用在工業場所IT配電係統中,主要包括AIM-T300、AIM-T500和AIMT500L三款產品,均適用於純交流、純直流以及交直流混合的係統。
其中AIM-T300適用於450V以下的交流、直流以及交直流混合係統,AIM-T500適用於800V以下的交流、直流以及交直流混合係。AIM-T500L則是相比AIM-T500增加了絕緣故障定位功能。
1)AIM –T係列產品的技術參數如下表所示:
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型號
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AIM-T300
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AIM-T500
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AIM-T500L
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輔助電源
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電壓
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AC85…265V
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AC85…265V
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功耗
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<8W
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<8W
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被監測IT係統
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電壓
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0…480V AC/DC
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0…690V AC
0…800V DC
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頻率
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40…60Hz
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40…60Hz
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絕緣監測
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測量範圍
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1kΩ…5MΩ
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1kΩ…10MΩ
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報警值範圍
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10kΩ…5MΩ
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10kΩ…10MΩ
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相對誤差
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1…10k:10k;
10k…5M: ±10%
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1…10k:10k;
10k…10M: ±10%
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允許係統泄露電容
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<150uF
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<500uF
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響應時間
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<6s
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<5s
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內部參數
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測量電流
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<170uA
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<270uA
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絕緣故障定位
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——
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——
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有
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電磁兼容/電磁輻射
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IEC61326-2-4
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IEC61326-2-4
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額定衝擊電壓/汙染等級
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8kV/Ⅲ
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8kV/Ⅲ
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內部直流電阻
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≥120kΩ
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≥180kΩ
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輸出
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繼電器輸出
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預警、報警
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出錯、預警、報警
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環境
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工作溫度
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-15…+55℃
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-15…+55℃
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存儲溫度
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-20…+70℃
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-20…+70℃
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相對濕度
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5%…95%,不結露
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5%…90%,不結露
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海拔高度
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≤2500m
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≤2500m
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通訊
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RS485,Modbus-RTU
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RS485,Modbus-RTU
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2)AIM –T係列產品的外觀尺寸如下圖所示:
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AIM-T300正視圖
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AIM-T300俯視圖
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AIM-T300麵板開孔尺寸圖
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AIM-T500/L正視圖
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AIM-T500/L俯視圖
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AIM-T500/L麵板開孔尺寸圖
3)AIM –T係列產品的典型應用如下圖所示:
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4 小結
安科瑞AIM-T係列工業用絕緣監測儀目前已經在礦井、紙業、船舶、冶金廠等的諸多工業場合的IT係xi統tong中zhong得de到dao了le應ying用yong,能neng夠gou實shi時shi監jian測ce係xi統tong對dui地di的de絕jue緣yuan狀zhuang況kuang,在zai係xi統tong出chu現xian絕jue緣yuan下xia降jiang或huo接jie地di故gu障zhang時shi,及ji時shi報bao警jing提ti醒xing相xiang關guan人ren員yuan排pai查zha故gu障zhang,在zai應ying用yong中zhong起qi到dao了le很hen好hao的de監jian控kong和he預yu防fang效xiao果guo。
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