一种安全保护装置的智能检测方法及装置

技术领域

本发明涉及安全技术领域，特别涉及一种安全保护装置的智能检测方法及装置。

背景技术

煤矿井下和其它工业和民用电场所，常常发生短路漏电、接地等安全保护装置动作失灵现象，所谓“失灵”就是指发生了短路、漏电、接地、违章“甩保护”等故障后，短路、漏电、接地等安全保护装置没有起到保护作用，如没有切断电源，或不能告知工作人员等，使故障影响时间大大增加，易导致电气事故，严重时甚至造成特大事故等。

发明内容

根据本发明实施例提供的方案解决的技术问题是因不能及时发现安全保护装置发生非人为故障或人为违章“甩保护”故障，从而造成电气事故。

根据本发明实施例提供的一种安全保护装置的智能检测方法，包括：

检测装置通过对被保护设施的工作状态进行实时监测，获取所述被保护设施的状态信号；

所述检测装置根据所述被保护设施的状态信号，获取用于执行所述被保护设施进行安全保护操作的安全保护装置的动作信号；

所述检测装置通过对所述被保护设施的状态信号和所述安全保护装置的动作信号进行逻辑处理，判断所述安全保护装置是否发生故障；

当所述检测装置判断所述安全保护装置发生故障时，生成断电或切断其它危险源的保护信号，并将所述断电或切断其它危险源的保护信号发送给所述被保护设施的上级控制装置。

优选地，所述被保护设施的状态信号包括：

短路、温度、漏电、速度、浓度、压力保护及保护接地系统。

优选地，所述检测装置通过对被保护设施的工作状态进行实时监测，获取所述被保护设施的状态信号包括：

所述检测装置通过对被保护设施的工作状态进行实时监测，判断所述被保护设施是否发生故障；

当所述检测装置判断所述被保护设施发生故障时，生成所述被保护设施的异常状态信号；

当所述检测装置判断所述被保护设施未发生故障时，生成所述被保护设施的正常状态信号；

其中，所述异常状态信号为高电平；所述正常状态信号为低电平。

优选地，所述检测装置通过对所述被保护设施的状态信号和所述安全保护装置的动作信号进行逻辑处理，判断所述安全保护装置是否发生故障包括：

所述检测装置通过对所述被保护设施的状态信号和所述安全保护装置的动作信号进行门电路逻辑处理，得到门电路逻辑信号；

若所述门电路逻辑信号为高电平，则所述检测装置判断所述安全保护装置发生了故障；

若所述门电路逻辑信号为低电平，则所述检测装置判断所述安全保护装置未发生故障。

优选地，所述检测装置通过对所述被保护设施的状态信号和所述安全保护装置的动作信号进行逻辑处理，判断所述安全保护装置是否发生故障包括：

所述检测装置通过对所述被保护设施的状态信号和所述安全保护装置的动作信号进行电压比较逻辑处理，得到电压比较逻辑信号；

若所述电压比较逻辑信号为高电平，则所述检测装置判断所述安全保护装置发生了故障；

若所述电压比较逻辑信号为低电平，则所述检测装置判断所述安全保护装置未发生故障。

优选地，所述检测装置通过对所述被保护设施的状态信号和所述安全保护装置的动作信号进行电压比较逻辑处理，得到电压比较逻辑信号包括：

所述检测装置对所述短路或温度或压力的实际整定值与所述短路或温度或压力的规定整定值进行电压比较逻辑处理；

若所述短路或温度或压力的实际整定值大于所述短路或温度或压力的规定整定值，则所述检测装置确定所述电压比较逻辑信号为高电平；

若所述短路或温度或压力的实际整定值等于或小于所述短路或温度或压力的规定整定值，则所述检测装置确定所述电压比较逻辑信号为低电平。

根据本发明实施例提供的一种安全保护装置的智能检测装置，包括：

检测模块，用于通过对被保护设施的工作状态进行实时监测，获取所述被保护设施的状态信号；

获取模块，用于根据所述被保护设施的状态信号，获取用于执行所述被保护设施进行安全保护操作的安全保护装置的动作信号；

判断模块，用于通过对所述被保护设施的状态信号和所述安全保护装置的动作信号进行逻辑处理，判断所述安全保护装置是否发生故障；

处理模块，用于当判断所述安全保护装置发生故障时，生成断电保护信号，并将所述断电保护信号发送给所述被保护设施的上级控制装置。

优选地，所述被保护设施的状态信号包括：

短路、温度、漏电、速度、浓度、压力保护及保护接地系统。

优选地，所述检测模块包括：

判断单元，用于通过对被保护设施的工作状态进行实时监测，判断所述被保护设施是否发生故障；

生成单元，用于当判断所述被保护设施发生故障时，生成所述被保护设施的异常状态信号，以及当判断所述被保护设施未发生故障时，生成所述被保护设施的正常状态信号；

其中，所述异常状态信号为高电平；所述正常状态信号为低电平。

优选地，所述判断模块包括：

第一处理单元，用于通过对所述被保护设施的状态信号和所述安全保护装置的动作信号进行门电路逻辑处理，得到门电路逻辑信号；

第一判断单元，用于当所述门电路逻辑信号为高电平，则判断所述安全保护装置发生了故障，以及当所述门电路逻辑信号为低电平，则判断所述安全保护装置未发生故障。

优选地，所述判断模块包括：

第二处理单元，用于通过对所述被保护设施的状态信号和所述安全保护装置的动作信号进行电压比较逻辑处理，得到电压比较逻辑信号；

第二判断单元，用于当所述电压比较逻辑信号为高电平，则判断所述安全保护装置发生了故障，以及当所述电压比较逻辑信号为低电平，则判断所述安全保护装置未发生故障。

根据本发明实施例提供的方案，在安全保护系统发生故障不能起保护作用时，能及时向有关工作人员报警或向上级(或后备)安全保护系统发出断电保护信号，请求上级(或后备)安全保护系统断电保护，就可防止事故扩大，就会大大减少事故影响范围。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种安全保护装置的智能检测方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种安全保护装置的智能检测装置的示意图；

图3是本发明实施例提供的安全保护装置动作失灵检测的原理示意图；

图4是本发明实施例提供的漏电保护动作失灵报警断电闭锁电路原理图；

图5是本发明实施例提供的过负荷保护动作失灵报警断电闭锁电路原理图；

图6是本发明实施例提供的保护接地故障报警断电闭锁电路原理图。

附图标记说明：1-被保护设施状态信号处理单元；2-安全保护装置输出动作信号单元；3-信号比较单元；4-上级安全保护装置；5-人机界面及移动互联；6-智能处理单元；7-电流/电压变换器；8-电压变换处理电路；9-信号比较智能处理器；10-移动互联终端；11-监控中心；12-切断上级电源开关装置；13-被保护线路电压信号处理电路；15-馈电或开停传感器；16-三相变压器；SC-上级电源开关接触器；RJ-绝缘电阻；K-隔离开关；C-接触器；LJ-漏电保护继电器；DJ-过负荷动作继电器；DC-上级低压控制开关接触器；d-接地线；Jd-接地电阻监测继电器；R

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明实施例提供的一种安全保护装置的智能检测方法的流程图，如图1所示，包括：

步骤S101：检测装置通过对被保护设施的工作状态进行实时监测，获取所述被保护设施的状态信号；

步骤S102：所述检测装置根据所述被保护设施的状态信号，获取用于执行所述被保护设施进行安全保护操作的安全保护装置的动作信号；

步骤S103：所述检测装置通过对所述被保护设施的状态信号和所述安全保护装置的动作信号进行逻辑处理，判断所述安全保护装置是否发生故障；

步骤S104：当所述检测装置判断所述安全保护装置发生故障时，生成断电保护信号，并将所述断电保护信号发送给所述被保护设施的上级控制装置。

其中，所述被保护设施的状态信号包括以下任一：将供电线路和电动机的电压、电流等状态变量，经降压、变流、整流、滤波、A/D变换等方法处理的第一弱电信号；将绝缘电阻值经漏电检测继电器等方法变换为电信号的第二弱电信号；将提升机器设备的速度，经速度传感器变换为电信号的第三弱电信号；将锅炉的温度和压力，经温度和压力传感器变换为电信号的第四弱电信号。

其中，所述安全保护装置的动作信号包括：将短路、漏电、速度、浓度、温度、压力保护及保护接地系统等安全保护装置输出的实际动作信号，经技术处理为弱电信号。

具体地说，所述检测装置通过对被保护设施的工作状态进行实时监测，获取所述被保护设施的状态信号包括：所述检测装置通过对被保护设施的工作状态进行实时监测，判断所述被保护设施是否发生故障；当所述检测装置判断所述被保护设施发生故障时，生成所述被保护设施的异常状态信号；当所述检测装置判断所述被保护设施未发生故障时，生成所述被保护设施的正常状态信号；

其中，所述异常状态信号为高电平；所述正常状态信号为低电平。

具体地说，所述检测装置通过对所述被保护设施的状态信号和所述安全保护装置的动作信号进行逻辑处理，判断所述安全保护装置是否发生故障包括：所述检测装置通过对所述被保护设施的状态信号和所述安全保护装置的动作信号进行门电路逻辑处理，得到门电路逻辑信号；若所述门电路逻辑信号为高电平，则所述检测装置判断所述安全保护装置发生了故障；若所述门电路逻辑信号为低电平，则所述检测装置判断所述安全保护装置未发生故障。

具体地说，所述检测装置通过对所述被保护设施的状态信号和所述安全保护装置的动作信号进行逻辑处理，判断所述安全保护装置是否发生故障包括：所述检测装置通过对所述被保护设施的状态信号和所述安全保护装置的动作信号进行电压比较逻辑处理，得到电压比较逻辑信号；若所述电压比较逻辑信号为高电平，则所述检测装置判断所述安全保护装置发生了故障；若所述电压比较逻辑信号为低电平，则所述检测装置判断所述安全保护装置未发生故障。具体地说，所述检测装置通过对所述被保护设施的状态信号和所述安全保护装置的动作信号进行电压比较逻辑处理，得到电压比较逻辑信号包括：所述检测装置对所述短路或温度或压力的实际整定值与所述短路或温度或压力的规定整定值进行电压比较逻辑处理；若所述短路或温度或压力的实际整定值大于所述短路或温度或压力的规定整定值，则所述检测装置确定所述电压比较逻辑信号为高电平；若所述短路或温度或压力的实际整定值等于或小于所述短路或温度或压力的规定整定值，则所述检测装置确定所述电压比较逻辑信号为低电平。

图2是本发明实施例提供的一种安全保护装置的智能检测装置的示意图，如图2所示，包括：检测模块201、获取模块202、判断模块203以及处理模块204。

所述检测模块201，用于通过对被保护设施的工作状态进行实时监测，获取所述被保护设施的状态信号；所述获取模块202，用于根据所述被保护设施的状态信号，获取用于执行所述被保护设施进行安全保护操作的安全保护装置的动作信号；所述判断模块203，用于通过对所述被保护设施的状态信号和所述安全保护装置的动作信号进行逻辑处理，判断所述安全保护装置是否发生故障；所述处理模块204，用于当判断所述安全保护装置发生故障时，生成断电保护信号，并将所述断电保护信号发送给所述被保护设施的上级控制装置。

其中，所述被保护设施的状态信号包括：短路、温度、漏电、速度、浓度、压力保护及保护接地系统。

具体地说，所述检测模块201包括：判断单元，用于通过对被保护设施的工作状态进行实时监测，判断所述被保护设施是否发生故障；生成单元，用于当判断所述被保护设施发生故障时，生成所述被保护设施的异常状态信号，以及当判断所述被保护设施未发生故障时，生成所述被保护设施的正常状态信号；

其中，所述异常状态信号为高电平；所述正常状态信号为低电平。

具体地说，所述判断模块203包括：第一处理单元，用于通过对所述被保护设施的状态信号和所述安全保护装置的动作信号进行门电路逻辑处理，得到门电路逻辑信号；第一判断单元，用于当所述门电路逻辑信号为高电平，则判断所述安全保护装置发生了故障，以及当所述门电路逻辑信号为低电平，则判断所述安全保护装置未发生故障。

具体地说，所述判断模块203包括：第二处理单元，用于通过对所述被保护设施的状态信号和所述安全保护装置的动作信号进行电压比较逻辑处理，得到电压比较逻辑信号；第二判断单元，用于当所述电压比较逻辑信号为高电平，则判断所述安全保护装置发生了故障，以及当所述电压比较逻辑信号为低电平，则判断所述安全保护装置未发生故障。

图3是本发明实施例提供的安全保护装置动作失灵检测的原理示意图，如图3所示，被保护设施状态信号处理单元(1)输出信号i1给信号比较单元(3)的一个输入端，被保护设施的安全保护装置输出动作信号单元(2)输出信号i2给信号比较单元(3)的另一个输入端，经信号比较单元(3)处理，输出信号u，并将信号u发送给智能处理单元(6)，智能处理单元(6)根据信号u的状态值，向被保护设施的上级安全保护装置(4)(或后备保护)发出切断危险源信号指令，或经由人机界面及移动互联(5)向工作人员报警。

被保护设施状态信号处理单元(1)的输出信号i1包括：将供电线路和电动机的电压、电流等状态变量，经降压、变流、整流、滤波、A/D变换等方法技术处理为弱电信号i1；或将绝缘电阻值经漏电检测继电器等方法变换为电信号，技术处理为弱电信号i1；或将提升机器设备的速度，经速度传感器变换为电信号，技术处理为弱电信号i1；或将锅炉的温度和压力，经温度和压力传感器变换为电信号，技术处理为弱电信号i1。

被保护设施的安全保护装置输出动作信号单元(2)的输出信号i2包括：将短路、漏电、速度、温度、压力保护及保护接地系统等安全保护装置输出的实际动作信号，经技术处理为弱电信号i2。

信号比较单元(3)包括:门电路，门电路可以是与门、或门或其它门，可以有两个以上输入端。如果门电路是与门，则u＝i1*i2，若设u＝0时，安全保护装置为正常工作，u＝1时，安全保护装置为动作失灵，这时i1＝1，表示供电线路、电动机等被保护设施还在运行，当停止运行时，i1＝0；i2＝1，表示被保护设施发生了故障，安全保护装置检测到故障后，虽然动作，但没有起作用，即安全保护装置动作失灵，当安全保护装置动作正常时，i2＝0。

信号比较单元(3)包括:电压比较电路等电路，可以有两个以上比较输入端。如果是电压比较电路，i1表示实际整定值，i2表示短路、温度、压力等状态变量的规定整定值。若u＝i1-i2，当实际整定值i1大于规定整定值i2时，设定u＝1；当实际整定值i1等于或小于规定整定值i2时，则u＝0。

智能处理单元(6)包括：根据规则发出信号指令等；规则包括：如果u＝1，智能处理单元(6)发出切断危险源信号指令；如果u＝0，智能处理单元(6)不发出切断危险源信号指令。

发出切断危险源信号指令包括：向上级安全保护装置(或后备保护)(4)发出报警、断电(切断其它危险源)、闭锁信号等，或通过人机界面及移动互联(5)告知工作人员。

实施例1：

图4是本发明实施例提供的漏电保护动作失灵报警断电闭锁电路原理图，如图4所示，交流660V线路发生故障，绝缘电阻RJ降低，当降低到一定值后，漏电保护继电器LJ动作，LJ1断开，接触器C断电，C的常开触头C1因故障没有断开，故障线路没有断电，安装在其上的馈电或开停传感器(15)输出有电信号，经被保护线路电压信号处理电路(13)处理后输出i1，这时i1为高电平(+)，输入到信号比较智能处理器(9)的一个输入端；漏电保护继电器LJ动作，LJ2闭合，把i2输入到信号比较智能处理器(9)的另一个输入端，这时为高电平(+)。信号比较智能处理器(9)为与门电路，把i1与i2相与，u＝i1*i2＝1，输出u是高电平(+)，设高电平用1表示，信号比较智能处理器(9)向人机界面的监控中心(11)及移动互联终端手机(10)发出报警断电闭锁信号，实现报警显示，或向切断上级电源开关装置(12)发出上级电源切断信号，以便根据所述上级电源切断信号控制上级电源开关接触器SC断开，切断故障线路电源。

实施例2：

图5是本发明实施例提供的过负荷保护动作失灵报警断电闭锁电路原理图，如图5所示，交流660V线路发生过负荷故障后，电流变换处理电路输出电流增大，过负荷动作继电器DJ延时动作，常闭节点DJ1延时断开，接触器C断电，如果接触器触头C1因故没有断开，故障线路没有断电，安装在其上的馈电或开停传感器(15)输出有电信号，经被保护线路电压信号处理电路(13)处理后输出i1，这时i1为高电平(+)，输入到信号比较智能处理器(9)的一个输入端；漏电保护继电器LJ动作，LJ2闭合，把i2输入到信号比较智能处理器(9)的另一个输入端，这时为高电平(+)。信号比较智能处理器(9)为与门电路，把i1与i2相与，u＝i1*i2＝1，输出u是高电平(+)，设高电平用1表示，信号比较智能处理器(9)向人机界面的监控中心(11)及移动互联终端手机(10)发出报警断电闭锁信号，实现报警显示，或向切断上级电源开关装置(12)发出上级电源切断信号，以便根据所述上级电源切断信号控制上级电源开关接触器SC断开，切断故障线路电源。

实施例3：

图6是本发明实施例提供的保护接地故障报警断电闭锁电路原理图，如图6所示，参照接地摇表测量接地电阻的原理和方法，在“大地”与地线d之间加装接地监测继电器Jd。当接地电阻R

实施例1～3中的实际电源电压是直流电压时，电压、电流变换为电流变换处理电路(7)、电压变换处理电路(8)等，馈电或开停传感器(15)变为分压式传感器或光电感应式传感器等即可，其他同。也可参照设计缺相保护失灵报警断电闭锁装置。

实施例4：

提升机器设备配备有限速保护机构，以防止速度超限造成事故。在提升机设备的速度传感器上取出速度信号，经处理作为输入信号i1，设定超限后，i1＝1(高电平)。取出限速保护动作信号，经处理作为输入信号i2，设定动作后i1＝1(高电平)。如图3所示，当u＝i1*i2＝1时，限速保护动作失灵，报警实行制动，并作好记录。

实例5：

锅炉温度和压力超限时，会造成事故。把实际温度或压力信号经处理作为i1，把温度或压力安全保护装置动作信号经处理作为i2，如图1所示，设超限时i1＝1，温度或压力安全保护动作后，i2＝1，则u＝i1*i2＝1时，温度或压力保护动作失灵，报警或切断热源。

化工场所有害气体浓度超限，可造成人体伤害，甚至爆炸。把有害气体实际浓度信号经处理作i1，有害气体报警装置报警后信号经处理作为i2，如图3所示，如上假设，当u＝i1*i2＝1时，则说明人工或自动降低有害气体浓度系统失效，并向管理部门报警。

实例6：

供电系统超过额定电流长时间运行就会造成电动机或电缆发热而发生事故。过负荷保护装装置根据有关规定计算得到规定整定值，由专人在电气保护装置上进行整定，当实际电流大于规定整定值时，延时一定时间就会跳闸断电，作业人员为了怕断电影响生产，违章把实际整定值调大，甩掉过负荷保护。为了防止违章甩保护，把实际整定值信号经处理作i1，把规定整定值信号经处理作i2，如图3所示，当i1>i2时，经信号比较电路处理，u＝1，智能处理环节(6)发出过负荷保护整定不合格报警，或切断电源。

也可参考该原理设计电阻、温度和压力整定不合格报警装置。

根据本发明实施例提供的方案，短路、漏电、温度、压力一般都有规定整定值，保护接地有规定接地电阻值，当调大实际整定值“甩保护”后，安全监控部门往往不知道，等到出了事故才能发现；短路、漏电、温度、压力等安全保护失灵后，安全监控部门也不能超前预知，出了事故才能发现，本发明可实现“甩保护”预警及安全保护装置失灵报警，切断高压系统电源，对安全生产将产生重大作用，可使故障影响大大减小。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。