一种矿用本质安全型电源自动检验方法与流程

本发明属于电源检验，具体涉及一种矿用本质安全型电源自动检验方法。

背景技术：

1、随着煤矿智能化、数字化的逐步发展，越来越多的本质安全型监测、监控设备被应用到煤矿井下。为了保障煤矿井下的安全生产及本质安全型监测、监控设备的稳定准确可靠运行，用于给本质安全型监测、监控设备供电的矿用本质安全型电源（以下简称本安电源）的安全性及稳定性必须得到保证。因此，对本安电源关键参数的检验至关重要。本安电源关键参数主要有过压保护值、过流保护值、最大输出电压偏离值、保护间隔时间及保护恢复过程。其中，保护间隔时间是本安电源的安全指标；最大输出电压偏离值、保护恢复过程是本安电源的性能指标；过压保护值、过流保护值既是安全指标又是性能指标。

2、现有技术中，对本安电源关键参数实施检验使用的是常规检验装置，图1为常规检验装置的连接结构示意框图。结合图1所示的常规检验装置，其常规检验步骤如下所述：

3、（1）断开开关5，调整直流稳压电源1输出电压至被测本安电源3的额定电压u1；

4、（2）缓慢上调输入电压，并时刻观察两个电压表，记录第二电压表4示值下降前第一电压表2的示值，记为u2；

5、（3）恢复输入电压为u1，滑动变阻器7调至最大；接通开关5，缓慢降低滑动变阻器7阻值，并时刻观察第二电压表4及电流表6数值，记录电流表6示值下降前第二电压表4的示值u3及电流表6示值i1；

6、（4）观察示波器8，读取两次保护恢复的间隔时间t，同时观察电压从零上升至最大值的波形；

7、（5）切换另一重保护，重复测试。

8、由于本安电源关键参数属于动态极限值，并且检验用的常规检验装置调整过程存在一定的阶跃现象，常规检验装置的电压表、电流表等仪表也存在一定程度的滞后问题；因此，在调整、测量的过程中极大概率检测不到临界值。那么为了无限接近真实结果，就得需要多次测量之后取极限值作为测量结果，检验过程繁琐、效率低下。另外，由于测量过程需要人工全程参与，会引入操作误差，影响测量准确性。

9、通过上述的对本安电源关键参数检验步骤可知，检验过程需要对电压、电流、时间进行检测，同时需要对恢复过程进行波形显示；另外，由常规检验步骤可知，为了满足自动检验，需要对本安电源输入电压、负载电流进行自动连续控制。为满足上述需求以及克服上述的测量过程繁琐、人工参与而影响测量准确性的问题，有必要研制出一种矿用本质安全型电源自动检验方法。

技术实现思路

1、本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种矿用本质安全型电源自动检验方法。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

3、本发明提供的一种矿用本质安全型电源自动检验方法，使用矿用本安电源自动检测装置对被测本安电源的关键参数进行自动检验，矿用本安电源自动检测装置包括供电电源、电压调节单元、可调负载单元、电流检测单元、电压检测单元、显示单元、通信单元、保护切换单元以及核心控制单元；供电电源与电压调节单元相连，电压调节单元与核心控制单元相连，可调负载单元与电流检测单元相连，可调负载单元、电流检测单元均分别与核心控制单元相连，显示单元、通信单元均分别与核心控制单元相连，保护切换单元与核心控制单元相连，保护切换单元采用继电器，继电器用于分别与被测本安电源的输入端、前一重保护输出端与后一重保护输入端的连接点、输出端连接；

4、电压检测单元包括供电电压检测单元、输入电压检测单元、输出电压检测单元，供电电压检测单元分别与供电电源、电压调节单元、核心控制单元相连，供电电压检测单元用于检测供电电源的输出电压；输入电压检测单元分别与电压调节单元、核心控制单元相连，输入电压检测单元用于检测经过电压调节单元调整后输出至被测本安电源的输入电压，电压调节单元、输入电压检测单元均用于与被测本安电源的输入端连接；输出电压检测单元分别与可调负载单元、核心控制单元相连，输出电压检测单元用于检测被测本安电源的输出电压，可调负载单元、电流检测单元以及输出电压检测单元均用于与被测本安电源的输出端连接；

5、所述的矿用本质安全型电源自动检验方法，包括对被测本安电源进行过压保护值的自动检验：初始状态下，通过核心控制单元自动控制可调负载单元断开，并调整被测本安电源的输入电压ui为本安电源额定电压；然后通过核心控制单元自动调整其自身输出的pwm脉宽调制信号的占空比来控制被测本安电源的输入电压ui上升，同时再由核心控制单元密集采集并缓存被测本安电源的输入电压ui及输出电压uo；当核心控制单元检验到被测本安电源的输出电压uo低于输入电压ui的80%时，记录被测本安电源的输入电压ui的值，即被测本安电源的过压保护值；

6、对被测本安电源进行过流保护值的自动检验：初始状态下，通过核心控制单元自动控制可调负载单元断开，并调整被测本安电源的输入电压ui为本安电源额定电压；然后通过核心控制单元自动调整其自身输出的pwm脉宽调制信号的占空比来控制被测本安电源的负载电流io上升，同时再由核心控制单元密集采集并缓存被测本安电源的负载电流io及输出电压uo；当核心控制单元检验到被测本安电源的输出电压uo低于输入电压ui的50%时，停止采集及缓存，从缓存的数据中筛选并记录此次调整周期内被测本安电源的负载电流io的最大值，即被测本安电源的过流保护值；

7、对被测本安电源进行最大输出电压偏离值的自动检验：初始状态下，通过核心控制单元自动控制可调负载单元断开，并调整被测本安电源的输入电压ui为本安电源额定电压；然后通过核心控制单元自动调整其自身输出的pwm脉宽调制信号的占空比来控制被测本安电源的负载电流io上升，同时再由核心控制单元密集采集并缓存被测本安电源的负载电流io、输入电压ui及输出电压uo；当核心控制单元检验到被测本安电源的输出电压uo低于输入电压ui的50%时，停止采集及缓存，从缓存的数据中筛选并记录此次调整周期内被测本安电源的负载电流io最大值出现时刻对应的输入电压ui和输出电压uo的值，输入电压ui和输出电压uo的差值，即被测本安电源的最大输出电压偏离值；

8、对被测本安电源进行保护间隔时间的自动检验：初始状态下，通过核心控制单元自动控制可调负载单元断开，并调整被测本安电源的输入电压ui为本安电源额定电压；然后通过核心控制单元自动调整其自身输出的pwm脉宽调制信号的占空比来控制被测本安电源的负载电流io上升，直至过流保护执行，被测本安电源的负载电流io降为零时，记录此时的时刻为t0；维持负载不变，然后由核心控制单元密集采集被测本安电源的负载电流io，记录被测本安电源的负载电流io上升后再次下降到零的时刻为t1，t0到t1经历的时间，即被测本安电源的保护间隔时间t1；

9、对被测本安电源进行保护恢复过程的自动检验：初始状态下，通过核心控制单元自动控制可调负载单元断开，并调整被测本安电源的输入电压ui为本安电源额定电压；通过核心控制单元自动调整其自身输出的pwm脉宽调制信号的占空比来控制被测本安电源的负载电流io上升，直至过流保护执行，被测本安电源的负载电流io降为零时，维持负载不变，然后由核心控制单元密集采集被测本安电源的负载电流io；当被测本安电源的负载电流io从零开始上升时，记录此时的时刻为t2，同时由核心控制单元开始密集记录被测本安电源的负载电流io的值，直到被测本安电源的负载电流io重新降为零时，记录此时的时刻为t3并停止记录io；t2到t3经历的时间为被测本安电源恢复过程的时间t2，结合期间记录的被测本安电源的负载电流io数据，即体现出被测本安电源的保护恢复过程。

10、进一步地，所述的矿用本质安全型电源自动检验方法还包括对被测本安电源进行电压等级的自动检验：通过供电电压检测单元检验到供电电压up的范围，由核心控制单元采集并判定出被测本安电源的电压等级。

11、进一步地，如果检验到所述供电电压up的范围为：up≥26v，则判定出被测本安电源的电压等级为24v。

12、进一步地，如果检验到所述供电电压up的范围为：20v≤up＜26v，则判定出被测本安电源的电压等级为18v。

13、进一步地，如果检验到所述供电电压up的范围为：14v≤up＜20v，则判定出被测本安电源的电压等级为12v电压等级。

14、进一步地，如果检验到所述供电电压up的范围为：up＜14v，则判定出被测本安电源故障。

15、进一步地，所述的矿用本质安全型电源自动检验方法还包括对被测本安电源进行在不同重保护位置的自动切换下的自动检验：初始状态下，通过核心控制单元自动控制继电器断开被测本安电源的一重保护，使该一重保护生效，同时短路其余重保护，使其余重保护失效；当该一重保护下的被测本安电源参数检验完成后，通过核心控制单元自动控制继电器短路该一重保护，使该一重保护失效，同时断开其余任意一重未检验的保护，使其余任意一重的保护生效，重新检验被测本安电源的参数，直至所有重保护下的被测本安电源参数均检验完毕。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

17、本发明提供的一种矿用本质安全型电源自动检验方法，能够大幅度提高检验效率，能够降低人工参与度，能够提升检验精度、准确性以及一致性；满足了本安电源关键参数的检验需求。