(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211013033.0 (22)申请日 2022.08.23 (71)申请人 中煤科工集团沈阳研究院有限公司 地址 113001 辽宁省沈阳市沈抚改革 示范 区滨河路1 1号 申请人 抚顺中煤科工 检测中心有限公司 　 山东大学 (72)发明人 张红奎　袁子云　张岳　钱旭　 王帅　祖安　李冰　鞠哲　黄玄哲　 李博　 (74)专利代理 机构 沈阳东大知识产权代理有限 公司 21109 专利代理师 李珉 (51)Int.Cl. G01K 7/02(2021.01)G01K 1/143(2021.01) G01K 1/02(2021.01) G01J 5/48(2006.01) G01J 5/03(2022.01) G01J 5/02(2022.01) G01D 21/02(2006.01) G05B 19/05(2006.01) (54)发明名称 防爆电器最高表面温度试验测试系统及方 法 (57)摘要 本发明提供一种防爆电器最高表面温度试 验测试系统及方法， 涉及防爆电器温升试验技术 领域。 该系统包括的稳压电源输出端分别与PLC 控制器、 温度控制装置的电源输入端子相连接； 温度控制装置的控制信号的输入端与 PLC控制器 的温度信号控制输出端电连接； 温湿度传感器设 置在试验环境中， 输出端与 PLC控制器连接； 温度 试验电源的输入端与 PLC控制器的控制信号输出 端电连接， 电流输出端经过电参数测试单元与防 爆电器的电流输入端电连接； 电参数测试单元的 信号输出端与PLC控制器的电流信号输入端电连 接； 热电偶组的测试端固定在防爆电器最高表面 温度测试位置， 热成像仪测试时成像测试端正对 防爆电器表 面。 该系统及方法提高了最高表面温 度测试能力和 测试水平。 权利要求书3页 说明书7页 附图4页 CN 115389044 A 2022.11.25 CN 115389044 A 1.一种防爆电器最高表面温度 试验测试系统， 其特征在于： 包括PLC控制器、 热电偶组、 稳压电源、 热成像仪、 温度试验电源、 温湿度传感器、 温度控制装置和电参数测试单元； 所述 稳压电源的输入端与电网电连接， 稳压电源的输出端分别与PLC控制器、 温度控制装置的电 源输入端子相连接； 所述温度控制装置的控制信号的输入端与PLC控制器的温度信号控制 输出端电连接； 所述温湿度传感器设置在试验环境中用于测试试验环境的温度和湿度， 温 湿度传感器的数据输出端与PLC控制器的温湿度信号输入端电连接； 所述温度试验电源的 控制信号输入端与PLC控制器的控制信号输出端电连接， 温湿度试验电源的电流输出端经 过电参数测试单元与防爆电器的电流输入端电连接； 所述电参数测试单元的信号输出端与 PLC控制器的电流信号输入端电连接； 所述热电偶组的测试端固定在防爆电器最高表面温 度测试位置， 热成像仪测试时成像测试端正对防爆电器表面。 2.根据权利要求1所述的防爆电器最高表面温度试验测试系统， 其特征在于： 所述防爆 电器最高表面温度试验测试系统还包括数据存储单元， 所述数据存储单元的数据输入端与 PLC控制器的数据输出端电连接 。 3.根据权利要求1所述的防爆电器最高表面温度试验测试系统， 其特征在于： 所述防爆 电器最高表面温度试验测试系统还包括触摸屏， 所述触摸屏的信号输入端与PLC控制器的 通讯信号输出端电连接， 触摸屏的信号输出端与PLC控制器的通讯信号输入端电连接； 触摸 屏的电源输入端子与稳压电源的输出端相连接 。 4.根据权利要求1所述的防爆电器最高表面温度试验测试系统， 其特征在于： 所述防爆 电器最高表面温度试验测试系统还包括语音提醒单元， 所述语音提醒单元的信号输入端与 PLC控制器的警示信号输出端电连接； 语音提醒的电源输入端子与稳压电源的输出端相连 接。 5.根据权利要求1所述的防爆电器最高表面温度试验测试系统， 其特征在于： 所述电参 数测试单元包括无源高精度电压互感器和无源高精度电流互感器， 用于测试防爆电器最高 表面温度试验电压和电流， 电压互感器与防爆电器的主回路电源输入端并联， 用于测试防 爆电器的主回路电压， 电流互感器与防爆电器最高表面温度试验线路串联， 用于测 量试验 回路电流； 所述防爆电器最高表面 温度试验线路由电源控制柜、 调压电源、 电流发生器和防 爆电器组成， 电源控制柜用于对最高表面温度试验回路的控制和保护， 调压电源用于调节 大电流发生器的输入电压， 电流发生器用于产生防爆电器最高表面温度试验的电流。 6.根据权利要求1所述的防爆电器最高表面温度试验测试系统， 其特征在于： 所述语音 提醒单元电路由语音芯片SC8120B、 电容C1、 电容C2、 电源V CC、 接地端子GND1、 接地端子GND2 和扬声器LSQ组成， 语音芯片SC8120B的信号输入端子6、 7、 8与PLC的语音提醒信号输出端子 电连接， 语音芯片SC8120B电源端子4与电源VCC电连接， 电容C2的一端与电源VCC和SC8120B 电源端子4电连接， 电容C2的另一端与接地端子GND2电连接， 语音芯片SC8120B的语音输出 端子2、 语音输出端子3与扬 声器LSQ电连接， 语音芯片SC8120B的端子5与接地端子GND1和电 容C1的一端相连接， 电容C1的另一端与语音芯片 SC8120B的端子1电连接 。 7.一种防爆电器最高表面温度 试验测试方法， 基于权利要求1所述试验测试装置实现， 其特征在于： 采用模拟工况法进行防爆电器最高表面温度试验， 并采用电流发生器产生试 验电流， 将防爆电器的三相依次串联后通入试验电流， 具体包括以下步骤： 步骤1、 通过触摸屏设置防爆电器试验电流， 然后PLC控制器向温度试验电源发送电流权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115389044 A 2调整指令， 温度试验电源接收电流调整指令并调整电流输出； 步骤2、 PLC控制器实时接收和处理电参数测试单元测试得到的防爆电器试验的实际电 流数据， 并与设置的试验电流进行比较， 在实际电流达到试验电流时， PLC控制器 向温度试 验电源发出停止电流调整的指令， 温度试验电源停止电流调整， 以试验电流大小持续向防 爆电器供电； 步骤3、 防爆电器通电设定时间后， 使用热成像仪寻找防爆电器表面温度点最高的m个 点作为最高表 面温度测试部位， 然后 将热电偶组分别固定在最高表 面温度测试部位， PLC控 制器以设定频率接收热电偶组采集的防爆电器最高表面温度数据； 步骤4、 温湿度传感器采集试验的环境温度和湿度， 并将环境温度和湿度数据输入PLC 控制器， PLC控制器对环境 温度相较于试验开始时的环 境温度变化进 行判断， 如果环境温度 升高2℃， 则PLC控制器控制温度控制装置启动， 对试验环 境进行降温， 并在环 境温度数据升 高小于1℃时停止温度控制装置； 如果环境温度数据变化超过国家标准要求温度试验环境 温度变化 最大值 ， 则停止防爆电器最高表面温度试验测试， 语音提醒 单元进行提醒； 步骤5、 在防爆电器所在环境温度升高小于 情况下， PLC控制器对热电偶组采集的温 度数据进行存储； 如果同一热电偶在 间隔1小时两次测量的温度数据升高小于1℃， 则该热 电偶回路最高表面温度试验测试 结束； 步骤6、 当所有热电偶间隔1小时两次测量的温度数据升高均小于1℃时， 则防爆电器最 高表面温度试验测试 结束， 语音提醒 单元进行提醒； 步骤7、 对测试环境下防爆电器最高表面温度试验数据转换为井下最不利条件下的温 度， 如下公式所示：                           (1) 其中， 为最不利条件下防爆电器最高表面温度， 为测试环境下防爆电器最高表面 温度试验数据， 为测试环境温度， 最不利条件下环境温度； 步骤8、 将防爆电器最高表面温度试验过程环境温度变化与国家标准要求的温度试验 环境温度变化 最大值进行比较， 判断防爆电器最高表面温度试验结果是否有效。 8.根据权利要求7所述的防爆电器最高表面温度试验测试方法， 其特征在于： 步骤7所 述测试环境温度 由PLC控制器根据温湿度传感器采集的环境温度数据进行计算， 具体计 算方法为： PLC控制器根据 试验开始和试验结束的时间计算得到防爆电器最高表面温度试验的时 间， 即测试周期， 如下公式所示：                               （2） 其中， 为测试周期时间， 为测试结束时间， 为测试开始时间； 计算测试周期内后八 分之一时间， 如下公式所示：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115389044 A 3