專利名稱：可控硅自動停送電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自動停送電開關，尤其涉及一種可控硅自動停送電裝置，屬于電子開關技術領域。
背景技術：
礦山運輸線或井下運輸巷的電機車架空線需分段供電，特別是車場和人員過往頻繁的區(qū)段，有關安全規(guī)程要求煤礦井下車地點必須設有安全設備，這對礦工的人身安全、生產(chǎn)安全和能源節(jié)約都有重大意義。目前，煤礦普遍使用的分區(qū)開關設備均是通過人工操作，不僅影響工作效率，而且煤礦正在使用的老式直流架線自動停送電裝置多采用ZCO系列直流接觸器作開關元件，但是該開關元件功能簡單，控制簡陋，接線繁瑣，缺少漏電閉鎖與保護功能，在井下潮濕環(huán)境極易發(fā)生電弧飛濺，燒毀自動停送電開關等事故，給人員井下作業(yè)帶來一定的安全隱患。
發(fā)明內(nèi)容針對上述現(xiàn)存的技術問題，本實用新型提供了一種可控硅自動停送電裝置，適用于煤礦井下電機車直流架空線停送電操作，不僅有效的彌補了老式自動停送電裝置的功能缺陷與安全缺陷，還實現(xiàn)直流架空線停送電無觸點化，兼具漏電閉鎖與報警功能。本實用新型為實現(xiàn)上述目的，通過以下技術方案實現(xiàn)本實用新型包括載波發(fā)射機和開關主機，載波發(fā)射機安裝在礦用電機車上，其輸出端a通過電機車上的集電弓與分區(qū)架空線連接，其輸出端b通過電機車本體接地；開關主機分別安裝在相應分區(qū)架空線所在巷道的墻壁上，由設置在隔爆散熱外殼中的載波接收機^JS,關斷電路，漏電檢測電路和主接線等構成的機芯組成，其輸入端通過接線端子PXl與直流電源連接，其輸出端通過接線端子PX2與分區(qū)架空線連接。載波接收機^JS輸入端a通過接線端子PX2與分區(qū)架空線連接，其輸入端b與接地端GND連接，其輸出端d與可編程序控制器LOGO ！的輸入端12連接，其輸入端e、c分別與DC/DC電源變換器Powl的輸出端L+l、com連接。關斷電路由兩個繼電器Kl及其常開觸點、一個電容器Cl和一個電阻Rl組成；繼電器Kl常開觸點的一端與可控硅器件KP陽極A連接，其另一端與電阻Rl的一端均連接到電容器Cl的一端，電容器Cl的另一端通過直流電流互感器HL與可控硅器件KP陰極K連接，電阻Rl的另一端與接地端GND連接。漏電檢測電路由一個繼電器K2及其常開觸點、一個電阻R2串聯(lián)組成；繼電器K2 一端通過電阻R2與接線端子PX2連接，其另一端與接地端GND連接。主接線由熔斷器RD、可控硅器件KP、觸發(fā)器MB-I、可編程序控制器LOGO ！、DC/DC 電源變換器Powl和信號指示牌XHP組成；接線端子PX1、熔斷器RD、可控硅器件KP、直流電流互感器HL和接線端子PX2依次串聯(lián)形成電機車主供電線路；接線端子PXl與直流電源連接；可控硅器件KP陽極A與熔斷器RD —端連接，其陰極K與觸發(fā)器MB-I的c端連接，陰極K的輸出線穿過穿芯式電流互感器HL與接線端子PX2連接，其控制極G與觸發(fā)器MB-I的m 端連接；電流互感器HL輸出端a與可編程序控制器的輸入端17連接；觸發(fā)器MB 1的m端與可控硅器件KP控制極G連接，其c端與可控硅器件KP陰極K連接，其a端與可編程序控制器LOGO!輸出端Ql連接，其b端接地；可編程序控制器LOGO ！的輸入端L+、com分別與 DC/DC電源變換器Powl的輸出端L+l、com連接，其輸出端Q2、Q3、Q4分別連接繼電器Kl、 K2、K3后接地；DC/DC電源變換器Powl的輸入端與接線端子PXl連接，其輸出端com接地； 接線端子PX2與分區(qū)架空線連接。本實用新型的工作原理是整個電機車架空線據(jù)實際情況分為若干受控區(qū)段，并采取獨立供電，每段分區(qū)架空線設置相應的開關主機，直流電源由變電所引出后須通過自動停送電開關輸送到每段架空線上，相鄰兩段架空線之間通過絕緣木連接為一體。每段架空線的“?！?、“送”電依賴于電機車發(fā)出信號控制開關主機來實現(xiàn)。當電機車未駛進某段分區(qū)架空線時，該區(qū)的可控硅KP處于正向阻斷狀態(tài)，自動停送電開關為斷開狀態(tài)，僅由DC/DC電源變換器Powl —載波接收機^JS —接線端子PX2 — 分區(qū)架空線輸送+24V安全低壓。當電機車行駛至某段分區(qū)架空線時，啟動電機車上的載波發(fā)射機，輸出相應頻率的高頻信號，主機開關內(nèi)的載波接收機^JS輸入端a接受信號后，觸發(fā)載波接收機^JS 的輸出繼電器吸合，進一步，信號送入可編程控制器LOGO ！輸入端12，由可編程控制器 LOGO ！經(jīng)過程序處理，從輸出端Ql向觸發(fā)器MB-I輸出信號，觸發(fā)器MB-I開通，并向可控硅 K P控制極G輸出觸發(fā)脈沖，可控硅KP立即導通，然后直流電輸入接線端子PXl —熔斷器 RD —可控硅KP陽極A—可控硅KP陰極K—分區(qū)架空線，所控區(qū)段架空線帶電，直流電再由分區(qū)架空線一電機車集電弓一電機車啟動開關一電機車電動機，從而電機車正常工作。當電機車上的載波發(fā)射機關斷時，載波接收機^JS的繼電器釋放，可編程控制器 LOGO ！輸出信號使得觸發(fā)器MB-I關斷，則可控硅KP控制極G無觸發(fā)信號，同時可編程控制器LOGO ！啟動關斷電路，在可控硅KP陰極K和陽極A間架施加反向電壓，使得可控硅KP 關斷，此時分區(qū)架空線斷開高壓直流電源，僅由DC/DC電源變換器Powl提供直流低壓。另外，在關斷程序啟動前2秒，可編程控制器LOGO ！控制漏電檢測程序運行，對架空線絕緣并進行在線檢測。若檢測結果為不漏電，則自動停送電裝置在2秒后自動關斷；若檢測結果為漏電，則可編程控制器LOGO ！接通報警單元并記憶，同時強行關斷自動停送電裝置。自動停送電裝置關斷后，可控硅KP陰極K通過限流電阻Rl接地，自動停送電裝置本體漏電檢測程序運行，若檢測到漏電電流大于國家規(guī)定值2. 5mA，則接通報警單元報警。本實用新型的有益效果是載波開關的應用省略了在巷道中敷設控制線，實現(xiàn)遠距離控制自動停送電開關導通與關斷；利用大功率高反壓可控硅實現(xiàn)直流架線停送電無觸點化，杜絕電弧事故；具備架空線與自動停送電裝置本體漏電檢測與閉鎖功能，提高直流架線供電的安全可靠性；安裝方便，可靠靈敏，故障率低；實現(xiàn)了有機車時架空線路有電，無機車時架空線路無電的安全理念，保障煤礦架空線路用電的本質(zhì)安全，避免和減少礦井人員觸電傷亡的事故發(fā)生。

圖1為本實用新型的電路接線原理圖具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。包括載波發(fā)射機和開關主機，載波發(fā)射機安裝在礦用電機車上，其輸出端a通過電機車上的集電弓與分區(qū)架空線連接，其輸出端b通過電機車本體接地；開關主機分別安裝在相應分區(qū)架空線所在巷道的墻壁上，由設置在隔爆散熱外殼中的載波接收機ZBJS，關斷電路，漏電檢測電路和主接線等構成的機芯組成，其輸入端通過接線端子PXl與直流電源連接，其輸出端通過接線端子PX2與分區(qū)架空線連接。如圖1所示，載波接收機ZBJS輸入端a通過接線端子PX2與分區(qū)架空線連接，其輸入端b與接地端GND連接，其輸出端d與可編程序控制器LOGO ！的輸入端12連接，其輸入端e、c分別與DC/DC電源變換器Powl的輸出端L+l、com連接。關斷電路由兩個繼電器Kl及其常開觸點、一個電容器Cl和一個電阻Rl組成；繼電器Kl常開觸點的一端與可控硅器件KP陽極A連接，其另一端與電阻Rl的一端均連接到電容器Cl的一端，電容器Cl的另一端通過直流電流互感器HL與可控硅器件KP陰極K連接，電阻Rl的另一端與接地端GND連接。漏電檢測電路由一個繼電器K2及其常開觸點、一個電阻R2串聯(lián)組成；繼電器K2 一端通過電阻R2與接線端子PX2連接，其另一端與接地端GND連接。主接線由熔斷器RD、可控硅器件KP、觸發(fā)器MB-1、可編程序控制器LOGO ！、DC/DC 電源變換器Powl和信號指示牌XHP組成；接線端子PX1、熔斷器RD、可控硅器件KP、直流電流互感器HL和接線端子PX2依次串聯(lián)形成電機車主供電線路；接線端子PXl與直流電源連接；可控硅器件KP陽極A與熔斷器RD —端連接，其陰極K與觸發(fā)器MB-I的c端連接，陰極 K的輸出線穿過穿芯式電流互感器HL與接線端子PX2連接，其控制極G與觸發(fā)器MB-I的m 端連接；電流互感器HL輸出端a與可編程序控制器的輸入端17連接；所述的觸發(fā)器MB-I 的m端與可控硅器件KP控制極G連接，其c端與可控硅器件KP陰極K連接，其a端與可編程序控制器LOGO!輸出端Ql連接，其b端接地；可編程序控制器LOGO ！的輸入端L+、com 分別與DC/DC電源變換器Powl的輸出端L+l、com連接，其輸出端Q2、Q3、Q4分別連接繼電器K1、K2、K3后接地；DC/DC電源變換器Powl的輸入端與接線端子PXl連接，其輸出端com 接地；接線端子PX2與分區(qū)架空線連接。其中，載波接收機ZBJS和載波發(fā)射機用來發(fā)射和接受電機車的駛進信號；DC/DC 電源變換器Powl用于向分區(qū)架空線輸送+24V安全低壓；可編程序控制器LOGO ！用于程序控制電路的通斷信號；熔斷器RD作為短路和過電流的保護器；可控硅KP用作無觸點開關以快速接通或切斷電路；觸發(fā)器MB-I用來控制主回路可控硅的觸發(fā)導通；電流互感器HL 用于在線路發(fā)生短路過載等故障時，向繼電裝置提供信號切斷故障電路；關斷電路用于關閉可控硅KP無觸點開關；漏檢電路用于檢測電路有無漏電情況。本實用新型的工作工程欲通過某段分區(qū)架線時，控制電機車上安裝的載波發(fā)射機發(fā)射該段相應的頻率，此時載波發(fā)射機就可向可編程控制器LOGO ！發(fā)射信號，控制觸發(fā)器MB-I向可控硅KP發(fā)出觸發(fā)電流，使得可控硅KP導通，直流電源給所控區(qū)段架空線送電， 位于所控區(qū)段的電機車正常工作。當電機車駛離該區(qū)段時，其上的載波發(fā)射機關斷，載波接收機ZBJS的繼電器釋放，可編程控制器LOGO ！輸出信號使得觸發(fā)器MB-I關斷，則可控硅器件KP控制極G無觸發(fā)信號，同時可編程控制器LOGO ！啟動關斷電路，在可控硅KP陰極
5K和陽極A間架加反向電壓，使得可控硅KP關斷，此時分區(qū)架空線斷開高壓直流電源，僅由 DC/DC電源變換器Powl提供直流低壓。另外，在關斷程序啟動前2秒，可編程控制器LOGO ！控制漏電檢測程序運行，對架空接觸線絕緣并進行在線檢測。若檢測結果為不漏電，則自動停送電裝置在2秒后自動關斷；若檢測結果為漏電，則接通報警單元并記憶，同時強行關斷自動停送電裝置。自動停送電裝置關斷后，可控硅KP陰極K通過限流電阻Rl接地，自動停送電裝置本體漏電檢測程序運行，若檢測到漏電電流大于國家規(guī)定值2. 5mA，則接通報警單元報警。由于載波發(fā)射機的作用，當電機車到達某區(qū)段時，開關給該區(qū)段自動送電，以保證電機車行駛的需要；當電機車駛離該區(qū)段后，開關自動切斷該區(qū)段的架空線電源，使得架空線平時不使用時處于無電狀態(tài)。保證了線下行人和檢修人員的人身安全。以可控硅器件KP 作為主回路開關元件可實現(xiàn)直流架線供電電路無火花，無觸點快速接通與關斷，杜絕直流電弧事故。另外，漏電閉鎖與報警功能對于提高安全用電水平，減少人身觸電傷亡事故和設備漏電保護起著重要作用。
權利要求1.一種可控硅自動停送電裝置，包括載波發(fā)射機和開關主機；其特征在于所述的載波發(fā)射機安裝在礦用電機車上，其輸出端a通過電機車上的集電弓與分區(qū)架空線連接，其輸出端b通過電機車本體接地；所述的開關主機分別安裝在相應分區(qū)架空線所在巷道的墻壁上，其輸入端通過接線端子PXl與直流電源連接，其輸出端通過接線端子PX2與分區(qū)架空線連接，由設置在隔爆散熱外殼中的載波接收機ZBJS，關斷電路，漏電檢測電路和主接線等構成的機芯組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種可控硅自動停送電裝置，其特征在于所述的載波接收機 ZBJS輸入端a通過接線端子PX2與分區(qū)架空線連接，其輸入端b與接地端GND連接，其輸出端d與可編程序控制器LOGO ！的輸入端12連接，其輸入端e、c分別與DC/DC電源變換器 Powl的輸出端L+l、com連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種可控硅自動停送電裝置，其特征在于所述的關斷電路由兩個繼電器Kl及其常開觸點、一個電容器Cl和一個電阻Rl組成；繼電器Kl常開觸點的一端與可控硅器件KP陽極A連接，其另一端與電阻Rl的一端均連接到電容器Cl的一端，電容器Cl的另一端通過直流電流互感器HL與可控硅器件KP陰極K連接，電阻Rl的另一端與接地端GND連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種可控硅自動停送電裝置，其特征在于所述的漏電檢測電路由一個繼電器K2及其常開觸點、一個電阻R2串聯(lián)組成；繼電器K2 —端通過電阻R2與接線端子PX2連接，其另一端與接地端GND連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種可控硅自動停送電裝置，其特征在于所述的主接線由熔斷器RD、可控硅器件KP、觸發(fā)器MB-I、可編程序控制器LOGO ！、DC/DC電源變換器Powl和信號指示牌XHP組成；接線端子PX1、熔斷器RD、可控硅器件KP、直流電流互感器HL和接線端子PX2依次串聯(lián)形成電機車主供電線路；所述的接線端子PXl與直流電源連接；所述的可控硅器件KP陽極A與熔斷器RD —端連接，其陰極K與觸發(fā)器MB-I的c端連接，陰極K 的輸出線穿過穿芯式電流互感器HL與接線端子PX2連接，其控制極G與觸發(fā)器MB-I的m 端連接；所述的電流互感器HL輸出端a與可編程序控制器的輸入端17連接；所述的觸發(fā)器 MB-I的m端與可控硅器件KP控制極G連接，其c端與可控硅器件KP陰極K連接，其a端與可編程序控制器LOGO ！輸出端Ql連接，其b端接地；所述的可編程序控制器LOGO ！的輸入端L+、com分別與DC/DC電源變換器Powl的輸出端L+l、com連接，其輸出端Q2、Q3、Q4 分別連接繼電器線圈K1、K2、K3后接地；所述的DC/DC電源變換器Powl的輸入端與接線端子PXl連接，其輸出端com接地；所述的接線端子PX2與分區(qū)架空線連接。
專利摘要本實用新型公開了一種可控硅自動停送電裝置，屬于電子開關技術領域，包括載波發(fā)射機安裝在礦用電機車上，其輸出端a通過電機車上的集電弓與分區(qū)架空線連接，其輸出端b通過電機車本體接地；開關主機分別安裝在相應分區(qū)架空線所在巷道的墻壁上，其輸入端通過接線端子PX1與直流電源連接，其輸出端通過接線端子PX2與分區(qū)架空線連接，由設置在隔爆散熱外殼中的載波接收機ZBJS，關斷電路，漏電檢測電路和主接線等構成的機芯組成；有益效果是實現(xiàn)了有機車時架空線路有電，無機車時架空線路無電的安全理念，遠距離控制自動停送電開關導通與關斷，具備漏電檢測與閉鎖功能，實現(xiàn)提高了直流架線供電的安全可靠性。
文檔編號E21F17/18GK202001062SQ20102064182
公開日2011年10月5日 申請日期2010年12月6日 優(yōu)先權日2010年12月6日
發(fā)明者韓鯤 申請人:韓鯤