CN104260645B - 一种地下矿山架线电机车直流供电系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地下矿山架线电机车直流供电系统及方法，包括绝缘滑触线、电机车、电机车轨道、受电弓，还包括软电缆、软钢丝绳、连接线夹，所述软电缆固定在软钢丝绳上，所述连接线夹上设有绝缘孔，所述连接线夹设置在电机车顶部的受电弓上，与受电弓有良好的电气连接，所述软电缆一端连接滑触线中的电源另一端通过连接线夹与受电弓连接，所述软钢丝绳一端固定在滑触线取电引线的绝缘连接件上另一端挂在连接线夹的绝缘孔上。该供电系统结构简单，投资省，维护方便，电源线处于绝缘保护无裸露状态，实现全长安全供电，不存在触电风险。

Description

一种地下矿山架线电机车直流供电系统及方法

技术领域

本发明涉及一种架线电机车供电系统，特别涉及一种金属非金属地下矿山沿脉巷道架线电机车直流供电系统及方法。

背景技术

现有直流架线机车的供电方法是采用悬挂在沿脉巷道靠近顶板中心的裸露架线(裸露滑触线)为正极，运输轨道做直流电源的负极，电机车利用受电弓从架线上获取直流电源。由于地下矿山沿脉巷道较矮，宽度较小，这种供电方式，存在较大的触电安全风险，存在因漏电导致架线无法正常送电的风险。靠近顶板中心的架线妨碍放矿工人的正常操作。金属非金属矿山安全规程(GBl6423—2006)规定：电机车运输的滑触线架设，滑触线线夹两侧的横拉线，应用瓷瓶绝缘；线夹与瓷瓶的距离不超过O.2m；线夹与巷道顶板或支架横梁间的距离不小于O.2m；滑触线与管线外缘的距离不小于O.2m；滑触线与金属管线交叉处，应用绝缘物隔开。因此为直流架线机车设计一套安全的供电系统十分重要。

专利号为ZL200920189476.9、ZL201120305395.8、ZL201220745340.3的中国专利，公开了架线电机车的安全供电设备，其实质是电机车受电弓在没有从架线上取电时，架线上只有36V及以下安全电压的电源，均以自动检测架线电机车是否存在照明负荷电流，判断是否将正常供电电压(如250V)电源自动投入。当电机车从架线取得照明电时，自动系统合闸将投入正常供电，确保电机车进入正常运行。当电机车停止运行并关闭照明时，自动系统延时断开正常电源，恢复36V及以下安全电压电源。上述专利存在以下不足：(1)架线长度较大时，为确保不同区域架线的安全性，需要设置不少于2条并联的供电线路(一路架线、一路电缆)、2个以上专利自动控制架线断电装置，因此系统结构复杂、投资较大，维护管理难度较大；(2)当有人触及架线时，其电流大于自动系统设定的动作电流(36V时电机车的照明电流)，系统自动将正常工作电压(如250V)投入，此时工人将有触电生命危险；(3)因36V及以下安全电压供电时，电机车投入瞬间照明电流很小，自动系统的设定动作电流很小。由于井下潮湿，架线悬挂点多，其漏电流可能导致自动控制系统误动作，架线断电自动装置将正常供电电源(如250V)误投入运行。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种地下矿山架线电机车直流供电系统及方法，该系统电源线处于绝缘保护无裸露状态，实现全长安全供电，不存在触电风险，且该供电系统结构简单，投资省，维护方便。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种地下矿山架线电机车直流供电系统，包括绝缘滑触线、电机车、电机车轨道、受电弓，其特征在于，还包括软电缆、软钢丝绳、连接线夹，所述软电缆固定在软钢丝绳上，所述连接线夹上设有绝缘孔，所述连接线夹设置在电机车顶部的受电弓上，与受电弓有良好的电气连接，所述软电缆一端连接滑触线中的电源另一端通过连接线夹与受电弓连接，所述软钢丝绳一端固定在滑触线取电引线的绝缘连接件上，另一端挂在连接线夹的绝缘孔上。

进一步地，所述绝缘滑触线为直线形绝缘滑触线或圆弧过渡形绝缘滑触线或带圆弧短转角形绝缘滑触线，或上述各种形式滑触线的组合。

进一步地，所述连接线夹上设置带绝缘的紧固螺栓接线装置或开口旋转锁扣式的接线装置。

进一步地，所述软电缆为两端为铜、铝接头的软电缆或一端为铜、铝接头另一端为铜、铝接线板的软电缆或一端为铜、铝接头另一端为铜铝棒的软电缆。

进一步地，所述连接线夹上钻有软电缆铜、铝接线板上相同距离、直径的安装孔，或与铜、铝接头孔直径相等的安装孔，或焊接有铜、铝管，该铜、铝管轴向上开有一槽，槽的宽度略大于铜、铝接棒上的螺钉直径，并在槽的底部和中部(与铜、铝棒上两螺钉距离相等)部位各设置一个圆周方向宽度为Φ6-Φ8mm的固定短槽，方便于铜、铝棒实现自锁固定并保持良好的电气连接。

进一步地，所述连接线夹焊接在受电弓上或用线夹或螺栓安装在受电弓上。

本发明的另一技术方案为一种地下矿山架线电机车直流供电方法，其特征在于，包括以下步骤：

1、使用绝缘滑触线为电源线，可作为正、负极或仅为正极，仅为正极时，采用运输轨道做直流电源的负极；

2、软电缆固定在软钢丝绳上，形成一个整体，软电缆与端与绝缘滑触线中的电源连接，软钢丝绳与绝缘滑触线取电引线的绝缘连接件连接；

3、电机车进入沿脉巷道时，将电机车的受电弓拉下，分别将软电缆与电机车受电弓上的连接线夹的接线装置连接好，软钢丝绳挂在连接线夹的绝缘孔上；电机车从绝缘滑触线上取电，钢丝绳起牵引受力的作用。

本发明的有益效果：

提升了安全性能，防范了触电事故的发生和因漏电引发的供电故障。该供电系统结构简单，投资省，维护方便。电源线处于绝缘保护无裸露状态，实现全长安全供电，不存在触电风险。绝缘滑触线供电消除了井下潮湿环境中通过绝缘子产生漏电的现象。避免了人工扛金属管道、铁轨等导电体或人直接与带电架线及架线固定夹到绝缘子之间接触的可能，消除了触电风险。同时也可提升地下开采矿山地表架线电机车直流电供电的安全性，防范地表裸线供电的触电风险。

附图说明

附图1为本发明一种地下矿山架线电机车直流供电系统简图；

附图2为直线形绝缘滑触线示意图；

附图3为圆弧过渡形绝缘滑触线示意图；

附图4为带圆弧短转角形绝缘滑触线示意图；

附图5为两端为铜、铝接头的软电缆示意图；

附图6为一端为铜、铝接头另一端为铜、铝接线板的软电缆示意；

附图7为一端为铜、铝接头另一端为铜铝棒的软电缆示意图；

附图8为软电缆一端为铜、铝接线板时连接线夹的实施例；

附图9为软电缆一端为铜铝棒时连接线夹的实施例。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。

一种金属非金属地下矿山沿脉巷道架线电机车直流供电系统，包括绝缘滑触线1、电机车5、电机车轨道6、受电弓4，其特征在于，还包括软电缆2、软钢丝绳、连接线夹3，所述软电缆2固定在软钢丝绳上，所述连接线夹3上设有绝缘孔，所述连接线夹3设置在电机车顶部的受电弓4上，与受电弓4有良好的电气连接，所述软电缆一端连接滑触线中的电源另一端通过连接线夹与受电弓连接，所述软钢丝绳一端固定在滑触线取电引线的绝缘连接件上另一端挂在连接线夹的绝缘孔上。

如附图2-4所示，绝缘滑触线1设计为多种形式，直线形绝缘滑触线7，圆弧过渡形绝缘滑触线8，165、150、135、120、105、90度等不同角度的带圆弧转角形绝缘滑触线9，使用不同角度的滑线与直线形的滑触线组合以适应沿脉巷道拐弯多变的特点。

在电机车受电弓上设置一个连接线夹3，连接线夹直接焊接在电机车的受电弓上，或直接用线夹和螺栓固定在受电弓上，连接线夹与受电弓有良好的电气连接。连接线夹3上设置带绝缘的紧固螺栓螺母或设置成带有开口旋转锁扣的接线装置，方便电机车与取电软电缆连接。同时，连接线夹3上设置与受电弓有电气绝缘的绝缘孔，方便软钢丝绳挂靠。

在绝缘滑触线侧固定输电软电缆1，软电缆一端与绝缘滑触线中电源连接；软电缆1另一端与电机车连接线夹3形成良好的电气连接通路。如图5-7所示，软电缆1可以为两端为铜、铝接头的软电缆10或一端为铜、铝接头另一端为铜、铝接线板的软电缆11或一端为为铜、铝接头另一端为铜铝棒的软电缆12。一端为为铜、铝接头另一端为铜铝棒的软电缆12的铜棒或铝棒同一轴向直线位置上设置两个固定用的Φ6-Φ8mm螺钉，用于与电机车取受弓上连接线夹进行连接。一端为铜、铝接头另一端为铜、铝接线板的软电缆11的铜、铝接线板上钻两个或以上的固定安装孔，用于与电机车受电弓上专用连接线夹进行连接。一端为铜、铝接头另一端为铜、铝接线板的软电缆11的铜、铝接头直接与电机车受电弓上连接线夹的螺栓或锁扣进行连接。软电缆的另一端固定在绝缘安全滑触线配套取电引线装置上。

如附图8所示，当软电缆使用的是一端为铜、铝接头另一端为铜、铝接线板的软电缆11时，连接线夹上钻有与软电缆铜、铝接线板上相同距离、直径的安装孔，

如附图9所示，当软电缆使用的是一端为为铜、铝接头另一端为铜铝棒的软电缆12时，连接线夹上焊接有铜、铝管，该铜、铝管轴向上开有一槽，槽的宽度略大于铜、铝接棒上的螺钉直径，并在槽的底部和中部(与铜、铝棒上两螺钉距离相等)部位各设置一个圆周方向宽度为Φ6-Φ8mm的固定短槽，方便于铜、铝棒实现自锁固定并保持良好的电气连接。

软电缆同时固定在Φ8-Φ4mm带绝缘层的软钢丝绳上，软钢丝绳一端固定在绝缘滑触线取电引线的绝缘连接件上，另一端挂在电机车受电弓的连接线夹的绝缘孔上。软钢丝绳与连接线夹之间、软电缆之间为电气绝缘状态。

实施例：

电机车进入沿脉巷道时，司机将电机车的受电弓拉下，将巷道边上的专用供电软电缆、软钢丝绳与电机车连接好，电机车从绝缘滑触线上取电。司机按正常的开车方法开动电机车，电机车自动牵引着软电缆来回运行。当电机车回到起点走入主运输道时，司机将专用供电软电缆拆除，重新利用电机车自身的受电弓从上架线取电。电源绝缘滑触线处于绝缘保护无裸露状态，实现全长安全供电，不存在触电风险。

悬挂在沿脉巷道放矿斗底下侧面或人行侧顶板上的绝缘滑触线为电源线，可为正、负极或仅为正极；绝缘滑触线仅为正极时，采用运输轨道做直流电源的负极。

Claims (7)

1.一种地下矿山架线电机车直流供电系统，包括绝缘滑触线、电机车、电机车轨道、受电弓，其特征在于，还包括软电缆、软钢丝绳、连接线夹，所述软电缆固定在软钢丝绳上，所述连接线夹上设有绝缘孔，所述连接线夹设置在电机车顶部的受电弓上，与受电弓有良好的电气连接，所述软电缆一端连接滑触线中的电源另一端通过连接线夹与受电弓连接，所述软钢丝绳一端固定在滑触线取电引线的绝缘连接件上，另一端挂在连接线夹的绝缘孔上。

2.根据权利要求1所述的一种地下矿山架线电机车直流供电系统，其特征在于，所述绝缘滑触线为直线形绝缘滑触线或圆弧过渡形绝缘滑触线或带圆弧短转角形绝缘滑触线或上述各种形式滑触线的组合。

3.根据权利要求1所述的一种地下矿山架线电机车直流供电系统，其特征在于，所述连接线夹上设置带绝缘的紧固螺栓接线装置或开口旋转锁扣式的接线装置。

4.根据权利要求1所述的一种地下矿山架线电机车直流供电系统，其特征在于，所述软电缆为两端为铜、铝接头的软电缆或为一端为铜、铝接头另一端为铜、铝接线板的软电缆或一端为铜、铝接头另一端为铜铝棒的软电缆。

5.根据权利要求1或4所述的一种地下矿山架线电机车直流供电系统，其特征在于，所述连接线夹上设置有与软电缆接头相匹配的安装孔或安装管套。

6.根据权利要求1所述的一种地下矿山架线电机车直流供电系统，其特征在于，所述连接线夹焊接在受电弓上或用线夹或螺栓安装在受电弓上。

7.一种地下矿山架线电机车直流供电方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、使用绝缘滑触线为电源线，可作为正、负极或仅为正极，仅为正极时，采用运输轨道做直流电源的负极；

B、软电缆固定在软钢丝绳上，形成一个整体，软电缆与绝缘滑触线中的电源连接，软钢丝绳与绝缘滑触线取电引线的绝缘连接件连接；

C、电机车进入沿脉巷道时，将电机车的受电弓拉下，分别将软电缆与电机车受电弓上的连接线夹的接线装置连接好，软钢丝绳挂在连接线夹的绝缘孔上；电机车从绝缘滑触线上取电，钢丝绳起牵引受力的作用。