CN204082213U - 预防煤矿带电作业及瓦斯爆炸的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型发明公开了一种预防煤矿带电作业及瓦斯爆炸的系统，包括：分别安装在各带电设备上的保护装置；与所述保护装置有线或无线连接的监控中心，用于根据来自所述保护装置的报警信号对各带电设备进行供电控制；经由供电线连接各带电设备并接收所述监控中心的控制信号的煤矿供电系统；所述带电设备为带有闭锁装置的开关设备，所述保护装置为安装在开关设备的闭锁装置上的闭锁保护装置；所述带电设备为具有接线腔的设备，所述保护装置为安装在所述接线腔的盖板上的盖板开合状态传感器；所述带电设备为具有接线嘴的设备，所述保护装置为安装在所述接线嘴上的防松装置；所述保护装置为安装在带电设备的接线腔盖板或操作腔门盖上的瓦斯超限开盖闭锁装置。

Description

预防煤矿带电作业及瓦斯爆炸的系统

技术领域

本实用新型涉及煤矿安全技术领域，特别涉及一种预防煤矿带电作业及瓦斯爆炸的系统。

背景技术

电气火源在煤矿中引爆瓦斯的情况最多，大约为48.1％”。煤矿中引爆瓦斯事故或触电事故的主要原因是煤矿设备的带电作业。

现有的闭锁装置主要表现为：螺丝刀或徒手就能够移动闭锁杆而擅自送电或擅自开盖操作；闭锁杆上打孔锁上普通门锁，这种方法不能长期使用在井下动态使用中的开关上，原因是：有多少个开关就得有若干倍开关数量的钥匙，且门锁易生锈，难以使用和管理，另外，没有闭锁杆的开关无法打孔锁上普通门锁；闭锁装置上加装一些机构，只有用三角套管等专用工具才能操作闭锁杆移动，这种方法也不能长期使用在井下动态使用中的开关上，原因是：一种开关对应一种工具，一个单位有十种开关，工人就须带十种工具，实际中不便管理使用；高压开关上与隔离开关联锁的大盖用普通扳手或套管就能打开，这种结构不能防止带有普通工具的非专职人员擅自开盖操作。有关事故案例我们已经收集50起，死亡4501人。

现有的接线腔主要表现为：无联锁保护装置，电气设备接线腔盖板用普通螺栓固定，没有锁，用扳手、卡丝钳、管钳等常用工具就能带电开盖操作，产生电火花引爆瓦斯。

现有的电缆引入装置主要表现为：螺纹式喇叭嘴，能够徒手拧松造成电气“失爆”，不符合GB3836.1附录A要求。有关“失爆”引发的事故我们已经收集52起，死亡1283人。

另一方面，工人在井下较暗的狭窄的特殊环境工作,相比地面操作人员更易违章带电作业，如：操作闭锁装置擅自送电，或违章擅自打开开关工作腔大盖作业，或违章擅自打开电气设备接线腔盖板带电作业，或违章擅自松动喇叭嘴，等等，从而引发电气安全事故。

此外，现有技术也没有瓦斯超限开盖闭锁装置及有电打不开盖(门)装置，在瓦斯超限及有电时工人不时违章开盖(门)带电作业。

另外，现有技术没有专门的远方漏电试验装置，无法进行远方漏电试验，难以试验漏电保护的可靠性及灵敏度，漏电保护往往处于“失灵”状态。没有专门的预防煤矿带电作业及瓦斯爆炸的成套系统。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种预防煤矿带电作业及瓦斯爆炸的系统，通过在煤矿的各带电设备中安装相应的保护装置，实时收集这些保护装置检测的报警信号，控制煤矿的供电系统对各带电设备的供电，从而实现煤矿带电作业及瓦斯爆炸的防治。

本实用新型的预防煤矿带电作业及瓦斯爆炸的系统包括：

安装在供电系统的供电线路末端负荷开关附近的漏电试验装置，用于从远方检验漏电保护的可靠性；

分别安装在各带电设备上的保护装置；

分别与所述保护装置和漏电试验装置有线或无线连接的监控中心，用于根据远方检验漏电保护可靠性的结果对供电系统进行控制，以防止漏电保护失效后供电系统继续供电，并根据来自所述保护装置的报警信号对各带电设备进行供电控制；

经由供电线连接各带电设备并接收所述监控中心的控制信号的煤矿供电系统；

其中，所述带电设备为带有闭锁装置的开关设备，所述保护装置为安装在开关设备的闭锁装置上的闭锁保护装置；

其中，所述带电设备为具有接线腔的设备，所述保护装置为安装在所述接线腔的盖板上的盖板开合状态传感器；

其中，所述带电设备为具有接线嘴的设备，所述保护装置为安装在所述接线嘴上的防松装置；

其中，所述保护装置为安装在带电设备的接线腔盖板或操作腔门盖上的瓦斯超限或有电开盖闭锁装置。

优选地，所述的闭锁保护装置包括：下锁体；安装在下锁体上的上锁体，与下锁体之间形成用来安置待锁对象的容置空间；安装在下锁体上用来锁紧所述待锁对象的一级锁芯；安装在下锁体上并连接所述监控中心连接的检测装置。

优选地，所述的盖板开合状态传感器包括：带锁螺栓罩；通过螺栓连接带锁螺栓罩的电气设备盖板；设置在带锁螺栓罩一侧孔内的锁钥和锁芯；设置在带锁螺栓罩的上部孔内的闭锁螺钉；设置在带锁螺栓罩的上部孔内的带动作传感器杆的动作传感器；其中，所述动作传感器与监控中心连接，动作传感器杆的下端与螺栓上螺栓头压接，螺栓上套有距离套，距离套上设有环形锁口，环形锁口与锁芯连接。

优选地，所述防松装置包括：上锁体、下锁体、锁芯及锁钥，以及设置在上锁体与下锁体之间的并连接所述监控中心的传感器；所述的上、下锁体形状为半圆形管体，在上、下锁体内分别设有防止锁体从喇叭嘴上松脱的上凸起环与下凸起环；所述的上锁体设有供锁芯、锁钥进出的通道，在下锁体设有与锁芯配合的螺孔。

优选地，所述的瓦斯超限或有电开盖闭锁装置包括：锁壳、锁定对象，装于锁壳内的电动机构、信号处理模块、及装在锁壳上的监测探头；所述的电动机构设有伸缩的电动机构闭锁头，电动机构与信号处理模块连接，信号处理模块与监测探头以及所述监控中心连接。

优选地，所述供电系统设有接通或切断带电设备供电线的开关。

优选地，所述监控中心的结构包括：连接各个保护装置用于接收其发送的报警信号的通信接口；连接所述通信接口的控制器或处理器，用于处理通信接口接收的保护装置的报警信号，并根据处理结果向供电系统发送相应的控制信号，以便控制供电系统向相应的带电设备的供电作业；漏电试验按钮，用于启动控制器发出漏电试验信号，该信号经由通信接口发送给安装在供电系统的供电线路末端负荷开关附近的漏电试验装置；以及分别连接所述控制器的输入装置、显示装置和存储器。

优选地，漏电试验装置包括：其一端连接到所述负荷开关电源侧三相线任一相线的接地试验电阻；连接在接地试验电阻另一端与地线之间的开关执行部件；连接监控中心的用于控制开关执行部件通断操作的控制部件；把控制部件及接地试验电阻连接到煤矿动力线路上的开关保护部件。

优选地，控制部件包括：其初级连接负荷开关电源侧三相线任两相的变压器；其输入端连接变压器次级的整流器；连接监控中心的处理装置，其电源输入端连接整流器的输入，用于根据监控中心的指令控制开关执行部件进行通断操作，并向监控中心馈送煤矿动力线路的供电中断信息；连接整流器次级的本地手动控制器，其由串联连接的第一控制按钮与继电器线圈构成。

相对于现有技术，本实用新型的有益技术效果是，能够对煤矿的各种带电设备进行实时监控，从而避免带电设备造成触电事故或者其电气火花引发瓦斯爆炸。

下面结合附图对本实用新型进行详细说明，以便清楚地理解本实用新型的上述目的及效果。

附图说明

图1是本实用新型预防煤矿带电作业及瓦斯爆炸的系统示意图；

图2是图1中的监控中心结构的示意图；

图3是本实用新型采用的闭锁保护装置的示意图；

图4是本实用新型采用的上述盖板开合状态传感器的示意图；

图5是本实用新型采用的防松装置的示意图；

图6是本实用新型采用的瓦斯超限开盖闭锁装置的示意图；

图7是本发明采用的漏电试验装置的方框图；

图8是图7所示的漏电试验装置的一个具体电路图；

图9是本实用新型预防煤矿带电作业及瓦斯爆炸的系统的一个实施例的示意图；

图10是本实用新型预防煤矿带电作业及瓦斯爆炸的系统的另一个实施例的示意图。

具体实施方式

图1显示了实现本实用新型的预防煤矿带电作业及瓦斯爆炸的方法的系统，

参见图1，分别安装在各带电设备上的保护装置；与所述保护装置有线或无线连接的监控中心，用于根据来自所述保护装置的报警信号对各带电设备进行供电控制；经由供电线连接各带电设备并接收所述监控中心的控制信号的煤矿供电系统；其中，所述带电设备为带有闭锁装置的开关设备，所述保护装置为安装在开关设备的闭锁装置上的闭锁保护装置；其中，所述带电设备为具有接线腔的设备，所述保护装置为安装在所述接线腔的盖板上的盖板开合状态传感器；其中，所述带电设备为具有接线嘴的设备，所述保护装置为安装在所述接线嘴上的防松装置；其中，所述保护装置为安装在带电设备的接线腔盖板或操作腔门盖上的瓦斯超限或有电开盖闭锁装置。

图2显示了本实用新型的监控中心的结构，包括：连接各个保护装置用于接收其发送的报警信号的通信接口；连接所述通信接口的控制器或处理器，用于处理通信接口接收的保护装置的报警信号，并根据处理结果向供电系统发送相应的控制信号，以便控制供电系统向相应的带电设备的供电作业；漏电试验按钮，用于启动控制器发出漏电试验信号，该信号经由通信接口发送给安装在供电系统的供电线路末端负荷开关附近的漏电试验装置；以及分别连接所述控制器的输入装置、显示装置和存储器。

图3显示了本实用新型采用的闭锁保护装置的结构，如图3所示，包括：下锁体803；安装在下锁体803上的上锁体801，与下锁体803之间形成用来安置待锁对象804的容置空间；安装在下锁体803上用来锁紧所述待锁对象804的一级锁芯807；安装在下锁体803上并连接所述监控中心100连接的检测装置；安装在下锁体803上用来防止一级锁芯807被解锁的至少一个二级锁芯810；以及螺钉809。

下锁体803上设置有第一锁芯安置孔803b，第一锁芯安置孔803b与所述容置空间连通，所述一级锁芯807安置在第一锁芯安置孔803b内。

检测装置包括：安装在所述第一锁芯安置孔803b内壁上的开关808；安装在所述下锁体803上与开关808连接的信号处理器806，与所述报警系统805电连接。

如图1所示，本实用新型的监控中心利用所述保护装置并通过供电系统对带电设备进行监视并控制，具体包括：监控中心接收所述保护装置发送的闭锁保护装置的状态信号；监控中心根据所述状态信号，确定闭锁保护装置是否锁好；若确定闭锁保护装置未锁好，则监控中心报警显示或控制供电系统切断对所述开关设备供电；若确定闭锁保护装置已锁好，则监控中心根据闭锁保护装置在随后发送的信号，控制供电系统按需对所述开关设备进行供电操作。

图4显示了本实用新型采用的上述盖板开合状态传感器的结构，包括：带锁螺栓罩822；螺栓826；通过螺栓825连接带锁螺栓罩822的电气设备盖板821；设置在带锁螺栓罩822一侧孔内的锁钥823和锁芯824；设置在带锁螺栓罩822的上部孔内的闭锁螺钉8211；设置在带锁螺栓罩822的上部孔内的带动作传感器杆828的动作传感器829；其中，所述动作传感器829与监控中心100连接，动作传感器杆828的下端与螺栓825上螺栓头压接，螺栓825上套有距离套827，距离套827上设有环形锁口，环形锁口与锁芯824连接。

本实用新型监控中心100利用所述盖板开合状态传感器并通过供电系统对所述带电设备进行控制，包括：监控中心接收所述盖板开合状态传感器在盖板打开时发送的解锁信号；监控中心根据所接收的解锁信号，控制供电系统切断对该带电设备供电或显示报警；以及监控中心在随后接收到所述盖板开合状态传感器在盖板闭合时发送的关锁信号后，控制供电系统对该带电设备供电。

图5显示了本实用新型采用的防松装置的结构，包括：上锁体832、下锁体833、锁芯837及锁钥838，以及设置在上锁体832与下锁体833之间的并连接所述监控中心100的传感器(图中未显示)；所述的上、下锁体形状为半圆形管体，在上、下锁体内分别设有防止锁体从喇叭嘴上松脱的上凸起环834与下凸起环835；所述的上锁体832设有供锁芯837、锁钥838进出的通道，在下锁体833设有与锁芯837配合的螺孔。此外，在上锁体832和下锁体833上与开关进出线管831的配合部呈锯齿结构839。

如图1所示，本实用新型的监控中心利用所述防松装置并通过所述供电系统对所述带电设备进行控制，包括：接收所述防松装置向所述监控中心发送的接线嘴松动信号；根据所述接线嘴松动信号，控制所述供电系统按需对所述带电设备进行供电或报警显示，比如停止供电，再进行延时供电。

图6显示了本实用新型采用的瓦斯超限开盖闭锁装置，如图6所示，包括：锁壳842、锁定对象847，装于锁壳内的电动机构844、信号处理模块849、及装在锁壳上的监测探头853；安装在锁壳842内与信号处理模块849连接的动作传感器848、并设有连接煤矿安全监控系统849的接口；所述的电动机构设有伸缩的电动机构闭锁头843，电动机构与信号处理模块849连接，信号处理模块与监测探头以及所述监控中心100连接。锁定对象是带环形锁口的紧固螺栓套846及弹簧垫圈855，或者是矿用开关闭锁杆。锁壳是带锁螺栓罩842，或者是不带锁螺栓罩，或者是闭锁杆罩。

需检修电气设备时，用专用锁钥841操作锁芯845，将锁芯845退出锁口，取下锁壳(带锁螺栓罩)842，可松动螺栓，进行开盖操作；此时动作传感器检测到开盖操作，将报警信号发送给监控中心，实现开盖前通过供电系统切断电源，实现超前开盖断电。

当瓦斯超限时，监测探头853通知信号处理模块849，信号处理模块849通知带手动复位的电动机构844动作，电机机构闭锁头843伸出，实现瓦斯超限开盖闭锁，同时声光报警系统854发出报警信号或断电信号，工作人员不能用锁钥操作解锁，也就打不开电气设备接线盖板。监测探头853也可以是馈电传感器或开停传感器，以检测设备是否有电，这时就成为有电开盖闭锁装置。

如图1所示，本实用新型的监控中心利用所述瓦斯超限开盖闭锁装置对所述带电设备进行控制，包括：监控中心接收所述瓦斯超限开盖闭锁装置在检测到瓦斯浓度超限时发送的瓦斯超限信号；监控中心根据瓦斯超限信号，控制供电系统切断对所述带电设备的供电。

如图1所示，本实用新型的保护装置与所述监控中心进行有线或无线连接；各带电设备与所述供电系统通过供电线连接；并且监控中心通过控制所述供电系统的开关(图中未显示)，实现对各带电设备的供电控制。

如图7所示，漏电试验装置860包括：其一端连接到所述负荷开关864电源侧三相线任一相线的接地试验电阻Rb；连接在接地试验电阻Rb另一端与地线之间的开关执行部件861；连接监控中心100的用于控制开关执行部件861通断操作的控制部件862；把控制部件862及接地试验电阻Rb连接到煤矿动力线路865上的开关保护部件863。

如图8所示，控制部件862包括：其初级连接负荷开关864电源侧三相线任两相的变压器B；其输入端连接变压器B次级的整流器ZL；连接监控中心100的处理装置DJ，其电源输入端连接整流器ZL的输入，用于根据监控中心的指令控制开关执行部件861进行通断操作，并向监控中心100馈送煤矿动力线路865的供电中断信息；连接整流器ZL次级的本地手动控制器，其由串联连接的第一控制按钮SA1与继电器线圈J构成。

具体地，开关保护部件863包括熔断器RD和隔离开关GK，变压器B初级通过熔断器RD和隔离开关GK连接到煤矿动力线路865上。

处理装置DJ是断电仪，该断电仪具有：经由控制线路连接监控中心100的受控端；经由反馈线路连接监控中心的反馈端；以及外接电源端，该电源输入端连接整流器ZL的输入。

开关执行部件861包括：由处理装置DJ控制的开关触点DJ1；由本地手动控制器控制的开关触点J1。

监控系统中心按下远方漏电试验按钮，远方漏电试验指令通过控制线传给处理装置DJ，DJ获指令后控制开关触点DJ1闭合，接地试验电阻Rb与大地接通，此时煤矿动力线路865、漏电试验装置3以及检漏保护装置(图中未显示)形成的回路中产生接地电流，切断煤矿动力线路865的供电，最远端负荷开关864处的电源断电，连接煤矿动力线路865的漏电试验装置860在供电中断的情况下，将会得到其输入电压或电流为零的供电中断信息，处理装置DJ向监控中心100反馈停电信息，监控中心100根据该反馈停电信息确定漏电保护有效；若漏电试验不成功，则检漏保护装置不会切断煤矿动力线路865的供电，从而使处理装置DJ向监控中心100反馈未停电信息，监控中心100根据此信息控制供电系统中断供电，以便进行检修。

下面再结合一些具体实施例对本实用新型进行说明，需要说明的是，以下说明仅仅用于本领域技术人员理解本实用新型，而非用来限定本实用新型，本实用新型的内容应当以上述说明为准。

如图9所示，抗爆装备安装连接在供电系统上：可包括：设备盖板开合状态传感器1，简称：开合传感器，如：开盖传感器、分级闭锁装置、全闭锁装置等；闭锁保护装置13，如：报警型两防锁、刷卡开启型两防锁、无线传输型两防锁等；喇叭嘴防松保护装置5，简称：防松装置，如：刷卡开启防松锁、无线传输线防松锁等；远方漏电试验装置8，简称：远漏试验；瓦斯超限(或有电)开盖闭锁装置等9，简称辅助件；作为上述监控中心的抗爆监控站4。

用逻辑关系表达抗爆装备的构成：抗爆装备由开合传感器1，与抗爆监控站4，与远漏试验8，或闭锁保护装置13，或防松装置5，或辅助件9组合而成。

图10中，供电系统由电源开关(或上二级开关)、电缆、电缆接线盒、负荷开关(或上一级开关)、电动机(或负荷)等组成，图8所示是井下供电系统的最基本单元，是简化的井下供电系统。其他装备都是安装连接在供电系统上。

开合传感器：将开合传感器安装在设备上，其继电器接点与抗爆监控站联网运行实现开盖联锁。要打开盖板，必须由专职人员用专用锁钥(或刷卡)解锁，即“防止非专职人员擅自开盖操作”。解锁后触动传感器接点动作发出信号，通过有线或无线传到抗爆监控站，抗爆监控站命令切断控制该接线腔的上级供电电源，在“失爆”前实现超前“开盖断电”、该设备就地实现“开盖报警”，并同时在地面监控中心报警，开盖后，闭锁该上级供电开关，保证他不能向该设备接线腔送电，即“开盖闭锁”。

主要功能是防止设备接线盒上盖板被违章打开产生引爆瓦斯的电气火花。其次，紧急情况可用于照明或报警求救，矿灯没电时，取下开盖传感器，利用其声光报警功能，可作为应急照明使用；或利用其声光报警功能向其他人报警求救；或通过联网功能实现人员定位。

闭锁保护装置：安装在开关等设备的闭锁装置上，或闭锁装置本身就带有保护装置，只有专职电工持专用钥匙(或刷卡)才能解锁送电或解锁开盖，其他非专职人员不能够解锁送电和擅自打开开关操作腔门盖带电作业，并在解锁送电或解锁开盖前通过有线或无线向抗爆监控站报警。

主要功能是防止违章擅自送电或擅自开门操作产生引爆瓦斯的电气火花。

防松装置：安装在接线嘴上，只有专职电工持专用钥匙(或刷卡)才能解锁、松动、检修，其他非专职人员不能够解锁、松动喇叭嘴，主要功能是防止喇叭嘴松动“失爆”产生引爆瓦斯的电气火花，并在松动前通过有线或无线向抗爆监控站报警。

远漏试验：安装在线路末端的负荷开关旁边，并与抗爆监控站联网运行，在监控中心可远方试验漏电保护的可靠性，防止漏电保护失效后供电系统继续运行现象，杜绝引爆瓦斯的电气火花产生。

辅助件：包括瓦斯超限(或有电)闭锁装置等，安装在设备接线腔或操作腔上等位置，内有瓦斯探头及电动机构，能够保证在瓦斯超限后电气设备接线腔盖板或门盖打不开，或能够保证在电气设备带电状态下该接线腔盖板或门盖打不开。防止带电开盖、带电检修产生引爆瓦斯的电气火花。与抗爆监控站联网运行，并向其报警。

抗爆监控站：由单片机或PLC等芯片、显示器、打印机、输入输出设施、执行器件、远漏试验按钮等组成的计算机监控系统，可包括地面监控显示系统，也可由物联网、电力监控系统、安全保护系统、安全监控系统及开关控制系统等监控系统中的部分元件兼抗爆监控站。

此外，把开合传感器与远漏试验安装连接在供电系统上，并同步与抗爆监控站有线/无线连接，

要打开负荷接线腔盖板时，先用专用工具解锁或刷卡解锁通过螺栓罩安装的开合传感器，解锁后开合传感器向抗爆监控站发去信号报警，抗爆监控站接到报警信号后，命令控制该接线腔电源的上一级开关断电，或开合传感器的接点直接断开上一级开关的控制回路，并闭锁该开关，保证他不能向该设备接线腔送电，

如果因故上一级开关不能断电，则抗爆监控站命令切断上二级开关断电并闭锁，

或，打开电缆接线盒盖板或负荷开关接线盒盖板时，先用专用工具解锁或刷卡解锁通过螺栓套安装的开合传感器，抗爆监控站命令其电源开关断电并闭锁。

或把闭锁保护装置，或把防松装置，或把辅助件安装连接在供电系统上，与抗爆监控站有线/无线连接，

要打开电源开关操作腔，先用工具或刷卡打开闭锁保护装置打开闭锁保护装置，或同时向抗爆监控站报警，

或，如果该开关没有断电，或再报警或切断该开关电源，

停电时，锁好闭锁保护装置，并向抗爆监控站发出闭锁保护装置的状态信号，

送电时，先通过抗爆监控站解除送电闭锁以获得授权，用专用工具或刷卡打开闭锁保护装置，再送电。

要松动喇叭嘴5，先停电，再用工具或刷卡打开防松装置，并向抗爆监控站报警或就地报警，或，如果没有断电，切断供电电源。

要打开安装辅助件的设备盖板或操作腔，如果瓦斯超限或有电，闭锁装置或盖板被锁定，用对应锁钥或刷卡打不开盖板或操作腔，

或辅助件按时向抗爆监控站发出状态信号及瓦斯超限信号或有电信号，

或，如果辅助件因故失灵，抗爆监控站切断供电电源，

抗爆监控站或与网以络有线/无线连接，或独立运行，抗爆监控站设置一远漏试验按钮，在变电所或配电点或地面按远漏试验按钮，远漏试验动作，试验电源开关中的漏电保护是否可靠动作。

图10中的各个标记分别代表：40：抗爆监控站：由信息处理与存储单元、显示单元、报警单元、电源、系统接口、I/O接口组成；401：系统接口：RS485通信；402：信息处理与存储单元：8051内核单片机；403：显示单元：12864液晶显示屏；404：报警单元：声光、语音报警器；405：电源：矿用隔爆兼本安型电源；406：总线；407：I/O接口：FSK电路；408：远漏试验按钮；160：电源开关用断电仪；105：电源开关用开盖传感器；20：电源开关用报警型防松锁；130：电源开关用报警型两防锁；120：电源开关用馈电传感器；110：接线盒用开盖传感器；100：负荷开关开停传感器；101：负荷开关开盖传感器；90：负荷开关瓦斯超限开盖闭锁装置；70：电动机用开盖传感器；8：远漏试验装置；

参照图9和图10，简易抗爆监控站40包括，信息处理与存储单元402：8051内核单片机；显示单元403：12864液晶显示屏；报警单元404：声光、语音报警器；电源405：矿用隔爆兼本安型电源；I/O接口(407)：FSK电路；系统接口401：RS485通信；远漏试验按钮408。

给简易抗爆监控站40装上程序，把图8所示各器件安装连接在井下某巷道供电系统上，沿巷道布置两条用本安电源供电的通信线406，并与简易抗爆监控站40以总线方式连接，图8所示各器件按照编号，通过信号转换器连接在这两条通信线406上，与简易抗爆监控站40通讯，并受简易抗爆监控站40监控。

要打开电动机7接线腔盖板时，先用专用锁钥解锁通过螺栓罩6安装的浇封型开盖传感器70，解锁后开盖传感器70向简易抗爆监控站40发去信号报警，简易抗爆监控站40接到报警信号后发出声光报警，开盖传感器70的接点直接断开负荷开关10的36v控制回路，并闭锁该开关10，保证他不能向电动机7接线腔送电。如果因故开关10不能断电，则简易抗爆监控站40命令断电仪160把电源开关15断电并闭锁。

如要打开电缆接线盒11盖板或负荷开关10接线盒盖板时，先用专用工具解锁或刷卡解锁通过螺栓套安装的开盖传感器101，简易抗爆监控站40命令断电仪160把电源开关15断电并闭锁。

要打开电源开关15操作腔，先用对应锁钥或刷卡打开闭锁保护装置13，闭锁保护装置13同时向简易抗爆监控站40报警，闭锁保护装置13可与简易抗爆监控站40以无线方式连接。如果简易抗爆监控站40通过馈电传感器105判断电源开关15因故没有断电，再报警并切断该电源开关15的电源17。停电时，锁好闭锁保护装置13，并向简易抗爆监控站40发出闭锁保护装置13这时的状态信号。送电时，先通过简易抗爆监控站40解除送电闭锁以获得授权，用对应锁钥或刷卡打开闭锁保护装置13，再送电。

要松动喇叭嘴，先停电，再用对应锁钥或刷卡打开防松装置，并向简易抗爆监控站报警40，如果没有断电，简易抗爆监控站40命令电源开关15断电。

要打开负荷开关10的操作腔，如果瓦斯超限，操作腔大盖被瓦斯超限闭锁装置90锁定，使操作腔打不开，并向抗爆监控站发出状态信号及瓦斯超限信号，如果因故失灵，可能有电且瓦斯超限时打开操作腔，简易抗爆监控站40通过负荷开关10的断电仪使该开关断电。

如果负荷开关10的接线腔盖板安装了有电闭锁型开盖传感器，当接线腔内带电时，接线腔盖板被闭锁，用对应锁钥或刷卡打不开盖板，并向简易抗爆监控站40发出状态信号及有电打不开信号，停电后才能解锁打开。

简易抗爆监控站设置一远漏试验按钮，在配电点按远漏试验按钮，远漏试验装置8动作，通过馈电传感器120判定电源开关15中的漏电保护是否可靠动作。

综上所述，本实用新型具有如下有益效果：

煤矿井下电气火花是引爆瓦斯的主要引火源。产生引爆瓦斯的主要行为是违章“带电作业”。带电作业主要是由于“擅自送电、擅自开盖操作”(简称：两擅)造成。产生引爆瓦斯的电气火花的主要设施是：开关、电机和电缆，主要部位是：没有联锁保护装置的开关电机接线盒和连接电缆接线盒，及闭锁装置保护不完善的开关操作腔；接线盒上主要是盖板被擅自打开和没有防松保护的接线嘴被擅自松动；开关操作腔主要是大盖(或门)被擅自打开。

煤矿井下易产生火花的设备及部位如图3所示，只要控制了这几个部位就可以防止绝大部分的引爆瓦斯电气火花。而绝大部分电气火花是违章原因产生的，其他非违章原因产生的电气火花占很小一部分，约在5％以下[3]。因为电缆有高强度护套保护，有屏蔽层、监视线及漏电监视保护，电缆被石头等砸破产生引爆瓦斯的电气火花概率，与违章原因相比很小，其他有紧固的外壳或者是本安型电气设备，被石头等砸破产生引爆瓦斯的电气火花概率更小。

如图9所示，安装抗爆装备后，可防止对开关、电机和电缆违章进行擅自送电或擅自开盖操作，进而防止带电作业。远漏试验大大提高了漏电保护装置的灵敏度及可靠性，即使违章带电作业或其他非违章原因产生电气火花，漏电保护可靠动作，电气火花也不能引爆瓦斯。瓦斯超限(或有电)闭锁装置等辅助器件，作为其它技术的必要补充，当联网不方便时，可确保瓦斯超限或有电时打不开设备盖板。

不更换现有在用设备，而配套应用抗爆装备后，就可防止带电作业，防止井下约100％引爆瓦斯的电气火花，根据前述孙继平教授的研究结论，就能降低48.1％(约一半)的瓦斯爆炸，产生了出人意料的集成创新效应。

尽管上述对本实用新型做了详细说明，但本实用新型不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本实用新型的原理进行修改，因此，凡按照本实用新型的原理进行的各种修改都应当理解为落入本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种预防煤矿带电作业及瓦斯爆炸的系统，其特征在于，包括：

安装在供电系统的供电线路末端负荷开关附近的漏电试验装置，用于从远方检验漏电保护的可靠性；

分别安装在各带电设备上的保护装置；

分别与所述保护装置和漏电试验装置有线或无线连接的监控中心，用于根据远方检验漏电保护可靠性的结果对供电系统进行控制，以防止漏电保护失效后供电系统继续供电，并根据来自所述保护装置的报警信号对各带电设备进行供电控制；

经由供电线连接各带电设备并接收所述监控中心的控制信号的煤矿供电系统；

其中，所述带电设备为带有闭锁装置的开关设备，所述保护装置为安装在开关设备的闭锁装置上的闭锁保护装置；

其中，所述带电设备为具有接线腔的设备，所述保护装置为安装在所述接线腔的盖板上的盖板开合状态传感器；

其中，所述带电设备为具有接线嘴的设备，所述保护装置为安装在所述接线嘴上的防松装置；

其中，所述保护装置为安装在带电设备的接线腔盖板或操作腔门盖上的瓦斯超限或有电开盖闭锁装置。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的闭锁保护装置包括：

下锁体；

安装在下锁体上的上锁体，与下锁体之间形成用来安置待锁对象的容置空间；

安装在下锁体上用来锁紧所述待锁对象的一级锁芯；

安装在下锁体上并连接所述监控中心连接的检测装置。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的盖板开合状态传感器包括：

带锁螺栓罩；

通过螺栓连接带锁螺栓罩的电气设备盖板；

设置在带锁螺栓罩一侧孔内的锁钥和锁芯；

设置在带锁螺栓罩的上部孔内的闭锁螺钉；

设置在带锁螺栓罩的上部孔内的带动作传感器杆的动作传感器；

其中，所述动作传感器与监控中心连接，动作传感器杆的下端与螺栓上螺栓头压接，螺栓上套有距离套，距离套上设有环形锁口，环形锁口与锁芯连接。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述防松装置包括：上锁体、下锁体、锁芯及锁钥，以及设置在上锁体与下锁体之间的并连接所述监控中心的传感器；所述的上、下锁体形状为半圆形管体，在上、下锁体内分别设有防止锁体从喇叭嘴上松脱的上凸起环与下凸起环；所述的上锁体设有供锁芯、锁钥进出的通道，在下锁体设有与锁芯配合的螺孔。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的瓦斯超限或有电开盖闭锁装置包括：锁壳、锁定对象，装于锁壳内的电动机构、信号处理模块、及装在锁壳上的监测探头；所述的电动机构设有伸缩的电动机构闭锁头，电动机构与信号处理模块连接，信号处理模块与监测探头以及所述监控中心连接。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监控中心包括：

连接各个保护装置用于接收其发送的报警信号的通信接口；

连接所述通信接口的控制器或处理器，用于处理通信接口接收的保护装置的报警信号，并根据处理结果向供电系统发送相应的控制信号，以便控制供电系统向相应的带电设备的供电作业；

漏电试验按钮，用于启动控制器发出漏电试验信号，该信号经由通信接口发送给安装在供电系统的供电线路末端负荷开关附近的漏电试验装置；以及

分别连接所述控制器的输入装置、显示装置和存储器。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述漏电试验装置包括：其一端连接到控制开关电源侧三相线任一相线的接地试验电阻；连接在接地试验电阻另一端与地线之间的开关执行部件；连接监控中心的用于控制开关执行部件通断操作的控制部件；把控制部件及接地试验电阻连接到煤矿动力线路上的开关保护部件。

8.根据权利要求1-7任一项所述的系统，其特征在于，所述供电系统设有接通或切断带电设备供电线的开关。