CN204103440U - 一种煤矿煤电钻的保护开关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种煤矿煤电钻的保护开关，包括开关回路和控制保护电路，开关回路为三相线上设置的固态继电器构成，控制保护电路连接在固态继电器的两端，控制保护电路包括依次串联设置的调理电路模块和触发电路模块，调理电路模块和触发电路模块之间设置有单片机模块，调理电路模块的输入端设置对三相线电流和电压进行信号采集的电流互感器与电压互感器。上述方案中采用使用固态继电器作为主电路的控制开关，利用单片机模块控制固态继电器的导通与断开对设备进行控制和保护，当照煤电钻发生漏电、短路故障时切断电源，起到保护煤电钻的作用。同时可以实现煤电钻故障的检测和运行参数实时显示，使得新型煤电钻综合保护开关具有智能特性。
Description
技术领域
本实用新型涉及采矿设备领域，具体涉及一种煤矿煤电钻的保护开关。
背景技术
煤矿井下的煤电钻开关是为127V负载的供电电源控制和设备保护的一种装置，由于煤矿井下工作环境特殊、空间狭窄、湿度大，存在危险的瓦斯和煤尘，井下电气事故、线路故障及各种火花均可能会引起瓦斯、煤尘爆炸，直接危及人身安全和煤矿安全生产。
目前，我国煤矿井下应用的煤电钻均使用有触点交流接触器控制，它存在着重量重、体积大、造价高、开关寿命短、操作控制不方便等缺点。接触器关断一般都会产生电弧，在高瓦斯浓度的煤矿井下是很危险的，容易引起瓦斯爆炸。随着煤矿生产自动化程度的提高，对煤矿井下煤电钻保护开关设备的性能和保护提出了更高的要求，因此研制安全可靠的新型矿用开关具有重要的意义。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种煤矿煤电钻的保护开关，其可有效解决上述问题，寿命长、体积小、重量轻、安全性能更高。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案进行实施：
一种煤矿煤电钻的保护开关，其特征在于：包括开关回路和控制保护电路，开关回路为三相线上设置的固态继电器构成，控制保护电路连接在固态继电器的两端，控制保护电路包括依次串联设置的调理电路模块和触发电路模块，调理电路模块和触发电路模块之间设置有单片机模块，调理电路模块的输入端设置对三相线电流和电压进行信号采集的电流互感器与电压互感器。
具体的方案为：
固态继电器输入端的三相线上设置有熔断器，单片机模块为AT89C51单片机，单片机模块与液晶显示器模块相连接。
上述方案中采用使用固态继电器作为主电路的控制开关，利用单片机模块控制固态继电器的导通与断开对设备进行控制和保护，当照煤电钻发生漏电、短路故障时切断电源，起到保护煤电钻的作用。同时可以实现煤电钻故障的检测和运行参数实时显示，使得新型煤电钻保护开关具有智能特性。
本实用新型提供的煤电钻保护开关具备以下主要功能：
1、固态继电器开关控制煤电钻电源回路通断；
2、具有短路、断相、过压欠压、漏电、电缆绝缘危险指示等保护功能；
3、单片机自动检测各种故障，正常运行时液晶显示器显示电压、电流值；故障时单片机控制固态继电器切断电源，并显示故障类型。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型采取的技术方案如图1所示，一种煤矿煤电钻的保护开关，包括开关回路和控制保护电路，开关回路为三相线上设置的固态继电器11构成，控制保护电路(并联)连接在固态继电器11的两端，控制保护电路包括依次串联设置的调理电路模块21和触发电路模块22，调理电路模块21和触发电路模块22之间设置有单片机模块23，调理电路模块21的输入端设置对三相线电流和电压进行信号采集的电流互感器24与电压互感器25。
固态继电器的型号为S系列固态继电器，输入(DC3-32V)。调理电路模块21由两个晶体管T组成复合管、作为射极跟踪器，起到降低晶体管T基极电流的作用，输出端接一个电压跟随器作为缓冲器，以提高驱动能力，1-5V/4-20mA的V/I变换电路。
控制保护电路由电流、电压互感器实时检测系统线电压和线电流，将电压、电流信号送到电压、电流变换器变换后经过调理滤波电路处理输入单片机A/D转换器的模拟输入通道采样，采样完成后根据交流采样算法，计算出输入信号的有效值，然后将计算出来的有效值与程序中预先设定的阈值比较。如果电路正常工作，液晶显示器动态显示三相线电压、电流的值。如果检测到电路发生故障，则由单片机产生一个信号控制固态继电器切断电源，此时可以从液晶显示屏上观察到故障类型。
本实用新型提供的煤电钻综合保护开关具有短路、断相、过压欠压、漏电、绝缘危险指示功能，这些保护的实现是通过对实时的电流、电压信号进行采样，再经过交流采样算法得到有效值，然后与程序中设定的故障阈值比较。只有得到电压、电流的精确实时值，才可能使得新型煤电钻综合保护开关的各种保护正确的动作。
具体的方案为：固态继电器11输入端的三相线上设置有熔断器12，单片机模块23为AT89C51单片机，单片机模块与液晶显示器模块26相连接。
本实用新型公开的煤电钻保护开关主要分为两部分：开关回路和控制保护电路，开关回路为固态继电器11，用它作为交流开关来控制煤电钻电源的接通与关断。控制保护电路实现对煤电钻运行状态的检测，当发生漏电、短路、断相等故障时驱动开关器件切断电源以保护设备。这两部分相结合组成煤电钻保护开关的核心部分，本实用新型的核心为AT89C51单片机。
如果电路正常工作，液晶显示器模块26动态显示三相线电压、电流的值。如果检测到电路发生故障，则由单片机模块23产生一个信号控制固态继电器11切断电源，此时可以从液晶显示器模26块上观察到故障类型。
本实用新型提供的煤电钻综合保护开关具有短路、断相、过压欠压、漏电、绝缘危险指示功能，这些保护的实现是通过对实时的电流、电压信号进行采样，再经过交流采样算法得到有效值，然后与程序中设定的故障阈值比较，只有得到电压、电流的精确实时值，才可能使得新型煤电钻综合保护开关的各种保护正确的动作。
本装置可代替旧式2.5kVA、4kVA手动隔爆开关的多体控制方式，本实用新型的意义在于：
1、用固态继电器取代传统的磁力开关，无触点开关无火花、无噪音、体积小；
2、接触器工作时，其控制回路需要消耗一定的电能，而固态继电器为弱电控制，控制回路损耗微乎其微；
3、利用单片机及扩展芯片组成的控制电路取代传统的继电器、分立集成电路控制技术，保护功能齐全，保护性能好；
4、该保护开关具有电缆绝缘参数在线检测功能，可以实时检测供电系统的绝缘状况。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种煤矿煤电钻的保护开关，其特征在于：包括开关回路和控制保护电路，开关回路为三相线上设置的固态继电器构成，控制保护电路连接在固态继电器的两端，控制保护电路包括依次串联设置的调理电路模块和触发电路模块，调理电路模块和触发电路模块之间设置有单片机模块，调理电路模块的输入端设置对三相线电流和电压进行信号采集的电流互感器与电压互感器。
2.根据权利要求1所述的煤矿煤电钻的保护开关，其特征在于：固态继电器输入端的三相线上设置有熔断器。
3.根据权利要求1所述的煤矿煤电钻的保护开关，其特征在于：单片机模块为AT89C51单片机。
4.根据权利要求1或2或3所述的煤矿煤电钻的保护开关，其特征在于：单片机模块与液晶显示器模块相连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN106787138A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-05-31 | 中石化江汉石油工程有限公司 | 一种井下测井仪器多功能供电控制系统 |
| CN117134295A (zh) * | 2023-07-10 | 2023-11-28 | 中国矿业大学 | 一种井下电机的固态开关系统及其急停保护控制方法 |
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