CN204789848U - 一种电动地下铲运机电缆安全监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动地下铲运机电缆安全监测系统，包括绝缘监视单元、过载和瞬时短路保护单元以及环路监视单元；该安全监测系统功能多样，能够对电缆的绝缘、断线、接地电阻、过载和瞬时短路多个方面同时进行监测和保护，实现了在线监测移动电缆的安全状态，当电缆发生断线、破损、短路等状况时能及时作出响应，以保障人身和设备的安全。

Description

一种电动地下铲运机电缆安全监测系统

技术领域

本实用新型涉及电动地下铲运机，具体涉及一种电动地下铲运机电缆安全监测系统；属于工程机械技术领域。

背景技术

地下铲运机是一种地下采矿作业(铲装、运输、卸载)的轮胎式车辆，是地下金属矿山采掘运输的主要设备，可用于地下采矿和隧道施工等，具有一机多能的特点，既可以用于铲装矿料，也可以用于运输物料，操作起来机动、灵活且效率较高。铲运机的三个基本动作为：装—运—卸，其外形与露天使用的装载机基本类似，与后者的主要区别是其机身狭长低矮、中央铰接转向、驾驶室横向布置。

由于地下铲运机基本在矿井下工作，环境十分恶劣，空气中含有大量的废气和粉尘颗粒，能见度很低，尾气排放对工作人员的健康影响很大。为了降低生产成本，减少环境污染，提高生产效率，电动技术成为了地下铲运机的发展趋势，采用外接三相交流电作为动力源，可以减少尾气排放，具有低能耗，无污染的优点。

另外，由于地下矿井环境潮湿、有积水，铲运机工作过程中，电缆在卷筒上反复收放、弯曲以及经常在粗糙的地面和凸凹不平的岩壁滚动和拖曳，电缆很容易破损和断线，一旦电缆破损，将发生漏电事故，后果不堪设想。因此，电缆使用过程中严禁地线断线，需要随时对地线与接地网的连接情况进行检查。

现有技术中的电动铲运机普遍采用的电动地下铲运机移动电缆监测原理图如图1所示，井下供电采用中性点不接地的系统（IT系统），由于井下潮湿，电动地下铲运机对地漏电流较大，不同的环境下对地漏电流要求不同，所以选用了极数为3极、剩余电流及分断时间可调的漏电保护断路器，维护人员需要定期对接地线进行检测，其电阻值如果超出矿山要求的安全值时，采取相应的措施予以解决。但是，该监测系统和方法具有以下缺点：无法实时监测地线与接地网连接情况，一旦接地线发生故障，将有可能导致人身伤害；没有移动电缆绝缘保护、断线和短路保护，一旦发生上述故障将发生严重的损失。鉴于上述原因，亟需开发一种实时性好、安全性高的监测系统。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种电动地下铲运机电缆安全监测系统，实现了实时在线检测，安全性更高。

为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：

一种电动地下铲运机电缆安全监测系统，包括绝缘监视单元、过载和瞬时短路保护单元以及环路监视单元；所述绝缘监视单元包括绝缘监视器和与其连接的报警灯，所述绝缘监视器上设有复位按钮和测试按钮，所述绝缘监视器在中性点和接地线（PE线）之间施加一电压以通过反馈电流计算出移动电缆的绝缘阻值，当电缆绝缘层磨损、残缺时，对地绝缘电阻值就会下降，当绝缘电阻值下降到预警值时，绝缘监视单元就会发出报警信号，以便维护人员及时察觉并修复电缆，当绝缘电阻值降低到安全值以下时，绝缘监视器则发出信号给过载和瞬时短路保护单元，切断电源，确保安全；所述环路监视单元包括信号发生器、第一耦合器、第二耦合器、信号监视器和电流互感器，所述信号发生器产生正弦波信号，经第二耦合器分成三路正弦信号，分别接入三相线中，再经第一耦合器和接地线返回形成闭合回路，信号监视器通过电流互感器采集返回的信号，从而检测移动电缆是否断线，检测移动电缆的连续性，然后根据实时响应电流计算接地电阻阻值，当高于安全值时，信号监视器发出信号给过载和瞬时短路保护单元，切断电源，确保安全；所述过载和瞬时短路保护单元包括一带电子脱扣器的塑壳断路器，所述塑壳断路器接收来自绝缘监视器和信号监视器的信号以控制电源的通断。

更进一步地，该检测系统还包括安装于铲运机电气箱内的远程操控器，所述远程操控器能够手动控制塑壳断路器的脱扣，当然，也可以通过接收绝缘监视器和信号监视器的信号，来实现控制塑壳断路器的脱扣。优选地，在所述塑壳断路器上还设有一专门用于接收远程操控器信号的电磁脱扣器。

优选地，前述第一耦合器安装于铲运机的电气箱内，上述其余部件安装于配电箱内，配电箱固定在巷道内。

具体地，前述的一种电动地下铲运机电缆安全监测系统中，信号发生器产生的是1KHz的正弦波信号。

本实用新型的有益之处在于：

首先，本实用新型通过绝缘监视单元实时在线地监测移动电缆对地绝缘电阻阻值，电缆的绝缘层破损、残缺时都会导致绝缘电阻阻值降低，当阻值低于预警值时绝缘监视器报警，以便维护人员及时察觉并修复电缆，当绝缘电阻值降低到安全值以下时，绝缘监视器则发出信号给过载和瞬时短路保护单元，切断电源，避免了因为绝缘故障引起的接地故障灯二次伤害，也避免了因绝缘故障造成停机，降低了维护成本，提高了生产效率，也进一步保障了生产安全；

其次，本实用新型的环路监视单元的信号发生器产生正弦波信号，经第二耦合器分成三路正弦信号，分别接入三相线L1、L2和L3中，再经第一耦合器和接地线返回形成闭合回路，信号监视器通过电流互感器采集返回的信号，实时监测接地线的接地电阻阻值，当其值高于安全值时，信号监视器则发出信号控制塑壳脱扣器脱扣；同时，信号监视器可以实时检测移动电缆的连续性，若有一根断线，则信号监视器会发出信号控制塑壳断路器脱扣；

此外，塑壳断路器选用电子脱扣器，设置了过载保护和瞬时短路保护，当电动铲运机的整车功率超过设定值时或者移动电缆发生短路故障时，塑壳断路器能够瞬时脱扣；而且驾驶员还可以在铲运机上通过远程操控器远程控制配电箱内的塑壳断路器的脱扣，供紧急情况下使用，不必去配电箱处手动断电。

综上，本实用新型的安全监测系统功能多样，对电缆的绝缘、断线、接地电阻、过载和瞬时短路多个方面同时进行了保护，实现了在线监测移动电缆的安全状态，当电缆发生断线、破损、短路等状况时能及时作出响应，以保障人身和设备的安全。

附图说明

图1是现有技术中的地下铲运机移动电缆检测原理图；

图2是本实用新型的电动地下铲运机电缆安全监测系统的一个优选实施例的检测原理图。

图中附图标记的含义：1、绝缘监视器，2、报警灯，3、复位按钮，4、测试按钮，5、塑壳断路器，6、信号发生器，7、第一耦合器，8、第二耦合器，9、信号监视器，10、电流互感器，11、远程操控器。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。

参见图2，本实用新型的电动地下铲运机电缆安全监测系统包括绝缘监视单元、过载和瞬时短路保护单元以及环路监视单元，能够实现对电缆的绝缘性能、断线状况、接地电阻、过载和瞬时短路等多个方面同时进行保护。

其中，绝缘监视单元安装于配电箱内，包括绝缘监视器1和与其连接的报警灯2，在绝缘监视器1上设有复位按钮3和测试按钮4，分别实现复位和测试功能；如图2所示，绝缘监视器1在中性点和接地线（PE线）之间施加一电压，通过反馈的电流计算出移动电缆的绝缘阻值，从而实现对电缆绝缘性能的监测。当电缆绝缘层磨损、残缺时，对地绝缘电阻值就会下降，当绝缘电阻值下降到预警值时，绝缘监视单元就会发出报警信号，以便维护人员及时察觉并修复电缆，当磨损很严重导致绝缘电阻值降低到安全值以下时，绝缘监视器1则发出信号给过载和瞬时短路保护单元，切断电源，确保安全。

如图2所示，环路监视单元包括信号发生器6、第一耦合器7、第二耦合器8、信号监视器9和电流互感器10，除了第一耦合器7安装于铲运机的电气箱内，其余部件均安装在配电箱内。在监测过程总，信号发生器6产生1KHz的正弦波信号，经第二耦合器8分成三路正弦信号，分别接入三相线L1、L2和L3中，再经第一耦合器7、远程操控器11和接地线PE返回形成闭合回路，信号监视器9通过电流互感器10采集返回的信号，从而检测移动电缆是否断线，检测移动电缆的连续性，若有一根断线，则信号监视器9会发出信号控制塑壳断路器5脱扣；然后根据实时响应电流计算接地电阻阻值，当高于安全值时信号监视器9发出信号给过载和瞬时短路保护单元，切断电源，确保安全。

绝缘监视器1和信号监视器9的信号均传输给过载和瞬时短路保护单元，该单元具体包括一带电子脱扣器的塑壳断路器5，当监测到需要断电时，塑壳断路器5就会将电源断开，确保人身和设备的安全。

为了实现远程控制，更进一步地，该检测系统还包括安装于铲运机电气箱内的远程操控器11，远程操控器11能够手动控制塑壳断路器5的脱扣，当然，也可以通过接收绝缘监视器1和信号监视器9的信号来判断是否有必要远程控制塑壳断路器5的脱扣。相应地，在塑壳断路器5上还设有一专门用于接收远程操控器11信号的电磁脱扣器，方便切断电源。

综上，本实用新型的安全监测系统功能多样，对电缆的绝缘、断线、接地电阻、过载和瞬时短路多个方面同时进行了保护，实现了在线监测移动电缆的安全状态，当电缆发生断线、破损、短路等状况时能及时作出响应（报警或断电），以保障人身和设备的安全。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种电动地下铲运机电缆安全监测系统，其特征在于：包括绝缘监视单元、过载和瞬时短路保护单元以及环路监视单元；所述绝缘监视单元包括绝缘监视器和与其连接的报警灯，所述绝缘监视器上设有复位按钮和测试按钮，所述绝缘监视器在中性点和接地线之间施加一电压以通过反馈电流计算出移动电缆的绝缘阻值；所述环路监视单元包括信号发生器、第一耦合器、第二耦合器、信号监视器和电流互感器，所述信号发生器产生正弦波信号，经第二耦合器分成三路正弦信号，分别接入三相线中，再经第一耦合器和接地线返回形成闭合回路，信号监视器通过电流互感器采集返回的信号，从而检测移动电缆是否断线；所述过载和瞬时短路保护单元包括一带电子脱扣器的塑壳断路器，所述塑壳断路器接收来自绝缘监视器和信号监视器的信号以控制电源的通断。

2.根据权利要求1所述的一种电动地下铲运机电缆安全监测系统，其特征在于，所述第一耦合器安装于铲运机的电气箱内，上述绝缘监视器、报警灯、复位按钮、测试按钮、塑壳断路器、信号发生器、第二耦合器、信号监视器及电流互感器均安装于配电箱内，配电箱固定在巷道内。

3.根据权利要求1所述的一种电动地下铲运机电缆安全监测系统，其特征在于，所述信号发生器产生1KHz的正弦波信号。

4.根据权利要求2所述的一种电动地下铲运机电缆安全监测系统，其特征在于，还包括安装于铲运机电气箱内的远程操控器，所述远程操控器能够手动控制塑壳断路器的脱扣。

5.根据权利要求4所述的一种电动地下铲运机电缆安全监测系统，其特征在于，所述塑壳断路器上还设有一用于接收远程操控器信号的电磁脱扣器。