CN208904748U - 一种隔爆型高压开关柜的后备电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隔爆型高压开关柜的后备电源电路，包括电压互感器PT、控制模块KMK、智能保护器ZKB、以及隔爆型直流电源箱DXJL；所述控制模块KMK包括输入端子D1、输出端子D2、动作元件K、防倒灌二极管G、限流元件R和保护元件F；所述电压互感器PT二次线圈的输出端通过导线与智能保护器ZKB的输入端D3连接；所述隔爆型直流电源箱DXJL通过隔爆型开关柜的电缆引入装置、接线腔内的穿墙端子将外供隔爆型直流电源输入至控制模块KMK的输入端子D1，所述控制模块KMK的输出端子D2与智能保护器ZKB的储能元件C1连接；所述隔爆型直流电源箱DXJL安装在隔爆型开关柜的外部。本实用新型在为智能保护器供电的同时，还能为断路器永磁机构的控制电路供电，方便用户的不同需求。

Description

一种隔爆型高压开关柜的后备电源电路

技术领域

本实用新型涉及煤矿井下隔爆型开关柜控制和保护电源的供电技术领域，更具体地说，特别涉及一种隔爆型高压开关柜的后备电源电路。

背景技术

隔爆型高低压开关柜主要应用于煤矿井下各类变电硐室，是煤矿井下供电系统的核心设备。迄今为止，绝大多数煤矿井下的隔爆型开关柜的控制和保护电源仍旧采用的是与系统电源同源的交流电源。请参阅图1，其具体电路主要包括：电压互感器(PT)、智能保护器(ZKB)，其中，所述智能保护器(ZKB)的电源是通过隔爆型开关柜内电压互感器(PT)二次线圈输出的交流AC100V进行供电。此控制和保护电源的供电方式存在诸多弊端和缺陷。

当前，在智能保护器中为了解决供电系统出现短路和晃电等故障时，智能保护器工作电源受到供电系统电源不稳定的影响，在智能保护器电源电路中增加了一定容量的电容器来维持智能保护器工作电源的储能元件，但是由于受到隔爆型开关柜及智能保护器外壳尺寸等因素的限制，该储能元件(电容器)的储能容量较小，只能维持智能保护器工作几秒或秒几十秒，当供电系统出现故障停电或智能保护器失去工作电源时，无法及时可靠的显示故障信息，增加故障查找难度，影响煤矿供电的安全性和可靠性。

近几年来，针对现今煤矿井下隔爆型高压开关柜控制和保护电源的种种弊端，逐步采用了外供隔爆型直流电源作为隔爆型高压开关柜控制和保护电源，但是，由于煤矿井下用电的特殊性和供电安全的需要，必须满足国家《煤矿安全规程》的要求，即：开启设备防爆门时必须切断输入输出电源，这样势必在检修隔爆型直流电源，开启其防爆门时必须断开所有输入输出电源，造成隔爆型高压开关柜的控制和保护电源的失电，影响供电安全性和可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种隔爆型高压开关柜的后备电源电路,其目的在于解决隔爆型高压开关柜采用与系统同源的控制和保护电源的弊端，同时解决隔爆型直流电源在检修时隔爆型高压开关柜内控制和保护电路失电的问题，可以大大提高煤矿井下供电的安全性和可靠性。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种隔爆型高压开关柜的后备电源电路，包括电压互感器PT、控制模块KMK、智能保护器ZKB、以及隔爆型直流电源箱DXJL；所述控制模块KMK包括输入端子D1、输出端子D2、动作元件K、防倒灌二极管G、限流元件R和保护元件F；所述电压互感器PT二次线圈的输出端通过导线与智能保护器ZKB的输入端D3连接；所述隔爆型直流电源箱DXJL的正极与控制模块KMK的输入端子D1的正极端相连，输入端子D1的正极与防倒灌二极管G的正极相连，防倒灌二极管G的负极与限流元件R的一端相连，限流元件R的另一端与动作元件K的常开接点3相连，动作元件K的常开接点4与控制模块KMK输出端子D2的正极端相连；所述隔爆型直流电源箱DXJL的负极与控制模块KMK的输入端子D1的负极端相连，输入端子 D1的负极端与熔断器F的一端相连，熔断器F的另一端与动作元件K的常开接点5相连，动作元件K的常开接点6与输出端子D2的负极端相连；所述动作元件K的线圈或控制端并联连接在控制模块KMK内部的直流正负极之间；所述控制模块KMK的输出端子D2与智能保护器ZKB的储能元件C1连接；所述隔爆型直流电源箱DXJL安装在隔爆型开关柜的外部。

进一步地，所述动作元件K为电磁继电器、固态继电器、接触器或晶体管电路。

进一步地，所述限流元件R为负温度系数特性的热敏电阻。

进一步地，所述控制模块KMK安装于隔爆型开关柜的内部。

进一步地，所述控制模块KMK安装于隔爆型开关柜的外部，且控制模块KMK具有一防爆外壳，所述动作元件K、防倒灌二极管G、限流元件R和保护元件F均固定于防爆外壳内。

进一步地，所述动作元件K、防倒灌二极管G、限流元件R和保护元件F为相互独立分散安装的器件或一体式封装的模块。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、本实用新型创新地采用外供隔爆型直流电源箱作为隔爆型开关柜智能保护器的后备电源，解决了长期以来煤矿井下隔爆型开关柜仅仅采用与供电系统同源的交流电源作为保护和控制电源的诸多弊端。

2、本实用新型采用外供隔爆型直流电源箱作为隔爆型开关柜的后备电源，并借助控制模块进行控制，同时采用热敏电阻为限流元件，显著降低了直流电源供电瞬间对储能元件 (电解电容)充电产生的冲击电流，延长了动作元件的使用寿命，增强了控制模块的工作可靠性和稳定性；

3、本实用新型采用的控制模块可以安装于隔爆型开关柜的内部或外部，方便不同用户的选择。安装于隔爆型开关柜外部时控制模块采用满足煤矿井下防爆要求的防爆外壳；

4、本实用新型将外供隔爆型直流电源箱作为隔爆型开关柜智能保护器的后备电源，将直流电源直接连接在智能保护器电源电路储能元件(电容器)上，在智能保护器电源失电前，自动为智能保护器提供工作电源；

5、本实用新型将外供隔爆型直流电源箱作为隔爆型开关柜智能保护器的后备电源，为智能保护器供电的同时，还能为隔爆型开关柜内断路器永磁机构的控制电路提供直流电源，方便用户的不同需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术的原理图。

图2是本实用新型隔爆型高压开关柜的后备电源电路中控制模块安装在隔爆型开关柜内部的原理图。

图3是本实用新型隔爆型高压开关柜的后备电源电路中控制模块安装在隔爆型开关柜外部的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例一

参阅图2所示，本实施例提供一种隔爆型高压开关柜的后备电源电路，包括电压互感器 PT、控制模块KMK、智能保护器ZKB、以及隔爆型直流电源箱DXJL。

所述的电压互感器PT二次线圈的输出端通过导线与智能保护器ZKB的输入端D3连接。

所述的控制模块KMK包括输入端子D1、输出端子D2、动作元件K、防倒灌二极管G、限流元件R和保护元件F。

所述隔爆型直流电源箱DXJL通过隔爆型开关柜的电缆引入装置、接线腔内的穿墙端子将外供隔爆型直流电源输入至控制模块KMK的输入端子D1，具体为：

所述隔爆型开关柜外部隔爆型直流电源箱DXJL的正极与控制模块KMK的输入端子D1的正极端相连，即：隔爆型直流电源箱DXJL的正极与控制模块KMK的输入端子D1的正极端相连，输入端子D1的正极与防倒灌二极管G的正极相连，防倒灌二极管G的负极与限流元件R的一端相连，限流元件R的另一端与动作元件K的常开接点3相连，动作元件K的常开接点4与输出端子D2的正极端相连。

所述隔爆型开关柜外部隔爆型直流电源箱DXJL的负极与控制模块KMK的输入端子D1的负极端相连，即：隔爆型直流电源箱DXJL的负极与控制模块KMK的输入端子D1的负极端相连，输入端子D1的负极端与熔断器F的一端相连，熔断器F的另一端与动作元件K的常开接点5相连，动作元件K的常开接点6与输出端子D2的负极端相连。

所述的动作元件K的线圈或控制端并联连接在控制模块KMK内部的直流正负极之间，也就是：动作元件K的线圈或控制端的正极连接在输入端子D1和防倒灌二极管G的正极之间。

所述的控制模块KMK的输出端子D2与智能保护器ZKB的储能元件C1连接。

所述的隔爆型直流电源箱DXJL安装在隔爆型开关柜的外部。

本实施例中，所述控制模块KMK安装在隔爆型开关柜的内部，控制模块KMK的直流输出端D2的正负极直接连接在智能保护器ZKB电源电路(电源板)的储能元件上，正负极对应连接。

本实施例中，所述动作元件K可以为电磁继电器、或固态继电器、或接触器、或晶体管电路等。

本实施例中，所述控制模块KMK内部元件既可以为相互独立的分散安装的器件，也可以加工为一整体封装模块，该封装模块可以同时实现隔爆、输入、输出、限流、过流保护等功能。

本实施例中所述的防倒灌二极管D1的作用在于防止智能保护器ZKB电源电路中的自身直流电源反灌到隔爆型直流电源箱DXJL中。

本实施例中所述的限流元件R的作用是限制外供隔爆型直流电源箱DXJL在给储能元件 C1充电时的电流。

本实施例在正常运行时(高压系统电压有电)，隔爆型开关柜内部电压互感器PT二次线圈输出的交流AC100V为智能保护器ZKB供电,同时给智能保护器ZKB的电压采样回路提供电压信号。当高压系统停电或出现故障，电压互感器PT的二次线圈输出的交流AC100V电压不能满足智能保护器ZKB的正常工作时，外供隔爆型直流电源箱DXJL能够通过控制模块KMK 持续为智能保护器ZKB的电源电路提供工作电源。

本实施例中，外部隔爆型直流电源箱DXJL处于供电状态，动作元件K的线圈和控制端带电，动作元件K的常开接点(3-4,5-6)闭合，隔爆型直流电源箱DXJL通过控制模块KMK的输出端持续输出直流电源到智能保护器电源电路的储能元件C1上作为智能保护器ZKB的后备电源，当高压系统停电或故障时，能够及时为智能保护器提供可靠的工作电源。

本实施例中隔爆型直流电源箱DXJL的主要作用为隔爆型开关柜智能保护器ZKB提供可靠的后备电源，保证智能保护器ZKB的正常可靠运行。

本实施例中外供隔爆型直流电源箱DXJL还能够为隔爆型开关柜永磁机构的控制电路提供直流电源，满足在交流电源停电或故障情况下断路器的可靠动作(分闸或合闸)。

实施例二

参阅图3所示，本实施例中的控制模块KMK安装在隔爆型开关柜的外部，其作用和功能与实施例一一样。

本实施例中所述的控制模块KMK的外壳为防爆外壳，能够满足煤矿井下的防爆要求。

本实施例中隔爆型直流电源箱DXJL输出的直流电源首先引入控制模块KMK的内部端子D1，通过控制模块KMK的输出端子和防爆外壳的电缆引入装置输出到隔爆型开关柜的电缆引入装置，在经过隔爆型开关柜接线腔、引入智能保护器ZKB的电源电路中的储能元件C1 上。

本实施例适用于隔爆型开关柜内部不方便安装控制模块的情况。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本实用新型的权利要求所描述的保护范围，都应当在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种隔爆型高压开关柜的后备电源电路，其特征在于：包括电压互感器PT、控制模块KMK、智能保护器ZKB、以及隔爆型直流电源箱DXJL；所述控制模块KMK包括输入端子D1、输出端子D2、动作元件K、防倒灌二极管G、限流元件R和保护元件F；所述电压互感器PT二次线圈的输出端通过导线与智能保护器ZKB的输入端D3连接；所述隔爆型直流电源箱DXJL的正极与控制模块KMK的输入端子D1的正极端相连，输入端子D1的正极与防倒灌二极管G的正极相连，防倒灌二极管G的负极与限流元件R的一端相连，限流元件R的另一端与动作元件K的常开接点3相连，动作元件K的常开接点4与控制模块KMK输出端子D2的正极端相连；所述隔爆型直流电源箱DXJL的负极与控制模块KMK的输入端子D1的负极端相连，输入端子D1的负极端与熔断器F的一端相连，熔断器F的另一端与动作元件K的常开接点5相连，动作元件K的常开接点6与输出端子D2的负极端相连；所述动作元件K的线圈或控制端并联连接在控制模块KMK内部的直流正负极之间；所述控制模块KMK的输出端子D2与智能保护器ZKB的储能元件C1连接；所述隔爆型直流电源箱DXJL安装在隔爆型开关柜的外部。

2.根据权利要求1所述的隔爆型高压开关柜的后备电源电路，其特征在于：所述动作元件K为电磁继电器、固态继电器、接触器或晶体管电路。

3.根据权利要求1所述的隔爆型高压开关柜的后备电源电路，其特征在于：所述限流元件R为负温度系数特性的热敏电阻。

4.根据权利要求1所述的隔爆型高压开关柜的后备电源电路，其特征在于：所述控制模块KMK安装于隔爆型开关柜的内部。

5.根据权利要求1所述的隔爆型高压开关柜的后备电源电路，其特征在于：所述控制模块KMK安装于隔爆型开关柜的外部，且控制模块KMK具有一防爆外壳，所述动作元件K、防倒灌二极管G、限流元件R和保护元件F均固定于防爆外壳内。

6.根据权利要求1所述的隔爆型高压开关柜的后备电源电路，其特征在于：所述动作元件K、防倒灌二极管G、限流元件R和保护元件F为相互独立分散安装的器件或一体式封装的模块。