CN213402435U - 一种矿井电网触电检测与防控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿井电网触电检测与防控装置，包括：零序电流传感器（1）、电压传感器（2）、断路器（3）、首端电力电子开关（4）、末端电力电子开关（5）、模数转换及数字信号处理系统（6）；零序电流传感器（1）和电压传感器（2）与模数转换及数字信号处理系统（6）连接，将采集到的矿井电网数据传输到模数转换及数字信号处理系统（6）；断路器（3）、首端电力电子开关（4）和末端电力电子开关（5）与模数转换及数字信号处理系统（6）连接，模数转换及数字信号处理系统（6）判断故障并通过控制断路器（3）、首端电力电子开关（4）和末端电力电子开关（5）动作起到单相人身触电故障保护的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿井电网触电检测与防控装置及方法，属于矿井电网漏电保护领域。
背景技术
漏电保护是保证煤矿井下安全供电的三大保护（即过流保护、漏电保护和保护接地）之一，是防止人身触电的重要措施。电流对机体的作用，决定于许多关联的因素，其中主要是电流的强度和持续的时间。流经人体的触电电流越大，允许的触电时间越短。随着矿井电网电压的升高，对漏电保护装置快速性提出更高的要求。传统触电保护方案一般是检测单相人身故障线路，然后断开断路器，但是机械式断路器动作时间一般超过100ms，并且对于6kv及以上电网无法保障人身安全。因此仅用传统机械式开关已经不能满足人身触电保护的需求。近年来，随着电力电子技术和控制技术的全面发展，电力电子装置已经被广泛使用。但现有的电力电子装置动作时间长，结构复杂，不便于推广应用。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种矿井电网触电检测与防控装置，该装置动作时间快，结构简单，易于推广。
一种矿井电网触电检测与防控装置，所述装置包括零序电流传感器、电压传感器、断路器、首端电力电子开关、末端电力电子开关以及模数转换及数字信号处理系统；
所述零序电流传感器、电压传感器、断路器、首端电力电子开关和末端电力电子开关分别与模数转换及数字信号处理系统相连；
所述零序电流传感器和电压传感器将采集到的矿井电网数据传输到模数转换及数字信号处理系统；所述模数转换及数字信号处理系统用于判定发生单相人身触电故障，确定故障相和故障线路；所述模数转换及数字信号处理系统确定故障线路及故障相以后，发出控制信号，使得首端电力电子开关和末端电力电子开关闭合，同时发出使对应故障线断路器断开信号，起到单相人身触电故障保护的目的。
优选的，所述模数转换及数字信号处理系统采用可编程逻辑器件DSP。
优选的，所述断路器采用塑壳式断路器。
优选的，所述首端电力电子开关和末端电力电子开关为反并联可控硅。
优选的，所述零序电流传感器和所述断路器安装在交流母线各个出线端，所述电压传感器安装于交流母线上，所述首端电力电子开关和末端电力电子开关分别安装于变压器出线端和交流母线前端。
相对于现有技术，本发明的优点如下：
1）该装置结构简单，安全性高，便于推广应用；
2）采用先利用电力电子开关将故障相接地的方式保护单相人身触电安全，然后再断开机械式断路器的方式，可以应对更高电压的触电保护；
3采用将故障相经过电力电子开关接地的方式保护单相人身触电人身安全，动作时间快。
附图说明
图1是一种矿井电网触电检测与防控装置硬件结构示意图；
图2是根据本发明实施安装结构示意图；
图3是根据本发明实施单相人身触电结构示意图。
具体实施方式
为了加深对本发明的认识和理解，下面结合附图和具体实施方式对本发明作具体的说明。
实施例1：如图1所示，矿井电网触电检测与防控装置包括零序电流传感器1、电压传感器2、断路器3、首端电力电子开关4、末端电力电子开关5以及模数转换及数字信号处理系统6；所述零序电流传感器1、电压传感器2、断路器3、首端电力电子开关4和末端电力电子开关5分别与模数转换及数字信号处理系统6相连；所述零序电流传感器1和电压传感器2将采集到的矿井电网数据传输到模数转换及数字信号处理系统6；所述模数转换及数字信号处理系统6用于判定发生单相人身触电故障，确定故障相和故障线路；所述模数转换及数字信号处理系统6确定故障线路及故障相以后，发出控制信号，使得首端电力电子开关4和末端电力电子开关5闭合，同时发出使对应故障线断路器3断开信号，起到单相人身触电故障保护的目的。模数转换及数字信号处理系统6采用可编程逻辑器件DSP。该装置采用将故障相经过电力电子开关接地的方式保护单相人身触电人身安全，动作时间快。
安装方案如图2所示，零序电流传感器1和断路器3安装在交流母线各个出线端，电压传感器2安装于交流母线上，首端电力电子开关4和末端电力电子开关5分别安装于变压器出线端和交流母线前端；
本实施例采用的DSP型号为TMS320F28335。该器件的精度高，成本低， 功耗小，性能高，外设集成度高，数据以及程序存储量大，A/D转换更精确快速。
零序电流传感器1选用整体式且变比在150/5以上，电压传感器2选用型号为DVL2000，断路器3选用塑壳式断路器。首端电力电子开关4、末端电力电子开关5选用反并联可控硅。电力电子开关采用反并联可控硅，能够承载短时的大电流。
如图3所示，假如在L4线路A相发生人身触电故障，则闭合首端电力电子开关4的K1A和末端电力电子开关5的K2A，同时发出使对应故障线断路器3的KL4断开信号。
需要说明的是上述实施例仅仅是本实用新型的较佳实施例，并没有用来限定本实用新型的保护范围，在上述技术方案的基础上做出的等同替换或者替代均属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种矿井电网触电检测与防控装置，其特征在于，所述装置包括零序电流传感器(1)、电压传感器(2)、断路器(3)、首端电力电子开关(4)、末端电力电子开关(5)以及模数转换及数字信号处理系统(6)；所述零序电流传感器(1)、电压传感器(2)、断路器(3)、首端电力电子开关(4)和末端电力电子开关(5)分别与模数转换及数字信号处理系统(6)相连；所述零序电流传感器(1)和电压传感器(2)将采集到的矿井电网数据传输到模数转换及数字信号处理系统(6)；所述模数转换及数字信号处理系统(6)用于判定发生单相人身触电故障，确定故障相和故障线路；所述模数转换及数字信号处理系统(6)确定故障线路及故障相以后，发出控制信号，使得首端电力电子开关(4)和末端电力电子开关(5)闭合，同时发出使对应故障线断路器(3)断开信号，起到单相人身触电故障保护的目的。
2.根据权利要求1所述的矿井电网触电检测与防控装置，其特征在于，所述模数转换及数字信号处理系统(6)采用可编程逻辑器件DSP。
3.根据权利要求1所述的矿井电网触电检测与防控装置，其特征在于，所述断路器(3)采用塑壳式断路器。
4.根据权利要求1所述的矿井电网触电检测与防控装置，其特征在于，所述首端电力电子开关(4)和末端电力电子开关(5)为反并联可控硅。
5.根据权利要求4所述的矿井电网触电检测与防控装置，其特征在于，所述零序电流传感器(1)和所述断路器(3)安装在交流母线各个出线端，所述电压传感器(2)安装于交流母线上，所述首端电力电子开关(4)和末端电力电子开关(5)分别安装于变压器出线端和交流母线前端。
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| CN201822256190.XU CN213402435U (zh) | 2018-12-29 | 2018-12-29 | 一种矿井电网触电检测与防控装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201822256190.XU CN213402435U (zh) | 2018-12-29 | 2018-12-29 | 一种矿井电网触电检测与防控装置 |
Publications (1)
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| CN213402435U true CN213402435U (zh) | 2021-06-08 |
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| CN (1) | CN213402435U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109510166A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-22 | 徐州中矿大传动与自动化有限公司 | 一种矿井电网触电检测与防控装置及方法 |
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2018
- 2018-12-29 CN CN201822256190.XU patent/CN213402435U/zh active Active
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| CN109510166A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-22 | 徐州中矿大传动与自动化有限公司 | 一种矿井电网触电检测与防控装置及方法 |
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