CN2135860Y

CN2135860Y - 煤矿井下新型低压漏电选择性保护装置

Info

Publication number: CN2135860Y
Application number: CN 92226007
Authority: CN
Inventors: 林兆水
Original assignee: POWER STATION OF LONGYAN MINE ADMINISTRATION
Current assignee: POWER STATION OF LONGYAN MINE ADMINISTRATION
Priority date: 1992-06-25
Filing date: 1992-06-25
Publication date: 1993-06-09
Anticipated expiration: 2002-06-25

Abstract

本实用新型涉及漏电保护领域，特别适用于煤矿井下低压供电系统作为选择性漏电保护之用。该装置主要由传统煤矿井下低压供电设备和专门设计的漏电闭锁和自动重合闸继电器构成。与目前正在试用的由零序功率方向工作原理构成的低压漏电选择性保护系统相比，具有可靠性安全性高、漏电保护全面、系统接线简单、工作原理简单、维护调试简单、运行中不会误动作的优点。

Description

本实用新型涉及漏电保护领域，特别是煤矿井下低压漏电选择性保护装置。

煤矿井下低压漏电保护装置现有普遍采用非选择性的漏电保护装置，而目前正在试用的由零序功率方向工作原理构成的煤矿井下低压漏电选择性保护装置存在着线路复杂、可靠性低、误动率高的缺点，同时使用现场还缺乏复杂的调试检测仪器设备以及熟练技术人员。

本实用新型的目的是要提供一种煤矿井下使用的新型低压漏电选择性保护装置。这种装置的优点是可靠性安全性高、系统接线简单、工作原理简单、维护调试简单、运行中不会误动作。

本实用新型的目的是这样实现的：

一、在煤矿井下低压供电系统中采用KYX－2（或其他型号）系列矿用一般型低压配电箱时，整个新型低压漏电选择性保护装置主接线原理图见图1。

本新型低压漏电选择性保护装置采用电动合闸空气断路器（或真空断路器）、手动合闸断路器、真空接触器、熔断器、检漏继电器及专门设计的关键部件BLH－1型漏电闭锁和自动重合闸继电器等构成。电源进线箱KYX－2－01安装有JJKY－30型矿用一般型检漏继电器作为整个装置漏电的主保护，同时还装有一只BLH－1型矿用漏电闭锁和自动重合闸继电器（以下简称BLH－1型继电器）；各馈出线箱KYX－2－08或KYX－2－10或控制箱KYX－2－17等每路均装有一只BLH－1型继电器，作为判断线路能否送电和能否重合闸之用；馈出线箱以后的各级开关也可以安装BLH－1型继电器，最后一级电动机控制开关还可以安装BLH－1型继电器；专用照明箱KYX－1－15的127V侧也装有JJKY－30型检漏继电器。

上述各路继电器除JJKY－30型检漏继电器直接装于KYX－2系列配电箱外全部装在标准20路模块结构设计的保护屏上，保护屏与配电箱的联接每路用一条7芯控制电缆。

当装设有上述选择性漏电保护装置的馈出线发生漏电故障时，JJKY－30型检漏继电器快速动作，断开进线箱总开关，其他各路馈出线真空接触器因失压也接着跳开，负载断电。接着进线箱总开关的BLH－1型继电器投入工作，对配电箱的母线是否漏电进行检测，当判明母线无漏电故障时自动重合闸回路经过2.5秒的延时使进线箱总开关重合一次，这时母线送上电；同时各馈出线的BLH－1型继电器也投入工作，对各支路是否漏电进行检测，对漏电支路进行闭锁，使之不能送电并发出漏电闭锁信号，对没有漏电的支路再经过2.5秒的延时使各馈出线箱的真空接触器重合一次，恢复正常供电。

当馈出线箱或控制箱的负载在合闸前发生漏电，安装在该路的BLH－1型继电器动作断开真空接触器合闸回路，使之不能合闸并发出漏电闭锁信号。

当馈出线发生短路故障时，该路断路器跳开，将故障线路断开。由于支路断路器没有重合闸功能，所以发生短路故障的线路不会自动重合。当馈出线发生的短路故障电流特别大时，不但该支路断路器跳开，同时引起进线总开关跳开，这时总开关能够重合成功，其他无故障支路由于断路器没有跳开，也能够重合成功，只有故障支路的断路器不能重合。这样，由于支路短路故障引起的事故不会扩大。

馈出线主回路由断路器和真空接触器组合或由熔断器和真空接触器组合而成，由断路器或熔断器分断短路电流，真空接触器用来分断漏电故障。因此不需要装设短路闭锁装置。

当没有真空接触器时也可以用一般交流接触器。

上述漏电保护装置工作原理符合《煤矿安全规程》第424条的规定。

上述漏电保护装置由于不考虑漏电、短路纵向保护，不需要人为延时，从而保证了保护装置动作的快速性。又由于装设了漏电检测闭锁装置和自动重合闸装置，它就具备了选择性送电的功能。凡是非计划性的事故停电，除永久性故障支路被漏电闭锁外，其余设备可在几秒钟之内瞬间恢复送电，生产基本上不受影响。对局扇可做到基本上不停风，使安全有了保障。正常运行中各路BLH－1型继电器均退出运行，因此不会发生误动作影响生产和安全。

二、在煤矿井下低压供电系统中采用DW80系列矿用馈电开关（在图2中简称DW）和DQBH系列矿用真空磁力起动器或QC83系列磁力起动器（在图2中简称QC）时，整个新型低压选择性漏电保护装置原理接线图见图2。

这时本新型低压漏电选择性保护装置采用DW80系列矿用隔爆馈电开关、DQBH系列矿用隔爆真空磁力起动器或QC83系列矿用隔爆磁力起动器、JY82系列矿用隔爆检漏继电器（在图2中简称JY）及装在隔爆空腔内的专门设计的关键部件BLH－1型漏电闭锁和自动重合闸继电器（在图2中简称B）构成。

当装设有上述选择性漏电保护装置的馈出线发生漏电故障时，JY82型检漏继电器快速动作，断开总开关1QC，其他各路磁力起动器（2QC～12QC）因失压也接着跳开，负载断电，接着进线总开关1QC的BLH－1型继电器投入工作，对采区变电所的低压母线是否漏电进行检测，当判明母线无漏电故障时自动重合闸回路经过2.5秒的延时使进线总开关1QC重合一次，这时母线送上电；同时各支路QC的BLH－1型继电器也逐级投入工作，对各支路是否漏电进行检测，对漏电支路进行闭锁，使之不能送电并发出漏电闭锁信号；对没有漏电的支路逐级经过2.5秒的延时使各支路的QC重合一次，恢复正常供电。

当支路QC的线路或负载在合闸前发生漏电，安装在该路的BLH－1型继电器动作断开QC合闸回路，使之不能合闸并发出漏电闭锁信号。

其他情况同一所述。

三、为了实现上述目的，特别设计了关键部件BLH－1型漏电闭锁和自动重合闸继电器（以下简称BLH－1型继电器）。下面详细介绍BLH－1型继电器的情况：

（一）、结构

BLH－1型继电器采用插接式结构，分为两个部分，一部分为与电网耦合及隔离回路并提供中间转换接点控制自动重合闸回路，采用7脚插接件；另一部分为漏电闭锁和自动重合闸回路，采用12脚插接件，因此不会插错。

BLH－1型继电器漏电闭锁部分由网路耦合隔离回路、桥式检测电路、温度补偿、光电耦合、集成电路触发器、出口元件、电源稳压回路、信号灯等组成，重合闸部分由延时电路、光电开关、电容充放电回路、出口元件、信号灯等组成。

图3为网路耦合隔离回路电路图。图4为漏电闭锁和自动重合闸回路电路图。

1、网路耦合隔离回路：由与电网（660V或380V）耦合的电阻1R、2R、3R、中间继电器ZJ接点及线圈的电容降压整流回路、信号灯组成，当线路无电时使BLH－1型继电器与电网相耦合，对电网的对地绝缘电阻进行检测；当电网恢复送电后使BLH－1型继电器检测回路与电网隔离开。

ZJ线圈回路采用电容降压直流吸合并采用较低工作电压的继电器，以提高抗霉断性能和可靠性，并能适应电网电压波动范围大的特点。

这一部分的关键元件是1R、2R、3R三个耦合电阻，采用如下所述的专门技术制造，不能采用普通电阻，否则安全没有保障。

耦合电阻的做法是将两只小功率电阻串联起来套入瓷套管或其他阻燃材料制成的套管中并用环氧树脂封口。

2、桥式检测电路：由电阻R₁～R₃和电网对地绝缘电阻组成桥式检测电路。由于采用桥式检测电路所以对电网绝缘电阻的检测精度大大提高。

3、温度补偿回路：由热敏电阻R₄组成。

4、光电耦合回路：由光电耦合集成电路VD₁组成。使用光电耦合电路的主要目的是对检测电路的电源和继电器工作电源进行隔离，使之合二为一，简化了线路，提高了抗干扰能力。

5、集成电路触发器和功率放大器：由NE555时基集成电路IC₁、电阻R₆、电容C₁、晶体管BG₁组成，对光电耦合电路输出进行鉴别和触发，由晶体管BG₁进行功率放大带动出口元件。

6、出口元件：由灵敏小型大功率继电器J₁组成；重合闸回路出口元件由继电器J₂组成。

7、电源稳压回路：由整流二极管、硅稳压管、集成电路三端稳压器、滤波电容、降压电阻组成多级稳压电路，提供稳定的工作电源和检测电源。

8、信号灯回路：由红、绿两色发光二极管组成，指示电网对地绝缘电阻是否正常；重合闸回路的信号灯由黄色发光二极管组成。

9、试验电路：由模拟漏电电阻R₅和外接试验按钮SA组成，用以检查漏电闭锁动作值是否正常以及检查BLH－1型继电器是否正常。

10、延时电路：由NE555时基集成电路IC₂、电阻R₇、电容C₂组成延时电路。

11、光电开关：由光电耦合集成电路VD₂构成，当IC₂经延时后输出端由低电位翻转到高电位时，光电耦合器VD₂输入端有电流输入，输出端导通，成了一个无触点开关，使已经充满电的电容器C₃向重合闸出口元件J₂放电，完成一次重合闸任务。

12、充放电回路：由电容器C₃、充电电阻R₈、放电电阻R₉、中间继电器ZJ转换接点组成，充电时间为40～60秒，当用按钮停止主回路开关时，为避免发生自动重合闸，可以接通放电回路，将C₃上的电荷放掉。当用控制开关KK时，可以不必外接放电回路。同时C₃上还接有自动放电电阻R₁₀，当停电时间超过5分钟时将不会发出重合闸脉冲。

（二）、动作原理

BLH－1型继电器动作原理说明如下：

线路送电前，中间继电器ZJ无电不吸合，检测电路投入电网对电网的对地绝缘电阻进行检测，如电网对地绝缘电阻高于整定动作值时，桥路输出为负值，光耦电路VD₁之发光二极管不导通，光电三极管也不导通，IC₁输出端为高电位，BG₁导通，继电器J₁吸合，其常开接点闭合，接通主回路开关合闸回路；如电网对地绝缘电阻值低于整定动作值时，桥路输出为正值，光耦电路VD₁之发光二极管导通发光，光电三极管也导通，IC₁输入端电位达到三分之二V_CC，IC₁的输出端翻转为低电位，BG₁截止，继电器J₁释放，其常开接点断开主回路开关合闸回路，使之不能合闸送电。

线路送电之后，中间继电器ZJ有电吸合，检测回路与电网隔离，中间继电器转换接点ZJ接通充电回路，经40～60秒C₃上充足电荷，为下一次自动重合闸作准备。

当总开关跳闸后，线路失压中间继电器ZJ释放，其转换接点ZJ接通延时回路，经过2.5秒接通光电开关VD₂，使C₃上已充足电荷的电容器向重合闸出口继电器J₂放电，使之发出一次重合闸脉冲，脉冲宽度为2±0.2秒。

（三）、技术要求

1、漏电闭锁动作值：380V时 7KΩ±1％；

660V时 22KΩ±1％。

2、继电器工作电源：AC.36V＋20％～－15％。

3、电网电源电压： 380V时266V～456V；

660V时462V～792V。

4、工作环境温度： 0～40℃。

5、空气相对湿度：（＋25℃时）不大于95％。

6、重合闸延时时间：2.5s±0.25s。

（四）、调试方法

BLH－1型继电器在结构上分为2只继电器接插件，一只为与电网耦合部分，见图3，接插件为7脚（以下简称图3部分）；另一只为漏电闭锁和自动重合闸部分，见图4，接插件为12脚（以下简称图4部分）。

1、与电网耦合部分（图3部分）：

（1）、继电器插件脚接法：1～3脚分别接电网电压U_A、U_B、U_C；4脚接图4部分的7脚；5～7脚为ZJ转换接点，分别接图4部分的8～10脚。

（2）、在1脚和4脚、2脚和4脚、3脚和4脚之间分别测出耦合电阻1R、2R、3R的阻值，与规定值相比误差在1％以内。

（3）、本继电器660V和380V电压通用，在电源电压为660V时，电压选择接头应接在660V处；在电源电压为380V时，电压选择接头应接在380V处。

在1～3脚通入三相电源电压（70％～120％U_e），中间继电器ZJ应吸合，红色发光二极管应发光。

（4）、检查中间继电器ZJ转换接点接触情况。

2、漏电闭锁和自动重合闸部分（图4部分）：

（1）、继电器插件脚接法：1脚接试验按钮；2脚接放电回路；3脚接地；4～6脚为继电器接点输出；8～10脚接中间继电器ZJ的转换接点，分别接图3部分的5～7脚；11脚、12脚接交流36V工作电源，其中12脚兼接地（与3脚连在一起）。

（2）、通入36V工作电源，绿色发光二极管发亮；短接1、3两脚，红色发光二极管亮绿色发光二极管灭；短接8、9两脚经过2.5秒延时后黄色发光二极管发亮，说明图4部分工作基本正常。

（3）、在7脚和3脚（或12脚）之间接入电阻箱，当用在660V时电阻箱阻值为23KΩ；当用在380V时电阻箱阻值为8KΩ；调节电位器RP刚好动作。当漏电部分动作后，将电阻箱阻值增加3KΩ可使继电器返回。

本继电器660V和380V通用，但有两个电阻阻值不一样：

当用在660V时，桥路比较电阻R₃为30KΩ＋15KΩ，试验电阻R₅为22KΩ。

当用在380V时，桥路比较电阻R₃为15KΩ（可以短接30KΩ电阻），试验电阻R₅为7.5KΩ（更换）。

（五）、BLH－1型继电器的接线

由BLH－1型继电器组装成的保护屏，每一路为一个独立的单元，有一条独立的接线端子排。使用安装时十分方便，只要联接一条7芯控制电缆即可，其中3芯接主回路输出端U_A、U_B、U_C，其余视采用控制开关还是控制按钮引出3芯或4芯，见图5和图6。

图5为采用控制开关时的接线图。

图6为采用控制按钮时的接线图。

推荐采用LW5－15B4802／1型控制开关控制真空接触器或电动合闸空气断路器。

综上所述，本实用新型的特征在于：

1、一种煤矿井下新型低压选择性漏电保护装置是由电动合闸断路器、手动合闸断路器、接触器、熔断器、检漏继电器及专门设计的关键部件BLH－1型漏电闭锁和自动重合闸继电器构成；有防爆要求时由矿用隔爆馈电开关、矿用隔爆磁力起动器、矿用隔爆检漏继电器及装在隔爆空腔内的专门设计的关键部件BLH－1型漏电闭锁和自动重合闸继电器构成。其特征是在电源进线和各馈出线各接入了一只专门设计的关键部件BLH－1型漏电闭锁和自动重合闸继电器。

2、该装置的主要特点是按照漏电发生时先快速断电，然后再来选择无故障线路自动重合闸恢复供电，故障线路闭锁住不能送电的原理构成的。这样能够确保人身触电时快速脱离电源以及确保矿井安全。

3、该装置应用范围主要是煤矿井下低压供电系统，其系统电压660V和380V通用。

4、该装置采用的BLH－1型漏电闭锁和自动重合闸继电器的特征是采用插接件，所以维护检修方便。

5、该装置采用的BLH－1型漏电闭锁和自动重合闸继电器的特征是，与电网耦合隔离部分为单独一只继电器，漏电闭锁线路和自动重合闸部分为另一只继电器。两只继电器因一只为7脚插接件，另一只为12脚插接件，所以不会插错。这样可以保证电网电压的爬电距离和确保安全。

6、该装置采用的BLH－1型漏电闭锁和自动重合闸继电器的特征是，与电网电压耦合隔离回路的中间继电器采用低电压直流继电器并用电容器降压。这样可以提高可靠性并能适应电网电压大范围的波动。

7、该装置采用的BLH－1型漏电闭锁和自动重合闸继电器的特征是电路内设有温度补偿电阻R₄。

8、该装置采用的BLH－1型漏电闭锁和自动重合闸继电器的特征是，电网绝缘电阻的检测采用桥式电路并采用光电耦合器VD₁构成隔离耦合电路。

9、该装置采用的BLH－1型漏电闭锁和自动重合闸继电器的特征是，重合闸部分采用光电耦合器VD₂构成光电开关。

10、该装置采用的BLH－1型漏电闭锁和自动重合闸继电器的特征是，重合闸部分的储能电容器C₃接有充电电阻R₈和放电电阻R₉。以及自动放电电阻R₁₀。

本实用新型与现有零序功率方向工作原理构成的低压选择性漏电保护装置相比较具有以下优点：

1、漏电保护全面，没有动作死区。

2、运行中不会误动作。

3、漏电保护动作时间最短，没有人为延时。

4、不要附加电容器组，所以发生触电时触电电流最小。

5、对于支路短路引起的越级跳闸能够正确重合，不会造成事故扩大。

6、系统接线简单。

7、工作原理简单。

8、维护调试简单。

9、在煤矿矿用一般型和矿用隔爆型低压供电设备中都能应用。

10、在煤矿井下660V和380V两种电压等级中通用。

Claims

1、一种煤矿井下新型低压选择性漏电保护装置是由电动合闸断路器、手动合闸断路器、接触器、熔断器、检漏继电器及专门设计的关键部件BLH-1型漏电闭锁和自动重合闸继电器构成；有防爆要求时由矿用隔爆馈电开关、矿用隔爆磁力起动器、矿用隔爆检漏继电器及装在隔爆空腔内的专门设计的关键部件BLH-1型漏电闭锁和自动重合闸继电器构成。其特征是在电源进线和各馈出线各接入了一只专门设计的关键部件BLH-1型漏电闭锁和自动重合闸继电器。

2、根据权利要求1所述的煤矿井下新型低压选择性漏电保护装置，其特征在于漏电闭锁和自动重合闸继电器采用插接式结构。

3、根据权利要求1所述的煤矿井下新型低压选择性漏电保护装置，其特征在于漏电闭锁和自动重合闸继电器在结构上分为与电网耦合部分及漏电闭锁线路和自动重合闸部分，分别采用7脚和12脚插接件。

4、根据权利要求1所述的煤矿井下新型低压选择性漏电保护装置，其特征在于漏电闭锁和自动重合闸继电器电路内设有温度补偿电阻R₄。

5、根据权利要求1所述的煤矿井下新型低压选择性漏电保护装置，其特征在于漏电闭锁和自动重合闸继电器对电网绝缘电阻的检测采用桥式电路并采用光电耦合器VD₁构成隔离耦合电路，同时检测电源和工作电源合二为一。

6、根据权利要求1所述的煤矿井下新型低压选择性漏电保护装置，其特征在于漏电闭锁和自动重合闸继电器的重合闸部分采用光电耦合器VD₂构成光电开关。

7、根据权利要求1所述的煤矿井下新型低压选择性漏电保护装置，其特征在于漏电闭锁和自动重合继电器的重合闸部分储能电容器C₃接有充电回路电阻R₈和放电回路电阻R₉以及自动放电电阻R₁₀。

8、根据权利要求1所述的煤矿井下新型低压选择性漏电保护装置，其特征在于应用范围为煤矿井下低压供电系统，系统电压660V和380V通用。