CN215944340U - 一种用于混铁车充电插座装置的自动保护电控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于混铁车充电插座装置的自动保护电控系统，包括地面装置、机载装置和插座装置；插座装置包括地面装置侧供电母插头和机载装置侧受电公插座；地面装置包括交流输入单元、控制单元和交流输出单元并通过线路相连接，交流输出单元和控制单元分别通过第一主电缆和第二控制电缆与地面装置侧供电母插头相连；机载装置包括受电设备和红外感应装置，受电设备和红外感应装置分别通过第二主电缆和第三控制电缆与机载装置侧受电公插座相连。本实用新型所述电控系统设计简洁、合理，应用后省去手动送停电环节，缩短操作人员的操作时间，增加混铁车车载电池组的充电时间，同时保证了操作人员的绝对安全，杜绝了带电插拔作业的安全隐患。

Description

一种用于混铁车充电插座装置的自动保护电控系统

技术领域

本实用新型属于电气设备技术领域，涉及一种用于混铁车充电插座装置的自动保护电控系统，适用于混铁车机载充电装置及其他场合下电源安全可靠的联接，以及各类插头设备的安全可靠联接。

背景技术

混铁车作为现代冶金工业不可或缺的铁水运输及贮存设备在冶金企业中起着重要作用，为保证混铁车的正常运行，通过在混铁车运行一段时间后，在其到达指定地点需要对车上的机载电池组进行充电。充电时，一般为操作人员将地面供电插头联插至机载充电插座装置上后，再合上工作电源开关，此时，交流380v电源接入机载充电机对电池组进行充电；混铁车需要离开或充电结束时，操作人员应先断开工作电源开关，再拔下地面充电插头。由于电源箱与移动混铁车之间距离较远，操作人员来回停送电增加了插拔流程的时间，缩短了混铁车充电时间；同时，有可能出现操作人员带电插拔充电插座装置的情况，存在非常大的安全隐患。

实用新型内容

针对背景技术中存在的混铁车充电不便且有安全隐患的缺陷，本实用新型提供一种用于混铁车充电插座装置的自动保护电控系统，取代人工停送电方式，利用红外传感技术，加入延时通电保护电路，实现操作人员手持线缆连接的充电插头时，插头没有电；当插头插入混铁车充电插座装置，操作人员离开设定时间后装置自动通电接通受电设备；当需要拔下插头，操作人员手离充电插座装置设定距离时，地面供电装置立刻断电，插座装置失电，可以安全的拔下插头，保证了操作人员插拔插头时的无电作业安全，缩短了插拔插头整个流程的时间，增加了混铁车电池组的充电时间。

本实用新型解决技术问题的技术方案具体如下：

本实用新型一种用于混铁车充电插座装置的自动保护电控系统，它包括地面装置、机载装置和插座装置；所述插座装置包括分别设置于地面装置和机载装置上并相互适配的地面装置侧供电母插头和机载装置侧受电公插座，该地面装置侧供电母插头包括主回路供电母插头和控制回路供电母插头，该机载装置侧受电公插座包括分别与主回路供电母插头和控制回路供电母插头相对应的主回路受电公插座和控制回路受电公插座；所述地面装置包括交流输入单元、控制单元和交流输出单元,交流输入单元分别通过第一控制电缆和第三主电缆与控制单元和交流输出单元相连接，该交流输出单元通过第一主电缆与主回路供电母插头相连，同时该交流输出单元通过线路与控制单元连接，该控制单元通过第二控制电缆与控制回路供电母插头相连；所述机载装置包括受电设备和红外感应装置，该受电设备通过第二主电缆与主回路受电公插座相连，该红外感应装置通过第三控制电缆与控制回路受电公插座相连。

作为技术方案的进一步改进，所述控制单元包括开关电源、第一继电器和延时继电器；所述交流输出单元包括交流接触器，该交流接触器的主触点分别接入在第三主电缆与第一主电缆之间；所述第一控制电缆连接于第三主电缆与开关电源的输入端之间，以使得开关电源从交流输入单元获得交流工作电源并输出直流驱动电源；所述红外感应装置包括用于连接电源的正负极接线端子和用于红外感应的动断触点；所述控制回路供电母插头包括至少三个控制回路供电母插头单元，所述控制回路受电公插座包括至少三个与各控制回路供电母插头单元一一对应的控制回路受电公插座单元；所述开关电源输出端的正极通过第二控制电缆与一个控制回路供电母插头单元相连，与该控制回路供电母插头单元相对应的控制回路受电公插座单元分别通过第三控制电缆与红外感应装置的正极接线端子和动断触点的一端相连接；所述开关电源输出端的负极分别通过第二控制电缆与两个控制回路供电母插头单元相连，与该两个控制回路供电母插头单元相对应的控制回路受电公插座单元分别通过第三控制电缆与红外感应装置的负极接线端子和动断触点的另一端相连接，其中与动断触点连接的第三控制电缆上还连接有第一继电器的线圈；所述开关电源输出端的正负极之间还连接有第二、三控制回路，该第二控制回路上连接有第一继电器的动合触点和延时继电器的线圈，该第三控制回路并联在延时继电器的两端，其上连接有延时继电器的动合触点和交流接触器的线圈。

作为技术方案的进一步改进，所述交流输入单元包括交流电源和主回路自动开关，该交流电源通过主回路自动开关与第三主电缆相连。

作为技术方案的进一步改进，所述第一控制电缆上设置有控制回路自动开关。

作为技术方案的进一步改进，所述主回路供电母插头包括若干主回路供电母插头单元，所述主回路受电公插座包括若干与主回路供电母插头单元一一对应的主回路受电公插座单元。

作为技术方案的进一步改进，所述交流电源为交流380V三相四线制电源，所述第一主电缆、第二主电缆和第三主电缆均为三相四线制电缆，所述开关电源的输入端通过第一控制电缆分别连接于第三主电缆的某一相线和中性线之间。

作为技术方案的进一步改进，所述主回路供电母插头和控制回路供电母插头集成于一个整体的插头模块内，所述主回路受电公插座和控制回路受电公插座集成于一个整体的插座模块内，该插头模块与插座模块相适配。

作为技术方案的进一步改进，所述受电设备为充电机，该充电机通过单相电缆连接有电池组。

本实用新型所述的一种用于混铁车充电插座装置的自动保护电控系统，与传统插拔充电插座装置取电作业方式相比，本实用新型设计简洁、合理，主回路与控制回路一体化设计，通过自动断电、延时通电的保护电控系统，省去了供电母插头联插至机载充电插座装置后的手动送停电环节，缩短了操作人员的操作时间，增加了混铁车车载电池组的充电时间，同时保证了操作人员的绝对安全，杜绝了带电插拔作业的安全隐患；另外，本实用新型不仅仅适用于插拔充电设备，同样适用于各类插拔取电场合，易实施，效果好，安全性好，实用性强。

附图说明

图1为本实用新型一种用于混铁车充电插座装置的自动保护电控系统的整体电控原理示意图；

图2为本实用新型一种用于混铁车充电插座装置的自动保护电控系统的设计示意图；

图中：a、地面装置，b、机载装置，1、交流输入单元，2、插座装置，3、受电设备，4、控制单元，5、电池组，6、开关电源，7、交流输出单元，8、交流电源，GY、红外感应装置，KA、第一继电器，KT、延时继电器，QF、主回路自动开关，KM、交流接触器，QF1、控制回路自动开关，A、第一控制回路,B、第二控制回路，C、第三控制回路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变；“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

如图1和图2所示，本实用新型一种用于混铁车充电插座装置的自动保护电控系统，它包括地面装置a、机载装置b和插座装置2；所述插座装置2包括分别设置于地面装置a和机载装置b上并相互适配的地面装置侧供电母插头21 和机载装置侧受电公插座22，通过将该地面装置侧供电母插头21与机载装置侧受电公插座22插接，实现地面装置a上的交流电源向机载装置b上受电设备的输送。

本实施例中，所述的地面装置侧供电母插头21包括主回路供电母插头211 和控制回路供电母插头212，所述的机载装置侧受电公插座22包括分别与主回路供电母插头211和控制回路供电母插头212相对应的主回路受电公插座221 和控制回路受电公插座222；所述主回路供电母插头211与主回路受电公插座 221插接时，用于供电主回路的接通，便于地面装置a上的交流电源设备向机载装置b上的受电设备输送电源，控制回路供电母插头212与控制回路受电公插座222插接时，用于控制回路的接通，便于控制供电主回路的通断，以确保机载装置侧各设备及操作人员的安全。

本实施例中，所述地面装置a包括交流输入单元1、控制单元4和交流输出单元7，所述交流输入单元1和控制单元4通过第一控制电缆g相连接，所述交流输入单元1和交流输出单元7通过第三主电缆i相连接，所述交流输出单元7 通过第一主电缆c与主回路供电母插头211相连，同时该交流输出单元7通过线路与控制单元4连接，所述控制单元4通过第二控制电缆e与控制回路供电母插头212相连，所述的交流输入单元1用于提供各类设备使用的交流工作电源，当交流输入单元1的交流电经第三主电缆i向第一主电缆c输送时，通过控制单元4控制交流输出单元7的通断，进而控制交流电的通断；所述机载装置b包括受电设备3和红外感应装置GY，该受电设备3通过第二主电缆d与主回路受电公插座221相连，该红外感应装置GY通过第三控制电缆f与控制回路受电公插座222相连，所述的红外感应装置GY设置在机载装置侧受电公插座22 的上方，利用其对操作人员的红外感应，通过控制单元4实现控制回路的中断或延时接通，进而实现供电主回路上交流输出单元7的通断，以保证操作人员作业时的安全，该红外感应装置GY可以根据实际需要进行选型以及调整感应距离。本实施例中，所述的受电设备3可以是各类通过交流电源工作的电气设备，如充电机、电机设备等，本例以受电设备3为充电机进行说明，同时该充电机通过单相电缆h连接有电池组5，通过该电控系统实现对机载装置b上电池组5 的充电。

应用时，控制单元4从交流输入单元1获得交流工作电源并控制交流输出单元7交流电的中断或延时接通，当地面装置侧供电母插头21和机载装置侧受电公插座22插接时，即主回路供电母插头211和控制回路供电母插头212分别与相对应的主回路受电公插座221和控制回路受电公插座222插接后，交流输出单元7与受电设备3接通，实现供电主回路的接通，同时，控制单元4与红外感应装置GY接通，实现控制回路的接通，可以通过红外感应装置GY实现对供电主回路的控制；当地面装置侧供电母插头21和机载装置侧受电公插座22 插接后，控制回路接通，红外感应装置GY感应到操作人员，控制单元4立即控制交流输出单元7断开，进而中断交流输出单元1中断向受电设备3的交流电输送，当操作人员离开插座装置2超出红外感应装置GY的设定的感应距离后，控制单元4控制交流输出单元7延时接通，受电设备3获得供电，实现电池组5 的充电，当电池组5完成充电或因其他原因需要拔掉地面装置侧供电母插头21 时，在操作人员进入红外感应装置GY的设定的感应距离时，控制单元4通过控制交流输出单元7中断向受电设备3的交流电输出，此时供电主回路处于无交流电状态，即可安全的拔下地面装置侧供电母插头21。本实施例中，所述主回路供电母插头211和控制回路供电母插头212可以分成两个插头，也可以集成于一个整体的插头模块内，同样的，所述主回路受电公插座221和控制回路受电公插座222可以是两个插座，也集成于一个整体的插座模块内，本实施例以两种供电母插头和两种受电公插座分别集成于插头模块与插座模块进行说明，该插头模块与插座模块相适配。

为更为清楚的描述本实用新型所述用于混铁车充电插座装置的自动保护电控系统的技术方案，如图2所示，以一具体实例进行说明。所述的交流输入单元1包括交流电源8，该交流电源为AC380V电源；所述受电设备3为充电机，其从交流输入单元1通过获取AC380V交流工作电源并输出DC48V直流电源，供电池组5充电；所述红外感应装置GY选用型号为XKC-KD20的红外传感器，包括用于连接直流电源的正、负极接线端子和用于红外感应的动断触点；所述控制单元4包括开关电源6、第一继电器KA和延时继电器KT，该开关电源6的工作电源为AC220V交流电源，输出DC24V直流电源，供控制单元4中各器件以及红外感应装置GY等使用，该延时继电器KT为时间继电器，延时时长根据需要进行调整，本实施例中延时时长为5-10s。

本实施例中，所述交流输出单元7包括交流接触器KM，所述交流接触器KM 的主触点分别接入第三主电缆i与第一主电缆c之间，以通过交流接触器KM主触点的通断控制交流输入单元1的交流电源8至受电设备3之间交流电的通断；所述第一控制电缆g连接于第三主电缆i与开关电源6的输入端之间，以使得开关电源6从交流输入单元1的交流电源8获得AC220V交流工作电源并输出 DC24V直流驱动电源；为便于对交流电源8和开关电源6的控制，所述交流输入单元1还包括主回路自动开关QF，所述交流电源8通过主回路自动开关QF与第三主电缆i相连，以及所述控制单元4还包括控制回路自动开关QF1，该控制回路自动开关QF1设置在所述第一控制电缆g上。具体设置时，所述交流电源8 为380V三相四线制电源，所述第一主电缆c、第二主电缆d和第三主电缆i均为三相四线制电缆，主回路自动开关QF的触点连接于交流电源8的三根相线上，交流接触器KM的主触点连接在第三主电缆i和第一主电缆c之间，即交流电源 8通过三根相线L1、L2、L3和中性线N将AC380V交流电源通过插座装置2输送至受电设备3，另外，所述开关电源6的两个交流电输入端分别通过第一控制电缆g连接于第三主电缆i的某一相线和中性线之间。

本实施例中，所述主回路供电母插头211包括若干主回路供电母插头单元 211_a，主回路供电母插头单元211_a的数量至少与第一主电缆c所包含的线的数量一致，所述主回路受电公插座221包括若干与主回路供电母插头单元211_a 一一对应的主回路受电公插座单元221_b，主回路受电公插座单元221_b的数量至少与第二主电缆d所包含的线的数量一致。所述的控制回路供电母插头212 包括至少三个控制回路供电母插头单元212_a，所述控制回路受电公插座222包括至少三个与各控制回路供电母插头单元212_a一一对应的控制回路受电公插座单元222_b。

本实施例中，所述开关电源6输出端的正极通过第二控制电缆e与一个控制回路供电母插头单元212_a相连，与该控制回路供电母插头单元212_a相对应的控制回路受电公插座单元222_b分别通过第三控制电缆f与红外感应装置 GY的正极接线端子和动断触点的一端相连接；所述开关电源6输出端的负极分别通过第二控制电缆e与另外两个控制回路供电母插头单元212_a相连，与该两个控制回路供电母插头单元212_a相对应的控制回路受电公插座单元222_b 分别通过第三控制电缆f与红外感应装置GY的负极接线端子和动断触点的另一端相连接，其中与动断触点连接的第三控制电缆f上还连接有第一继电器KA的线圈；所述开关电源6输出端的正负极之间还连接有第二控制回路B和第三控制回路C，该第二控制回路B上连接有第一继电器KA的动合触点和延时继电器 KT的线圈，该第三控制回路C并联在延时继电器KT的两端，其上连接有延时继电器KT的动合触点和交流接触器KM的线圈。

本实施例中所述插座装置2为定制件，类似于重载连接器的联接设备，也可用重载连接器替代，如本实施例中可使用10芯的定制件，其将主回路供电母插头211和控制回路供电母插头212集成在一个地面装置侧供电母插头21，共使用其中的7芯，分别用于连接第一主电缆c和第二控制电缆e，将主回路受电公插座221和控制回路受电公插座222集成在机载装置侧受电公插座22内，共使用其中相对应的7芯，分别用于连接第二主电缆d和第三控制电缆f。

应用时，当混铁车上的电池组需要充电时，合上主回路自动开关QF,该主回路自动开关QF为长待电状态(后续无需操作)，操作人员只需就地将插座装置2 中地面装置侧供电母插头21和机载装置侧受电公插座22联接，合上控制单元4 中控制回路自动开关QF1，该控制回路自动开关QF1为长待电状态(后续无需操作)，交流输入单元1中交流电源8的AC220V控制电源接入开关电源6，开关电源6输出DC24V直流电源，为地面控制单元4各器件、控制回路以及红外感应装置GY提供控制电源；将连接有红外感应装置GY动断触点及第一继电器KA的电路称为第一控制回路A，红外感应装置GY在获得供电后，由于红外感应装置 GY感应到操作人员正在作业(感应距离5～200cm可自行调整)，第一控制回路A 中的红外感应装置GY动断触点打开，第一继电器KA线圈不得电，故第二控制回路B和第三控制回路C均不得电，交流接触器KM动合触点不动作，主回路供电母插头211和主回路受电公插座221无AC380V交流电通过；当操作人员离开超出红外感应装置GY的感应距离后，第一控制回路A中红外感应装置GY动断触点闭合，第一继电器KA线圈得电吸合，第二控制回路B中第一继电器KA的动合触点接通，延时继电器KT线圈得电吸合，第三控制回路C中延时继电器KT 动合触点在经过设定的延时时长(如5-10s,用户可自行调整时长)后接通，交流接触器KM线圈得电吸合，供电主回路中交流接触器KM动合主触点接通，插座装置2受电，对受电设备3供电，受电设备3对电池组5充电。当混铁车离开或充电结束，操作人员接近插座装置2时，机载装置上的红外感应装置GY感应到操作人员的手或身体接近至设定距离(如5cm)时，第一控制回路A中红外感应装置GY动断触点打开，第一继电器KA线圈失电，第二控制回路B中第一继电器KA动合触点打开，第二、三控制回路B、C立刻失电，第三控制回路C 中交流接触器KM线圈失电释放，供电主回路中交流接触器KM动合主触点打开，插座装置2立刻失电，此时操作人员即可无电作业拔下插头动作，拔下插座装置2后，控制单元随之失电。

Claims (8)

1.一种用于混铁车充电插座装置的自动保护电控系统，其特征在于：它包括地面装置(a)、机载装置(b)和插座装置(2)；所述插座装置(2)包括分别设置于地面装置(a)和机载装置(b)上并相互适配的地面装置侧供电母插头(21)和机载装置侧受电公插座(22)，该地面装置侧供电母插头(21)包括主回路供电母插头(211)和控制回路供电母插头(212)，该机载装置侧受电公插座(22)包括分别与主回路供电母插头(211)和控制回路供电母插头(212)相对应的主回路受电公插座(221)和控制回路受电公插座(222)；所述地面装置(a)包括交流输入单元(1)、控制单元(4)和交流输出单元(7),交流输入单元(1)分别通过第一控制电缆(g)和第三主电缆(i)与控制单元(4)和交流输出单元(7)相连接，该交流输出单元(7)通过第一主电缆(c)与主回路供电母插头(211)相连，同时该交流输出单元(7)通过线路与控制单元(4)连接，该控制单元(4)通过第二控制电缆(e)与控制回路供电母插头(212)相连；所述机载装置(b)包括受电设备(3)和红外感应装置(GY)，该受电设备(3)通过第二主电缆(d)与主回路受电公插座(221)相连，该红外感应装置(GY)通过第三控制电缆(f)与控制回路受电公插座(222)相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于混铁车充电插座装置的自动保护电控系统，其特征在于：所述控制单元(4)包括开关电源(6)、第一继电器(KA)和延时继电器(KT)；所述交流输出单元(7)包括交流接触器(KM)，该交流接触器(KM)的主触点分别接入在第三主电缆(i)与第一主电缆(c)之间；所述第一控制电缆(g)连接于第三主电缆(i)与开关电源(6)的输入端之间，以使得开关电源(6)从交流输入单元(1)获得交流工作电源并输出直流驱动电源；所述红外感应装置(GY)包括用于连接电源的正负极接线端子和用于红外感应的动断触点；所述控制回路供电母插头(212)包括至少三个控制回路供电母插头单元(212_a)，所述控制回路受电公插座(222)包括至少三个与各控制回路供电母插头单元(212_a)一一对应的控制回路受电公插座单元(222_b)；所述开关电源(6)输出端的正极通过第二控制电缆(e)与一个控制回路供电母插头单元(212_a)相连，与该控制回路供电母插头单元(212_a)相对应的控制回路受电公插座单元(222_b)分别通过第三控制电缆(f)与红外感应装置(GY)的正极接线端子和动断触点的一端相连接；所述开关电源(6)输出端的负极分别通过第二控制电缆(e)与两个控制回路供电母插头单元(212_a)相连，与该两个控制回路供电母插头单元(212_a)相对应的控制回路受电公插座单元(222_b)分别通过第三控制电缆(f)与红外感应装置(GY)的负极接线端子和动断触点的另一端相连接，其中与动断触点连接的第三控制电缆(f)上还连接有第一继电器(KA)的线圈；所述开关电源(6)输出端的正负极之间还连接有第二、三控制回路(B、C)，该第二控制回路(B)上连接有第一继电器(KA)的动合触点和延时继电器(KT)的线圈，该第三控制回路(C)并联在延时继电器(KT)的两端，其上连接有延时继电器(KT)的动合触点和交流接触器(KM)的线圈。

3.根据权利要求2所述的一种用于混铁车充电插座装置的自动保护电控系统，其特征在于：所述交流输入单元(1)包括交流电源(8)和主回路自动开关(QF)，该交流电源(8)通过主回路自动开关(QF)与第三主电缆(i)相连。

4.根据权利要求3所述的一种用于混铁车充电插座装置的自动保护电控系统，其特征在于：所述第一控制电缆(g)上设置有控制回路自动开关(QF1)。

5.根据权利要求4所述的一种用于混铁车充电插座装置的自动保护电控系统，其特征在于：所述主回路供电母插头(211)包括若干主回路供电母插头单元(211_a)，所述主回路受电公插座(221)包括若干与主回路供电母插头单元(211_a)一一对应的主回路受电公插座单元(221_b)。

6.根据权利要求5所述的一种用于混铁车充电插座装置的自动保护电控系统，其特征在于：所述交流电源(8)为交流380V三相四线制电源，所述第一主电缆(c)、第二主电缆(d)和第三主电缆(i)均为三相四线制电缆，所述开关电源(6)的输入端通过第一控制电缆(g)分别连接于第三主电缆(i)的某一相线和中性线之间。

7.根据权利要求4-6任一项所述的一种用于混铁车充电插座装置的自动保护电控系统，其特征在于：所述主回路供电母插头(211)和控制回路供电母插头(212)集成于一个整体的插头模块内，所述主回路受电公插座(221)和控制回路受电公插座(222)集成于一个整体的插座模块内，该插头模块与插座模块相适配。

8.根据权利要求1所述的一种用于混铁车充电插座装置的自动保护电控系统，其特征在于：所述受电设备(3)为充电机，该充电机通过单相电缆(h)连接有电池组(5)。

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