CN218099489U - 一种进线柜接触器监测装置及包括其的电铲控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种进线柜接触器监测装置及包括其的电铲控制系统，其进线柜接触器监测装置包括继电器和提示元件，继电器的电源端与接触器连接，接触器正常吸合时继电器得电，接触器未正常吸合时继电器失电；继电器的常开触点的第一端连接电源的第一电极，继电器的常开触点的第二端与提示元件的一端连接，提示元件的另一端与电源的第二电极连接；继电器失电时，常开触点断开，提示元件与电源之间的电路被断开，提示元件动作以提示所述接触器未正常吸合。由此，操作人员只需要对提示元件进行查看即可确定进线柜接触器是否正常吸合，完全不需要打开进线柜进行检查，本申请的方案实现了外部监控查看进线柜接触器运行情况，保证了检修工工作环境的安全性。

Description

一种进线柜接触器监测装置及包括其的电铲控制系统

技术领域

本申请涉及电铲监控设备技术领域，特别涉及一种进线柜接触器监测装置及包括其的电铲控制系统。

背景技术

电铲是露天矿采煤、剥离的主要采掘设备，其变频调速电气系统由“上位人机界面+PLC现场总线+AFE(Active Front End)变频传动”组成。其中AFE变频传动装置一般包括并联的三台，其中，每一台AFE变频传动装置配置一台进线柜，进线柜为AFE变频传动装置提供三相电压，在进线柜中每一相电压的传输电路中均包含有接触器，当接触器正常吸合时其所对应的电路正常导通。由于电铲工作于综采面中，存在粉尘大、工况环境恶劣的问题，所以进线柜内容易进灰，导致接触器进灰，一旦出现这种情况接触器吸合结果会变得非常不稳定，出现打枪等情况，此时AFE变频传动装置就难以正常工作。

基于上述情形，及时、准确地排查故障点就变得非常重要。而目前所采用的方式是，在AFE运行中打开进线柜观察，此方式容易触电且故障查找排除困难，效果不佳；而且报整流器欠压故障也有可能是其它原因引起的，在以往检修过程中AFE就出现过爆炸的极端情况，这时如果检修工正好在爆炸处就非常危险，有可能危及生命安全。

发明内容

本申请要解决的技术问题是现有电铲的AFE变频传动装置的进线柜进灰后导致接触器吸合不稳定时难以判断接触不良的接触器位置，需要人工检验，为此，本申请提出了一种进线柜接触器监测装置及包括其的电铲控制系统。

针对上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

本申请实施例提供一种进线柜接触器监测装置，包括继电器和提示元件，其中：

所述继电器的电源端与接触器连接，所述接触器正常吸合时所述继电器得电，所述接触器未正常吸合时所述继电器失电；

所述继电器的常开触点的第一端连接电源的第一电极，所述继电器的常开触点的第二端与所述提示元件的一端连接，所述提示元件的另一端与所述电源的第二电极连接；所述继电器失电时，所述常开触点断开，所述提示元件与所述电源之间的电路被断开，所述提示元件动作以提示所述接触器未正常吸合。

本申请部分实施例所述的进线柜接触器监测装置，所述提示元件为信号灯，所述继电器得电时所述信号灯发光，所述继电器失电时所述信号灯熄灭。

本申请部分实施例所述的进线柜接触器监测装置，所述电源为外网电源或电铲控制回路中已有电源。

本申请部分实施例所述的进线柜接触器监测装置，以所述继电器和所述提示元件作为一个监测单元，所述监测单元包括三组，三组所述监测单元分别对应于进线柜内三相电电路中的接触器。

本申请部分实施例所述的进线柜接触器监测装置，还包括控制器，所述控制器的输入端与所述监测单元中的继电器的常闭触点连接，所述控制器对所述继电器的失电状态进行监测，并将所述继电器的失电状态发送至上位监控系统。

本申请部分实施例所述的进线柜接触器监测装置，所述控制器为变频传动装置的主控板单元，所述主控板单元与所述上位监控系统通信连接。

本申请部分实施例所述的进线柜接触器监测装置，所述提示元件设置于电铲的电机控制柜外部，所述电源从所述电机控制柜内部引出。

本申请部分实施例所述的进线柜接触器监测装置，所述电机控制柜内部引出的电源及所述指示部件经电缆与设置于进线柜外的继电器的常开触点电连接，所述电缆外部设置电缆槽，所述电缆槽的部分埋设于地下。

本申请实施例还提供一种电铲控制系统，所述电铲控制系统包括以上任一项方案所述的进线柜接触器监测装置。

本申请部分实施例所述的电铲控制系统，所述进线柜接触器监测装置包括三台；每一台所述进线柜接触器监测装置对所述电铲制系统的一台进线柜内部的接触器吸合状态进行监测。

本申请的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：

本申请提供的进线柜接触器监测装置及包括其的电铲控制系统，其进线柜接触器监测装置包括继电器和提示元件，继电器的电源端与接触器连接，接触器正常吸合时继电器得电，接触器未正常吸合时继电器失电；继电器的常开触点的第一端连接电源的第一电极，继电器的常开触点的第二端与提示元件的一端连接，提示元件的另一端与电源的第二电极连接；继电器失电时，常开触点断开，提示元件与电源之间的电路被断开，提示元件动作以提示所述接触器未正常吸合。由此，操作人员只需要对提示元件进行查看即可确定进线柜接触器是否正常吸合，完全不需要打开进线柜进行检查，本申请的方案实现了外部监控查看进线柜接触器运行情况，从而保证了检修工工作环境的安全性。

附图说明

下面将通过附图详细描述本申请中优选实施例，将有助于理解本申请的目的和优点，其中:

图1为本申请一个实施例所述进线柜接触器监测装置的结构示意图；

图2为本申请一个实施例所述进线柜接触器监测装置的监测原理示意图；

图3为本申请另一个实施例所述的进线柜接触器监测装置的连接结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

电铲又称绳铲、钢缆铲，即机械式电动挖掘机，是利用齿轮、链条、钢索滑轮组等传动件传递动力的单斗挖掘机。AFE即整流/回馈单元(Active Front End)。从结构上看，由于采用了IGBT功率元件，所以它相当于一个逆变器，不同的是其输入为交流输出为直流，因为它位于电源进线侧，所以被称为前端。其主动的含义在于，与传统的二极管或可控制硅整流技术相比，主动前端不再是被动地将交流转变成直流，而是具备了很多主动的控制功能，它不仅能消除高次谐波，提高功率因数，而且不受电网波动的影响，具有卓越的动态特性。

本实施例提供一种进线柜接触器监测装置，包括继电器和提示元件，其中，所述继电器的电源端与接触器连接，所述接触器正常吸合时所述继电器得电，所述接触器未正常吸合时所述继电器失电；所述继电器的常开触点的第一端连接电源的第一电极，所述继电器的常开触点的第二端与所述提示元件的一端连接，所述提示元件的另一端与所述电源的第二电极连接；所述继电器失电时，所述常开触点断开，所述提示元件与所述电源之间的电路被断开，所述提示元件动作以提示所述接触器未正常吸合。

具体地，如图1和图2所示的结构为例，其中以一台AFE--1#AFE的进线柜的接触器监测原理进行说明。1#AFE的进线柜与主变压器连接，主变压器为进线柜提供三相电，进线柜内包含三个接触器，分别为K1接触器、K2接触器和K3接触器，当K1接触器、K2接触器和K3接触器均正常吸合时，1#AFE中的电压检测电路板能够检测到AFE所连接的三相电(即VSB1，VSB2和VSB3)电压均正常(说明三个接触器均正常吸合)，则通过X3-2向主控板的X102-2发送正常运行信号，当1#AFE中的电压检测电路板检测到AFE所连接的三相电(即VSB1，VSB2和VSB3)中有任一项电压不正常时(即至少有一个接触器未正常吸合)，则通过X3-3向主控板的X102-3发送故障信号。显然，在上述逻辑中，1#AFE仅能够确定有接触器未正常吸合，但是却无法确认是哪一接触器。在此基础上，结合本实施例提供的上述方案，为1#AFE中的接触器配置继电器和提示元件，具体地，如图2所示，K1接触器与继电器1的常开触点K11连接，常开触点K11与提示元件Z1连接，为常开触点K11与Z1所在电路分配220V电源，而继电器的工作原理即为：当K1接触器正常吸合时，则K1接触器所在电路正常通电，此时继电器得电，相应地K11能够将电源与提示元件Z1导通，否则，当K1接触器未正常吸合时，K1接触器所在回路断开，则继电器失电，常开触点K11断开电源与提示元件Z1之间的电路。由此，提示元件Z1通过表现出通电和不通电的两种状态，就能够提示工作人员K1接触器是否正常吸合，其中，1#AFE的进线柜中其他两个接触器(K2和K3)是否正常吸合的监测也可以通过观察提示元件Z2和Z3来获知。工作人员完全不需要打开进线柜进行检查，实现了外部监控查看进线柜接触器运行情况，从而保证了检修工工作环境的安全性。

为了能够直观地使工作人员观察到提示元件的状态，优选所述提示元件为信号灯，所述继电器得电时所述信号灯发光，所述继电器失电时所述信号灯熄灭。例如，信号灯可选择绿色信号灯，当绿色信号灯闪烁时，就能够说明其对应的接触器存在吸合不稳定的情况。

以上方案中，以所述继电器和所述提示元件作为一个监测单元，所述监测单元包括三组，三组所述监测单元分别对应于进线柜内三相电电路中的接触器。即如图2所示的，1#AFE的进线柜中的三个接触器采用一组三个监测单元来监控，监测单元采用模块化设计，便于对其进行扩展。

另外，以上方案中的进线柜接触器监测装置，还可以包括控制器，所述控制器的输入端与所述监测单元中的继电器的常闭触点连接，所述控制器对所述继电器的失电状态进行监测，并将所述继电器的失电状态发送至上位监控系统。也即，通过控制器将继电器的失电状态转发至上位监控系统能够使上位监控系统对进线柜内的接触器的吸合状态进行实时的监控和记录。优选地，所述控制器为变频传动装置的主控板单元，所述主控板单元与所述上位监控系统通信连接，即控制器可直接采用图1中所示的主控板单元，其可以通过X108将信息转发至上位监控系统PMU。由此，可以简化整体部件数量，提高装置的集成度。

以上方案中，所述电源既可以为外网电源也可以选择电铲控制回路中已有电源。优选地，参考图1，可以将所述提示元件设置于电铲的电机控制柜外部，所述电源从所述电机控制柜内部引出。由于电机控制柜本身就具备为电铲的各控制回路提供电压的功能，因此其具有220V电源端子，可以直接将其220V端子的电源引出，分别连接至继电器的常开触点和提示元件即可。由此，能够简化整体电路设计。在具体实现时，由于继电器会设置在进线柜处，便于继电器与进线柜内的接触器连接，因此为了实现电源与继电器常开触电和提示元件的连接，可连接线缆将三者连接为一个回路，所述电机控制柜内部引出的电源及所述指示部件经电缆与设置于进线柜外的继电器的常开触点电连接，所述电缆外部设置电缆槽，所述电缆槽的部分埋设于地下。

在一些实施例中还提供一种电铲控制系统，所述电铲控制系统包括以上任一项方案所述的进线柜接触器监测装置。本方案通过在电铲控制系统中的进线柜接触器上加装继电器，可以对运行中的接触器进行实时监控，不再需要检修工打开进线柜进行观察，实现了外部监控查看AFE进线柜接触器运行情况，从而保证了检修工可以在安全的条件下工作的目的。

进一步地，如图3所示，所述进线柜接触器监测装置包括三台；每一台所述进线柜接触器监测装置对所述电铲制系统的一台进线柜内部的接触器吸合状态进行监测。因为电铲控制系统中需要三台AFE，即1#AFE，2#AFE和3#AFE，其对应的进线柜也包括三台，1#AFE对应的K1-K3接触器，其常开触点分别为K11-K13，提示元件为Z1-Z3；而2#AFE对应的K1-K3接触器，其常开触点分别为K21-K23，提示元件为Z4-Z6；3#AFE对应的K1-K3接触器，其常开触点分别为K31-K33，提示元件为Z7-Z9；以上，每一接触器吸合状态的监测原理与前述实施例中的原理相同，在此不再详细描述。

以上方案中电铲AFE进线柜运行监测装置的设计方式，根据电铲现有的结构和电路设计进行改造，不改变原电铲电气设计。电源选择220V电源，可采用原有电机控制柜提供即可，利用的各配件如信号灯、继电器等，布线简洁，成本低。在3个AFE进线柜接触器上各外接一个继电器常开触点，电机控制柜提供电源给信号灯，如果信号灯的回路闭合，信号灯灯亮，说明接触器均正常吸合，如果其中任意一个接触器未正常吸合，则对应的信号灯回路被断开，信号灯熄灭或闪烁。

以上方案，电铲AFE运行监测装置方案的关键环节是在不改变电铲的原有设计和实现功能的前提下达到监测AFE进线柜接触器的目的，新增加的继电器回路不会影响原接触器的正常工作。经过试验，以上方案将故障处理时间从原来的不确定时间缩短至0.5小时内；检修成本为原检修成本的九分之一，提高了检修效率和降低检修成本，从时间换算成本大约每台电铲每年节约时间约为108小时。而且，本方案提供的装置具备结构简单、使用方便、牢固不易损坏的优势。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种进线柜接触器监测装置，其特征在于，包括继电器和提示元件，其中：

所述继电器的电源端与接触器连接，所述接触器正常吸合时所述继电器得电，所述接触器未正常吸合时所述继电器失电；

所述继电器的常开触点的第一端连接电源的第一电极，所述继电器的常开触点的第二端与所述提示元件的一端连接，所述提示元件的另一端与所述电源的第二电极连接；所述继电器失电时，所述常开触点断开，所述提示元件与所述电源之间的电路被断开，所述提示元件动作以提示所述接触器未正常吸合。

2.根据权利要求1所述的进线柜接触器监测装置，其特征在于：

所述提示元件为信号灯，所述继电器得电时所述信号灯发光，所述继电器失电时所述信号灯熄灭。

3.根据权利要求2所述的进线柜接触器监测装置，其特征在于：

所述电源为外网电源或电铲控制回路中已有电源。

4.根据权利要求1-3任一项所述的进线柜接触器监测装置，其特征在于：

以所述继电器和所述提示元件作为一个监测单元，所述监测单元包括三组，三组所述监测单元分别对应于进线柜内三相电电路中的接触器。

5.根据权利要求4所述的进线柜接触器监测装置，其特征在于，还包括：

控制器，所述控制器的输入端与所述监测单元中的继电器的常闭触点连接，所述控制器对所述继电器的失电状态进行监测，并将所述继电器的失电状态发送至上位监控系统。

6.根据权利要求5所述的进线柜接触器监测装置，其特征在于：

所述控制器为变频传动装置的主控板单元，所述主控板单元与所述上位监控系统通信连接。

7.根据权利要求6所述的进线柜接触器监测装置，其特征在于：

所述提示元件设置于电铲的电机控制柜外部，所述电源从所述电机控制柜内部引出。

8.根据权利要求7所述的进线柜接触器监测装置，其特征在于：

所述电机控制柜内部引出的电源及所述提示元件经电缆与设置于进线柜外的继电器的常开触点电连接，所述电缆外部设置电缆槽，所述电缆槽的部分埋设于地下。

9.一种电铲控制系统，其特征在于，所述电铲控制系统包括权利要求1-8任一项所述的进线柜接触器监测装置。

10.根据权利要求9所述的电铲控制系统，其特征在于：

所述进线柜接触器监测装置包括三台；每一台所述进线柜接触器监测装置对所述电铲制系统的一台进线柜内部的接触器吸合状态进行监测。

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