CN219627355U - 一种基于plc架构的架线电机车防触电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于PLC架构的架线电机车防触电装置，本装置安装在电机车整流柜中，所述整流柜内部分为三部分，三部分分别为主电路开关部分，变压整流部分，控制部分。整流柜内按元器件布置分为三个连接区，所述第一连接区上由左至右分别连接有开关电源、PLC控制器、空气开关、控制变压器、中间继电器KA1等元器件；所述第二连接区上由左至右分别连接有隔离开关、过流继电器、快熔保险等元器件；所述第三连接区由整流管、主变压器等元器件，上述元件通过连接线电性连接。

Description

一种基于PLC架构的架线电机车防触电装置

技术领域

本实用新型属于架线机车整流柜技术领域，尤其涉及一种基于PLC架构的架线电机车防触电装置。

背景技术

架线机车整流柜是矿山井下电机车为轨道式机车提供电力的装置。

由于机车架线为裸线，沿巷道顶部敷设，人员经常在线路下面行走或工作，时常有触电事故发生，威胁矿工的生命安全，因此机车架线的安全管理犹为重要。

原有的架线机车整流柜在使用状态下，无法实现机车架线不工作不带电，且不同协同工作时间歇带电，矿工工作触电概率增高，且无法实现工作节能的效果。

为此本申请人为了便于在使用状态下能够提高了稳定性的同时简化电路和输出稳定控制，特别研发了一种基于PLC架构的架线电机车防触电装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于PLC架构的架线电机车防触电装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现：一种基于PLC架构的架线电机车防触电装置，其特征在于：防触电装置安装于电机车整流柜中,所述整流柜内部分为三部分设第1连接区、第2连接区、第3连接区三个电连接区域,三部分分别为主电路开关部分\变压整流部分\控制部分；

所述第1连接区上由左至右分别连接有开关电源、PLC控制器、空气开关、控制变压器、中间继电器KA1；

所述第2连接区上由左至右分别连接有隔离开关、过流继电器、快熔保险，所述隔离开关、过流继电器、快熔保险通过连接线电性连接；

所述第3连接区由整流桥、主变压器元器件构成，所述第3连接区的整流桥、主变压器元器件通过连接线电性连接。

进一步地所述控制变压器为380V-220V,主变压器为三相380V-100V。

进一步地，所述第1连接区上设置有先导继电器KA2，所述先导继电器KA2的输出信号输入PLC控制器的输入端。

进一步地，所述整流柜内安装有输出电路的电流检测元件，所述电流检测元件为霍尔电流变送器HER，电流变送器HER将机车电流信号输送到PLC控制器，保持中间继电器KA1吸合。

进一步地所述机车停止运行后，电流变送器HER电流消失，此时中间继电器KA1经过PLC设定的延时时间后失电，机车架线继续保持24V直流安全电压。

进一步地，所述电流检测元件能够检测到由机车损坏或线路接地短路引起的过电流，中间继电器KA1断电，主接触器断开，从而保护整流柜。

进一步地，所述PLC控制器接收先导回路信号、电流变送器信号，经过内部程序运算后，输出信号，来控制整流柜工作。

一种基于PLC架构的架线电机车防触电装置的使用方法如下；

机车不运行时KM主接触器不吸合，整流变压器不得电，输出101和102不带电，此时只有24V直流电加持在接车架线与轨道，该电压为安全电压；

先导继电器KA2检测到机车运行得电吸合，将该信号输送给PLC控制器输入端，PLC控制器经延时启动程序中电路延时输出信号KA1吸合，PLC控制器通过运行保持程序、停车延时控制程序主接触器KM吸合，控制机车得电运行；

机车运行后电机电流检测元件电流变送器HER将机车电流信号输送到PLC控制器，当VW值在200以上，故障电流200安培VW值8000以下，继续保持KA1吸合；

机车停止运行后，HER电流消失，中间继电器KA1经过PLC控制器中的停车延时控制程序电路延时控制失电，主接触器KM断开，机车架线继续保持24V直流安全电压。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型PLC识别先导信号和电流维持信号，简化电路和输出稳定控制。

本实用新型机车不运行时整流柜不带电，节约电能。

本实用新型机车不运行，架线不带电；机车运行时间歇带电，减少了触电概率。

本实用新型采用PLC架构，在不用更换硬件的情况下，改变保护器的参数，使整流柜更好的适应不同的现场环境，提高了稳定性。

附图说明

图1是本实用新型整体示意图；

图2是本实用新型平面示意图；

图3是本实用新型电路原理图；

图4是本实用新型运行保持程序电路图；

图5是本实用新型停车延时控制程序电路图；

图6是本实用新型延时启动程序电路图；

图7是本实用新型过流延时停止输出程序电路图。

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。

图1-7所示，一种基于PLC架构的架线电机车防触电装置，防触电装置安装于电机车整流柜中,所述整流柜内部分为三部分设第1连接区、第2连接区、第3连接区三个电连接区域,三部分分别为主电路开关部分\变压整流部分\控制部分；

所述第1连接区上由左至右分别连接有开关电源4、PLC控制器5、空气开关6、控制变压器7、中间继电器KA18；

所述第2连接区上由左至右分别连接有隔离开关9、过流继电器10、快熔保险11，所述隔离开关9、过流继电器10、快熔保险11通过连接线电性连接；

所述第3连接区由整流桥、主变压器元器件构成，所述第3连接区的整流桥、主变压器元器件通过连接线电性连接。

本实用新型进一步优选的实施例是，所述控制变压器7为380V-220V,主变压器为三相380V-100V。

本实用新型进一步优选的实施例是，所述第1连接区上设置有先导继电器KA2，所述先导继电器KA2的输出信号输入PLC控制器5的输入端。

本实用新型进一步优选的实施例是，整流柜内安装有输出电路的电流检测元件，所述电流检测元件为霍尔电流变送器HER，电流变送器HER将机车电流信号输送到PLC控制器5，保持中间继电器KA18吸合。

本实用新型进一步优选的实施例是，所述机车停止运行后，电流变送器HER电流消失，此时中间继电器KA18经过PLC设定的延时时间后失电，机车架线继续保持24V直流安全电压。

本实用新型进一步优选的实施例是，所述电流检测元件能够检测到由机车损坏或线路接地短路引起的过电流，中间继电器KA18断电，主接触器断开，从而保护整流柜。

本实用新型进一步优选的实施例是，所述PLC控制器接收先导回路信号、电流变送器信号，经过内部程序运算后，输出信号，来控制整流柜工作。

先导电路检测到有电机车要工作时，启动主电路，整流柜开始工作，电流检测元件开始检测电路的工作电流。当检测到电路中没有电机车工作电流，或出现大于电机车正常工作电流时，把信号输送给PLC控制器，由PLC控制器运算后，输出信号，控制主电路的启动与停止，从而起到防触电及保护整流柜的功能；

本实用新型工作原理

机车不运行时KM主接触器不吸合，整流变压器不得电，输出101和102不带电，此时只有24V直流电加持在接车架线与轨道(即101和102)之间，该电压为安全电压。

操作人员开动机车后，先导继电器KA2检测到机车运行得电吸合，将该信号输送给PLC控制器5输入端，PLC控制器经延时启动程序(附图6所示)中电路延时输出信号KA1吸合，PLC控制器通过运行保持程序、停车延时控制程序(图4、图5电路所示)，主接触器KM吸合，控制机车得电运行；

机车运行后电机电流检测元件电流变送器HER将机车电流信号输送到PLC控制器5，当VW值在200(机车最小维持电流5安培可以根据需要调节)以上，故障电流200安培(可以根据需要调节)VW值8000以下，继续保持KA1吸合。

操作人员停止机车运行后，HER电流消失，中间继电器KA1经过PLC控制器5中的停车延时控制程序(图5所示)电路延时控制失电，主接触器KM断开，机车架线继续保持24V直流安全电压。

在机车运行时，电流检测元件HER能够检测到由机车损坏短路、架线直接对地短路等故障引起的过电流，把信号输入到PLC控制器5,PLC控制器5经流延时停止输出程序(图7所示)，输出信号使KA1断电，主接触器断开，从而保护整流柜。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种基于PLC架构的架线电机车防触电装置，其特征在于：防触电装置安装于电机车整流柜(1)中,所述整流柜内部分为三部分设第1连接区、第2连接区、第3连接区三个电连接区域,三部分分别为主电路开关部分\变压整流部分\控制部分；

所述第1连接区上由左至右分别连接有开关电源(4)、PLC控制器(5)、空气开关(6)、控制变压器(7)、中间继电器KA1(8)；

所述第2连接区上由左至右分别连接有隔离开关(9)、过流继电器(10)、快熔保险(11)，所述隔离开关(9)、过流继电器(10)、快熔保险(11)通过连接线电性连接；

所述第3连接区由整流桥、主变压器元器件构成，所述第3连接区的整流桥、主变压器元器件通过连接线电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于PLC架构的架线电机车防触电装置，其特征在于：所述控制变压器(7)为380V-220V,主变压器为三相380V-100V。

3.根据权利要求2所述的一种基于PLC架构的架线电机车防触电装置，其特征在于：所述第1连接区上设置有先导继电器KA2，所述先导继电器KA2的输出信号输入PLC控制器(5)的输入端。

4.根据权利要求3所述的一种基于PLC架构的架线电机车防触电装置，其特征在于：所述整流柜(1)内安装有输出电路的电流检测元件，所述电流检测元件为霍尔电流变送器HER，电流变送器HER将机车电流信号输送到PLC控制器(5)，保持中间继电器KA1(8)吸合。

5.根据权利要求4所述的一种基于PLC架构的架线电机车防触电装置，其特征在于：所述机车停止运行后，电流变送器HER电流消失，此时中间继电器KA1(8)经过PLC设定的延时时间后失电，机车架线继续保持24V直流安全电压。

6.根据权利要求5所述的一种基于PLC架构的架线电机车防触电装置，其特征在于：所述电流检测元件能够检测到由机车损坏或线路接地短路引起的过电流，中间继电器KA1(8)断电，主接触器断开，从而保护整流柜。

7.根据权利要求6所述的一种基于PLC架构的架线电机车防触电装置，其特征在于：所述PLC控制器(5)接收先导回路信号、电流变送器信号，经过内部程序运算后，输出信号，来控制整流柜工作。