CN2577487Y

CN2577487Y - 矿用隔爆型多功能潜水泵数字开关

Info

Publication number: CN2577487Y
Application number: CN 02257919
Authority: CN
Inventors: 张德昌; 张正中
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-10-20
Filing date: 2002-10-20
Publication date: 2003-10-01
Anticipated expiration: 2012-10-20

Abstract

本实用新型提供一种矿用隔爆型多功能潜水泵数字开关，它是用电脑数字技术实现矿山井下潜水泵系统的自动化控制，适用于有粉尘及气体爆炸危险的环境中使用。它是由带观察窗的防爆外壳、采样电路、接触器控制电路、保护电路和电源组成，能够进行潜水泵系统的时间设定控制、水位控制、欠电流停机控制、绝缘电阻监控、过电流、短路、断相、负载不平衡、堵转保护，通过对故障的快速识别和处理，大大提高了保护的可靠性、灵敏性和准确性，为现场处理、排除事故带来很大方便，实现了水泵系统控制自动化，节约了劳动力，避免了恶劣的工作环境对人体健康的影响。

Description

矿用隔爆型多功能潜水泵数字开关

所属技术领域

本实用新型提供一种矿用隔爆型多功能潜水泵数字开关，它是利用电脑数字技术来解决矿山井下潜水泵自动控制及设备的综合保护，它可以在有粉尘及气体爆炸危险的环境中使用。

背景技术

目前矿山井下大量使用的潜水泵，其控制均采用普通开关由人工操作进行，对于潜水泵系统的过电流、短路、断相、负载不平衡、堵转以及设备和线路绝缘等故障的保护则采用熔断器、热继电器或采用模拟式电子保护电路。由于普通开关和模拟保护电路的工作的灵敏性、可靠性和准确性较差，常起不到保护作用，而在井下恶劣环境中进行人工操作，不仅费工费时，而且不利操作者的身体健康。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种矿山井下有粉尘及气体爆炸危险的环境中使用的潜水泵自动控制开关，同时对潜水泵系统的过电流、短路、断相、负载不平衡、堵转等故障，以及设备和线路的绝缘，用电脑数字技术提供一种灵敏、准确、可靠的保护，所采用的技术方案是：

1、本实用新型包含一个接触器控制电路，用以设定工作参数、综合保护控制器，用以交流信号输入模拟量的识别和处理，进行绝缘检测和电流检测、电源电路以及一个带有观察窗的防爆外壳，其特征在于：所述综合保护控制器是由一个单片机及单片机外围电路构成；

所述单片机采用PIC系列工控机，设有8个输入口和8个输出口，并分别与接口电路、输出电路相连，其中，输入口16、17、18为信号电流输入口，20为绝缘检测输入口，22为高水位输入口，输出口1为控制继电器输出口，3为保护继电器输出口，8、9为数码显示输出口；

利用欠电流设定，实现电流控制，即水泵空载其电流小于设定电流，自动停泵；

利用启动、停止键1QA、2QA、！TA实现矿用隔爆型多功能潜水泵数字开关的设定实现一键二用；

所述单片机外围电路包含一个电流采样电路、一个绝缘采样电路、接口电路、A/D转换、输出电路和显示电路。

2、所述电流采样电路，经接口电路处理，进入单片机的A/D口，用以对电流信号进行采样；所述绝缘采样电路，经接口电路处理，进入单片机的A/D口，用以识别回路绝缘电阻。

3、所述绝缘采样电路中采用一个接触继电器、四个二极管、两个电阻和一个跟随器组成的先导接口电路，用以避免动力电对绝缘采样电路的影响。

本实用新型的有益效果是：

1、实现了电机保护电脑数字化，比现有热继电器模拟式电子保护电路的可靠性、灵敏性和准确性大大提高。

2、实现了快速识别故障，一旦发生故障，能指示故障的性质、故障值的大小。

3、能够实现水泵系统控制自动化，有效地节约了劳动力，避免恶劣的工作环境对人体健康的影响。

4、能够实现潜水泵一种或多种要素控制，同时本实用新型还适用于电机额定工作电压为660V(或380V)功率为60kw以下的其它设备系统的自动控制。

附图说明

图1是本实用新型的电气原理图。

图2是本实用新型的工作流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

所述单片机DZK20采用PIC系列工控机，设有8个输入口和8个输出口，并分别与接口电路、输出电路相连，例如使用的5个输入口中，16、17、18为信号电流输入口，20为绝缘检测输入口，22为高水位输入口，使用的3个输出口中，1为控制继电器KJ1输出口，3为保护继电器BJ1输出口，8为数码显示输出口。

所述单片机DZK20外围电路包含一个电流采样电路、一个绝缘采样电路、接口电路、A/D转换、输出电路和显示电路。

例如，所述显示电路中的显示器为四位数码显示，运行时显示三相工作电流、运行时间，不运行时显示绝缘电阻，例如当绝缘下降到22kΩ时，闭锁启动。有故障时显示故障代码和故障值(第一位是故障代码，第二、三、四位为故障值)。指示灯显示工作状态。停止键1TA兼作设定键M，正启动键1QA兼作上移键，反启动键兼作移位键。

例如，所述接触器控制电路由停止键1TA、启动键1QA、转换开关ZK、保护继电器BJ1、接触器JC组成，其中停止键1TA、启动键1QA用以实现开关的设定功能。

例如，所述电源电路采用控制变压器B，将交流660V变成36V和24V，电源经整流后供保护控制电路和检测电源使用。

2、所述电流采样电路，经接口电路处理，进入单片机DZK20的A/D口，用以对电流信号进行采样；所述绝缘采样电路，经接口电路处理，进入单片机的A/D口，用以识别回路绝缘电压。

3、所述绝缘采样电路中采用一个接触继电器JC5、四个二极管、两个电阻和一个跟随器YF组成的先导接口电路，用以避免动力电对绝缘采样电路的影响。

本实用新型的工作原理如下：

隔离开关GK闭合送电，单片机DZK20得电4秒后，通过绝缘采样接口电路显示电路及设备的绝缘电阻，开关进入待启动状态。

首次使用时要进行参数设定。参数设定键要使用3个键，即设定键、上移键、移位键。它们分别由停止键1TA的常开接点、正向启动键1QA的常闭接点、反向启动键2QA的常闭接点兼用，实现一键两用。

设定时，按住停止键1TA两秒即进入设定状态，此时保护继电器BJ1断开，再按启动键1QA时，电机已经不能启动，设定可分为：启动时间设定、额定工作电流设定、互感器变比设定、过电流保护曲线设定、运行时间设定、停止时间设定、欠电流设定(工作电流小于此值停机)，完成每道设定程序后，要按住停止键1TA达2秒后即将数据储存下来。完成以上设定后，水泵进入待启动状态。

时间控制：第一次启动，人工按启动键1QA，运行设定时间到，水泵自动停止工作。停止设定时间到，水泵自动启动运行，如此循环往复。

电流控制：水泵运行电流小于设定欠电流值，水泵则自动停止工作。具体过程如下，首先要准确设定欠电流值，该值一定要大于空载电流值。例如，4KW水泵工作电流4A(交流660V)，其空载电流小于2A，欠电流设定值应大于2A，可选择3A即可。在水泵工作过程中，如水已排完而设定时间未到，水泵则延时5秒停止工作(水泵工作电流小于设定欠电流)。

水位控制：例如高水位探头触及水，延时5秒，水泵启动排水，排完水后，电机空载电流小于欠电流设定值，水泵延时5秒停止工作。

人工控制：按启动键1QA，接触器JC得电吸合，接触器JC4闭合自保。停止时按停止键1TA，接触器JC失电释放，接触器JC4断开解除自保。

保护动作：电流互感器LH采样，接口电路处理，输入单片机DZK20的A/D口，经处理后，由保护继电器BJ输出，断开控制回路，实现过电流、短路、断相、负载不平衡、堵转等故障保护。

绝缘监测：+24V电流经二极管D1、D2、绝缘电阻、接触器42电阻R1、二极管D4、电阻R0到0电位。绝缘电阻值下降，R0两端电压升高，经跟随器YF和单片机DZK20的处理，保护继电器BJ断开，开关不能送电。使控制回路断电实现保护。在启动或停止瞬间接触器JC5还没有断开或先闭合，动力电源660V可能进入绝缘监测回路，由于在这里设置了一个先导回路，避免了660V对保护线路的影响。工作原理如下：设00端为+，d3端为-，因二极管D1、D3、D4的隔离，电路不通。相反的，00端为-，d3端为+，则+电压由D3经接触器42、R1、D4、D3、D2回到00端。电压全部降到R1上，对采样电路不产生影响。这样，由于先导回路的存在，避免了660V动力电对绝缘检测采样电路的影响。

Claims

1、矿用隔爆型多功能潜水泵数字开关，它包含一个接触器控制电路，用以设定工作参数、综合保护控制器，用以交流信号输入模拟量的识别和处理，进行绝缘检测和电流检测、电源电路以及一个带有观察窗的防爆外壳，其特征在于：所述综合保护控制器是由一个单片机及单片机外围电路构成；

2、如权利要求1所述的矿用隔爆型多功能潜水泵数字开关，其特征在于：所述电流采样电路，经接口电路处理，进入单片机的A/D口，用以对电流信号进行采样；所述绝缘采样电路，经接口电路处理，进入单片机的A/D口，用以识别回路绝缘电阻。

3、如权利要求1所述的矿用隔爆型多功能潜水泵数字开关，其特征在于：所述绝缘采样电路中采用一个接触继电器、四个二极管、两个电阻和一个跟随器组成的先导接口电路，用以避免动力电对绝缘采样电路的影响。