專(zhuān)利名稱(chēng)：煤電鉆綜合保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煤電鉆的一種電源保護(hù)裝置，是對(duì)現(xiàn)有煤電鉆綜合裝置的改進(jìn)，適于在礦井下使用。
目前，礦井采掘工作面使用的手持式煤電鉆綜合裝置，主回路是采用的交流接觸器作為電源開(kāi)關(guān)，由于起動(dòng)頻繁，觸頭易燒損，會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作，而控制電路中的多采用分離式電子元件，數(shù)量多焊點(diǎn)多，在井下惡劣的環(huán)境下工作，故障率高，維修也比較困難，所以出現(xiàn)幾次故障以后，工人就放棄不用了，日久天長(zhǎng)，設(shè)備報(bào)廢，浪費(fèi)很大。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種電路簡(jiǎn)單、故障率低的安全可靠耐用的煤電鉆綜合保護(hù)裝置。
本實(shí)用新型煤電鉆綜合保護(hù)裝置，是由主電路、先導(dǎo)控制電路、短路保護(hù)電路、漏電保護(hù)電路試驗(yàn)電路和電源組成，其特點(diǎn)是在主電路中采用了可控硅KP0組成的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，先導(dǎo)控制電路和短路保護(hù)電路漏電保護(hù)電路均以集成電路為主要部件構(gòu)成的。
主電路由隔離開(kāi)關(guān)K1、熔斷器RD1、RD2、電源變壓器B1和可控硅KP0無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)構(gòu)成，用于接通或切斷煤電鉆電源的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，是將兩個(gè)單向可控硅反向并聯(lián)，再將兩個(gè)控制極連接，并用繼電器接點(diǎn)加以控制，使之有規(guī)律地工作。
無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)是反向并接的兩只可控硅，加上電壓后，一只承受正向電壓，一只承受反向電壓，在承受反向電壓可控硅的陰極和控制極之間產(chǎn)生一漏泄電流，此電流經(jīng)過(guò)承受正向電壓可控硅的控制極和陰極構(gòu)成回路，因承受正向電壓可控硅的控制極為正向電壓而導(dǎo)通，導(dǎo)通后無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)KP0兩端電壓降為1伏左右，漏泄電流也接近零，此時(shí)導(dǎo)通的可控硅仍繼續(xù)導(dǎo)通。因電源是變化的，只要繼電器接點(diǎn)JC2不斷開(kāi)，兩個(gè)反并接的可控硅就隨著電壓的周期變化而輪換導(dǎo)通，直到JC2斷開(kāi)時(shí)才截止。
先導(dǎo)控制電路由集成電路G1、繼電器J2、電阻R14、R15、R16，二極管D11、D15、D16、D17，繼電器JC、電流互感器LT、穩(wěn)壓二極管W2、電容C9組成。該電路可控制煤電鉆自動(dòng)起動(dòng)和停止，開(kāi)鉆時(shí)，15V電源經(jīng)D17、開(kāi)關(guān)K2(C相)送往電鉆繞組(C相→B相)，再由K2(B相)送往繼電器JC的常閉接點(diǎn)JC1，經(jīng)R14、D11送入集成電路G1的2、6輸入端，使G1的3端輸出低電位，使繼電器J2吸合，其常開(kāi)接點(diǎn)J21閉合接通JC(在無(wú)短路情況下繼電器J3的常開(kāi)接點(diǎn)J31為閉合的，J11、JR1為常閉接點(diǎn))，使JC的常開(kāi)接點(diǎn)JC2閉合，可控硅KP0開(kāi)關(guān)全部導(dǎo)通，接通電鉆電源，電鉆工作，與此同時(shí)，JC的常閉接點(diǎn)JC1斷開(kāi)JC1，切斷先導(dǎo)控制電路，G1的2、6輸入端的控制信號(hào)由LT的感應(yīng)信號(hào)經(jīng)D15、C9提供，保持G1的3端輸出低電位，保證J2有電吸合。
停鉆時(shí)，K2斷開(kāi)，主電路無(wú)電流，LT無(wú)輸出，G1 2、6端輸入低電位，其3端輸出高電位，J2釋放，其常開(kāi)接點(diǎn)切斷JC的電源，使JC的常開(kāi)接點(diǎn)JC2斷開(kāi)，可控硅KP0開(kāi)關(guān)無(wú)觸發(fā)信號(hào)而截止，使電纜和電鉆均無(wú)電流。
短路保護(hù)電路由三極管G4、L1－3、C6、C17、R9、R8、R7、Rt1組成電感三點(diǎn)式自激振蕩器，產(chǎn)生18KC載頻信號(hào)，輸出后分兩路送出一路經(jīng)L3、R21、R22、C11、C12、C13與127伏三相網(wǎng)路聯(lián)接，將固定頻率信號(hào)加在三相網(wǎng)路上，實(shí)現(xiàn)對(duì)該網(wǎng)路的監(jiān)測(cè)；一路經(jīng)由D9、C7、G2、J3、R10組成的檢測(cè)放大電路后輸出，為檢測(cè)電路的取樣信號(hào)。正常情況下，三相網(wǎng)路絕緣電阻高、振蕩器負(fù)載輕、槽路A′、B′兩端輸出高電壓，經(jīng)G2放大，J3有電吸合，其常開(kāi)接點(diǎn)J31閉合，給出繼電器JC工作條件，因此時(shí)G2的3端輸出低電位，可控硅KP無(wú)觸發(fā)信號(hào)而截止。
當(dāng)網(wǎng)路發(fā)生短路時(shí)，電阻R21、R22為振蕩器的主要負(fù)載，由于阻值小，負(fù)載電流顯著增大而使振蕩器停振，槽路A′、B′端無(wú)電壓，G2輸出高電位使J3釋放，常開(kāi)接點(diǎn)J31斷開(kāi)，切斷JC電源，其常開(kāi)接點(diǎn)JC21斷開(kāi)，使可控硅開(kāi)關(guān)KP0截止，主電路無(wú)電源，同時(shí)G2輸出高電位，可控硅KP導(dǎo)通，三極管G4截止。
漏電保護(hù)電路，由直流檢測(cè)和漏電控制電路組成，直流檢測(cè)電路是分別將D12與R19、D13與R17、D14與R18串聯(lián)，三個(gè)二極管的陰極分別接到A、B、C三相網(wǎng)路上，再將三個(gè)電阻的另一端連接在一起，經(jīng)R20、Rt2與15V電源相連，可連續(xù)檢測(cè)網(wǎng)路的絕緣狀態(tài)，漏電控制電路由集成塊G3、繼電器J1及常開(kāi)接點(diǎn)J13、二極管D7組成。當(dāng)某一相絕緣電阻低于1.5KΩ時(shí)，由于檢測(cè)電流增大，而使0點(diǎn)電位下降為低電位輸給G3的2、6端，而使G3的3端輸出為高電位，J1吸合，其常閉接點(diǎn)J11斷開(kāi)，JC釋放，常開(kāi)接點(diǎn)JC2斷開(kāi)，可控硅KP0無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)截止，切斷主電路，同時(shí)G3輸入端繼電器J1的常開(kāi)接點(diǎn)J13閉合接地，對(duì)漏電保護(hù)電路起閉鎖作用。
試驗(yàn)電路有三部分T2、C10組成短路試驗(yàn)電路，T1、R23構(gòu)成漏電試驗(yàn)電路，T3構(gòu)成先導(dǎo)試驗(yàn)電路。
本實(shí)用新型外殼由鋼板焊接而成，為方型，正面有觀察口，可見(jiàn)各種指示燈和歐姆表。
電源由市電220伏變壓得127伏和20伏交流電、20伏電經(jīng)整流集成塊穩(wěn)壓后得15伏直流電源。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有煤電鉆綜合裝置比較有如下優(yōu)點(diǎn)1、由于在電路中采用了集成電路部件，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，減少了元器件數(shù)量，縮小了體積，降低了故障率。
2、主電路采用了可控硅無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，避免接觸器的觸頭燒損，消除了電火花，在惡劣的環(huán)境下工作安全可靠，使用壽命長(zhǎng)，維修量小。


圖1是煤電鉆綜合保護(hù)裝置的外形示意圖；圖2是煤電鉆綜合保護(hù)裝置的電路原理圖。
圖3是可控硅KP0無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制原理圖。
圖中DX為煤電鉆，1為進(jìn)線(xiàn)孔，2為出線(xiàn)孔，3為觀察窗，4為按鍵，集成電路為NE655，I1為漏泄電流，Rfz為負(fù)載電阻。
按照上述設(shè)計(jì)方案制造一臺(tái)井下用煤電鉆綜合保護(hù)裝置，其額定容量2.5KVA，工作電壓660V／380V／127V電纜短路保護(hù)范圍0－－300米(4mm2電纜)，漏電保護(hù)的動(dòng)作1.5－－3KΩ，該裝置帶一臺(tái)127V、1.2KW的煤電鉆，在煤礦井下使用效果良好，動(dòng)作靈敏，準(zhǔn)確可靠。
權(quán)利要求1.一種煤電鉆綜合保護(hù)裝置，由主電路、先導(dǎo)控制電路、短路保護(hù)電路、漏電保護(hù)電路試驗(yàn)電路和電源組成，其特征是a)、主電路中采用了可控硅KPO組成的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)；b)、先導(dǎo)控制電路、短路保護(hù)電路、漏電保護(hù)電路均以集成電路(G1、G2、G3)為主要部件構(gòu)成的。
2.按照權(quán)利要求1所述的保護(hù)裝置，其特征是主電路用于接通或斷煤電鉆電源的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，是將兩個(gè)單向可控硅KP0反向并聯(lián)，再將兩個(gè)控制極點(diǎn)連接，并用繼電器JC接點(diǎn)JC2加以控制。
3.按照權(quán)利要求1所述的保護(hù)裝置，其特征是先導(dǎo)電路由集成電路G1、繼電器J2、電阻R14、R15、R16，二極管D11、D15、D16、D17，繼電器JC、電流互感器LT、穩(wěn)壓二極管W2、電容C9組成，該電路可控制煤電鉆DX自動(dòng)起停，開(kāi)鉆時(shí)，15V電源經(jīng)D17、開(kāi)關(guān)K2(C相)送往電鉆DX繞組(C相→B相)，再由K2(B相)送往繼電器JC的常閉接點(diǎn)JC1，經(jīng)R14、D11送入集成電路G1的2、6輸入端，使G1的3端輸出低電位，使繼電器J2吸合，其常開(kāi)接點(diǎn)J21閉合接通JC，使JC的常開(kāi)接點(diǎn)閉合，可控硅KP0開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，接通電源，電鉆DX工作。同時(shí)，JC的常閉接點(diǎn)JC1斷開(kāi)，切斷先導(dǎo)控制電路，G1的2、6輸入端的控制信號(hào)，由LT的感應(yīng)信號(hào)經(jīng)D15、C9提供，保持G1的3端輸出低電位，保證J2有電吸合。停鉆時(shí)，K2斷開(kāi)，LT無(wú)輸出，G1的2、6輸入端經(jīng)5－7秒延時(shí)后為低電位，其3端輸出高電位，J2釋放，其常開(kāi)接點(diǎn)J21，切斷JC的電源，使JC的常開(kāi)接點(diǎn)打開(kāi)，可控硅KP9開(kāi)關(guān)無(wú)觸發(fā)信號(hào)而截止。
4.按照權(quán)利要求1所述的保護(hù)裝置，其特征是短路保護(hù)電路由三極管G4、L1－3、C6、C17、R9、R6、R8、R7、Rt1組成電感三點(diǎn)式自激振蕩器，產(chǎn)生18KC載頻信號(hào)，輸出分兩路送出，其特征是一路經(jīng)由D9、C7、G2、J3、R10組成的檢測(cè)放大電路后輸出，為檢測(cè)電路的取樣信號(hào)，正常情況下，三相網(wǎng)路絕緣電阻高，振蕩器負(fù)載輕，槽路A′、B′兩端輸出高電壓，經(jīng)G2放大，J3有電吸合，其常開(kāi)接點(diǎn)J31閉合，給出繼電器JC工作條件，因此時(shí)G2的3端輸出低電位，可控硅KP無(wú)觸發(fā)信號(hào)而截止。當(dāng)網(wǎng)路發(fā)生短路時(shí)，電阻R21、R22為振蕩器的主要負(fù)載，由于阻值小，負(fù)載電流顯著增大而使振蕩器停振，槽路A′、B′兩端無(wú)電壓，G2輸出高電位使J3釋放，常開(kāi)接點(diǎn)J31斷開(kāi)，切斷JC電源，其常開(kāi)接點(diǎn)JC2斷開(kāi)，可控硅開(kāi)關(guān)KP0截止，主電路無(wú)電源，同時(shí)G2輸出高電位，可控硅KP導(dǎo)通，三極管G4截止。
5.按照權(quán)利要求1所述的保護(hù)裝置，其特征是漏電保護(hù)電路，由直流檢測(cè)和漏電控制電路組成，直流檢測(cè)電路是分別將D12與R19、D13與R17、D14與R18串聯(lián)，三個(gè)二極管的陰極分別接到A、B、C三相網(wǎng)路上，再將三個(gè)電阻的另一端連接在一起，經(jīng)R20、Rt2與15V電源相連，可連續(xù)檢測(cè)網(wǎng)路的絕緣狀態(tài)，漏電控制電路由集成塊G3繼電器J1及常開(kāi)接點(diǎn)J13、二極管D7組成，當(dāng)某一項(xiàng)絕緣電阻低于1.5KΩ時(shí)，由于檢測(cè)電流增加，而使0點(diǎn)電位下降為低電位輸給G3的2、6輸入端，而使G3的3端輸出為高電位，J1吸合，其常閉接點(diǎn)J11斷開(kāi)，JC釋放，常開(kāi)接點(diǎn)JC2斷開(kāi)可控硅KP0無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)截止，同時(shí)G3輸入端繼電器J1的常開(kāi)接點(diǎn)J13閉合接地，起閉鎖作用。
專(zhuān)利摘要煤電鉆綜合保護(hù)裝置，是由主電路、先導(dǎo)控制電路、短路電路和漏電保護(hù)電路組成，主電路采用了無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，保護(hù)電路采用了集成電路為主要部件，漏電保護(hù)電路由直流檢測(cè)電路和漏電控制電路組成。
本實(shí)用新型電路簡(jiǎn)單、元件少、焊點(diǎn)數(shù)少、體積小、故障率低，適于在井下惡劣環(huán)境下工作。
文檔編號(hào)H02H7/085GK2151565SQ9223571
公開(kāi)日1993年12月29日 申請(qǐng)日期1992年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月29日
發(fā)明者劉生君 申請(qǐng)人:撫順礦務(wù)局老虎臺(tái)礦