專利名稱：礦用隔爆型過零釋放開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電氣控制領(lǐng)域，特別涉及一種控制電機運行與停機中實現(xiàn)設(shè)備三相交流電機在需要停機時在三相交流電網(wǎng)電流過零時分斷的礦用隔爆型過零釋放開關(guān)。
背景技術(shù)：
目前煤礦井下電氣設(shè)備在正常停機或故障停機時，由于礦用隔爆型開關(guān)真空管分斷能力比空氣接觸器或空氣斷路器分斷能力強，往往在電網(wǎng)電流未過零時強行分斷，導(dǎo)致電機電感線圈上產(chǎn)生遠遠高于其正常運行時的過電壓，造成線圈絕緣損壞或擊穿，同時過高的反電動勢進入智能監(jiān)控器(或稱保護器)，損壞智能監(jiān)控器，導(dǎo)致煤礦井下設(shè)備不能正常運行。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種可實現(xiàn)煤礦井下三相交流用電設(shè)備停機時在電流過零時被切斷主回路供電電源的礦用隔爆型過零開關(guān)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的停機時由于電機電感線圈上產(chǎn)生遠遠高于其正常運行時的過電壓，造成線圈絕緣損壞或擊穿，損壞智能監(jiān)控器(或稱保護器)，導(dǎo)致煤礦井下設(shè)備不能正常運行的問題。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:一種礦用隔爆型過零釋放開關(guān)，由防爆殼體、操作機構(gòu)、電氣控制部分三部分組成；所述防爆殼體包括防爆接線箱和防爆主箱，防爆接線箱內(nèi)設(shè)有進線接線端子、出線接線端子和控制線接線端子，進線接線端子用于連接三相電源線，進線接線端子下端進入防爆主箱，出線接線端子用于連接被控設(shè)備的電源線，防爆主箱用于安裝操作機構(gòu)和電氣控制部分；所述操作機構(gòu)安裝在防爆主箱上，用于過零釋放開關(guān)的操作；電氣控制部分電氣控制部分全部安裝在防爆主箱內(nèi)，用于過零釋放開關(guān)的電氣控制；所述電氣控制部分由過零裝置、電氣控制單元、取樣單元、智能綜合控制器、過零分斷觸發(fā)控制單元、主回路開斷裝置、信號預(yù)處理器組成，電氣控制單元分別連接過零分斷裝置和取樣單元，過零分斷裝置和取樣單元與供電三相電源線串聯(lián)，過零開斷控制裝置與主回路開斷控制裝置并聯(lián)，過零分斷裝置連接過零分斷觸發(fā)控制單元，取樣單元連接信號預(yù)處理器，零分斷觸發(fā)控制單元和信號預(yù)處理器均連接智能綜合控制器；主回路開斷控制裝置前端接至三相電源，主回路開斷控制裝置后端接至出線接線端子，出線接線端子上接被控設(shè)備電源線。所述防爆主箱與防爆接線箱連接處設(shè)有隔板，通過隔板分隔為兩個獨立的部分，所述防爆接線箱上端設(shè)有防爆接線箱蓋，防爆接線箱的正面開設(shè)有控制線引入引出裝置，側(cè)面分別開設(shè)有一組電纜引出裝置和電纜引入裝置，防爆接線箱內(nèi)設(shè)有控制線接線座，防爆接線箱頂部設(shè)有電纜進線接地裝置和電纜出線接地裝置，隔板上設(shè)置有進線接線端子、出線接線端子、控制線接線端子。防爆接線箱頂部設(shè)有電源防護支架，電源防護支架上設(shè)有絕緣護板，進線端子通過安裝在電源防護支板上的絕緣護板與出線接線端子隔開。[0008]所述操作機構(gòu)包括設(shè)置在防爆主箱的主箱蓋上的操作按鈕，設(shè)置在防爆主箱一側(cè)的停機按鈕、換向手把、閉鎖螺桿、擋塊，換向手把通過聯(lián)動軸裝配在防爆主箱上，停機按鈕、和換向手把、閉鎖螺桿、擋塊用于實現(xiàn)門電聯(lián)鎖，即打開主箱蓋時，防爆主箱內(nèi)的電氣控制部分不能帶電；而當(dāng)關(guān)上主箱蓋時，防爆主箱內(nèi)的電氣控制部分才能通電運行。主箱蓋上通過按鈕座安裝有按鈕，按鈕與按鈕座之間設(shè)有復(fù)位彈簧。所述防爆主箱的主箱蓋上設(shè)有觀察窗。所述的電氣控制部分上的主回路開斷控制裝置為真空接觸器或真空斷路器。所述的過零開斷控制裝置為電力電子器件，如可控硅、IGBT、IGCT或者其它可控制的電力電子器件。本實用新型的有益效果是:本實用新型的優(yōu)點在于可使用電設(shè)備隨機的斷電操作變?yōu)榻涣麟娏髟谶^零點時停止工作。完全避開了停電瞬間因真空管的截流而在電機線圈上產(chǎn)生的過電壓。本實用新型還具有漏電閉鎖保護、過載保護、短路保護、相不平衡保護、過壓保護、欠壓保護等功能。本實用新型還具有網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接、通訊和紅外線操作等功能。由于本實用新型的實施，對煤礦井下設(shè)備電機及電網(wǎng)起動了有效的保護，其優(yōu)點是顯而易見的:一、可有效防止電網(wǎng)出現(xiàn)由截流而產(chǎn)生的過電壓；二、可有效保護電網(wǎng)上智能保護器(監(jiān)控器的可靠、有效運行)；三、可減小設(shè)備電機因過電壓而造成損害或擊穿。

圖1是本實用新型的防爆殼體主視圖；圖2是圖1的左視圖；圖3是圖1的右視圖；圖4是圖1的俯視圖；圖5是本實用新型的控制原理框圖；圖6是本實用新型的智能控制器原理框圖。其中，I 一防爆接線箱蓋、2 —控制線引入引出裝置、3 —防爆接線箱、4 一電纜引出裝置、5 —觀察窗、6 —聯(lián)動軸裝配、7 —操作按鈕、8 —換向手把、9 一主箱蓋、10 —底架、11 一電纜引出裝置、12 —隔板、13 —防爆主箱、14 一進線接線端子、15 —出線接線端子、16 一過零分斷裝置、17 -電氣控制單元、18 一取樣單元、19 一控制線接線端子、20 —控制線接線座、21 —停機按鈕、22 —閉鎖螺桿、23 —擋塊、24 —按鈕座、25 —復(fù)位彈簧、26 —電纜出線接地裝置、27 —電纜進線接地裝置、28 —電源防護板支架、29-主回路開斷控制裝置、30 一信號預(yù)處理器、31 —過零分斷觸發(fā)控制單元、32 —智能綜合控制器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。如圖1-5所示，一種礦用隔爆型過零釋放開關(guān)，由防爆殼體、操作機構(gòu)、電氣控制部分三部分組成；防爆殼體包括防爆接線箱3和防爆主箱13，防爆接線箱3內(nèi)設(shè)有進線接線端子14、出線接線端子15和控制線接線端子19，進線接線端子14用于連接三相電源線，進線接線端子14下端進入防爆主箱13，出線接線端子15用于連接被控設(shè)備的電源線，防爆主箱13用于安裝操作機構(gòu)和電氣控制部分；操作機構(gòu)安裝在防爆主箱13上，用于過零釋放開關(guān)的操作；電氣控制部分電氣控制部分全部安裝在防爆主箱13內(nèi)，用于過零釋放開關(guān)的電氣控制；電氣控制部分由過零裝置16、電氣控制單元17、取樣單元18、智能綜合控制器32、過零分斷觸發(fā)控制單元31、主回路開斷裝置29、信號預(yù)處理器30組成，電氣控制單元17分別連接過零分斷裝置16和取樣單元18，過零分斷裝置16和取樣單元18與供電三相電源線串聯(lián)，過零開斷控制裝置16與主回路開斷控制裝置29并聯(lián)，過零分斷裝置16連接過零分斷觸發(fā)控制單元31，取樣單元18連接信號預(yù)處理器30，零分斷觸發(fā)控制單元31和信號預(yù)處理器30均連接智能綜合控制器32 ;主回路開斷控制裝置29前端接至三相電源，主回路開斷控制裝置29后端接至出線接線端子19，出線接線端子19上接被控設(shè)備電源線。防爆主箱13與防爆接線箱3連接處設(shè)有隔板12，通過隔板12分隔為兩個獨立的部分，防爆接線箱3上端設(shè)有防爆接線箱蓋1，防爆接線箱3的正面開設(shè)有控制線引入引出裝置2，側(cè)面分別開設(shè)有一組電纜引出裝置4和電纜引入裝置11，防爆接線箱3內(nèi)設(shè)有控制線接線座20，防爆接線箱3頂部設(shè)有電纜進線接地裝置27和電纜出線接地裝置26，隔板12上設(shè)置有進線接線端子14、出線接線端子15、控制線接線端子19。防爆接線箱3頂部設(shè)有電源防護支架28，電源防護支架28上設(shè)有絕緣護板，進線端子14通過安裝在電源防護支板28上的絕緣護板與出線接線端子15隔開。操作機構(gòu)包括設(shè)置在防爆主箱13的主箱蓋9上的操作按鈕7，主箱蓋9上通過按鈕座24安裝有按鈕7，按鈕7與按鈕座之間設(shè)有復(fù)位彈簧25，設(shè)置在防爆主箱13 —側(cè)的停機按鈕21、換向手把8、閉鎖螺桿22、擋塊23，換向手把8通過聯(lián)動軸6裝配在防爆主箱13上，停機按鈕21、和換向手把8、閉鎖螺桿22、擋塊23用于實現(xiàn)門電聯(lián)鎖，即打開主箱蓋9時，防爆主箱13內(nèi)的電氣控制部分不能帶電；而當(dāng)關(guān)上主箱蓋9時，防爆主箱13內(nèi)的電氣控制部分才能通電運行。防爆主箱13的主箱蓋9上設(shè)有觀察窗5?？梢酝ㄟ^觀察窗5得知運行時的狀態(tài)參數(shù)與查詢故障等信息。防爆主箱底部設(shè)有底架10。電氣控制部分上的主回路開斷控制裝置29為真空接觸器或真空斷路器。過零開斷控制裝置16為電力電子器件，如可控硅、IGBT, IGCT或者其它可控制的電力電子器件。礦用隔爆型過零釋放開關(guān)的電氣控制部分全部放置在防爆主箱13內(nèi)，在煤礦井下使用時，將三相電源線(L1、L2、L3)從電纜引入裝置11引入防爆接線箱3，接至進線端子14的上端，并壓緊，將被控制設(shè)備的電源線(U、V、W)從電纜出線端子引入防爆接線箱3，接至出線端子15，并壓緊；進線接線端子14與出線接線端子15的下端穿過隔板12進入防爆主箱13。防爆主箱13與防爆接線箱3通過隔板12分隔為兩個獨立的部分，便于接線、裝配與維修。礦用隔爆型過零釋放開關(guān)防爆接線箱內(nèi)的進線端子14通過安裝在電源防護支板28上的絕緣護板與出線接線端子15隔開；電源線接地接至進線接地裝置27、被控設(shè)備電源線(U、V、W)中的接地線接至電纜出線接裝置26。礦用隔爆型過零釋放開關(guān)的電氣控制部分全部安裝在防爆主箱13內(nèi)。礦用隔爆型過零釋放開關(guān)的操作通過操作按鈕7、復(fù)位彈簧25、停機按鈕21、換向手把8來完成，可以通過觀察窗5得知運行時的狀態(tài)參數(shù)與查詢故障等信息。礦用隔爆型過零釋放開關(guān)通過閉鎖螺桿22、擋塊23、停機按鈕21、換向手把8來實現(xiàn)門電聯(lián)鎖，即打開主箱蓋9時，防爆主箱13內(nèi)的電氣控制部分不能帶電；而當(dāng)關(guān)上主箱蓋9時，防爆主箱13內(nèi)的電氣控制部分才能通電運行。礦用隔爆型過零釋放開關(guān)的電氣控制部分17通過進線端子14、出線端子15將受能斷控制的電源與主線路連接，通過控制線端子19與控制線接線座20將電氣控制部分及設(shè)備運行時的信號傳出，與煤礦井下的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，并將網(wǎng)絡(luò)指令信號傳入，進行遙控操作。礦用隔爆型過零釋放開關(guān)的上述零部件通過焊接、螺栓連接等方式裝配在一起，放置在底架10上，組成完整的一臺設(shè)備。礦用隔爆型過零釋放開關(guān)工作時，首先將換向手把8向左或向右轉(zhuǎn)動至合閘位置；此時，智能控制器(圖6)中的變壓器得電工作，開關(guān)電源輸出智能保護器工作所需要的直流電壓，智能保護器工作；智能保護器工作后，首先進行自檢，如有故障則報警并顯示，然后對負載側(cè)的線路進行絕緣監(jiān)測，當(dāng)負載側(cè)絕緣阻值達到國家標(biāo)準(zhǔn)要求值以上時，智能保護器允許開關(guān)起動運行；智能保護器在開關(guān)起動運行前，根據(jù)所帶負載設(shè)備電機進行各項參數(shù)設(shè)置，如負載電流、短路倍數(shù)等設(shè)置，并通過觀察窗5觀察顯示器所顯示的值進行參數(shù)微調(diào)，例如，當(dāng)電壓值與實際值有偏差時，進入保護器參數(shù)微調(diào)菜單，將數(shù)值調(diào)整到與實際值一至，同理電流值也可微調(diào)，這樣能有效的保護電網(wǎng)及設(shè)備電機；上述工作完成后，按下起動按鈕，設(shè)備運行，智能保護器進行實時監(jiān)測，判斷是否正常，決定是否停機。當(dāng)設(shè)備需要停機時，按下停機按鈕，此信號通過與保護器控制端口進入智能保護器，經(jīng)抗干擾處理(防抖，以消除因誤操作而出現(xiàn)的干擾信號)，進入中央處理器，通過邏輯判斷將電網(wǎng)電流信號取樣與之一起處理，一方面將主回路開斷裝置29分斷，同時過零控制16接通，另一方面輸出過零信號控制觸發(fā)控制，進而由觸發(fā)控制使過零控制16在電網(wǎng)電流過零點時斷開，達到保護電機的目的。當(dāng)設(shè)備需要反轉(zhuǎn)時，按下停機按鈕，轉(zhuǎn)動換向手把。此時，停機信號通過與保護器控制端口進入智能保護器，經(jīng)抗干擾處理(防抖，以消除因誤操作而出現(xiàn)的干擾信號)，進入中央處理器，通過邏輯判斷將電網(wǎng)電流信號取樣與之一起處理，一方面將主回路開斷裝置29分斷，同時過零控制16接通，另一方面輸出過零信號控制觸發(fā)控制，進而由觸發(fā)控制使過零控制16在電網(wǎng)電流過零點時斷開，達到保護電機的目的。當(dāng)電網(wǎng)或設(shè)備電機出現(xiàn)故障需要時，通過信號取樣，信號預(yù)處理，將信號送入中央處理器，通過與中央處理器內(nèi)部存儲的標(biāo)準(zhǔn)信號進行了邏輯判斷，確定電網(wǎng)及電氣設(shè)備的故障類別以及故障程度，決定動作時間。一方面將主回路開斷裝置29分斷，同時過零控制16接通；另一方面輸出過零信號控制觸發(fā)控制，進而由觸發(fā)控制使過零控制16在電網(wǎng)電流過零點時斷開；另一方面將故障類別、故障時間送到顯示器，便于人機對話；另一方面，將故障類別、故障時間送至記憶單元，便于查詢。如圖6所示，礦用隔爆型過零釋放開關(guān)可通過紅外遙控器在防爆主箱13外操作，信號通過智能控制器紅外接收器接收并傳遞至智能控制器，能完成按鈕7的所有操作功能，極為方便。煤礦井下設(shè)備組成網(wǎng)絡(luò)時，礦用隔爆型過零釋放開關(guān)通過通訊端口與網(wǎng)絡(luò)共享數(shù)據(jù)。礦用隔爆型過零釋放開關(guān)的操作能通過通訊端口受控于煤礦井下中央控制系統(tǒng)或上位機，同時能將運行參數(shù)傳輸?shù)街醒氡O(jiān)控器及中央顯示器大屏幕上，便于集中控制與調(diào)度；上位機可查詢礦用隔爆型過零釋放開關(guān)的運行方式與參數(shù)、開關(guān)運行狀態(tài)、發(fā)生故障后的有關(guān)信息；能實現(xiàn)遙控-開關(guān)的合、分閘，遙調(diào)-調(diào)節(jié)開關(guān)運行參數(shù)，遙測-遠方測量信號，遙信-查詢分、合閘等四遙功能。當(dāng)用遙控器進行紅外線操作時，將遙控器對準(zhǔn)觀察窗口，按下遙控器上的相應(yīng)按鍵，就能完成門蓋上按鈕能完成的所有操作功能。以上所述的僅是本實用新型的優(yōu)先實例。應(yīng)當(dāng)指出對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員平說，在本實用新型所提供的技術(shù)啟示下，作為本領(lǐng)域的公知常識，還可以做出等同變形和改進；本實用新型所提供的技術(shù)也可應(yīng)用于電壓過零釋放；本實用新型所涉及的技術(shù)也能應(yīng)用于組合類(多回路)的組合開關(guān)中；本實用新型所涉及的技術(shù)也可應(yīng)用于電力電子器件組成的類似開關(guān)的其它領(lǐng)域；在其它有爆炸性氣體或粉塵環(huán)境的場所同樣能應(yīng)用本實用新型專利技術(shù)；也應(yīng)視為本實用新型保護范圍。
權(quán)利要求1.一種礦用隔爆型過零釋放開關(guān)，其特征在于:由防爆殼體、操作機構(gòu)、電氣控制部分三部分組成；所述防爆殼體包括防爆接線箱(3)和防爆主箱(13)，防爆接線箱(3)內(nèi)設(shè)有進線接線端子(14)、出線接線端子(15)和控制線接線端子(19)，進線接線端子(14)用于連接三相電源線，進線接線端子(14)下端進入防爆主箱(13)，出線接線端子(15)用于連接被控設(shè)備的電源線，防爆主箱(13)用于安裝操作機構(gòu)和電氣控制部分；所述操作機構(gòu)安裝在防爆主箱(13)上，用于過零釋放開關(guān)的操作；電氣控制部分電氣控制部分全部安裝在防爆主箱(13)內(nèi)，用于過零釋放開關(guān)的電氣控制；所述電氣控制部分由過零裝置(16)、電氣控制單元(17)、取樣單元(18)、智能綜合控制器(32)、過零分斷觸發(fā)控制單元(31)、主回路開斷裝置(29)、信號預(yù)處理器(30)組成，電氣控制單元(17)分別連接過零分斷裝置(16)和取樣單元(18)，過零分斷裝置(16)和取樣單元(18)與供電三相電源線串聯(lián)，過零開斷控制裝置(16)與主回路開斷控制裝置(29)并聯(lián)，過零分斷裝置(16)連接過零分斷觸發(fā)控制單元(31)，取樣單元(18)連接信號預(yù)處理器(30)，零分斷觸發(fā)控制單元(31)和信號預(yù)處理器(30)均連接智能綜合控制器(32);主回路開斷控制裝置(29)前端接至三相電源，主回路開斷控制裝置(29)后端接至出線接線端子(19)，出線接線端子(19)上接被控設(shè)備電源線。
2.如權(quán)利要求1所述的礦用隔爆型過零釋放開關(guān)，其特征在于:所述防爆主箱(13)與防爆接線箱(3)連接處設(shè)有隔板(12)，通過隔板(12)分隔為兩個獨立的部分，所述防爆接線箱(3)上端設(shè)有防爆接線箱蓋(1)，防爆接線箱(3)的正面開設(shè)有控制線引入引出裝置(2)，側(cè)面分別開設(shè)有一組電纜引出裝置(4)和電纜引入裝置(11)，防爆接線箱(3)內(nèi)設(shè)有控制線接線座(20 )，防爆接線箱(3 )頂部設(shè)有電纜進線接地裝置(27 )和電纜出線接地裝置(26)，隔板(12)上設(shè)置有進線接線端子(14)、出線接線端子(15)、控制線接線端子(19)。
3.如權(quán)利要求2所述的礦用隔爆型過零釋放開關(guān)，其特征在于:防爆接線箱(3)頂部設(shè)有電源防護支架(28)，電源防護支架(28)上設(shè)有絕緣護板，進線端子(14)通過安裝在電源防護支板(28)上的絕緣護板與出線接線端子(15)隔開。
4.如權(quán)利要求1所述的礦用隔爆型過零釋放開關(guān)，其特征在于:所述操作機構(gòu)包括設(shè)置在防爆主箱(13)的主箱蓋(9)上的操作按鈕(7)，設(shè)置在防爆主箱(13) —側(cè)的停機按鈕(21)、換向手把(8 )、閉鎖螺桿(22 )、擋塊(23 )，換向手把(8 )通過聯(lián)動軸(6 )裝配在防爆主箱(13)上，停機按鈕(21)、和換向手把(8)、閉鎖螺桿(22)、擋塊(23)用于實現(xiàn)門電聯(lián)鎖，SP打開主箱蓋(9)時，防爆主箱(13)內(nèi)的電氣控制部分不能帶電；而當(dāng)關(guān)上主箱蓋(9)時，防爆主箱(13)內(nèi)的電氣控制部分才能通電運行。
5.如權(quán)利要求4所述的礦用隔爆型過零釋放開關(guān)，其特征在于:主箱蓋(9)上通過按鈕座(24 )安裝有按鈕(7 )，按鈕(7 )與按鈕座(7 )之間設(shè)有復(fù)位彈簧(25 )。
6.如權(quán)利要求4所述的礦用隔爆型過零釋放開關(guān)，其特征在于:所述防爆主箱(13)的主箱蓋(9)上設(shè)有觀察窗(5)。
7.如權(quán)利要求1所述的礦用隔爆型過零釋放開關(guān)，其特征在于:所述的電氣控制部分上的主回路開斷控制裝置(29)為真空接觸器或真空斷路器。
8.如權(quán)利要求1所述的礦用隔爆型過零釋放開關(guān)，其特征在于:所述的過零開斷控制裝置(16)為電力電子器件，如可控硅、IGBT、IGCT或者其它可控制的電力電子器件。
9.如權(quán)利要求1-9任一所述的礦用隔爆型過零釋放開關(guān)，其特征在于:所述防爆主箱底部設(shè)有底架(10)。
專利摘要本實用新型提供了一種可實現(xiàn)煤礦井下三相交流用電設(shè)備停機時在電流過零時被切斷主回路供電電源的礦用隔爆型過零釋放開關(guān)，由防爆殼體、操作機構(gòu)、電氣控制部分組成；所述防爆殼體包括防爆接線箱和防爆主箱，防爆接線箱內(nèi)設(shè)有進線接線端子、出線接線端子和控制線接線端子，進線接線端子用于連接三相電源線，進線接線端子下端進入防爆主箱，出線接線端子用于連接被控設(shè)備的電源線，防爆主箱用于安裝操作機構(gòu)和電氣控制部分；所述操作機構(gòu)安裝在防爆主箱上，用于過零釋放開關(guān)的操作；電氣控制部分電氣控制部分全部安裝在防爆主箱內(nèi)，用于過零釋放開關(guān)的電氣控制。本實用新型可使用電設(shè)備隨機的斷電操作變?yōu)榻涣麟娏髟谶^零點時停止工作。
文檔編號H02B1/04GK202940468SQ20122066234
公開日2013年5月15日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者魚永平 申請人:甘肅容和礦用設(shè)備集團有限公司