[發明專利]一種井下緊急避險設施用備用電源

無效

• 申請號: 201110441881.7
• 申請日: 2011-12-26
• 公開（公告）號: CN103178606A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 袁學慶;劉曉明;劉偉軍;王雷;李博;辛榮健
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所;江蘇新力科技實業有限公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02H7/18;H02H3/08
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

技術領域

本發明涉及煤礦井下緊急避險系統領域，具體地說是一種為井下緊急避險設施提供動力的大容量備用電源。

背景技術

我國是世界產煤大國，由于作業設備和工藝相對落后，各類礦難事故頻繁發生，導致煤礦事故死亡人數居世界首位。井下緊急避險設施是在井下發生災害事故時，為無法及時撤離的遇險人員提供生命保障的密閉空間，是井下救援的重要組成部分。在礦難發生后外電中斷時，井下緊急避險設施的備用電源擔負著為避險設施提供動力，維持其繼續工作的任務，重要性不言而喻。但由于井下環境復雜，極易發生爆炸，加之緊急避險設施內空間有限，因此要求備用電源安全可靠、比能量高、維護方便或免維護。現有的井下電源均容量較小，體積龐大，且沒有安全可靠的控制系統，無法滿足緊急避險設施的使用要求。目前尚未發現適用于井下緊急避險設施的大容量動力備用電源。

發明內容

為了解決現有備用電源不適用于井下緊急避險設施的問題，本發明提供一種比能量高、安全可靠的大容量動力的井下緊急避險設施用備用電源。

為實現本發明的目的，本發明采取如下技術方案：

一種井下緊急避險設施用備用電源，其特征在于：該電源采用分布式結構，即為主控備用電源和從屬備用電源，其中主控備用電源包括電源防爆箱和與其電源連接的液晶顯示模塊；其中，電源防爆箱內分為電池腔、接線腔、電控腔和開關腔，電池腔內設有電池模塊，電控腔內設有控制系統；接線腔內裝有本安接線端子和非本安接線端子；從屬備用電源由電源防爆箱和其電池腔中的電池模塊組成，根據需要可配置相應數量的從屬備用電源，各從屬備用電源與主控備用電源的電池模塊并聯，由主控備用電源控制。

電源防爆箱電池腔內包括3路溫度傳感器和電池模塊，通過各溫度傳感器用作多點溫度采集，其輸出端的多點溫度信號送至主控板CPU輸入端，電池模塊接電源主控板輸入端。

電池模塊采用鋰/亞硫酰氯一次電池，該電池模塊由各支路的電池組成，每支路的各單體電池分別并聯一個二極管，各支路上還增設有電池的保護電路。

液晶顯示模塊為本質安全型式，包括增設了保護電路和光耦隔離模塊，外部電源經保護電路限流輸出的安全電壓分別接至液晶顯示屏和液晶模塊CPU輸入端，主控板CPU通過光耦隔離模塊與液晶模塊CPU通訊。

電控腔內的控制系統包括電源主控板、電源轉換模塊、本安電源模塊、3路本安電源輸出模塊及2路非安輸出端子；外部電源一路直接通過本安電源模塊接至液晶顯示模塊輸入端，另一路通過電源轉換模塊輸出的4路電壓，其中一路接至電源主控板，另3路輸出電壓分別與電源主控板輸出端3路電壓并聯，再分別接至3路本安電源輸出模塊輸入端及2路非安輸出端子；電源主控板與液晶顯示模塊互連接，電源主控板輸出的一路電壓接至本安電源模塊輸入端。

電源主控板主要包括主控板CPU、電流傳感器、繼電器、隔離模塊，其中，各本安電源輸出模塊輸出端A的電壓檢測信號經隔離模塊接至主控板CPU輸入端，電池腔中各溫度傳感器輸出端的溫度檢測信號接至主控板CPU輸入端，電池模塊輸出端一路經電源轉換模塊接主控板CPU，另一路經電流傳感器輸出端分別接至繼電器的輸入端，各繼電器輸出信號分別接至3路本安電源輸出模塊輸入端及2路非安輸出端子，電流傳感器前端的總電壓信號接至主控板CPU，實現對電池模塊輸出總電壓、總電流及電池腔溫度和本安電源輸出模塊輸出電壓的實時檢測。

本發明與現有技術相比有益效果及優點：

1.本發明備用電源結構緊湊，操作簡便。針對避險設施內空間狹小的問題，采用分布式結構，為主控備用電源和多個從屬備用電源，可以根據用戶需要選取相應數量從屬備用電源與主控備用電源組合使用；每個備用電源體積小，重量輕，便于安裝及搬運。

2.本發明備用電源響應迅速，安全可靠。通過電源主控板結合其配備的軟件不僅能夠在外電斷電時實現迅速切換，還能對電池進行安全控制，降低了井下作業設備的危險性。

3.本發明備用電源工作時間長，輸出接口多。選用的鋰/亞硫酰氯電池是所有防爆標準規定的電池中比能量最高的，可以支持用電設備長時間工作；設有3路本安電源輸出模塊及2路非安電源模塊輸出，用戶可根據負載電壓的大小選擇相應本安電源輸出模塊進行配置。

4.本發明備用電源維護方便。通過電源主控板設有對信號采集和處理電路，結合其配備的軟件能夠實現元器件損壞時的故障定位功能，能夠通過內部的邏輯判斷準確定位出現問題的元器件并將其通過液晶顯示屏顯示出來，操作人員可直接將問題器件更換而不用自行花費時間排故。