[發明專利]遠距主動斷電和送電的煤礦防爆開關裝置和方法

無效

• 申請號: 201210412931.3
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN103779958A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 張忠國;于向東
• 申請（專利權）人: 中國煤炭科工集團太原研究院
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.主動斷電和送電的防爆開關(含具有隔離開關或隔離換向開關的防爆電氣)裝置，包括在煤礦分支供電系統中共同控制動力電運行的防爆饋電開關、防爆控制開關(含防爆電磁啟動器，下同)和連接電纜，以及隔爆外殼、電源接線腔、斷路器、電源變壓器、隔離開關或隔離換向開關(簡稱隔離開關)、磁力起動器、控制和顯示單元、隔離開關操作手把、隔離開關輔助觸點；本主動斷電和送電的防爆控制開關裝置特征在于，具有：

1.1隔離開關狀態判斷系統，其采集、判斷受電防爆控制開關的隔離開關工作狀態，該系統由隔離開關輔助觸點狀態和防爆饋電開關主回路電流狀態兩部分組成，以隔離開關輔助觸點狀態為主、主回路電流狀態為輔助依據，電源和邏輯單元A綜合二者的信息、將判斷結果作為輸出，命令控制顯示單元A做出相應控制動作；

1.2本安電源先導饋電閉鎖系統，防爆控制開關停電后發出信號、閉鎖防爆饋電開關不能送電、由本質安全電源和閉鎖信號系統組成，其由防爆饋電開關發送的動力載波高頻能源形成本質安全電源，使防爆控制開關在沒有動力電的情況下有弱電電源提供給基本信號指示和邏輯電路正常工作，并向電源和邏輯單元A提供相應狀態信息，先導閉鎖斷路器的動作；

1.3蓋閉鎖信號單元，對電源接線腔的蓋板是否閉合狀態的檢測和閉鎖、確保在電源接線腔蓋閉合后防爆饋電開關才具備送電和防爆控制開關具備受電條件，由蓋閉鎖裝置和蓋閉合信號兩部分組成、它們由不同的電源供電、達到對電源接線腔蓋的閉鎖和檢測；

1.4開關量數字化轉換和傳輸系統，其將開關量信號轉換為數字編碼信號、在防爆控制開關與防爆饋電開關以及動力線或控制信號芯線、光纖芯線的強電環境下確保信號安全傳輸、在防爆控制開關與防爆饋電開關之間實現信息暢通。?

2.防爆開關遠距離主動斷電和送電的方法，包括主動斷電、本安先導饋電閉鎖、蓋信號閉鎖、開關量數字化傳輸、主動送電的方法，涉及在煤礦分支供電系統中共同控制動力電運行的防爆饋電開關、防爆控制開關和連接電纜，該遠距離主動斷電和送電的方法特征在于，包括以下工序：

2.1主動斷電，在防爆控制開關上遠距離操作防爆饋電開關使其停止供電，具體是：

將防爆控制開關的隔離開關操作手把扳到斷開位置、導致隔離開關輔助觸點斷開和隔離開關前的主回路電流為“零”、前者經過開關量數字化轉換單元轉換及經過傳輸通道傳輸到防爆饋電開關的電源和邏輯單元A，后者由小電流互感器和小電流檢測單元檢出斷路器的輸出電流變為“零”信號也傳輸到電源和邏輯單元A、該單元判斷防爆控制開關的隔離開關已經分斷后，向控制顯示單元A發出指令，導致斷路器動作分斷，停止向防爆控制開關供動力電，完成防爆控制開關隔爆腔體內和電源接線腔內沒有動力電源；

2.2本安先導饋電閉鎖，防爆控制開關停電后正常發出信號、閉鎖防爆饋電開關不能送電，其由防爆饋電開關發送的動力載波高頻能源形成本質安全電源，使防爆控制開關在沒有動力電的情況下有弱電電源提供給基本信號指示和邏輯電路正常工作，并向電源和邏輯單元A提供狀態信息，先導閉鎖斷路器的動作，具體是：

防爆饋電開關中的電源和邏輯單元A通過動力載波單元A和饋電線路向防爆控制開關送高頻電能、經過電力載波單元B和電源和邏輯單元B轉換成本質安全電源，該電源向開關量數字化轉換單元供電、向蓋閉鎖信號單元B的本安光反射位置開關供電、向電源和邏輯單元B供電并在判斷防爆控制開關失去動力電后點亮斷電信號燈，提示防爆控制開關處于停電狀態，完成本質安全先?導電源的生成和使用；隨后，隔離開關輔助觸點斷開、送電申請按鈕斷開和蓋閉合位置開關斷開的狀態信號經過開關量數字化轉換和相關傳輸通道到達電源和邏輯單元A、使其得到的準確的上述開關狀態信息、發出信號閉鎖控制顯示單元A對斷路器的其它指令操作，完成對防爆饋電開關的閉鎖；

2.3蓋信號閉鎖，對電源接線腔的蓋板是否閉合狀態的檢測和閉鎖、確保在電源接線腔蓋閉合后防爆饋電開關才具備送電和防爆控制開關具備受電條件，由蓋閉鎖裝置和蓋閉合信號兩部分組成、它們由不同的電源供電、達到對電源箱蓋的閉鎖和檢測；以防爆控制開關的電源接線腔內安裝的蓋信號閉鎖單元為例說明，具體是：

防爆控制開關停電、使得本安電磁鐵失去由控制顯示單元B提供的電源而處于解鎖狀態，反之處于閉鎖狀態，本安光反射位置開關的電源由電力載波單元B的本安電源回路供電，保證對接線腔蓋板的位置檢測，二者信號傳輸到電源和邏輯單元B，如果本安光反射位置開關的信號斷開且本安電磁鐵沒有電源、電源和邏輯單元B判斷為蓋未閉合，如果本安光反射位置開關的信號閉合、電源和邏輯單元B判斷為蓋閉合；

2.4開關量數字化傳輸，將開關量信號數字化并在強電環境下通過動力載波或信號芯線或光纖芯線傳輸信號、使開關量信號在防爆饋電開關和防爆控制開關之間形成一個信號系統、實現由防爆控制開關的停電開關(隔離開關輔助觸點15)和送電開關(送電申請按鈕20)操作控制防爆饋電開關的信號聯絡和斷路器分、合控制，具體是：

由隔離開關輔助觸點或送電申請按鈕或本安光反射位置開關向開關量數字化轉換單元發出開關量信號、電源和邏輯單元B通過傳輸通道發送到電源和邏輯單元A、然后指令控制和顯示單元A操作斷路器動作；?

2.5主動送電，是操作人員在防爆控制開關遠距離操作防爆饋電開關送電，具有準備、申請、應答申請和送電幾個工序完成主動送電的方法，具體是：

準備：由操作人員手工完成的準備工作，將防爆控制開關的電源接線腔的蓋板蓋好、門或蓋閉合且緊固、隔離開關操作手把與門或蓋解除閉鎖、由隔離開關操作手把將隔離開關扳動到閉合狀態且帶動隔離開關輔助觸點閉合既完成準備送電的條件；

申請送電：操作人員按下送電申請按鈕、發出請求送電的申請信號，送電申請按鈕以及隔離開關輔助觸點以及本安光反射位置開關的閉合信息，通過開關量數字化轉換B以及傳輸通道使電源和邏輯單元A接收到申請送電信號，同時電源和邏輯單元A查詢小電流互感器、小電流檢測單元檢測的電流非“零”、據此將判斷防爆控制開關的隔離開關已經閉合具備受電的條件，完成申請送電；

應答申請：電源和邏輯單元A查詢防爆饋電開關中的控制顯示單元A電源是否正常、蓋閉鎖信號裝置A是否閉鎖，符合條件、通過傳輸通道向電源和邏輯單元B發出信號表示準備完畢、電源和邏輯單元B指令斷電信號燈閃動，完成應答申請、等待送電；

送電：操作人員再次按下送電申請按鈕、通過開關量數字化轉換單元和傳輸通道使電源和邏輯單元A接到指令信號，此后電源和邏輯單元A指令顯示控制單元A使斷路器閉合，完成向防爆控制開關送動力電。