[发明专利]带闭锁电容器安全放电电路及分段安全放电控制方法

说明书

本发明涉及一种带闭锁电容器安全放电电路，包括带电自适应放电及电容检测电路、断电第一安全闭锁放电电路及断电第二安全闭锁放电电路，还涉及一种分段安全放电控制方法，包括带电自适应放电及电容检测控制、断电第一安全闭锁放电控制、断电第二安全闭锁放电控制。该带闭锁电容器安全放电电路及分段安全放电控制方法解决了现有煤矿井下高压真空开关储能电容器只能自然放电、放电不可控、放电速度慢和残余剩余电量而引起安全风险的问题，实现了储能电容器电流可控且闭环反馈控制的恒流放电，使储能电容器能够精确放电，可防止电容过度放电，同时可以实时对储能电容器进行放电检测，给储能电容器于充分保护，延迟电容使用寿命。

技术领域：

本发明涉及煤矿井下防爆电气设备技术领域，尤其涉及一种用于防爆设备的带闭锁电容器安全放电电路，以及储能电容器分段安全放电控制方法。

背景技术：

内置大容量储能电容器的矿用隔爆型移动变电站用高压真空开关(以下简称高压真空开关)设备，因为储能电容器的存在，其电容量达到6600μF，电容能量不会很快降低到安全范围以下，储能电容器自然放电时间至少需要10分钟。在高压真空开关设备中如果没有设计针对储能电容器进行快速放电的电路，需要进行检修和维护时，储能电容器的残余能量在断电后需要等待很长的时间才能泄放完毕，浪费了检修和维护的时间，同时部分煤矿工人缺乏专业知识，对放电意识不重视或者一时的疏忽，如果未泄放完毕即打开隔爆箱体并进行检修作业，则可能发生触电或产生电火花的危险，所以储能电容器放电安全关乎着煤矿生产安全。我国《煤矿安全规程》和GB 3836《爆炸性环境用电气设备》国家标准均对大容量电容器断电后的剩余能量有强制规定，其中GB 8286-2017《矿用隔爆型移动变电站》标准新增电容器放电相关条款，既内置的配电装置，打开(门)盖时应具有强制放电功能，此标准还规定煤矿井下电器设备必须设计机电闭锁装置，打开(门)盖腔体内断开电源。可以看出储能电容器能否快速、安全放电至标准规定的剩余能量、相应机电闭锁装置设计至关重要，如果储能电容器残余能量能够产生电火花，将有引爆煤矿井下爆炸性气体的安全隐患，将储能电容器完全安全、快速放电具有重要的安全意义。

发明内容：

本发明的带闭锁电容器安全放电电路是高压真空开关控制系统的一部分，本发明仅对储能电容器安全放电电路及机电闭锁部分进行设计，其它综合保护器、充电电路、采样电路、执行电路、结构设计等从略。本发明的安全放电电路需要配合机电闭锁装置进行操作,并按设计的控制方法进行操作和放电，能使储能电容器安全、快速放电，保障高压真空开关开门断电且无电容产生电火花风险。本发明在三段放电时共用相同的放电器件，可以保障电容器快速放电和完全放电，提高高压真空开关的安全性，在满足应用设计要求同时还可以简化设计、节省成本。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种带闭锁电容器安全放电电路，包括

带电自适应放电及电容检测电路，包括恒流源电路及电容检测电路，恒流源电路及电容检测电路形成放电回路一，恒流源电路用于使储能电容器按恒定电流放电，电容检测电路与恒流源电路连接，用于实时检测储能电容器放电状态，进行电容器放电保护和剩余电量指示，同时进行充放电指示；

断电第一安全闭锁放电电路，包括安全闭锁机构、第一行程开关、放电电阻及储能电容器，第一行程开关由安全闭锁机构闭锁与控制，第一行程开关、放电电阻及储能电容器形成放电回路二，储能电容器对放电电阻进行放电，使储能电容器剩余能量达到标准要求；

断电第二安全闭锁放电电路，包括机电闭锁机构、开门机构、第二行程开关及第三行程开关，第二行程开关由开门机构闭锁与控制，第三行程开关由机电闭锁机构闭锁与控制，机电闭锁机构将第三行程开关触点闭合，储能电容器对放电电阻进行放电，由开门机构驱动使第二行程开关常开触点断开，电容放电停止，使储能电容器剩余能量达到标准要求。