[实用新型]一种隔爆型煤矿照明综合保护开关

说明书

本发明属于控制电器领域。

已有技术对煤矿照明控制电器的研究尚属起步，而对较远距离的短路、均匀负载断线及单相漏电目前都尚未解决。

本发明的目的在于解决较远距离的短路问题、均匀负载的断线问题及用一个整流二极管直接从电网上取得电压构成直流附加电源，直接反映电网的绝缘水平的单相漏电检测问题。

一种隔爆型煤矿照明综合保护开关，其主要由组合开关、熔断器、主变压器、交流接触器组成的主迥路；由控制变压器、按钮组成的控制迥路及由取样、鉴别、双稳态、或门、驱动、显示、执行电路、直流稳压电源等组成的漏电检测、断线和短路三个保护电路所构成。

图4为隔爆型煤矿照明综合保护开关电原理图，本电路各主要元件见表1。

当隔爆型煤矿照明综合保护开关接好照明负荷后，合上组合开关，主变压器及控制变压器带电。由整流桥、稳压块等构成的直流稳压电源分别向直流继电器及三个保护电路的集成电路（四与非门）供电，这时漏电检测保护电路、断线保护电路、短路保护电路各通过一个二极管（该三个二极管组成或门输出）向由功率三极管所驱动的直流继电器的前一级的与非门输出。如无故障与非门的输入为“0”，输出为“1”，功率三极管基极有信号，该管导通，直流继电器线圈得电，因此串在控制迥路中的直流继电器的常开触点是合上的，按下起动按钮，交流接触器的线包有电，并自保，主迥路有电，照明灯组亮。如有故障（漏电、断线、短路）与非门的输入为“1”，输出为“0”，功率三极管基极无信号，该管截止，直流继电器线包失电，串在控制迥路中的直流继电器的常开触点打开，交流接触器的线圈失电，主迥路的常开主触头断开，主迥路失电，达到故障保护的目的。由于短路保护电路、漏电检测保护电路采用双稳态触发器的翻转电路，具有记忆性能，只有故障排除后，再重新合一次组合开关才能重新投入工作。

图1为漏电检测示意图。从127V电网直接取出电压，经二极管整流、电阻限流后，通过电位器接地，构成直流附加电源对电网进行绝缘检测。当电网和地之间的绝缘水平降低，必定有一个检测电流从二极管的负极→电阻R₂→电位器RW₁→地→127V电网→电阻R₁→二极管的正极。电网绝缘愈低，检测电流则愈大；检测电流愈大，则电位器RW₁上的压降也愈大。当压降增大至某一个值时，鉴别电路鉴别发出信号，使双稳态电路翻转，驱动电路失电，执行电路跳闸执行，最终使交流接触器跳闸，设备负载侧失电，同时显示电路显示故障状态，起到了检测电网的绝缘作用。

图2为断线保护示意图。用《“0.1”断相保护方法》的概念是有、无；存在与不存在；是与非，然后再赋予物理意义。如果设备的断线问题，规定不断线存在负荷，在网路中存在电流，则互感器中有感应信号，即为“1”。反之断线失去负荷，在网路中没有电流，则互感器中没有感应信号，即为“0”。设备一投入工作，互感器有感应交流信号电压经二极管整流，送至鉴别电路，称为“1”。当发生断线，鉴别电路鉴别，使驱动电路失电，执行电路跳闸，接着交流接触器跳闸，设备的负载侧失电，同时显示电路显示故障状态，防止了故障进一步扩大。

由于照明负载是每隔30米至50米均匀分布，灯泡内的灯丝断也可以认为是小范围内的断线，这里可以人为规定多少个灯丝断后，为设备的“0”状态，由鉴别电路来决定。

图3为短路保护示意图。千米以远的短路电流仅在10A以下，额定负载电流往往超过短路电流，要以短路电流来考虑保护问题，额定负载电流大于短路电流，无法保护。为解决此问题，首先将主变压器设置有二个相同的低压线圈，分别使用于照明及信号（声光电铃信号），所以在煤矿井下带负载后，就投入一种稳定的工作状态。即如带白灼灯或荧光灯，它们的个数就不可能再增多，因此相对应必定有一个稳定不变的额定负载电流。本发明用额定负载电流和短路电流叠加原理，解决了供电线路远、短路电流小的保护问题。即电路中IB＝Ie＋Id。IB－保护动作电流；Ie－额定负载电流；Id－短路电流。

设备投入运行状态之前，带负载试送电，互感器感应一个额定负载下反映稳定不变的额定负载电流的额定信号电压，通过调整电位器，总能使鉴别电路鉴别动作，双稳态电路翻转，驱动电路失电，执行电路跳闸，交流接触器跳闸，然后反向微微调整电位器，使之在额定负载下能正常投入运行。