专利名称：煤电钻照明综合保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及矿用隔爆控制开关，具体地说是一种煤矿井下127V煤电钻和照明电源控制开关。
原有煤电钻控制开关，采用载波检测短路保护方法，因为照明灯电阻很小，将灯负荷加在电钻线路上，载波信号被衰减，电钻线路近似短路状态，使电钻不能工作，为了实现井下照明，需另选一台专用照明控制开关，这样即增加了设备的台数，又未能发挥主变压器的带负荷能力，且增加了设备投资。
本实用新型的目的在于提供一种能控制电钻和照明灯同时工作的装置，即在电钻控制电路中增加一个有选通滤波电路和无触点开关的照明开关组件，这样就可在电钻线路上接照明灯负载，发挥出主变压器的供电能力。同时，电钻照明控制电路都具有短路、漏电、过载保护功能。
本实用新型的目的是这样实现的，在照明控制电路中有选通滤波电路和双刀形可控硅交流无触点电子开关，该选通滤波电路是由滤波电抗XB2、XB3，电容C2′、C3′组成；其中电抗XB2的一端接在XB1的副边W2的一端，XB2的另一端接电容C3′、电感L1的一端；电容C2′并接在XB2的两端，C3′与XB3串联，并接在XB1的副边W2两端，XB3的另一端与XB1的W2的另一端相接；所述双刀形可控硅交流无触点电子开关是由(双向)可控硅BR1、BR2，光电耦合器GD1、GD2及二极管D2′、D3′组成；其中二极管D2′、D3′的正极接三极管BG2′的集电极，二极管D2′、D3′的负极分别接光电耦合器GD1、GD2的输入端，光电耦合器GD1、GD2的输出端分别接(双向)可控硅BR1、BR2的控制极和阴极；(双向)可控硅BR1、BR2分别串接于照明支路的两组电源中。
由于电钻控制电路中短路保护回路采用载波检测原理，其载波信号为20HZ；所以照明控制电路利用阻波原理，即XB1原边W1与C1组成谐振电路，其F0＝20KHZ，对载波检测信号20KHZ呈现很高的阻抗，与灯负荷等效串联后，灯电阻很小，UL20K》UR20K(见附图2、3)，不会衰减电钻支路20KHZ短路检测信号。
而对50HZ工频电源是非谐振状态，W1阻抗很小，与灯负荷等效串联后UL50HZ《UR50HZ，UL50HZ≈0，U50＝UR50＝UZD，照明灯近似全压工作。
由此可见，电钻与照明灯同时工作，发挥了主变压器ZB的负荷能力。在照明灯的短路保护回路中，检测元件由XB1的副边W2担任，短路时，UW2上升，为不使检测电路破坏W1、C1的谐振状态，特设计XB2、C2′，XB3与C3′两个谐振电路(见附图7)组成选通滤波器电路(见图5)；20KHZ被阻止，50HZ短路信号通过，短路信号使得由光电耦合器、可控硅组成的无触点电子开关瞬时切除照明故障电路，漏电保护电路也用上述电子开关作为执行器，照明支路200米以远短路，阻抗较大12KΩ～3KΩ，20KHZ衰减较小，电钻短路保护回路不动作，只有照明支路短路保护回路动作；切除照明支路，不影响电钻工作，具有可贵的选择性。
本实用新型由于增加了一个照明开关组件，其中的选通滤波器将照明灯加在电钻线路上同时工作，发挥出变压器ZB的供电能力；照明支路电流传感器与选通滤波器中的XB1设计成一个电路元件，使电路大为简化；照明开关BR1、BR2，双刀形可控硅交流无触点电子开关，采用光电耦合技术，隔离度高，分断速度快；漏电保护150以远，有可贵的选择性。
下面结合说明书附图及实施对本实用新型作进一步说明
图1电钻控制电路方框图图2照明支路主回路图3照明主回路等效电路图图4照明控制电路方框图图5选通滤波电路附图6电钻控制电路原理图附图7照明控制电路原理图一、电钻控制电路有主回路，先导控制回路，短路回路，漏电保护回路。(见图1)1.主回路由隔离开关1K，熔断器1RD、2RD，主变压器ZB，热继电器RJ，接触器接点CJ1，电钻DZ组成。
2.控制回路(见附图6)(1)过载保护回路过载保护由热继电器RJ担任，RJ接点串在CJ线圈回路，出现过载时RJ动作，接触器CJ线圈断电，CJ1接点打开，停止向电钻送电。
(2)漏电保护回路采用检测零序电压原理，由R1～R4、D1～D3、2J组成；三相主回路绝缘电阻较高时，人工中性点对地零序电压很小，2J漏电保护继电器不动作；当主回路绝缘值下降到一定值，零序电压上升到使2J吸合时，2J1断开CJ回路，停止送电；2J2闭合，使2J自锁；2J3闭合，红色指示灯亮，发出漏电指示信号。排出故障后，断开开关1K一次，使电路解锁才能重新工作。
(3)试验回路由试验按钮SK1、SK2，试验元件R20、C12，辅助接地极Fd等组成。按下SK1或SK2，模拟漏电短路状态，电路分别动作，SK1常用触点接在主接地极Zd与辅助接地极Fd之间，用来检测Zd是否可靠接地。所以Fd与Zd要离开5米，不试验时，Zd与Fd并接在地，减少总的接地电阻。
(4)控制电源KB控制变压器的二次有32V和5.5V两个电源。32V电源经ZQ1整流，W7820稳压，C1、C2滤波后输出20V电压。5.5V电源为D14、D15、D16三个发光二极管，提供交流电源。R21、R22、R23为限流电阻。
(5)短路保护回路采用载波检测原理，无论CJ接触器吸合与否，电钻电缆上始终通有固定频率的载波信号，芯线出现短路，载波信号则被短路，20KHZ振荡器停振，短路保护继电器3J释放，3J1接点断开，CJ断电；CJ1接点打开，切断电源。
二、照明控制回路照明电子开关ZK由主回路和保护回路两大部分组成。
1.主回路照明支路电源从主变压器XB的二次绕组A、C相引出(见附图6)。由20KHZ调振元件，XB1原边线圈W1、C1′，熔断器4RD，无触点开关BR1BR2，灯负荷ZD等组成(见图2)。
(1)阻波原理XB1原边W1与C1′组成谐振电路，其FO＝20KHZ，对载波检测信号20KHZ呈现很高的阻抗，与灯负荷等效RZD串联后(见图3)即灯电阻很小UL20K《UR20K，所以不会衰减电钻支路20KHZ短路检测信号。
而对50HZ工频电压是非谐振状态，W1阻抗很小，与灯等效电阻串联后UL50《UR50、UL50≈0、U50＝UR50＝UZD，照明灯近似全压工作。
可见电钻与照明灯同时工作，发挥了主变器ZB的负荷能力；照明电路正常时，合上1K，ZB送电，3K常合状态；ZQ输出直流电源电压，通过R4′、D2′、D3′GD1、GD1输入端处于通态；同时输出端导通BR1、BR2导通，负载照明灯得电灯亮。
断开开关3K，可以使BR1、BR2截止，切除照明支路。
2.控制回路(见图4、附图7)(1)短路保护回路是由短路电流转换元件XB1、二次绕组W2、滤波元件XB2、XB3、C2′、C3′、L1、L2、C4′；整流元件D1′、C5′；取样开关元件BG1′、R1′、VR1、R2′组成。
检测元件由XB1副边W2担任，出现短路故障时，UW2上升，为不使检测电路破坏W1与C1的谐振状态，特设计XB2与C2′、XB2与C3′二个谐振槽路(见图五)，组成选通滤波器电路，20KHZ被阻止，50KH短路信号通过。起动检测电路BG1′饱和导通，UC1＝0触发定时开关IC电路翻转，P脚输出高电位，通过二极管D4′加到可控硅BR3触发极，使BR3可靠导通，并有闭锁功课。电源正极电位通过或门二极管D6′、限流电阻R5′加到BG2′的基极BG2′饱和导通。UC2＝0，光电耦合器GD1、GD2输入端电位为零。输出端阻断，BR1、BR2关断，ZD照明支路在10ms(毫秒)内高速切除，保险器4RD不会熔断，起后备保护作用。
同时，通过限流电阻R8′、R11′使黄色发光二极管D9′、D10′点亮显示短路故障指示，保护距离，照明支路在50米以内出现短路故障；因阻抗较小，电钻20KHZ检测信号受到衰减，电路短路保护回路同时动作。
200米以后出现故障时，阻抗较大，20KHZ衰减较小，电钻短路保护回路不动作，只有照明支路短路保护回路动作，切除照明支路，不影响电钻工作。
(2)漏电保护回路照明支路漏电信号取自电钻漏电保护继电器2J两端的零序电压信号。当照明支路出现漏电故障时，出现零序电压，2J吸合；同时，零序信号电压也通过16号端子引入到光电耦合器GD3输入端而使其导通，输出端也导通，电源高电位通过或门二极管D7，R5加到BG2基极，BR1、BR2截止，切除故障电路。同时，通过R7使红色发光二极管D8发光，显示漏电故障指示。
3.电源回路照明支路控制电源由控制变压器KB5.5V信号绕组提供，经开关3K控制交流供电；整流元件ZQ、滤波元件C9′、C10′、C11′、C12′等输出6V直流电压。
(后接元器件表)
表一电钻系统元件表
表二照明系统元件表
权利要求1.一种煤电钻照明综合保护装置，是由电钻控制电路、照明控制电路组成，其中电钻控制电路由主回路、先导控制回路、短路保护回路和漏电保护回路构成；其照明控制回路由主回路、短路和漏电保护回路及控制电源回路构成；其特征在于照明控制电路中有选通滤波电路和双刀形可控硅交流无触点电子开关；其中选通滤波电路是由阻波电抗XB1副边W2、滤波电抗XB2、XB3、电容C2′、C3′组成，电抗器XB2的一端接在XB1的副边W2的一端，XB2的另一端接在电容C3′、电感L1的公共端；电容C2′并接在电抗器XB2的两端；C3′与XB3串联，并接在XB1的副边W2两端；双刀形可控硅交流无触点电子开关由双向可控硅BR1、BR2、光电耦合器GD1GD2及二极管D2′、D3′组成，其中二极管D2′、D3′的正极接三极管BG2′的集电极，二极管D2′、D3′的负极分别接光电耦合器GD1、GD2的输入端，光电耦合器GD1、GD2的输出端分别接双向可控硅BR1、BR2的控制极和第二阳极，双向可控硅BR1、BR2分别串接于照明支路的两相电源中。
2.如权利要求1所述的煤电钻照明综合保护装置，其特征在于所述的照明控制电路的输入端可接于主变压器ZB的副边A、C两端上；输出端接单相400W照明负载，与电钻同时工作。
专利摘要一种煤电钻照明综合保护装置，在隔爆外壳内有电钻控制电路和照明控制电路，照明控制电路由主回路、保护回路和电源构成，其特征在于照明控制电路中有选通滤波电路(图1)和双刀形可控硅无触点电子开关(图2)。因为有选通滤波电路，可在电钻线路上接上照明负荷，使电钻和照明灯同时工作，发挥出主变压器ZB的供电能力。又由于照明开关为BR1、BR2构成的双刀形可控硅无触点电子开关，采用光电耦合技术，隔离度高，分断速度快，漏电保护150米以远，有可贵的选择性；是一种新型矿用隔爆控制开关。
文档编号H02H3/34GK2100050SQ9122775
公开日1992年3月25日 申请日期1991年11月6日 优先权日1991年11月6日
发明者任甲文, 李秀峰, 王永龙, 吴文勤 申请人:任甲文