矿用隔爆兼本安型组合开关制造技术

一种矿用隔爆兼本安型组合开关，包括隔爆外壳和电路部分；电路部分包括２～８路由隔离换向开关、接触器等组成的主回路，及其由主控制变压器、中间继电器、急停按钮、电气闭锁按钮、先导控制电路、电流与电压取样保护电路、漏电保护电路、ＰＬＣ等组成的控制回路。ＰＬＣ的显示屏和键盘装在主控制腔前门上；各主回路的保护和控制回路与ＰＬＣ连接集中监控。用ＰＬＣ实现本开关对成套设备多台电机启停控制与保护，可对开关工况、故障类型显示和记忆，大大提高判断和排除故障效率；控制方式灵活多样。配件的集成化互换性及插接，满足井下快速处理故障要求。电缆引出为喇叭口和电缆连接器两用，可同时输入１１４０Ｖ和６６０Ｖ。整体技术水平提高。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及矿用隔爆型磁力起动器，特别是一种控制煤矿井下采 掘、运输等成套设备多台电机启停与保护用的矿用隔爆兼本安型组合开关。技术背景现有技术的矿用隔爆型组合开关，其各主回路的保护电路是单独的，不 是集中监控，这样增加了故障点。隔爆外壳无单独的隔离开关腔，只有接线 腔和主控制腔。主回路连接的电源只能是一种电压等级，如交流1140V或 660V。主回路电缆引入、引出采用传统的喇叭口方式，形式单一。接触器的 主回路压线采用电缆压接方式，维修不方便，有些厂家采用了插接方式，但 仍不能适应煤矿井下快速处理故障的要求，对电机的控制方式比较简单，不 能适应不同矿井的多样化需求。
技术实现思路
为了克服现有煤矿井下用组合开关对电机的控制方式简单、不能适应不 同矿井多样化控制要求、电路故障点多、不能快速处理故障的不足，本实用 新型提供一种矿用隔爆兼本安型组合开关，它的多个主回路的控制与保护采 用计算机技术集中完成，能对开关的故障类型显示和记忆，便于现场快速处 理故障，控制方式灵活多样、便于设定，能适应不同矿井的多样化要求。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是矿用隔爆兼本安型组合开关包括隔爆外壳和电路部分。其隔爆外壳由接线腔、主控制腔构成；接线腔有电缆引入引出装置；主控制腔有前门，为快 开门结构，并有机械闭锁机构。其电路部分由2 8路以接触器为主构成的 主回路，以及各主回路的控制回路构成。每个主回路由隔离换向开关、接触 器、阻容吸收电路等组成。主回路的控制回路由主控制变压器、停止按钮、 接触器的磁力线圈、中间继电器、先导控制电路，以及电流取样及保护电路、 电压取样及保护电路、漏电保护电路等构成。先导控制回路由本安型控制变 压器、起动按钮、停止按钮、继电器等构成。电路部分增设有PLC及其连接 的显示屏和键盘。显示屏和键盘安装在主控制腔的前门上，以便操作与观察。 各主回路的保护电路和控制回路与PLC连接，实现集中监控与保护。具体连接如下① 各主回路控制回路的中间继电器线圈，分别与PLC相应的输出端子对 应连接；这些中间继电器的常开接点分别与各接触器的磁力线圈对应串联， 并且与急停按钮、电气闭锁按钮串联，串联后连接于控制回路的电源两端。② 各主回路控制回路的先导控制电路中，其线圈与起动按钮、停止按钮　 串联的继电器的常开接点，经光耦分别与PLC相应的输入端子对应连接。③ 各主回路接触器的常开接点经光耦与PLC相应输入接线端子对应连接。④ 各控制回路漏电保护电路的输出端经光耦与PLC相应输入端子对应连接。⑤ 各控制回路的电流取样及保护电路的输出端与PLC相应输入端对应连接。⑥ 各控制回路的电压取样及保护电路的输出端与PLC相应输入端对应连接。⑦ 本安键盘的电路输出端，经光耦分别与PLC相应的输入端子对应连接。 上述②、⑤、⑥、⑦款中的连接，将控制与保护信号送PLC处理，由PLC相应的输出端子驱动中间继电器及其回路，执行相应的启停控制与保护。 本技术解决其技术问题所采用的技术方案还可以是 矿用隔爆兼本安型组合开关的隔爆外壳设有隔离开关腔。各主回路的接 触器及其大部分保护电路分别装为一体、组成独立的驱动器，并安装于主控 制腔内的芯架上，构成抽拉式结构。各驱动器主电源输入、输出的连接方式 为插接。隔离换向开关采用四件，分别与四组主回路连接，每组两个主回路。 接线腔主回路电缆引入引出装置为喇叭口和电缆连接器两用形式。不同主回 路可同时输入两种不同电压等级的三相供电电压，例如1140V、 660V。 本技术的有益效果是① 集多台电动机的控制、保护于一体，简化了电缆连接、减少了电缆使 用量和电气设备占地面积。还可减少线路压降损耗、安装和维护工作量。② 配件的集成化、互换性，并采用插接技术，满^:井下快速处理故障和 维护的要求。③ 组合开关保护与控制系统采用PLC对系统进行集中监视监控。可以减 少故障点，更加方便管理与操纵。保护功能齐全、可靠，具备过载、短路、 断相、漏电、过压、欠压等多种保护功能。采用液晶显示屏人机界面及16 键本安键盘，可对开关的工作状态、参数和故障类型显示和记忆，友好的用 户界面，具有良好的人机对话功能，可大大提高判断故障和排除故障的效率。④ 主回路电缆的引入、引出可以根据用户的要求，采用电缆连接器或传 统喇叭口接线方式。电机控制方式灵活多样，可根据用户要求设定和更改。⑤ 主回路可以同时输入1140V和660V。整体综合技术水平有普遍提高。附图说明图l、 2是本技术主回路用喇叭口连接的结构示意图主视、左视图。图3、 4是本技术主回路用电缆连接器连接的结构示意图主、左视图。图5、 6是本技术的过渡法兰的结构示意图主剖视图、左视图。图7是本技术的电路原理框图。图8是本技术的第一回路主回路原理图。图9是本技术的PLC控制原理图。图10是液晶显示屏显示的主页面。图ll是键盘盘面的示意图。图12是液晶显示屏显示的驱动器参数设置页。 图13是液晶显示屏显示的A驱动器参数设置页。图中1-喇叭口、 2-左接线腔、3-主控制腔、4-隔离开关腔、5-隔离换 向开关、6-电气闭锁按钮、7-液晶显示屏、8-机械闭锁机构、9-金属键盘、 10-右接线腔、11-电缆连接器、12-过渡法兰、13-可编程控制器PLC、 14-驱动器、15-主控制变压器、16-采样变压器、17-电量变送器。注光耦， 即光电耦合器；接触器，即交流真空接触器；本安型、本安，即本质安全型。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明。本技术矿用隔爆兼本安型组合开关适用于煤矿井下及其周围介质 有甲烷煤尘等爆炸性气体环境。在交流50HZ、电压1140V或660V供电线路 中，对多台三相异步电动机或双绕组异步电动机起动停止进行控制和保护。实施例l:在图1、 2中示出矿用隔爆兼本安型组合开关的一种结构、即主回路采 用喇叭口连接的结构。隔爆外壳为长方体，又称隔爆箱体。隔爆箱体分四个 腔，有左接线腔2、右接线腔IO、隔离开关腔4和主控制腔3。左右两个接 线腔上各有六个电缆引入、引出喇叭口 1。根据用户的不同要求，有两种引 入引出方式供选用，本例为直接用喇叭口引入引出方式。接线腔内有主接线 柱及九芯电缆接线柱，在接线柱一侧设有端盖，便于各回路电缆的连接及维 修。隔离开关腔4内有四件隔离换向开关5、主接线柱及九芯接线柱。隔离 换向开关5的手柄和主控制腔前门间有可靠的机械闭锁机构8，闭锁措施确 保隔爆箱体打开门后无法操作本组合开关，而且所有的导电部位均不带电， 并保证开门后所有的隔离换向开关处于分断状态。相反，只有在前门正确关 闭后，隔离换向开关5才能够进行合闸操作。另外，隔离换向开关5的手柄 旁还设有电气闭锁按钮6，实现电气闭锁。机械安全连锁机构及电气闭锁可 确保本组合开关的安全性能。主控制腔3采用两个快开门结构。左前门上安 装有液晶显示屏7、键盘9以及防爆标志牌Exd[ib]I。键盘9为十六键本 安金属键盘、专门定作。右前门上有煤矿安全标志牌MA。隔爆箱体内的结构可参见图3、 4。图3、 4所示为本组合开关实施例2 的结构，它示出主控制腔打开前门的内部结构。两实施例的隔爆箱体的内部 结构相同。左前门内壁上装有可编程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用隔爆兼本安型组合开关，包括隔爆外壳和电路部分；　　　　隔爆外壳包括接线腔、主控制腔；接线腔有电缆引入引出装置；主控制腔有前门，为快开门结构，并有机械闭锁机构；　　　　电路部分包括至少两路含接触器的主回路，以及各主回路的控制回路；　　　　每个主回路包括隔离换向开关、接触器、阻容吸收电路；　　　　主回路的控制回路包括主控制变压器、急停按钮、电气闭锁按钮、中间继电器、先导控制电路，以及电流取样及保护电路、电压取样及保护电路、漏电保护电路；　　　　先导控制电路包括本安控制变压器、起动按钮、停止按钮、继电器；　　　　其特征在于：所说的电路部分中有ＰＬＣ，以及ＰＬＣ连接的显示屏（７）、键盘（９），显示屏（７）和键盘（９）安装在主控制腔的前门上；主回路为２～８路，各主回路的保护电路和控制回路与ＰＬＣ相连接；具体连接如下：　　　　①各主回路控制回路的中间继电器（１ＫＡ、３ＫＡ、…１５ＫＡ）的线圈，分别与ＰＬＣ的输出端子（Ｙ０～Ｙ７）对应连接；这些中间继电器的常开接点（１ＫＡ－２、３ＫＡ－２、…１５ＫＡ－２）分别与接触器（ＫＭ１～ＫＭ８）的磁力线圈对应串联，并且与急停按钮（ＪＴ）、电气闭锁按钮（ＴＺ１）相串联，串联后连接于控制回路的电源两端（Ｎ１、Ｌ１）；　　　　②各主回路控制回路的先导控制电路中，其线圈与起动按钮、停止按钮串联的继电器（２ＫＡ、４ＫＡ、…１６ＫＡ）的常开接点（２ＫＡ－１、４ＫＡ－１、…１６ＫＡ－１），经光耦分别与ＰＬＣ相应的输入端子（Ｘ２８～Ｘ２Ｆ）对应连接；　　　　③各主回路的接触器（ＫＭ１～ＫＭ８）的常开接点（ＫＭ１－２～ＫＭ８－２），经光耦与ＰＬＣ相应的输入接线端子（Ｘ２０～Ｘ２７）对应连接；　　　　④各主回路控制回路的漏电保护电路的输出端，经光耦与ＰＬＣ相应的输入端子（Ｘ１８～Ｘ１Ｆ）对应连接；　　　　⑤各主回路控制回路的电流取样及保护电路的输出端，与ＰＬＣ相应的输入端子对应连接；　　　　⑥各主回路控制回路的电压取样及保护电路的输出端，与ＰＬＣ相应的输入端子对应连接；　　　　⑦本安键盘（９）的电路输出端，经光耦分别与ＰＬＣ相应的输入端子（Ｘ０～ＸＦ）对应连接；　　　　上述②、④、⑤、⑥款中的连接，与ＰＬＣ的输出端子（Ｙ０～Ｙ７）和中间继电器（１ＫＡ、３ＫＡ、…１５ＫＡ）线圈的连接相关。...

【技术特征摘要】
1.一种矿用隔爆兼本安型组合开关，包括隔爆外壳和电路部分；隔爆外壳包括接线腔、主控制腔；接线腔有电缆引入引出装置；主控制腔有前门，为快开门结构，并有机械闭锁机构；电路部分包括至少两路含接触器的主回路，以及各主回路的控制回路；每个主回路包括隔离换向开关、接触器、阻容吸收电路；主回路的控制回路包括主控制变压器、急停按钮、电气闭锁按钮、中间继电器、先导控制电路，以及电流取样及保护电路、电压取样及保护电路、漏电保护电路；先导控制电路包括本安控制变压器、起动按钮、停止按钮、继电器；其特征在于所说的电路部分中有PLC，以及PLC连接的显示屏(7)、键盘(9)，显示屏(7)和键盘(9)安装在主控制腔的前门上；主回路为2～8路，各主回路的保护电路和控制回路与PLC相连接；具体连接如下①各主回路控制回路的中间继电器(1KA、3KA、…15KA)的线圈，分别与PLC的输出端子(Y0～Y7)对应连接；这些中间继电器的常开接点(1KA-2、3KA-2、…15KA-2)分别与接触器(KM1～KM8)的磁力线圈对应串联，并且与急停按钮(JT)、电气闭锁按钮(TZ1)相串联，串联后连接于控制回路的电源两端(N1、L1)；②各主回路控制回路的先导控制电路中，其线圈与起动按钮、停止按钮串联的继电器(2KA、4KA、…16KA)的常开接点(2KA-1、4KA-1、…16KA-1)，经光耦分别与PLC相应的输入端子(X28～X2F)对应连接；③各主回路的接触器(KM1～KM8)的常开接点(KM1-2～KM8-2)，经光耦与PLC相应的输入接线端子(X20～X27)对应连接；④各主回路控制回路的漏电保护电路的输出端，经光耦与PLC相应的输入端子(X18～X1F)对应连接；⑤各主回路控制回路的电流取样及保护电路的输出端，与PLC相应的输入端子对应连接；⑥各主回路控制回路的电压取样及保护电路的输出端，与PLC相应的输入端子对应连接；⑦本安键盘(9)的电路输出端，经光耦分别与PLC相应的输入端子(X0～XF)对应连接；上述②、④、⑤、⑥款中的连接，与PLC的输出端子(Y0～Y7)和中间继电器(1KA、3KA、…15KA)线圈的连接相关。2. 根据权利要求1所述的矿用隔爆兼本安型组合开关，其特征在于所 说的隔爆外壳有隔离开关腔，腔内有隔离换向开关；各个主回路的接触器、 阻容吸收电路、漏电保护电路、电流取样电路分别装为一体，组成独立的驱动器(14);各驱动器(14)安装于主控制腔内的芯架上，为抽拉式结构；各驱动器主电源输入、输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：李萍，张纯，王宏波，马付湾，马刚，王秀春，宋光状，王波，
申请(专利权)人：兖矿集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]