本發(fā)明涉及一種采煤機(jī)漏電閉鎖檢測裝置，適用于采礦領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

國內(nèi)的大功率大采高采煤機(jī)，其動(dòng)力回路都為多回路、獨(dú)立啟停控制系統(tǒng)，漏電保護(hù)形式均采用漏電閉鎖方式。動(dòng)力回路的漏電閉鎖檢測裝置，由于動(dòng)力回路電壓等級(jí)高(一般1000 kW以上的大功率采煤機(jī)動(dòng)力回路多采用3300V電壓等級(jí)供電)、多回路送電過程中檢測裝置頻繁切換等因素，故障率高而且故障時(shí)常會(huì)將動(dòng)力回路的高壓引人檢測裝置，造成故障損壞程度進(jìn)一步加大，甚至?xí)绊懙讲擅簷C(jī)的電控系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種采煤機(jī)漏電閉鎖檢測裝置，該裝置采用雙高壓隔離繼電器，進(jìn)一步增加了檢測裝置與動(dòng)力回路的耐壓等級(jí)，并在漏電檢測通道建立前對(duì)動(dòng)力回路的電壓電流進(jìn)行檢測，判斷動(dòng)力回路的供電狀態(tài)，確保動(dòng)力回路在沒有供電的狀態(tài)下進(jìn)行漏電檢測，提高了漏電閉鎖檢測裝置的可靠性。該裝置應(yīng)用于采煤機(jī)后經(jīng)現(xiàn)場測試，漏電閉鎖動(dòng)作可靠，可為采煤機(jī)動(dòng)力回路的絕緣狀況提供有效的檢測和保護(hù)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

所述漏電閉鎖檢測的方法采用附加直流電源檢測法，檢測回路為：自附加直流電源正極通過KA、KB兩組高壓隔離繼電器到截割動(dòng)力回路的其中一相、電機(jī)，然后經(jīng)大地到裝置采樣回路，最后回到電源負(fù)極。正常工作時(shí)：檢測裝置接收到截割動(dòng)力回路的啟動(dòng)信號(hào)后，KA、KB正常閉合，漏電通道建立開始檢測，檢測到回路發(fā)生漏電時(shí)，裝置控制系統(tǒng)發(fā)出漏電信號(hào)給采煤機(jī)主控系統(tǒng)．主控系統(tǒng)閉鎖截割動(dòng)力回路的上電機(jī)構(gòu)，禁止上電并發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)：沒檢測到漏電時(shí)，裝置控制系統(tǒng)斷開檢測通道結(jié)束漏電閉鎖檢測，并將檢測結(jié)果發(fā)送給采煤機(jī)主控系統(tǒng)，主控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)為截割動(dòng)力回路上電。

所述電控系統(tǒng)都具有對(duì)各動(dòng)力回路的電壓和電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測的功能，并將信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸給漏檢裝置。漏檢裝置在漏電閉鎖檢測前對(duì)動(dòng)力回路電壓和電流信號(hào)的判斷可避免由于啟動(dòng)回路故障或漏電檢測回路故障使得動(dòng)力回路在供電狀態(tài)下，漏電閉鎖裝置投入漏電檢測，漏電檢測通道錯(cuò)誤接通，直接將高壓引入檢測回路，使故障程度進(jìn)一步擴(kuò)大。同時(shí)，高壓繼電器KA、KB的串聯(lián)使用?？梢孕纬梢环N冗余互鎖結(jié)構(gòu)，并可增強(qiáng)動(dòng)力回路與檢測回路的隔離耐壓等級(jí)．更有效地防止由于動(dòng)力回路故障產(chǎn)生的高壓擊穿檢測回路擴(kuò)大故障范圍。該漏電閉鎖檢測裝置通過改變漏電閉鎖動(dòng)作值，可應(yīng)用于3300 V或1140V電壓等級(jí)的采煤機(jī)動(dòng)力回路中。

所述漏電閉鎖檢測裝置的主控系統(tǒng)是以STM32F107微處理器為核心的控制系統(tǒng)。主控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)主要包括電源回路、信號(hào)隔離回路、開關(guān)量輸入輸出回路、A/D采樣電路、CAN通訊接口電路等。STM32F107是以Cortex—M3為內(nèi)核的32位微處理器，其最高工作頻率可以達(dá)72MHz,片上內(nèi)置高速存儲(chǔ)器，具有豐富的10端口和外設(shè)資源，片上的12位A/D轉(zhuǎn)換器，可很好地滿足漏電采樣的設(shè)計(jì)要求，確保保護(hù)動(dòng)作的可靠性。

所述裝置的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為主程序和子程序2部分，根據(jù)實(shí)際工作需要，軟件劃分成了多個(gè)功能模塊。主程序中，查詢到主回路的啟動(dòng)信號(hào)后，同時(shí)由定時(shí)器1中斷模塊檢測到動(dòng)力回路中的電壓電流信號(hào)為零的條件下，檢測裝置啟動(dòng)漏電檢測功能，進(jìn)行A/D采樣數(shù)據(jù)處理并根據(jù)處理結(jié)果控制保護(hù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，處理結(jié)果會(huì)實(shí)時(shí)通過CAN接口通訊傳輸至采煤機(jī)主控系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理中，當(dāng)動(dòng)力回路對(duì)地的絕緣值低于5MQ時(shí)，漏電檢測裝置會(huì)將絕緣檢測值傳輸給采煤機(jī)主控系統(tǒng)，可在采煤機(jī)主監(jiān)控系統(tǒng)中作為預(yù)警顯示?？紤]到煤礦工作面的環(huán)境惡劣多變，電氣設(shè)備在使用期間性能會(huì)發(fā)生一定的改變，因此裝置在設(shè)計(jì)過程中加人了自校正功能。當(dāng)檢測裝置在使用一段時(shí)間后，由于工況因素造成的漏電閉鎖檢測動(dòng)作不準(zhǔn)確，可以人工操作引入自校正信號(hào)，對(duì)檢測結(jié)果進(jìn)行修正補(bǔ)償，以保證檢測的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明的有益效果是：該裝置采用雙高壓隔離繼電器，進(jìn)一步增加了檢測裝置與動(dòng)力回路的耐壓等級(jí)，并在漏電檢測通道建立前對(duì)動(dòng)力回路的電壓電流進(jìn)行檢測，判斷動(dòng)力回路的供電狀態(tài)，確保動(dòng)力回路在沒有供電的狀態(tài)下進(jìn)行漏電檢測，提高了漏電閉鎖檢測裝置的可靠性。該裝置應(yīng)用于采煤機(jī)后經(jīng)現(xiàn)場測試，漏電閉鎖動(dòng)作可靠，可為采煤機(jī)動(dòng)力回路的絕緣狀況提供有效的檢測和保護(hù)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的漏電檢測原理圖。

圖2是本發(fā)明的主控系統(tǒng)原理框圖。

圖3是本發(fā)明的軟件流程框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1，KA為允許漏電檢測高壓繼電器．漏電檢測通道建立前，對(duì)動(dòng)力回路的電壓、電流信號(hào)進(jìn)行判斷，檢測到回路中電壓、電流信號(hào)為零時(shí)，表明該動(dòng)力回路沒有運(yùn)轉(zhuǎn)。KA閉合，允許進(jìn)行漏電閉鎖檢測：反之．KA不會(huì)閉合，禁止動(dòng)力回路進(jìn)行漏電閉鎖檢測。KB為漏電檢測高壓繼電器，在KA允許的前提下閉合。建立漏電檢測通道啟動(dòng)檢測。漏電閉鎖檢測的方法采用附加直流電源檢測法，檢測回路為：自附加直流電源正極通過KA、KB兩組高壓隔離繼電器到截割動(dòng)力回路的其中一相、電機(jī)，然后經(jīng)大地到裝置采樣回路，最后回到電源負(fù)極。正常工作時(shí)：檢測裝置接收到截割動(dòng)力回路的啟動(dòng)信號(hào)后，KA、KB正常閉合，漏電通道建立開始檢測，檢測到回路發(fā)生漏電時(shí)，裝置控制系統(tǒng)發(fā)出漏電信號(hào)給采煤機(jī)主控系統(tǒng)．主控系統(tǒng)閉鎖截割動(dòng)力回路的上電機(jī)構(gòu)，禁止上電并發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)：沒檢測到漏電時(shí)，裝置控制系統(tǒng)斷開檢測通道結(jié)束漏電閉鎖檢測，并將檢測結(jié)果發(fā)送給采煤機(jī)主控系統(tǒng)，主控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)為截割動(dòng)力回路上電。

電控系統(tǒng)都具有對(duì)各動(dòng)力回路的電壓和電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測的功能，并將信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸給漏檢裝置。漏檢裝置在漏電閉鎖檢測前對(duì)動(dòng)力回路電壓和電流信號(hào)的判斷可避免由于啟動(dòng)回路故障或漏電檢測回路故障使得動(dòng)力回路在供電狀態(tài)下，漏電閉鎖裝置投入漏電檢測，漏電檢測通道錯(cuò)誤接通，直接將高壓引入檢測回路，使故障程度進(jìn)一步擴(kuò)大。同時(shí)。高壓繼電器KA、KB的串聯(lián)使用?？梢孕纬梢环N冗余互鎖結(jié)構(gòu)，并可增強(qiáng)動(dòng)力回路與檢測回路的隔離耐壓等級(jí)．更有效地防止由于動(dòng)力回路故障產(chǎn)生的高壓擊穿檢測回路擴(kuò)大故障范圍。該漏電閉鎖檢測裝置通過改變漏電閉鎖動(dòng)作值，可應(yīng)用于3300 V或1140V電壓等級(jí)的采煤機(jī)動(dòng)力回路中。

如圖2，漏電閉鎖檢測裝置的主控系統(tǒng)是以STM32F107微處理器為核心的控制系統(tǒng)。主控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)主要包括電源回路、信號(hào)隔離回路、開關(guān)量輸入輸出回路、A/D采樣電路、CAN通訊接口電路等。STM32F107是以Cortex—M3為內(nèi)核的32位微處理器，其最高工作頻率可以達(dá)72MHz,片上內(nèi)置高速存儲(chǔ)器，具有豐富的10端口和外設(shè)資源，片上的12位A/D轉(zhuǎn)換器，可很好地滿足漏電采樣的設(shè)計(jì)要求，確保保護(hù)動(dòng)作的可靠性。

如圖3，裝置的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為主程序和子程序2部分，軟件流程如圖3所示。根據(jù)實(shí)際工作需要，軟件劃分成了多個(gè)功能模塊。主程序中，查詢到主回路的啟動(dòng)信號(hào)后，同時(shí)由定時(shí)器1中斷模塊檢測到動(dòng)力回路中的電壓電流信號(hào)為零的條件下，檢測裝置啟動(dòng)漏電檢測功能，進(jìn)行A/D采樣數(shù)據(jù)處理并根據(jù)處理結(jié)果控制保護(hù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，處理結(jié)果會(huì)實(shí)時(shí)通過CAN接口通訊傳輸至采煤機(jī)主控系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理中，當(dāng)動(dòng)力回路對(duì)地的絕緣值低于5MQ時(shí)，漏電檢測裝置會(huì)將絕緣檢測值傳輸給采煤機(jī)主控系統(tǒng)，可在采煤機(jī)主監(jiān)控系統(tǒng)中作為預(yù)警顯示?？紤]到煤礦工作面的環(huán)境惡劣多變，電氣設(shè)備在使用期間性能會(huì)發(fā)生一定的改變，因此裝置在設(shè)計(jì)過程中加人了自校正功能。當(dāng)檢測裝置在使用一段時(shí)間后，由于工況因素造成的漏電閉鎖檢測動(dòng)作不準(zhǔn)確，可以人工操作引入自校正信號(hào)，對(duì)檢測結(jié)果進(jìn)行修正補(bǔ)償，以保證檢測的準(zhǔn)確性。