一种真空双电源风电瓦斯电闭锁开关.pdf

一种真空双电源风电瓦斯电闭锁开关，由防爆外壳和电器元件装配组成。其主要特点是一机多用，即利用一台开关能够在煤矿井下架设甲、乙供电线路中实现双电源自动转换供电，在没有特殊情况下，始终有电输出；在掘进工作面实现风电闭锁和瓦斯电闭锁；实现自动或人工延时，达到先送风后送电的时间差要求；当掘进工作面瓦斯超出标准时，瓦斯断电执行电路切断馈电作业设备电源，并同时声光报警；高瓦斯矿井，当运转风机出现故障时，备用风机立即起动运转通风；当馈电作业设备、线路出现故障时，保护电路动作切断电源，经人工闭锁，可安全地进行设备检修、更换及线路辅设。结构简单、功能齐全、性能可靠、操作方便。科技含量高，符合煤矿安全产业政策。

1.  一种真空双电源风电瓦斯电闭锁开关，由外壳和电路组成，其特征是：外壳上设有两个电源A、B接线口，分别与接线端子Xa1，Xa2，Xa3、Xb1，Xb2，Xb3相接，两个负荷接线口分别与风机回路电动机综合保护器JDB1接线端子D11，D12，D13和馈电回路电动机综合保护器JDB2接线端子D21，D22，D23相接，外壳接线箱正面设有五个接线口，两个瓦斯探头A/B接口、备用风机接口、信号输出口和备用接口，外壳盖上设有工作状态指示窗口和瓦斯浓度显示及声光报警装置，外壳上设有A、B电源转换控制按钮，分别与按钮QTa、按钮QTb相连，并设有一闭锁螺丝，同时设有风机真空接触器CKJ1和馈电真空接触器CKJ2控制按钮，与风机真空接触器CKJ1控制回路中的起动按钮QA1和停止按钮TA1相连，与馈电真空接触器CKJ2控制回路中的起动按钮QA2和停止按钮TA2相联，并且在馈电真空接触器CKJ2控制回路中的起动按钮QA2一侧设有闭锁螺丝，
真空双电源自动转换回路A电路中的控制回路由真空接触器CKJa的控制线圈QIa1-QIa2的电源端与中间继电器ZJa的常开点ZJa1-1串接，与控制变压器KB1的输出端(4)、(9)并接；B电路中的控制回路由真空接触器CKJb的控制线圈QIb1-QIb2的电源端与中间继电器ZJb的常开接点ZJb1-1串接，与控制变压器KB1的输出端(4)、(9)并接；双电源自动转换装置起动控制回路中，A电路由Xa3引入电源经按钮QTa与控制变压器KB1的7端点相接，经(8)端点串接于电动机综合保护器JDB1常闭触点3-4，与熔断器RD串接在真空接触器CKJb的常闭接点上，又经按钮QTa接入电源Xa2；双电源自动转换装置起动控制回路中，B电路由Xb3引入电源经按钮QTb与控制变压器KB1的7端点相接，经8端点串接于电动机综合保护器JDB1常闭触点3-4，与熔断器RD串接在真空接触器CKJa的常闭接点上，又经QTb接入电源Xb2；输出负荷回路由换向开关HGK和与其串接的电动机综合保护器JDB1组成，
动力回路由风机真空接触器CKJ1及其负荷侧串接的电动机综合保护器JDB1与馈电真空接触器CKJ2及其负荷侧串接的电动机综合护器JDB2互为并联，风电闭锁控制回路包括控制变压器KB1和风机真空接触器CKJ1控制回路及馈电真空接触器CKJ2控制回路，风机真空接触器CKJ1控制回路由起动按钮QA1、停止按钮TA1、中间继电器ZJ1和电动机综合保护器JDB1的常开接点串接，馈电真空接触器CKJ2控制回路由起动按钮QA2、停止按钮TA2、中间继电器ZJ2、中间继电器ZJ1的常开接点ZJ1-2和电动机综合保护器JDB2的常开接点串接，两个控制回路的端点均与控制变压器KB1相联，风机真空接触器CKJ1的直流线圈QI1回路中串接有继电器ZJ1的常开接点ZJ1-1，真空接触器CKJ2的直流线圈QI2回路中接有继电器ZJ2的常开接点ZJ2---1，
在风电闭锁控制回路中，设有一个延时继电器SJ与风机真空接触器CKJ1的常开接点串接，其端点与控制变压器KB1相联，在馈电真空接触器CKJ2控制回路中串接有延时继电器SJ的常开接点，
瓦斯电闭锁工作回路由电源变压器KB2、本质安全电路BADY、瓦斯断电执行电路继电器WSJ、声光报警电路SGBJ、瓦斯监测电路WSJC和瓦斯探头A、B并联，瓦斯断电执行电路继电器WSJ的常闭接点与馈电接触器CKJ2的控制回路串接，双风机自动转换电路由动力回路风机真空接触器CKJ3负荷侧与电动机综合护器JDB3串接，控制回路由风机真空接触器CKJ1的常开接点与风机真空接触器CKJ3的直流线圈回路串接。

一种真空双电源风电瓦斯电闭锁开关
所属技术领域：
本实用新型涉及矿井通风安全控制装置，尤其是解决矿井掘进工作面通风系统和供电系统的自动控制开关。
背景技术：
依据《煤矿安全规程》“机电”条款中规定，井下生产作业面必须架设甲、乙生产供电线路，保障在甲线路出现故障时，乙线路应立即投入使用，确保生产继续；在“一通、三防”条款第128条、129条、158条、160条中，要求局部通风机应采用专用变压器、专用开关、专用线路，通风机送风的掘进工作面不得停风；高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯突出矿井，必须装备有甲烷风电闭锁装置或甲烷断电仪和风电闭锁装置，并要求设有备用通风机。当瓦斯高出标准时，应立即断电，停送掘进工作面一切电源，而专用线路可使通风机正常运转送风，并且同时声光报警，提示工作人员及时撒出危险区；当掘进工作面线路、电器设备出现故障时，应自动断电，切断电源，通风机正常运转送风，保证线路、设备顺利检修、更换；当通风机出现故障时，备用风机应立即起动运转送风。
目前，市场所占有的开关都是单一功能或是用多台开关及仪器通过外部装置联接而达到安全生产要求。这种控制形式因需要多台开关及仪器，不仅增加安装、检修工作量和增加吨煤成本。特别是这种用多种开关及仪器通过外部联接的控制式，即使再好的联锁控制，在现场生产急需而又没有备用的条件下，可随意摘下一台，导至联锁控制被人为破坏，掘进工作面安全措施没有可靠的技术保证。
发明内容：
为克服上述的不足，本实用新型提供一种真空双电源风电瓦斯电闭锁开关，能在甲、乙双电源电路中使用，当甲电源出现故障或停电时，乙电源实现自动联锁转换，保证乙电源及时输送，在操作中可以人工操作闭锁，控制通风机和向工作面馈电，并实现风电自动闭锁，向工作面送电或停电的状态不被人为破坏，供电自动延时和手动延时，在规定时间内，先送风后送电，能实现瓦斯电闭锁，通风不误设备检修，实现备用风机自动转换，无备用电源电池可实现瓦斯监测、断电、报警不间断，可实现与井上监视器联网，及时传递本开关运行情况和瓦斯信息。
一种真空双电源风电瓦斯电闭锁开关其解决技术问题所采取的技术方案是由外壳和电路组成，外壳采用方型设计，钢板经剪切、折压、焊接而成，接线箱及壳体上盖接触面，达到国家防爆等级要求，外壳上设有两个电源A、B接线口，分别与接线端子Xa1，Xa2，Xa3、Xb1，Xb2，Xb3相接，两个负荷接线口分别与风机回路电动机综合保护器JDB1接线端子D11，D12，D13和馈电回路电动机综合保护器JDB2接线端子D21，D22，D23相接，外壳接线箱正面设有五个接线口，两个瓦斯探头A/B接口、备用风机接口、信号输出口和备用接口，外壳盖上设有工作状态指示窗口和瓦斯浓度显示及声光报警装置，外壳上设有A、B电源转换控制按钮，分别与按钮QTa、按钮QTb相连，并设有一闭锁螺丝，同时设有风机真空接触器CKJ1和馈电真空接触器CKJ2控制按钮，与风机真空接触器CKJ1控制回路中的起动按钮QA1和停止按钮TA1相连，与馈电真空接触器CKJ2控制回路中的起动按钮QA2和停止按钮TA2相联，并且在馈电真空接触器CKJ2控制回路中的起动按钮QA2一侧设有闭锁螺丝，
电路由真空双电源自动转换回路、动力回路及风电闭锁控制回路、风电闭锁控制回路、瓦斯电闭锁工作回路、双风机自动转换电路组成，
真空双电源自动转换回路由A电路中的真空接触器CKJa、停止按钮QTa、控制变压器KB、熔断器RD组成；真空双电源自动转换回路备用电源B电路中的真空接触器CKJb、停起按钮QTb、控制变压器KB1、熔断器RD组成，A电路中的控制回路由真空接触器CKJa的控制线圈QIa1-QIa2的电源端与中间继电器ZJa的常开点ZJa1-1串接，与控制变压器KB1的输出端4、9并接；B电路中的控制回路由真空接触器CKJb的控制线圈QIb1-QIb2的电源端与中间继电器ZJb的常开接点ZJb1-1串接，与控制变压器KB1的输出端4、9并接；双电源自动转换装置起动控制回路中，A电路由Xa3引入电源经按钮QTa与控制变压器KB1的7端点相接，经8端点串接于电动机综合保护器JDB1常闭触点3-4，与熔断器RD串接在真空接触器CKJb的常闭接点上，又经QTa接入电源Xa2；双电源自动转换装置起动控制回路中，B电路由Xb3引入电源经按钮QTb与控制变压器KB1的7端点相接，经8端点串接于电动机综合保护器JDB1常闭触点3-4，与熔断器RD串接在真空接触器CKJa的常闭接点上，又经停止按钮QTb接入电源Xb2；输出负荷回路由换向开关HGK和与其串接的风机真空接触器JDB1组成，
动力回路及风电闭锁控制回路：动力回路由风机真空接触器CKJ1及其负荷侧串接的电动机综合保护器JDB1与馈电真空接触器CKJ2及其负荷侧串接的电动机综合保护器JDB2互为并联，风电闭锁控制回路包括控制变压器KB1和风机真空接触器CKJ1控制回路及馈电真空接触器CKJ2控制回路，风机真空接触器CKJ1控制回路由起动按钮QA1、停止按钮TA1、中间继电器ZJ1和电动机综合保护器JDB1的常开接点串接，馈电真空接触器CKJ2控制回路由起动按钮QA2、停止按钮TA2、中间继电器ZJ2、中间继电器ZJ1的常开接点ZJ1-2和电动机综合保护器JDB2的常开接点串接，两个控制回路的端点均与控制变压器KB1相联，风机真空接触器CKJ1的直流线圈QI1回路中串接有继电器ZJ1的常开接点ZJ1-1，馈电真空接触器CKJ2的直流线圈QI2回路中接有继电器ZJ2的常开接点ZJ2---1.，
在风电闭锁控制回路中，设有一个延时继电器SJ与风机真空接触器CKJ1的常开接点串接，其端点与控制变压器KB1相联，在馈电真空接触器CKJ2控制回路中串接有延时继电器SJ的常开接点，
瓦斯电闭锁工作回路由电源变压器KB2、本质安全电路BADY、瓦斯断电执行电路继电器WSJ、声光报警电路SGBJ、瓦斯监测电路WSJC和瓦斯探头A、B并联，瓦斯断电执行电路继电器WSJ的常闭接点与馈电真空接触器CKJ2的控制回路串接，
双风机自动转换电路由动力回路风机真空接触器CKJ3负荷侧与串接的电动机综合保护器JDB3串接，控制回路由风机真空接触器CKJ1的常开接点与风机真空接触器CKJ3的直流线圈回路串接。
有益效果：
本实用新型节省多台开关和仪器仪表，降低成本，减少了搬运、安装及维修工作量。一机多用，在煤矿井下架设甲、乙供电线路中实现双电源自动转换供电，在没有特殊情况下，始终有电输出；在掘进工作面实现风电闭锁和瓦斯电闭锁；实现自动或人工延时，达到先送风后送电的时间差要求；当掘进工作面瓦斯超出标准时，瓦斯断电执行电路切断馈电作业设备电源，并同时声光报警；高瓦斯矿井，当运转风机出现故障时，备用风机立即起动运转通风；当馈电作业设备、线路出现故障时，保护电路动作切断电源，经人工闭锁，可安全地进行设备检修、更换及线路辅设。
附图说明：
图1、真空双电源风电瓦斯电闭锁开关外壳正面示意图。
图2、真空双电源风电瓦斯电闭锁开关外壳侧面示意图。
图3、接线箱结构示意图。
图4、真空双电源风电瓦斯电闭锁开关电路原理图。
图5、具有风电闭锁、送电自动延时功能的真空双电源风电瓦斯电闭锁开关电路原理图。
图6、具有瓦斯电闭锁、断电声光报警、状态指示功能的真空双电源风电瓦斯电闭锁开关原理图。
图7、具有备用风机自动转换功能的真空双电源风电瓦斯电闭锁开关原理图。
实施例：
参照图1，图2，本实用新型的外壳采用隔爆型。主要由接线箱1，壳体2，壳盖3，壳盖把手4，托架5，A/B电路按钮6，馈电控制按钮7，风机控制按钮8，隔离换向开关手柄9，A/B电路按钮闭锁螺丝10，馈电按钮闭锁螺丝11，闭锁螺杆支架12，闭锁螺杆构成13。
参照图3，接线箱共有九个接线口，即有两个接线口A电源线口14和B电源接线口15，两个负荷接线口16和17，接线口18包括两个瓦斯探头接线口，一个备用风机接线口和一个信号输出接线口，另一个是备用接线口。
参照图3、图4，本实用新型的转换输出回路是由A电源接线端子19的Xa1/Xa2/Xa3  引入与真空接触器CKJa输入端相接，B电源接线端子20的Xb1/Xb2/Xb3引入与真空接触器CKJb输入端相接，两接触器的输出端相并接后与换向开关HGK输入端串接，其输出端与电动机综合保护器JDB1的输入端串接后，由输出端引出与负荷输出接线端子D11/D12/D13相接组成。它的控制回路由A的电源接线端子19的Xa2/Xa3接入起停按钮QTa的输入端，输出端的一侧和真空接触器CKJb的常闭接点、熔断器RD、电动机综合保护器JDB1的常闭接点4---3串接，同另一侧共同与控制变压器KB1的输入端相接；由B电源接线端子20的Xb2/Xb3接入起停按钮QTb的输入端，输出端的一侧和真空接触器CKJa的常闭接点、熔断器RD、电动综合机保护器JDB1的常闭接点4---3串接，同另一侧共同与控制变压器KB1的输入端相接。控制变压器KB1的输出端与中间继电器ZJa同起停按钮QTa的闭合点a串接后并接，一侧与中间继电器ZJa的常开接点ZJa1--1串接，同另一侧并接在电源整流器ZLQa的输入端，其输出端与控制线圈QIa并接。控制变压器KB1的输出端与中间继电器ZJb同起停按钮QTb的闭合点b串接后并接，一侧与中间继电器ZJb的常开接点ZJb1--1串接，同另一侧并接在电源整流器ZJQb的输入端，其输出端与控制线圈QIb并接。本电路可制造真空双电源自动转换开关，
参照图5，在图4的换向开关负荷输出端串接增设的两只输入端相互并接的风机真空接触器CKJ1和馈电真空接触器CKJ2，风机真空接触器CKJ1的输出端与电动机综合保护器JDB1的输入端串接，它的输出端与21风机接线端子D11/D12/D13相接。馈电真空接触器CKJ2的输出端与电动机综合保护器JDB2的输入端串接，它的输出端与22馈电接线端子D21/D22/D23相接。控制回路由KB1的输出端提供电源：输出端4与风机真空接触器CKJ1的常开接点和延时继电器SJ串接并与输出端9相接；输出端4与电动机综合保护器JDB1的常闭接点4---3、中间继电器ZJ1、停止按钮QT1和起动按钮QA1串接并与输出端9相接；输出端4与电动机综合保护器JDB2常闭接点4---3、中间继电器ZJ2、中间继电器ZJ1-2、停止按钮TA2、起动按钮QA2和延时继电器SJ的常开接点串接并与输出端9相接；输出端4与中间继电器ZJ1-1的常开接点串接和输出端9同与电源整流器ZLQ1的输入端相接，其输出端与风机真空接触器CKJ1的控制线圈QI1并接；输出端4与中间继电器ZJ2-1的常开接点串接和输出端9同与电源整流器ZQL2的输入端相接，其输出端与馈电真空接触器CKJ2的控制线圈QI2并接。
参照图6，在图5的基础上增设了瓦斯监测、断电、报警系统电路，由电源变压器KB2(其电源输入端与电源变压器KB1的输入端接法相同)、本质安全源电路BADY、瓦斯断电执行路WSJ、声光报警装置SGBJ、瓦斯监控装置WSJC和外接瓦斯探头A/B组成。瓦斯断电执行电路继电器WSJ的常闭接点串接在馈电真空接触器CKJ2的控制按钮TA2/QA2的回路中。本电路可实现风电瓦斯电闭锁及监视功能。
参照图7，在图6的基础上增设了备用风机真空接触器CKJ3和电动机综合保护器JDB3及工作状态指示电路。风机真空接触器CKJ3的输入端与换向开关HGK的输出端相接，输出端与电动机综合保护器JDB3的输入端串接，其输出端与备用风机负荷接线端子D31/D32/D33相接。
本实用新型动作原理如下：
参照图4，当A，B电源接入一切正常时，将换向开关HGK手柄由0位转向闭合，按下外壳上6A/B电路按钮中的QTa，控制变压器KB1输入端通电，输出端产生电源，闭合点a接通，使并接的中间继电器ZJa导电吸合，串接在整流器中ZQLa的常开接点ZJa1--1闭合，这时控制线圈QIa动作，真空接触器CKJa主触头吸合导电，经电动机综合保护器JDB1向负荷端D11/D12/D13送电，串接在B电源控制回路中真空接触器CKJa的常闭接点打开，此时按下按钮QTb，B电源处于待工作状态。把闭锁螺丝10锁紧，只有专业人员才能解除闭锁。当A电路出现故障或停电时，闭合点b接通，使并接的中间继电器ZJb导电吸合，串接在整流中ZQLb的常开接点ZJb1--1闭合，这时控制线圈QIb动作，真空接触器CKJb主触头吸合导电，经电动机综合保护器JDB1向负荷端D11/D12/D13送电，串接在A电源控制回路中真空接触器CKJb的常闭接点打开，A电源处于待工作状态。当负荷线路或设备发生故障时，电动机综合保护器JDB1动作，常闭接点4，3断开，控制变压器KB1无电源输出，真空接触器CKJa不工作，无输出电压，
参照图5，在图4的正常工作状态下，按下外壳上风机控制按钮8中的起动按钮QA1，串接其回路中的中间继电器ZJ1导电吸合，串接在电源整流器ZLQ1回路的中间继电器ZJ1-1常开接点闭合，控制线圈QI1动作，风机真空接触器CKJ1主触头吸合导电，经电动机综合保护器JDB1的输出端接入的风机可已正常运转工作了。与延时继电器SJ串接的风机真空接触器CKJ1常开点闭合，使延时继电器SJ通电工作。此时按下外壳上馈电按钮7中的起动按钮QA2，串接其回路中的延时继电器SJ的常开接点达到规定时间闭合，中间继电器ZJ1的常开点ZJ1-2闭合，这时中间继电器ZJ2导电吸合，串接在电源整流器ZLQ2回路的中间继电器ZJ2-1常开接点闭合，控制线圈QI2动作，馈电真空接触器CKJ2主触头吸合导电，经电动机综合保护器JDB2的输出端接入设备可正常工作了。当风机回路出现故障时，电动机综合保护器JDB1动作，串接其控制回路中的电动机综合保护器JDB1的常闭接点断开，中间继电器ZJ1断电，ZJ1-1释放打开接点，控制线圈QI1断电，风机真空接触器CKJ1主触头打开停止供电。同时串接在馈电控制回路中的ZJ1-2释放打开接点，使中间继电器ZJ2断电，ZJ2-1释放打开接点，控制线圈QI2断电，馈电真空接触器CKJ2主触头打开停止供电。实现了停风必停电。当馈电负荷回路出现故障时，串接其控制回路中的电动机综合保护器JDB2常闭接点断开，使中间继电器ZJ2断电，馈电回路停止供电，而通风机正常运转送风。这时可用馈电按钮闭锁螺丝11将起动按钮QA2锁紧，其状态不被人为破坏，工作人员可以放心地进行设备维修和更换。
参照图6，在图5正常工作状态下，瓦斯电闭锁工作电路中的电源变压器KB2通电工作，其原理属于已有技术，不再述说。当瓦斯探头A或B检测出工作面瓦斯超标准时，瓦斯监测电路WSJC将信息传送给声光报警电路SGBJ和瓦斯断电执行电路WSJ，这时串接在馈电控制回路中的瓦斯断电执继电器WSJ常闭接点立即断开，中间继电器ZJ2断电，ZJ2-1释放打开接点，控制线圈QI2断电，馈电真空接触器CKJ2主触头打开停止供电，通风机正常运转送风。只有当瓦斯量排除一定标准时，才能起动馈电回路供电。实现了瓦斯电闭锁及声光报警功能。
参照图7，在图6正常工作状态下，当运转风机回路出现故障时，电动机综合保护器JDB1接点断开，中间继电器ZJ1断电，ZJ1-1释放打开接点，控制线圈QI1断电，风机真空接触器CKJ1主触头打开停止供电，同时串接在电源整流器ZLQ3的运转风机真空接触器CKJ1接点释放闭合，控制线圈QI3通电吸合，风机真空接触器CKJ3主触头闭合导电，备用风机立即起动运转送风。实现了高瓦斯矿井双风机自动转换功能。