架空线自动通断电系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种矿用电气设备，具体涉及一种架空线自动通断电系统，电机车通过集电弓与架空线连接，架空线包括输电线和接地线，输电线上均设置控制模块，输电线上串联继电器I常闭触点和电流互感器一次侧，电流互感器二次侧一端接地，另一端接入PLC控制芯片，PLC控制芯片两组电压输出端分别并联继电器I、II线圈，输电线接入恒流源，恒流源通过集电弓连接电机车，集电弓两端并联电压变送器，电压变送器顺次串接继电器II常开触点串联和PLC控制芯片；电机车启动开关设为单刀双掷开关，启动开关一边串联电机车用电线路，另一边串联电感。本发明使用方便，能够根据电机车的运行状态，自动进行架空线的通断电处理，消除安全隐患。
【专利说明】架空线自动通断电系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种矿用电气设备，具体涉及一种架空线自动通断电系统。
【背景技术】
[0002] 矿用电机车主要用于井下运输大巷和地面的长距离运输，适于常用的矿用设备。 电机车运行过程中需要依赖架空线对其进行供电，但是一般矿区内架空线高度较低，矿区 工作人员在矿内走动时，存在较大安全隐患，为保证矿区内用电安全，电机车运行途径的架 空线通常采用分段式供电，仅在电机车运行的架空线区间供电。但是电机车停止在架空线 下方时，仍然会认为该段架空线区间内有电机车运行，对其进行供电，如此对于在此区域活 动的操作工人存在触电危险。
【发明内容】
[0003] 为解决上述技术问题中的不足，本发明的目的在于：提供一种架空线自动通断电 系统，使用方便，安全可靠，能够根据电机车的运行状态，自动进行架空线的通断电处理，消 除安全隐患。
[0004] 本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：
[0005] 所述架空线自动通断电系统，电机车通过集电弓与架空线连接，架空线分为若干 个供电区间，包括输电线和接地线，每个区间内的输电线上均设置控制模块，控制模块包括 PLC控制芯片、继电器和电流互感器，输电线上串联继电器I常闭触点和电流互感器一次 侦牝电流互感器二次侧一端接地，另一端接入PLC控制芯片信号输入端，PLC控制芯片一组 电压输出端串联继电器I线圈，PLC控制芯片另一组电压输出端串联继电器II线圈，输电 线上继电器I常闭触点远离电流互感器的一端接入恒流源，恒流源通过集电弓与电机车电 连接，集电弓两端并联电压变送器，电压变送器与继电器II常开触点串联，继电器II常开 触点接入PLC控制芯片另一个信号输入端；电机车启动开关设为单刀双掷开关，单刀双掷 开关一边串联电机车用电线路，与集电弓形成闭合回路，另一边串联电感，与集电弓形成闭 合回路。
[0006] 当电机车运行状态时，架空线正常供电，并通过集电弓为电机车提供运行电源，当 电机车需要停运时，司机拉下电机车启动开关，电机车用电线路与集电弓之间断开，停止供 电，此时，输电线路上仅有电压，无电流，相应地，电流互感器输出端没有电流输出，PLC控制 芯片信号输入端接收〇信号，触发电压输出端输出电压信号，吸合继电器I和继电器π线 圈，继电器I常闭触点断开，输电线上的供电回路断开，架空线停止向电机车供电，同时，继 电器II常开触点闭合，电压变送器采集电机车两端的电压并传送至PLC控制芯片。在拉下 启动开关后，电机车上设置的电感回路被接通，因为电感阻值很小，电压变送器采集到的 电机车两端电压值也非常小，PLC控制芯片接收到该电压数据后，不做任何动作，直至电机 车需要再次启动，拉上启动开关，电机车用电线路接通，恒流源电流I和功率P恒定，电机 车两端电压增加，理论值为P/I，此时，PLC控制芯片电压输出端不再对外输出电压，继电器 I常闭触点重新闭合，输电线开始供电，为电机车正常运行提供电源，继电器II常开触点断 开，PLC控制芯片停止接收电压信号。
[0007] 在实际应用中，PLC控制芯片可以采用常用的西门子、三菱系列，其公开的技术资 料非常齐全，为达技术效果而使用的PLC控制芯片控制程序属于本领域技术人员公知常 识，无需进行任何改进。
[0008] 优选地，所述恒流源电流为0. 8-1. 5A，功率为5-8W，可以设定，当电压变送器采集 到的电压值大于3V即可触发PLC控制芯片停止电压输出端的电压输出。
[0009] 优选地，所述控制模块设置在输电线下方，防止控制模块阻挡集电弓在架空线上 的正常运行
[0010] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0011] 本发明使用方便，安全可靠，能够根据电机车的运行状态，自动进行架空线的通断 电处理，消除安全隐患。当电机车运行状态时，架空线正常供电，并通过集电弓为电机车提 供运行电源，当电机车需要停运时，司机拉下电机车启动开关，电机车用电线路与集电弓之 间断开，停止供电，此时，输电线路上仅有电压，无电流，相应地，电流互感器输出端没有电 流输出，PLC控制芯片信号输入端接收0信号，触发电压输出端输出电压信号，吸合继电器 I和继电器II线圈，继电器I常闭触点断开，输电线上的供电回路断开，架空线停止向电机 车供电，同时，继电器II常开触点闭合，电压变送器采集电机车两端的电压并传送至PLC控 制芯片。在拉下启动开关后，电机车上设置的电感回路被接通，因为电感阻值很小，电压变 送器采集到的电机车两端电压值也非常小，PLC控制芯片接收到该电压数据后，不做任何动 作，直至电机车需要再次启动，拉上启动开关，电机车用电线路接通，恒流源电流I和功率P 恒定，电机车两端电压增加，理论值为P/I，此时，PLC控制芯片电压输出端不再对外输出电 压，继电器I常闭触点重新闭合，输电线开始供电，为电机车正常运行提供电源，继电器II 常开触点断开，PLC控制芯片停止接收电压信号。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1本发明电路连接图。
[0013] 图2本发明结构简图。
[0014] 图中：1、电机车；2、集电弓；3、输电线；4、接地线；5、电感；6、控制模块；7、PLC控 制芯片；8、电流互感器；9、继电器I常闭触点；10、继电器I线圈；11、继电器II线圈；12、恒 流源；13、电压变送器；14、继电器II常开触点；15、启动开关；16、电机车用电线路。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图对本发明实施例做进一步描述：
[0016] 如图1-2所示，本发明所述架空线自动通断电系统，电机车1通过集电弓2与架空 线连接，架空线分为若干个供电区间，包括输电线3和接地线4,每个区间内的输电线3上 均设置控制模块6,控制模块6包括PLC控制芯片7、继电器和电流互感器8,输电线3上串 联继电器I常闭触点9和电流互感器8 -次侧，电流互感器8二次侧一端接地，另一端接入 PLC控制芯片7信号输入端，PLC控制芯片7 -组电压输出端并联继电器I线圈10, PLC控 制芯片7另一组电压输出端并联继电器II线圈11，输电线上继电器I常闭触点9远离电流 互感器8的一端接入恒流源12,恒流源12通过集电弓2与电机车1电连接，集电弓2两端 并联电压变送器13,电压变送器13与继电器II常开触点14串联，继电器II常开触点14 接入PLC控制芯片7另一个信号输入端；电机车1启动开关15设为单刀双掷开关，单刀双 掷开关一边串联电机车用电线路16,与集电弓2形成闭合回路，另一边串联电感5,与集电 弓2形成闭合回路。
[0017] 其中，所述恒流源电流为0. 8-1. 5A，功率为5-8W，可以设定，当电压变送器采集到 的电压值大于3V即可触发PLC控制芯片停止电压输出端的电压输出；控制模块6设置在输 电线3下方，防止控制模块6阻挡集电弓2在架空线上的正常运行。
[0018] 当电机车运行状态时，架空线正常供电，并通过集电弓2为电机车1提供运行电 源，当电机车1需要停运时，司机拉下电机车启动开关15,电机车用电线路16与集电弓2之 间断开，停止供电，此时，输电线3路上仅有电压，无电流，相应地，电流互感器8输出端没有 电流输出，PLC控制芯片8信号输入端接收0信号，触发电压输出端输出电压信号，吸合继电 器I线圈10和继电器II线圈11，继电器I常闭触点9断开，输电线3上的供电回路断开， 架空线停止向电机车1供电，同时，继电器II常开触点14闭合，电压变送器13采集电机车 1两端的电压并传送至PLC控制芯片7。在拉下启动开关15后，电机车1上设置的电感5 回路被接通，因为电感阻值很小，电压变送器13采集到的电机车两端电压值也非常小，PLC 控制芯片7接收到该电压数据后，不做任何动作，直至电机车1需要再次启动，拉上启动开 关15,电机车用电线路16接通，恒流源12电流I和功率P恒定，电机车1两端电压增加，理 论值为P/I，此时，PLC控制芯片7电压输出端不再对外输出电压，继电器I常闭触点9重新 闭合，输电线3开始供电，为电机车1正常运行提供电源，继电器II常开触点14断开，PLC 控制芯片7停止接收电压信号。
[0019] 在实际应用中，PLC控制芯片7可以采用常用的西门子、三菱系列，其公开的技术 资料非常齐全，为达技术效果而使用的PLC控制芯片控制程序属于本领域技术人员公知常 识，无需进行任何改进。
【权利要求】
1. 一种架空线自动通断电系统，电机车（1)通过集电弓（2)与架空线连接，架空线分为 若干个供电区间，包括输电线（3)和接地线（4)，其特征在于，每个区间内的输电线（3)上均 设置控制模块（6)，控制模块（6)包括PLC控制芯片（7)、继电器和电流互感器（8)，输电线 (3)上串联继电器I常闭触点（9)和电流互感器⑶一次侧，电流互感器⑶二次侧一端接 地，另一端接入PLC控制芯片（7)信号输入端，PLC控制芯片（7) -组电压输出端并联继电 器I线圈（10)，PLC控制芯片（7)另一组电压输出端并联继电器II线圈（11)，输电线（3) 上继电器I常闭触点（9)远离电流互感器⑶的一端接入恒流源（12)，恒流源（12)通过集 电弓⑵与电机车⑴电连接，集电弓⑵两端并联电压变送器（13)，电压变送器（13)与 继电器II常开触点（14)串联，继电器II常开触点（14)接入PLC控制芯片（7)另一个信 号输入端；电机车（1)启动开关（15)设为单刀双掷开关，单刀双掷开关一边串联电机车用 电线路（16)，与集电弓⑵形成闭合回路，另一边串联电感（5)，与集电弓⑵形成闭合回 路。
2. 根据权利要求1所述的架空线自动通断电装置，其特征在于，所述恒流源（12)电流 为 0· 8-L 5A，功率为 5-8W。
3. 根据权利要求1所述的架空线自动通断电系统，其特征在于，所述控制模块（6)设置 在输电线⑶下方。
【文档编号】B60M1/12GK104118334SQ201410374498
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】赵尊行, 郑祥呈, 陈刚, 宋尚民 申请人:山东华联矿业股份有限公司