一种皮带机串联式保护装置的故障检测系统及其接线盒的制作方法

本实用新型涉及低压电气设备技术领域，尤其是一种皮带机串联式保护装置的故障检测系统及其接线盒。

背景技术：

当前，皮带运输机作为物料输送设备在自动化生产中占据重要地位，在皮带运输机运行过程中的保护通常有安全拉绳开关保护、跑偏开关保护、打滑装置保护、堵料开关保护、防撕裂开关保护这5种，其中安全拉绳开关和跑偏开关沿皮带机两侧机架安装，安全拉绳开关每隔≤30米距离应安装一组，跑偏开关除了在机头、机尾各安装一组外，每隔100米距离应安装一组，这些保护开关采用常闭点进行一一串联的方式进行安装。

皮带机串联式保护装置的典型接线形式如图1所示，火线L从控制室到现场皮带机，与每一个保护装置（S1～Sn）的常闭触点进行串联，然后由公共线M返回到控制室与继电器KA的线圈一端连接，KA的线圈另一端与零线N连接，形成一个电流回路，而控制室是靠继电器KA的状态来辨别现场是否有保护装置动作。

然而，在实际工作过程中，由于皮带运输机过长，保护开关的数目过多，一旦发生断路性故障或者是短路性故障，这些故障难以第一时间通过肉眼查明，并迅速找到故障点位置，这将给故障的排查带来相当的困难，并在生产应急状态下，针对上述故障也无法提供一个快速有效的处理方法，这对生产造成了很大影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是要解决当前皮带运输机的串联式保护装置在发生断路性故障或短路性故障时，存在难以迅速排查出故障点，并提出一个快速有效的处理方法的问题，为此提供一种皮带机串联式保护装置的故障检测系统及其接线盒。

本实用新型的具体方案是：一种皮带机串联式保护装置的故障检测系统，包括一根火线L、一根零线N、一根公共线M和一个用于控制皮带机启/停的继电器KA，其特征是：在火线L、公共线M和继电器KA的线圈及零线N所组成的串联回路上依次串联有若干个快速检测功能块，其中快速检测功能块串联在火线L与公共线M之间；每个快速检测功能块均由一个短路检测网格和一个断路检测网格串联组成；所述短路检测网格由一个断路器QFn和一个并联的短路检测指示灯HL2n-1组成，其中n为大于等于1的自然数；所述断路检测网格由一个保护装置Sn和一个并联的断路检测指示灯HL2n组成，其中n为大于等于1的自然数，并且保护装置Sn在常态下处于闭合状态。

本实用新型中所述快速检测功能块以两个为一组在电路上进行依次串联，每组快速检测功能块与设置在皮带机机架两侧相对布置的每组保护装置相对应。

本实用新型中所述接线盒具有盒体，在盒体内装有两个所述快速检测功能块，这两个快速检测功能块与设置在皮带机机架两侧相对布置的保护装置S1、保护装置S2相对应；其中一个快速检测功能块由断路器QF1、断路器QF1的并联短路检测指示灯HL1、保护装置S1和保护装置S1的并联断路检测指示灯HL2组成，并在该快速检测功能块的首、尾两端对应设有导电插座S11和导电插座S12；另一个快速检测功能块由断路器QF2、断路器QF2的并联短路检测指示灯HL3、保护装置S2和保护装置S2的并联断路检测指示灯HL4组成，并在该快速检测功能块的首、尾两端对应设有导电插座S21和导电插座S22；所述火线L配设有导电插座L1和导电插座L2；在盒体内还设有分别用于转接导电插座L1、导电插座L2和公共线M以及两个保护装置的接线端子，并在盒体侧壁上装有至少一个防水葛兰，并且各个指示灯与各个导电插座均设置于盒体的面板上。

本实用新型中所述导电插座S11、导电插座S12、导电插座S21、导电插座S22、导电插座L1和导电插座L2在盒体的面板上呈三行两列分布，其中导电插座S11、S22位于第一排，导电插座L1、L2位于第二排，导电插座S21、S12位于第三排，并且导电插座S11、S22与导电插座S21、S12以交叉异位的方式进行排布，并且各个导电插座之间的行、列间距均相等；各个导电插座均为圆孔插座，且无方向受制；所述短路检测指示灯HL1、断路检测指示灯HL2、短路检测指示灯HL3和断路检测指示灯HL4依次在盒体的面板上并排布置。

本实用新型中所述接线端子分别由用于转接导电插座L1的栅格L1，用于转接公共线M的栅格M1、M2，用于转接导电插座L2的栅格L2，用于转接保护装置S1的栅格S1a、S1b和用于转接保护装置S2的栅格S2a、S2b依次并排组装为一体，其中栅格M1、M2相短接；所述断路器QF1和断路器QF2依次并排安装于接线端子的右侧；所述防水葛兰安装有四个。

本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型结构简单、设计巧妙，便于在现有的串联保护装置的基础上进行改装，便于快速检测出串联式保护装置的短路性故障和断路性故障，并指示出故障位置；

(2)本实用新型在生产应急的情况下，通过故障检测系统的接线盒，便于快速将故障点从回路中切除，这不仅降低了故障检测、处理的难度，也提高了设备的运行率；

(3)本实用新型操作便捷、易用性好，对一般操作人员进行简单的培训，就可掌握该接线盒的使用方法，无需专业人员来处置。

附图说明

图1是在现有技术中，皮带机串联式保护装置的电路原理图；

图2是本实用新型中故障检测系统的电路原理图；

图3是本实用新型中接线盒的平面结构示意图；

图4是本实用新型中接线盒内接线端子的接线原理图；

图5是本实用新型中接线盒内的等效电气原理图；

图6是在接线盒内快速检测功能块A、B通过U型插头进行电气连接的第一种连接结构示意图；

图7是在接线盒内快速检测功能块A、B通过U型插头进行电气连接的第二种连接结构示意图；

图8是在接线盒内快速检测功能块B发生故障时，快速检测功能块A2单独接入故障检测系统的结构示意图；

图9是在接线盒内快速检测功能块A发生故障时，快速检测功能块B3单独接入故障检测系统的结构示意图；

图10是在接线盒内快速检测功能块A、B均发生故障时，接线盒在故障检测系统中的连接结构示意图。

图中：1—盒体，2—快速检测功能块A，3—快速检测功能块B，4—接线端子，5—防水葛兰，6—面板。

具体实施方式

实施例1

参见图2，一种皮带机串联式保护装置的故障检测系统，它包括一根火线L、一根零线N、一根公共线M和一个用于控制皮带机启/停的继电器KA及若干个快速检测功能块，各个快速检测功能块依次串联在火线L与公共线M之间，公共线M连接继电器KA的线圈的一端，继电器KA的线圈的另一端连接零线N；每个快速检测功能块均由一个短路检测网格和一个断路检测网格串联组成；所述短路检测网格由一个断路器QFn和一个并联的短路检测指示灯HL2n-1组成，其中n为大于等于1的自然数；所述断路检测网格由一个保护装置Sn和一个并联的断路检测指示灯HL2n组成，其中n为大于等于1的自然数，并且保护装置Sn在常态下处于闭合状态，由图2可知，在每个快速检测功能块中，每个断路器QFn均串联于保护装置Sn的前侧。

本实施例中所述快速检测功能块以两个为一组在电路上进行依次串联，每组快速检测功能块与设置在皮带机机架两侧相对布置的每组保护装置相对应。

本实施例所述的故障检测系统工作原理如下：

(1)针对皮带机串联式保护装置的短路性故障：当皮带机保护装置发生“接地”故障时，在保护装置Sn前端串联的断路器QFn因流过过大的短路电流而保护分断，电流将选择从其并联的短路检测指示灯HL2n-1流过，与“接地点”形成回路，短路检测指示灯HL2n-1同时点亮，指示出该位置发生短路性故障。需要特别说明的是，对于短路性故障，串联在“接地点”之前的断路器都会因短路电流保护分断，最后分断的位置才是真实的“接地”故障位置。

(2)针对皮带机串联式保护装置的断路性故障：当皮带机保护装置Sn发生“断路”故障时，电流将选择从其并联的断路检测指示灯HL2n流过，通过公共线M、继电器KA线圈回到零线N，形成回路，断路检测指示灯HL2n点亮，指示出该位置发生断路性故障。

实施例2

在工程实现过程中，故障检测系统的布局从控制室开始，控制电缆敷设至现场操作箱内，皮带机各保护装置电缆再从现场操作箱沿机架两侧进行敷设，并且皮带机机架两侧相对布置的每组保护装置对应配置一个接线盒。

参见图3-5，本实施例基于实施例1，本实施例中所述接线盒具有盒体1，在盒体1内装有快速检测功能块A2与快速检测功能块B3，这两个快速检测功能块与设置在皮带机机架两侧相对布置的保护装置S1、保护装置S2相对应；快速检测功能块A2由断路器QF1、断路器QF1的并联短路检测指示灯HL1、保护装置S1和保护装置S1的并联断路检测指示灯HL2组成，并在该快速检测功能块的首、尾两端对应设有导电插座S11和导电插座S12；快速检测功能块B3由断路器QF2、断路器QF2的并联短路检测指示灯HL3、保护装置S2和保护装置S2的并联断路检测指示灯HL4组成，并在该快速检测功能块的首、尾两端对应设有导电插座S21和导电插座S22；所述火线L配设有导电插座L1和导电插座L2；在盒体1内还设有分别用于转接导电插座L1、导电插座L2和公共线M以及两个保护装置的接线端子4，并在盒体1侧壁上装有四个防水葛兰5，并且各个指示灯与各个导电插座均设置于盒体1的面板6上。

本实施例中所述导电插座S11、导电插座S12、导电插座S21、导电插座S22、导电插座L1和导电插座L2在盒体的面板上呈三行两列分布，其中导电插座S11、S22位于第一排，导电插座L1、L2位于第二排，导电插座S21、S12位于第三排，并且导电插座S11、S22与导电插座S21、S12以交叉异位的方式进行排布，并且各个导电插座之间的行、列间距均相等；各个导电插座均为圆孔插座，且无方向受制；所述短路检测指示灯HL1、断路检测指示灯HL2、短路检测指示灯HL3和断路检测指示灯HL4依次在盒体的面板上并排布置。

本实施例中所述接线端子分别由用于转接导电插座L1的栅格L1，用于转接公共线M的栅格M1、M2，用于转接导电插座L2的栅格L2，用于转接保护装置S1的栅格S1a、S1b和用于转接保护装置S2的栅格S2a、S2b依次并排组装为一体，其中栅格M1、M2相短接；所述断路器QF1和断路器QF2依次并排安装于接线端子的右侧。

本实施例所述的接线盒的接线操作如下：

(1)在具体接线时，L1和M1是从前级过来的控制线缆，火线接L1，公共线接M1；L2和M2是去往下一级接线的接线端子，L2接火线，M2接公共线；如果该接线盒处于最尾端，从上一级过来的两芯控制电缆中的火线接L1，公共线则必须接到L2。

针对本实施例所述的接线盒而言，接线盒的S1a、S1b端子应接入皮带机其中一侧保护装置常闭触点S1的两端；S2a、S2b端子应接入皮带机另一侧的保护装置常闭触点S2的两端。

参见图6、图7，在图6中公开了快速检测功能块A2与快速检测功能块B3的第一种串联接线图，具体如下：分别采用三个U型插头依次实现导电插座L1与导电插座S11的短接、实现导电插座S12与导电插座S21的短接，实现导电插座S22与导电插座L2的短接。虽然在图7中公开了与图6中不同的接法，但是图7的接线方式实现了快速检测功能块A2与快速检测功能块B3的反向串联，因而这两种接线方式的效果等同。

依据图6与图7的接线方式，在快速检测功能块A2中的保护装置S1发生“接地”故障时，断路器QF1分断，短路检测指示灯HL1点亮，反之，正常时短路检测指示灯HL1熄灭；在保护装置S1发生断路性故障时，断路检测指示灯HL2点亮，反之，正常时断路检测指示灯HL2熄灭；同理，在快速检测功能块B3中的保护装置S2发生“接地”故障时，短路检测指示灯HL3点亮，反之，正常时短路检测指示灯HL3熄灭，在保护装置S2发生断路性故障时，断路检测指示灯HL4点亮，反之，正常时断路检测指示灯HL4熄灭。

本实施例中，在生产应急的情况下保护装置发生故障时，相应的应急处理方式如下：

(1)当快速检测功能块A2所对应的保护装置S1发生断路性故障，则该接线盒的断路检测指示灯HL2指示灯点亮，在生产应急状态时，快速检测功能块A2与快速检测功能块B3的短接形式可选择如附图9进行操作，可将故障点从回路中切除；反之，如有快速检测功能块B3所对应的保护装置S2发生断路性故障，则该接线盒的断路检测指示灯HL4指示灯点亮，在生产应急状态时，快速检测功能块A2与快速检测功能块B3的短接形式可选择如附图8进行操作，可将故障点从回路中切除；如两侧的保护装置都发生断路性故障，则该接线盒的断路检测指示灯HL2和断路检测指示灯HL4指示灯都点亮，在生产应急状态时，快速检测功能块A2与快速检测功能块B3的短接形式可选择如图10进行操作，可将故障点从回路中切除。

(2)当快速检测功能块A2所对应的保护装置S1发生短路性故障，则该接线盒的短路检测指示灯HL1指示灯点亮，在生产应急状态时，快速检测功能块A2与快速检测功能块B3的短接形式可选择如附图9进行操作，可将故障点从回路中切除；反之，如有快速检测功能块B3所对应的保护装置S2发生短路性故障，则该接线盒的短路检测指示灯HL3指示灯点亮，在生产应急状态时，“快速处理模组”的短接形式可选择如附图8进行操作，可将故障点从回路中切除；如两侧的保护装置都发生短路性故障，则该接线盒的短路检测指示灯HL1和短路检测指示灯HL3指示灯都点亮，在生产应急状态时，快速检测功能块A2与快速检测功能块B3的短接形式可选择如图10进行操作，可将故障点从回路中切除。

(3)需特别指明的是，在对短路性故障检测过程中，因短路电流过大，故障点之前的断路器都有保护跳闸的可能，因此在实际运用中出现这种情况，应先恢复控制电源的供电，检巡所有接线盒，靠近最尾端短路检测指示灯点亮的地点为实际短路故障点，在生产应急状态时，根据上述操作将故障点从电气回路中切除，并合上其它所有断路器即可。

(4)另需特别指明的是，应急处理模式只是在生产节奏不允许长时间中断的情况下所采取的临时措施，在生产间歇时间，对故障设施必须进行更换。