一种采煤机漏电闭锁检测装置的制作方法

本发明涉及一种采煤机漏电闭锁检测装置，适用于采矿领域。

背景技术：

国内的大功率大采高采煤机，其动力回路都为多回路、独立启停控制系统，漏电保护形式均采用漏电闭锁方式。动力回路的漏电闭锁检测装置，由于动力回路电压等级高(一般1000 kW以上的大功率采煤机动力回路多采用3300V电压等级供电)、多回路送电过程中检测装置频繁切换等因素，故障率高而且故障时常会将动力回路的高压引人检测装置，造成故障损坏程度进一步加大，甚至会影响到采煤机的电控系统。

技术实现要素：

本发明提出了一种采煤机漏电闭锁检测装置，该装置采用双高压隔离继电器，进一步增加了检测装置与动力回路的耐压等级，并在漏电检测通道建立前对动力回路的电压电流进行检测，判断动力回路的供电状态，确保动力回路在没有供电的状态下进行漏电检测，提高了漏电闭锁检测装置的可靠性。该装置应用于采煤机后经现场测试，漏电闭锁动作可靠，可为采煤机动力回路的绝缘状况提供有效的检测和保护。

本发明所采用的技术方案是：

所述漏电闭锁检测的方法采用附加直流电源检测法，检测回路为：自附加直流电源正极通过KA、KB两组高压隔离继电器到截割动力回路的其中一相、电机，然后经大地到装置采样回路，最后回到电源负极。正常工作时：检测装置接收到截割动力回路的启动信号后，KA、KB正常闭合，漏电通道建立开始检测，检测到回路发生漏电时，装置控制系统发出漏电信号给采煤机主控系统．主控系统闭锁截割动力回路的上电机构，禁止上电并发出故障报警信号：没检测到漏电时，装置控制系统断开检测通道结束漏电闭锁检测，并将检测结果发送给采煤机主控系统，主控系统驱动执行结构为截割动力回路上电。

所述电控系统都具有对各动力回路的电压和电流进行实时监测的功能，并将信号实时传输给漏检装置。漏检装置在漏电闭锁检测前对动力回路电压和电流信号的判断可避免由于启动回路故障或漏电检测回路故障使得动力回路在供电状态下，漏电闭锁装置投入漏电检测，漏电检测通道错误接通，直接将高压引入检测回路，使故障程度进一步扩大。同时，高压继电器KA、KB的串联使用。可以形成一种冗余互锁结构，并可增强动力回路与检测回路的隔离耐压等级．更有效地防止由于动力回路故障产生的高压击穿检测回路扩大故障范围。该漏电闭锁检测装置通过改变漏电闭锁动作值，可应用于3300 V或1140V电压等级的采煤机动力回路中。

所述漏电闭锁检测装置的主控系统是以STM32F107微处理器为核心的控制系统。主控系统硬件电路设计主要包括电源回路、信号隔离回路、开关量输入输出回路、A/D采样电路、CAN通讯接口电路等。STM32F107是以Cortex—M3为内核的32位微处理器，其最高工作频率可以达72MHz,片上内置高速存储器，具有丰富的10端口和外设资源，片上的12位A/D转换器，可很好地满足漏电采样的设计要求，确保保护动作的可靠性。

所述装置的软件系统设计分为主程序和子程序2部分，根据实际工作需要，软件划分成了多个功能模块。主程序中，查询到主回路的启动信号后，同时由定时器1中断模块检测到动力回路中的电压电流信号为零的条件下，检测装置启动漏电检测功能，进行A/D采样数据处理并根据处理结果控制保护执行机构，处理结果会实时通过CAN接口通讯传输至采煤机主控系统。数据处理中，当动力回路对地的绝缘值低于5MQ时，漏电检测装置会将绝缘检测值传输给采煤机主控系统，可在采煤机主监控系统中作为预警显示。考虑到煤矿工作面的环境恶劣多变，电气设备在使用期间性能会发生一定的改变，因此装置在设计过程中加人了自校正功能。当检测装置在使用一段时间后，由于工况因素造成的漏电闭锁检测动作不准确，可以人工操作引入自校正信号，对检测结果进行修正补偿，以保证检测的准确性。

本发明的有益效果是：该装置采用双高压隔离继电器，进一步增加了检测装置与动力回路的耐压等级，并在漏电检测通道建立前对动力回路的电压电流进行检测，判断动力回路的供电状态，确保动力回路在没有供电的状态下进行漏电检测，提高了漏电闭锁检测装置的可靠性。该装置应用于采煤机后经现场测试，漏电闭锁动作可靠，可为采煤机动力回路的绝缘状况提供有效的检测和保护。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的漏电检测原理图。

图2是本发明的主控系统原理框图。

图3是本发明的软件流程框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，KA为允许漏电检测高压继电器．漏电检测通道建立前，对动力回路的电压、电流信号进行判断，检测到回路中电压、电流信号为零时，表明该动力回路没有运转。KA闭合，允许进行漏电闭锁检测：反之．KA不会闭合，禁止动力回路进行漏电闭锁检测。KB为漏电检测高压继电器，在KA允许的前提下闭合。建立漏电检测通道启动检测。漏电闭锁检测的方法采用附加直流电源检测法，检测回路为：自附加直流电源正极通过KA、KB两组高压隔离继电器到截割动力回路的其中一相、电机，然后经大地到装置采样回路，最后回到电源负极。正常工作时：检测装置接收到截割动力回路的启动信号后，KA、KB正常闭合，漏电通道建立开始检测，检测到回路发生漏电时，装置控制系统发出漏电信号给采煤机主控系统．主控系统闭锁截割动力回路的上电机构，禁止上电并发出故障报警信号：没检测到漏电时，装置控制系统断开检测通道结束漏电闭锁检测，并将检测结果发送给采煤机主控系统，主控系统驱动执行结构为截割动力回路上电。

电控系统都具有对各动力回路的电压和电流进行实时监测的功能，并将信号实时传输给漏检装置。漏检装置在漏电闭锁检测前对动力回路电压和电流信号的判断可避免由于启动回路故障或漏电检测回路故障使得动力回路在供电状态下，漏电闭锁装置投入漏电检测，漏电检测通道错误接通，直接将高压引入检测回路，使故障程度进一步扩大。同时。高压继电器KA、KB的串联使用。可以形成一种冗余互锁结构，并可增强动力回路与检测回路的隔离耐压等级．更有效地防止由于动力回路故障产生的高压击穿检测回路扩大故障范围。该漏电闭锁检测装置通过改变漏电闭锁动作值，可应用于3300 V或1140V电压等级的采煤机动力回路中。

如图2，漏电闭锁检测装置的主控系统是以STM32F107微处理器为核心的控制系统。主控系统硬件电路设计主要包括电源回路、信号隔离回路、开关量输入输出回路、A/D采样电路、CAN通讯接口电路等。STM32F107是以Cortex—M3为内核的32位微处理器，其最高工作频率可以达72MHz,片上内置高速存储器，具有丰富的10端口和外设资源，片上的12位A/D转换器，可很好地满足漏电采样的设计要求，确保保护动作的可靠性。

如图3，装置的软件系统设计分为主程序和子程序2部分，软件流程如图3所示。根据实际工作需要，软件划分成了多个功能模块。主程序中，查询到主回路的启动信号后，同时由定时器1中断模块检测到动力回路中的电压电流信号为零的条件下，检测装置启动漏电检测功能，进行A/D采样数据处理并根据处理结果控制保护执行机构，处理结果会实时通过CAN接口通讯传输至采煤机主控系统。数据处理中，当动力回路对地的绝缘值低于5MQ时，漏电检测装置会将绝缘检测值传输给采煤机主控系统，可在采煤机主监控系统中作为预警显示。考虑到煤矿工作面的环境恶劣多变，电气设备在使用期间性能会发生一定的改变，因此装置在设计过程中加人了自校正功能。当检测装置在使用一段时间后，由于工况因素造成的漏电闭锁检测动作不准确，可以人工操作引入自校正信号，对检测结果进行修正补偿，以保证检测的准确性。