专利名称：防爆开关分级闭锁保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种闭锁保护装置，更具体地，本实用新型涉及一种防爆开关分 级闭锁保护装置。
背景技术：
在现有煤矿环境、技术，以及煤矿工人素质的条件下，井下电工误操作或违章作业 时有发生，国内曾数次发生过工人带电打开矿用防爆开关电源腔产生火花引爆瓦斯的重大 事故。为杜绝此类事故的发生，如专利号200420031205. 8,03284896. X和200720010765. 9 所对应的分级闭锁专利技术，通过漏电保护电路将本级开关的信号传递到上一级开关，造 成上一级防爆开关的漏电保护装置动作，跳闸并闭锁，保证安全。目前的矿用防爆开关防爆开关分级闭锁保护装置通过漏电保护电路将信号传递 到上一级开关实现分级闭锁，但是在防爆开关的保护接地达不到规定要求或者上级漏电保 护装置未动作跳闸的状态下，可能会造成防爆开关的外壳瞬间带电，如果瞬间外壳电位超 过一定数值会造成人身触电。
实用新型内容本实用新型利用单片机系统将本级开关的开盖信号通过电力载波模块以三相动 力电网为介质传递给上级开关的单片机系统，信号经过单片机系统处理并通过外围电路驱 动继电器动作，造成上一级防爆开关的漏电保护装置动作，进行分级闭锁。本实用新型的目的是提供一种防爆开关分级闭锁保护装置，主要包括电源电路、 单片机系统和电力载波模块。工人带电打开防爆开关的电源腔盖板，防爆开关通过压缩盖板、闭锁杆、行程开 关，形成一个开盖开关量信号，该信号通过开关量采集电路进入单片机系统，同时本级开关 带有编码开关，编码信息代表了本级开关的地址，通过数据总线进入单片机系统，单片机系 统将开关量和地址通过电力载波模块以三相电网为介质发送给上一级开关的电力载波模 块，再通过该电力载波模块发送到上一级开关的单片机系统，单片机系统根据收到的开关 量信号通过继电器输出跳闸开关量，通过跳闸线圈实现跳闸并闭锁，并通过液晶屏显示下 级开关的分级闭锁信息。本实用新型上级开关和本级开关利用电力载波模块通过三相电网建立通信，有选 择性的进行分级闭锁，而且克服了人为漏电存在的问题，进而提高了分级闭锁技术的可靠 性。采用高级单片机系统芯片和液晶屏，及时准确显示分级闭锁信息，使系统更加智能化。 彻底消除了由于上级漏电保护装置未及时跳闸和防爆开关保护接地不可靠造成的人身触 电。使用单片机系统和电力载波模块使防爆开关防爆开关分级闭锁保护装置的闭锁更具选 择性、效率更高。
图1是本实用新型防爆开关分级闭锁保护装置的示意图；图2是单片机系统电源电路的示意图；图3是单片机系统开关量采集电路的示意图；图4是单片机系统继电器输出电路的示意图；图5是单片机系统拨码开关电路的示意图；图6是单片机系统RS485电路的示意图；图7是单片机系统RS232电路的示意图；图8是单片机系统核心电路的示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型的防爆开关分级闭锁保护装置作详细阐述。如图1所示，本实用新型的防爆开关分级闭锁保护装置，主要包括电源电路、单片 机系统和电力载波模块。电源电路本实用新型的电源电路是一个高隔离的AC/DC稳压开关电源模块，该模块能完成 220V交流电压输入，输出MV，12V直流，功率50W，给单片机系统和电力载波模块提供工作 电源。单片机系统单片机系统以美国ATMAL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机系统 AT89C2051为核心，其电路图见图8，外围电路主要包括电源电路、开关量采集电路、继电器 输出电路、拨码开关电路、RS485电路、RS232电路，电路图分别见图2_7。电力载波模块本实用新型采用型号为BWPlOA的电力载波模块，采用+12V供电，载波波特率 100bps-600bps可调，采用TTL电平串行接口，可以直接与单片机系统的RXD、T)(D连接， 串口波特率设定为1200bps、M00bps、4800bps、9600bps，它提供半双工通信功能，可以在 220/110V,50/60Hz电力线上实现局域通信。该模块可以自由配置电力线上数据通讯模式， 有两种通讯模式固定字节长度传输及固定帧长度传输，提供了透明的数据传输通道，数据 传输与用户协议无关，模块采用扩频编码方式，抗干扰能力强，传输距离远，数据传输可靠。 通讯过程中，由用户通讯协议验证数据传输的可靠性。在同一台变压器下，多个BWPlOA模 块可以连接在同一条电力线上，在主从通信模式下，模块分别单独工作，不会相互影响。本实用新型的防爆开关分级闭锁保护装置的具体工作原理为当工人带电开防爆 开关的电源腔盖板时，防爆开关通过压缩盖板、闭锁杆、行程开关，形成一个开盖开关量信 号，该信号通过开关量采集电路进入单片机系统，同时本级开关带有编码开关，编码信息代 表了本级开关的地址，通过数据总线进入单片机系统，单片机系统将开关量和地址通过电 力载波模块以三相电网为介质发送给上一级开关的电力载波模块，再通过该电力载波模 块发送到上一级开关的单片机系统，单片机系统根据收到的开关量信号通过继电器输出跳 闸开关量，通过跳闸线圈实现跳闸并闭锁，并通过液晶屏显示下级开关的分级闭锁信息。
权利要求1.一种防爆开关分级闭锁保护装置，其特征在于包括电源电路、单片机系统和电力 载波模块；电源电路给单片机系统和电力载波模块提供工作电源；带电打开防爆开关的电 源腔盖板，防爆开关通过压缩盖板、闭锁杆、行程开关，形成一个开盖开关量信号，该信号通 过开关量采集电路进入单片机系统，同时本级开关带有编码开关，编码信息代表了本级开 关的地址，通过数据总线进入单片机系统，单片机系统将开关量和地址通过电力载波模块 以三相电网为介质发送给上一级开关的电力载波模块，再通过该电力载波模块发送到上一 级开关的单片机系统，单片机系统根据收到的开关量信号通过继电器输出跳闸开关量，通 过跳闸线圈实现跳闸并闭锁，并通过液晶屏显示下级开关的分级闭锁信息。
2.根据权利要求1所述的防爆开关分级闭锁保护装置，其特征在于所述的电源电路 是高隔离的AC/DC稳压开关电源模块。
3.根据权利要求1所述的防爆开关分级闭锁保护装置，其特征在于所述的单片机系 统的外围电路主要包括电源电路、开关量采集电路、继电器输出电路、拨码开关电路、RS485 电路、RS232电路。
4.根据权利要求1所述的防爆开关分级闭锁保护装置，其特征在于所述的电力载波 模块配置有电力线上数据通讯模式。
5.根据权利要求4所述的防爆开关分级闭锁保护装置，其特征在于所述的数据通讯 模式为固定字节长度传输或固定帧长度传输。
专利摘要本实用新型公开了一种防爆开关分级闭锁保护装置，主要包括电源电路、单片机系统和电力载波模块。本实用新型上级开关和本级开关利用电力载波模块通过三相电网建立通信，有选择性的进行分级闭锁，而且克服了人为漏电存在的问题，进而提高了分级闭锁技术的可靠性。采用高级单片机系统芯片和液晶屏，及时准确显示分级闭锁信息，使系统更加智能化。彻底消除了由于上级漏电保护装置未及时跳闸和防爆开关保护接地不可靠造成的人身触电。使用单片机系统和电力载波模块使防爆开关防爆开关分级闭锁保护装置的闭锁更具选择性、效率更高。
文档编号H02J13/00GK201839083SQ20102051872
公开日2011年5月18日 申请日期2010年9月7日 优先权日2010年9月7日
发明者孟庆海, 王建国, 王海洋, 陈涛 申请人:北方工业大学, 煤炭科学研究总院沈阳研究院