专利名称：一种电气设备特殊防爆结构及供电系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电气设备特殊防爆结构及供电系统，这种电气设备特殊防爆结构及供电系统适用于矿山、化工等易燃易爆场所使用。
背景技术：
目前，我们国家在矿山、化工等易燃易爆场所使用的防爆电气设备，都是按照国家标准GB3836-2000的要求来设计和制造。GB3836-2000国家标准主要包括以下四个标准，分别是GB3836. 1-2000、GB3836. 2-2000,GB3836. 3-2000 和 GB3836. 4-2000。GB3836. 2-2000是隔爆型电气设备的标准，它规定了隔爆型电气设备的设计和制造的防爆要求，通过这些 要求来达到电气设备的防爆目的。隔爆型电气设备，它是通过电气设备隔爆外壳的耐爆性和隔爆性来达到防爆目的，耐爆性是要求隔爆外壳具有足够的机械强度，隔爆性是要求隔爆外壳各部件的结合面要满足一定的要求，这些要求分别是隔爆面宽度，隔爆面间隙，隔爆面粗超度。它的防爆原理是当电气设备隔爆外壳内部由于可燃气体爆炸或电气故障产生电火花，通过满足隔爆性的隔爆面向外传播时，有一部分热量被隔爆面金属或其他物质吸收，使其传出隔爆面的是气体，不是火花。这种防爆理论忽视了一个问题，即当电气设备隔爆外壳内部由于可燃气体爆炸或电气故障产生电火花，会造成弧光短路，弧光短路电流大小与电弧长度成反比，这个电流值往往不能使电气开关保护装置跳闸，不能及时切除故障，弧光将持续下去，最后使电气设备隔爆面热量逐渐积累，温度饱和，使隔爆面不能起到吸收热量的作用，最后传出的不是气体，而是火花，将会引起隔爆型电气设备外壳外部可燃气体爆炸，给国家财产和矿工生命安全造成巨大损失。此类事故在煤矿井下已有发生。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电气设备特殊防爆结构及供电系统，以解决现有技术存在的问题。为达到以上目的，本实用新型采取以下解决方案本实用新型电气设备之间的连接电缆采用特殊型六芯电缆2-1，该电缆包括三芯动力线2-1-1，一芯保护接地线2-1-2，两芯保护控制线2-1-3 ;保护控制线可以是金属导线，也可以是导电橡胶、导电塑料非金属导线；所有隔爆型电气设备1-2的外壳内部增加温度保险丝或PPTC可恢复保险丝，温度保险丝或PPTC可恢复保险丝与两芯保护控制线串联连接，两芯保护控制线2-1-3的末端用导线或二极管1-3短接，使两芯保护控制线通过温度保险丝或PPTC可恢复保险丝和末端导线或二极管构成闭合回路；在上一级电气开关1-1内部增加防爆用保护电路，保护电路的输入端与两芯保护控制线2-1-3连接，保护电路的输出端作用于跳闸。保护电路用于监测回路电流，当电气设备1-2外壳内部产生电火花，温度保险丝或PPTC可恢复保险丝熔断或电阻值瞬间增大，两芯保护控制线的闭合回路电流为零或很小，通过上一级电气开关1-1内部的保护电路使上一级电气开关跳闸，断开故障电路。[0006]上一级电气开关内部增加的防爆用保护电路，由整流滤波电路、稳压电路、信号检测比较电路、保护输出电路、开关跳闸电路组成。整流滤波电路由熔断器RD、变压器B、整流桥ZL、滤波电容C组成；熔断器RD —端与保护回路交流电源一端连接，熔断器RD另一端与变压器B的一个输入端连接，变压器B的另一个输入端与保护回路交流电源另一端连接，变压器B的一个输出端与整流桥ZL的一个交流输入端连接，变压器B的另一个输出端与整流桥ZL的另一个交流输入端连接，整流桥ZL的正电输出端与滤波电容C的正极连接，该连接点也是整流滤波电路的正极输出端，整流桥ZL的负电输出端与滤波电容C的负极连接，该连接点也是整流滤波电路的负极公共端，上述电路的连接构成了整流滤波电路；稳压电路由三端集成稳压电路Ul构成，三端集成稳压电路Ul的输入端I脚与整流滤波电路的正极输出端3脚连接，三端集成稳压电路Ul的公共端2脚与整流滤波电路的负极公共端4脚连接，三端集成稳压电路Ul的输出端3脚是信号检测比较电路、保护输出电路的正极公共端，上述电路的连接构成了稳压电路；信号检测比较电路由电压比较器U2A、电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7组成；电压比较器U2A的8脚与正极输出端连接，电压比较器U2A的4脚与负极公共端连接，电阻R5、R6串联连接构成电阻分压电路，电阻R5、R6串联连接点经过电阻R3与电压比较器U2A同相输入端连接，作为给定信号，电阻R5的另一端与正极输出端连接，电阻R6的另一端与负极公共端连接，电阻R7的一端与负极公共端连接，电阻R7的另一端与保护控制线B端连接，电阻R4的一端与电压比较器U2A反相输入端连接，电阻R4的另一端与保护控制线B端连接，上述电路的连接构成了信号检测比较电路；保护输出电路由电阻R1、三极管BG、继电器线圈J1、二极管D、继电器常开接点Jll组成；三极管BG发射极与整流滤波电路的负极公共端连接，三极管BG的集电极与继电器线圈Jl的2脚连接，该连接点还与二极管D的阳极连接，二极管D的阴极与继电器线圈Jl的I脚连接，该连接点还与三端集成稳压电路Ul的正极公共端连接，继电器的常开接点Jll与三极管BG的集电极和发射极并联，三极管BG的基极与电阻Rl的一端连接，电阻Rl的另一端与电压比较器U2A的I脚连接，上述电路的连接构成了保护输出电路；开关跳闸电路由电源侧开关内部跳闸线圈TQ、保护输出电路中的继电器常开接点J12、电源侧开关内部过流保护接点JB所组成；保护输出电路中的继电器常开接点J12与电源侧开关内部过流保护接点JB并联连接，电源侧开关内部跳闸线圈TQ的I脚与跳闸回路交流电源的I脚连接，跳闸线圈TQ的2脚与继电器常开接点J12、过流保护接点JB的一个并联连接点连接，J12与JB的另一个并联连接点与跳闸回路交流电源的2脚连接，上述电路的连接构成了开关跳闸电路。[0007]由于本实用新型采用了上述方案，解决了隔爆型电气设备防爆的缺陷，避免隔爆型电气设备“失爆”现象的发生。
为了便于理解本实用新型的结构原理及实施本实用新型的最佳方式，
以下结合附图对本实用新型进一步说明。图I为本实用新型供电系统方框图图2为本实用新型特殊型六芯电缆结构图图3为本实用新型保护电路原理图图I中，电源侧上一级开关1-1，特殊型六芯电缆2-1，电气设备1-2，三芯动力线2-1-1，保护接地线2-1-2，末端短接线1-3，两芯保护先2-1-3，电气设备外壳1-4。图2中，三芯动力线2-1-1，保护接地线2-1-2，保护控制线2-1-3，电缆护套2_1_4，特殊型六芯电缆2_1。图3中，熔断器RD，变压器B，整流桥ZL，电容C，三端集成稳压电路U1，二极管D，继电器线圈J1，三极管BG, %ffiRl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，电压比较器U2A，跳闸线圈TQ,继电器常开接点Jll、J12，与保护控制线接线端子A和B。
具体实施方式
实施例I :图I为本实用新型供电系统方框图，本实用新型电气设备之间的连接电缆采用特殊型六芯电缆2-1，该电缆包括三芯动力线2-1-1，一芯保护接地线2-1-2，两芯保护控制线2-1-3 ;电气设备1-2外壳内部增加温度保险丝或PPTC可恢复保险丝，温度保险 丝或PPTC可恢复保险丝与两芯保护控制线2-1-3串联连接，保护控制线2-1-3的末端用导线或二极管1-3短接，使两芯保护控制线2-1-3通过温度保险丝或PPTC可恢复保险丝和末端导线或二极管1-3构成闭合回路；在上一级电气开关1-1内部增加保护电路，保护电路的输入端与两芯保护控制线2-1-3连接，保护电路的输出端作用于跳闸。当电气设备外壳1-4内部产生电火花，温度保险丝或PPTC可恢复保险丝熔断或电阻值瞬间增大，两芯保护控制线2-1-3的闭合回路电流为零或很小，通过保护电路使上一级电气开关1-1跳闸，断开故障电路。实施例2 :图2为本实用新型特殊型六芯电缆结构图，特殊型六芯电缆2-1，由三芯动力线2-1-1，保护接地线2-1-2，保护控制线2-1-3，电缆护套2-1-4所组成。保护控制线2-1-3可以是金属导线，也可以是导电橡胶、导电塑料非金属导线。实施例3 :图3为本实用新型保护电路原理图，由整流滤波电路、稳压电路、信号检测比较电路、保护输出电路、开关跳闸电路组成；整流滤波电路由熔断器RD、变压器B、整流桥ZL、滤波电容C组成；熔断器RD —端与保护回路交流电源I脚连接，RD另一端与变压器B输入端I脚连接，变压器B的另一个输入端2脚与保护回路交流电源2脚连接，变压器B的输出端3脚与整流桥ZL交流输入端I脚连接，变压器B的输出端4脚与整流桥ZL交流输入端2脚连接，整流桥ZL正电输出端3脚与滤波电容C正极连接，该连接点也是整流滤波电路的正极输出端，整流桥ZL负电输出端4脚与滤波电容C负极连接，该连接点也是整流滤波电路的负极公共端，上述电路的连接构成了整流滤波电路；稳压电路由三端集成稳压电路Ul构成，三端集成稳压电路Ul输入端I脚与整流滤波电路的正极输出端连接，三端集成稳压电路Ul的公共端2脚与整流滤波电路的负极公共端连接，三端集成稳压电路Ul的输出端3脚是信号检测比较电路、保护输出电路的正极公共端，上述电路的连接构成了稳压电路；信号检测比较电路由电压比较器似么、电阻1 2、1 3、1 4、1 5、1 6、1 7组成；电压比较器U2A的8脚与正极输出端连接，电压比较器U2A的4脚与负极公共端连接，电阻R5、R6串联连接构成电阻分压电路，电阻R5、R6串联连接点经过电阻R3与电压比较器U2A同相输入端3脚连接，作为给定信号，电阻R5另一端与正极输出端连接，电阻R6另一端与负极公共端连接，电阻R7 —端与负极公共端连接，电阻R7另一端与保护控制线B端连接，电阻R4 —端与电压比较器U2A反相输入端2脚连接，电阻R4另一端与保护控制线B端连接，上述电路的连接构成了信号检测比较电路；保护输出电路由电阻R1、三极管BG、继电器线圈J1、二极管D、继电器常开接点Jll组成；三极管BG发射极与整流滤波电路的负极公共端连接，三极管BG集电极与继电器线圈Jl的2脚连接，该连接点还与整流二极管D的阳极连接，整流二极管D的阴极与继电器线圈Jl的I脚连接，该连接点还与三端集成稳压电路正极公共端连接，继电器的常开接点Jll与三极管BG集电极和发射极并联，三极管BG的基极 与电阻Rl —端连接，电阻Rl另一端与电压比较器U2A的I脚连接，上述电路的连接构成了保护输出电路；开关跳闸电路由电源侧开关内部跳闸线圈TQ、保护输出电路中的继电器常开接点J12、电源侧开关内部过流保护接点JB所组成；保护输出电路中的继电器常开接点J12与电源侧开关内部过流保护接点JB并联连接，电源侧开关内部跳闸线圈TQ的I脚与跳闸回路交流电源I脚连接，跳闸线圈TQ的2脚与继电器常开接点J12、过流保护接点JB 一个并联连接点连接，J12与JB的另一个并联连接点与跳闸回路交流电源2脚连接。
权利要求1.ー种电气设备特殊防爆结构及供电系统，其特征是电气设备之间的连接电缆采用特殊型六芯电缆(2-1)，该电缆包括三芯动カ线(2-1-1)，一芯保护接地线(2-1-2)，两芯保护控制线(2-1-3);电气设备(1-2)的外壳内部増加温度保险丝或PPTC可恢复保险丝，温度保险丝或PPTC可恢复保险丝与两芯保护控制线(2-1-3)串联连接，两芯保护控制线(2-1-3)的末端用导线或ニ极管(1-3)短接，使两芯保护控制线(2-1-3)通过温度保险丝或PPTC可恢复保险丝和末端导线或ニ极管(1-3)构成闭合回路；在上ー级电气开关(1-1)内部増加防爆用的保护电路，保护电路的输入端与两芯保护控制线(2-1-3)连接，保护电路的输出端作用于跳闸。
2.采用权利要求I所述的ー种电气设备特殊防爆结构及供电系统，其特征是所述保护电路由整流滤波电路、稳压电路、信号检测比较电路、保护输出电路、开关跳闸电路组成；整流滤波电路由熔断器RD、变压器B、整流桥ZL、滤波电容C组成；熔断器RD —端与保护 回路交流电源I脚连接，RD另一端与变压器B输入端I脚连接，变压器B的另ー个输入端2脚与保护回路交流电源2脚连接，变压器B的输出端3脚与整流桥ZL交流输入端I脚连接，变压器B的输出端4脚与整流桥ZL交流输入端2脚连接，整流桥ZL正电输出端3脚与滤波电容C的正极连接，该连接点也是整流滤波电路的正极输出端，整流桥ZL负电输出端4脚与滤波电容C负极连接，该连接点也是整流滤波电路的负极公共端，上述电路的连接构成了整流滤波电路；稳压电路由三端集成稳压电路Ul构成，三端集成稳压电路Ul的输入端I脚与整流滤波电路的正极输出端连接，三端集成稳压电路Ul的公共端2脚与整流滤波电路的负极公共端连接，三端集成稳压电路Ul的输出端3脚是信号检测比较电路、保护输出电路的正极公共端，上述电路的连接构成了稳压电路；信号检测比较电路由电压比较器似ム、电阻1 2、1 3、1 4、1 5、1 6、1 7组成；电压比较器U2A的8脚与正极输出端连接，电压比较器U2A的4脚与负极公共端连接，电阻R5、R6串联连接构成电阻分压电路，电阻R5、R6串联连接点经过电阻R3与电压比较器U2A同相输入端3脚连接，作为给定信号，电阻R5另ー端与正极输出端连接，电阻R6另一端与负极公共端连接，电阻R7 —端与负极公共端连接，电阻R7另一端与保护控制线B端连接，电阻R4 —端与电压比较器U2A反相输入端2脚连接，电阻R4另一端与保护控制线B端连接，上述电路的连接构成了信号检测比较电路；保护输出电路由电阻R1、三极管BG、继电器线圈J1、ニ极管D、继电器常开接点Jll组成；三极管BG发射极与整流滤波电路的负极公共端连接，三极管BG集电极与继电器线圈Jl的2脚连接，该连接点还与ニ极管D的阳极连接，ニ极管D的阴极与继电器线圈Jl的I脚连接，该连接点还与三端集成稳压电路正极公共端连接，继电器的常开接点Jll与三极管BG集电极和发射极并联，三极管BG基极与电阻Rl —端连接，电阻Rl另一端与电压比较器U2A的I脚连接，上述电路的连接构成了保护输出电路；开关跳闸电路由电源侧开关内部跳闸线圈TQ、保护输出电路中的继电器常开接点J12、电源侧开关内部过流保护接点JB所组成；保护输出电路中的继电器常开接点J12与电源侧开关内部过流保护接点JB并联连接，电源侧开关内部跳闸线圈TQ的I脚与跳闸回路交流电源I脚连接，跳闸线圈TQ的2脚与继电器常开接点J12、过流保护接点JB —个并联连接点连接，J12与JB的另ー个并联连接点与跳闸回路交流电源2脚连接，上述电路的连接构成了开关跳闸电路。
专利摘要本实用新型涉及一种电气设备特殊防爆结构及供电系统。本实用新型电气设备之间的连接电缆采用特殊型六芯电缆，该电缆包括三芯动力线，一芯保护接地线，两芯保护控制线；电气设备的外壳内部增加温度保险丝或PPTC可恢复保险丝，温度保险丝或PPTC可恢复保险丝与两芯保护控制线串联连接，两芯保护控制线的末端用导线或二极管短接，使两芯保护控制线通过温度保险丝或PPTC可恢复保险丝和末端导线或二极管构成闭合回路；在上一级电气开关内部增加防爆用的保护电路，保护电路的输入端与两芯保护控制线连接，保护电路的输出端作用于跳闸。当隔爆型电气设备外壳内部产生电火花，温度保险丝或PPTC可恢复保险丝熔断或电阻值瞬间增大，保护控制线的闭合回路电流为零或很小，通过保护电路使上一级电气开关跳闸，断开故障电路。
文档编号H02H7/00GK202405750SQ201120242028
公开日2012年8月29日 申请日期2011年7月2日 优先权日2011年7月2日
发明者李孝杰 申请人:李孝杰