专利名称：电机车架线自动通电和断电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种供电装置，特别是一种矿山井下电机车架线自动通电和断电
装置。
背景技术：
目前，架线式电机车是矿山井下主要运输机械，它采用直流架线供电，调速性能 好，工作可靠。但是井下巷道内的架线容易触碰，导致安全事故；特别是在井下沿脉巷道内， 由于巷道高度、宽度限制及放矿漏斗的存在，电机车架线高度一般很难超过1. 8米，给现场 操作人员造成极大的安全威胁。为确保安全，在这些巷道内的架线，大都采用人工停送电， 很不方便，而且容易遗忘停电；也有的不设架线，采用人力推矿车，劳动强度大，效率低。 实用新型专利CN2702879Y公开了一种电机车架线自动供电装置，需要在互相绝 缘的电机车架线区段设置集电弓和传感器。
发明内容本实用新型的目的是提供了一种结构简单的电机车架线自动通电和断电装置，当 电机车受电弓触及本装置输出端架线时立即自动通电，受电弓离开本装置输出端架线时随 后自动断电。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是一种电机车架线自动通电和断
电装置，包括架线、直流主回路、电压检测单元、电流检测单元、过电流检测单元、主开关、采
用程序控制的控制单元、显示报警单元及控制电源单元。在直流主回路上串接电流检测单
元、过电流检测单元、主开关，在直流主回路的输入端与地之间串接电压检测单元；电压检
测单元、电流检测单元、过电流检测单元的输出端与控制单元的输入端连接，控制单元的输
出端分别与主开关及显示报警单元连接，控制电源单元与控制单元连接。 所述电压检测单元由电压继电器KV、电阻R1、R2及R3组成，电流检测单元由电流
继电器KC1组成，过电流检测单元由过电流继电器KC2组成，主开关由接触器CJ组成，控制
单元由采用程序控制的PLC组成，控制电源单元由开关电源G组成，显示报警单元由指示灯
HL1、HL2及蜂鸣器HA组成。 所述接触器CJ的线圈与中间继电器ZJ的常开触点zjl串联后接在直流主回路输 入端与地之间；电阻R1、R2和R3串联组成分压电路，接在直流主回路输入端与地之间，电压 继电器KV线圈接在串联的R2及R3的两端；接触器CJ主触点cjl串接在直流主回路中，辅 助常闭触点cj2 —端接在R3与R2之间，另一端接在cjl的输出端；电流继电器KC1及KC2 一次线圈串接在cjl及cj2的输出端，电流继电器KC2线圈的输出端与架线连接；所述控制 单元PLC电源端分别连开关电源G的电源端；PLC的输入端分别与电流继电器KC1的常开 触点kcl、过电流继电器KC2的常开触点kc2、电压继电器KV的常开触点kv、接触器CJ辅助 常开触点cj3、按钮常开触点sb的一端连接，kcl、 kc2、 kv、 cj3、 sb的另一端与PLC的输入 端C0M连接；PLC输出端分别与蜂鸣器HA、指示灯HL1、指示灯HL2、中间继电器ZJ线圈的一端连接，蜂鸣器HA、指示灯HL1、指示灯HL2、中间继电器ZJ线圈的另一端与开关电源G的一
个电源端连接，输出端COM与开关电源G的同一组电源的另一个电源端连接。 当电机车受电弓触及本装置输出端架线时，电压检测单元检测到电压的变化，输
出控制信号到控制单元，控制单元通过程序处理，控制主开关合闸，直流主回路与输出端架
线接通，电机车正常工作，同时显示单元显示合闸。如果电机车运行中出现过负荷或短路故
障，过电流单元检测到故障电流后，输出控制信号到控制单元，控制单元控制主开关分闸，
切断电源。 当电机车受电弓离开本装置输出端架线时，电机车停止运行，电流检测单元检测 不到电流，从而输出控制信号到控制单元，控制单元通过程序处理，延时几秒后控制主开关 分闸，输出端架线停电。这时如果本输出端架线没有停电，则显示单元显示故障，提醒操作 人员处理故障。本实用新型的有益效果为 1.地下矿山的井下巷道供电架线可划分为若干独立供电区段，特别是井下沿脉巷 道的低矮架线，分别与本装置的输出端C连接；当电机车受电弓触及本装置输出端架线时 立即自动通电，受电弓离开本装置输出端架线时随后自动断电；确保井下巷道架线，特别是 沿脉巷道低矮架线的供电安全可靠，替代传统的对低矮架线采用人工停送电的供电方式。 2.电机车受电弓离开本装置输出端架线时随后自动断电，不仅防止触碰架线导致 安全事故，而且可避免因架线长期带电而产生的漏电损耗，节电降耗。 3.本实用新型结构简单、成本低廉，还具有过负荷、短路保护及故障显示报警功 能，可为非煤矿山及煤矿无瓦斯等爆炸危险的井下电机车架线实现自动安全供电。
图1为本实用新型原理方框图。 图2为本实用新型直流回路电气原理图。 图3为本实用新型控制回路电气原理图。
具体实施方式实施例如图1-3所示一种电机车架线自动通电和断电装置，包括架线2、直流主 回路1 、电压检测单元3、电流检测单元4、过电流检测单元5、主开关6、采用程序控制的控制 单元7、显示报警单元8及控制电源单元9。在直流主回路1上串接电流检测单元4、过电流 检测单元5、主开关6，在直流主回路1的输入端与地之间串接电压检测单元3 ;电压检测单 元3、电流检测单元4、过电流检测单元5的输出端与控制单元7的输入端连接，控制单元7 的输出端分别与主开关6及显示报警单元8连接，控制电源单元9与控制单元7连接。 直流电源电压为DC270V，控制电源电压为AC36V。电压检测单元3由电压继电器 KV、电阻R1、R2及R3组成，KV型号为JCDY-2A/DC48V， Rl型号为RX20-900 Q /100W， R2及R3 型号为RX20-100Q/25W。电流检测单元4由电流继电器KC1组成，KC1型号为几15_60/11 。 过电流检测单元5由过电流继电器KC2组成，KC2型号为几15-150/11。主开关6由接触器 CJ组成，CJ型号为CZ0-150/10，440V/270V。控制单元7由PLC组成，型号为FX1S-20MR/ DC24V。控制电源单元9由开关电源G组成，型号为AC36V-DC24V/300W。显示报警单元8由指示灯HL1、 HL2及蜂鸣器HA组成，HL1及HL2型号为NXD-215/DC24V， HA型号为BJ-1/ DC24V。 ZJ为中间继电器，型号为JDZl-44/AC36V。 K为隔离开关，一端连直流电源进线，另一端连接本装置直流主回路1的输入端， 本装置直流主回路1的输出端连接架线2。接触器CJ的线圈与中间继电器ZJ的常开触点 zjl串联后接在直流主回路1输入端与地之间；电阻R1、 R2和R3串联组成分压电路，接在 直流主回路1输入端与地之间，电压继电器KV线圈接在串联的R2及R3的两端；接触器CJ 主触点cjl串接在直流主回路1中，辅助常闭触点cj2 —端接在R3与R2之间，另一端接 在cjl的输出端；电流继电器KCl及KC2—次线圈串接在cjl及cj2的输出端，电流继电 器KC2线圈的输出端与架线(2)连接；控制单元PLC电源-24V、 +24V端分别连开关电源G 的-24V、+24V端；PLC的输入端X0与电流继电器常开触点kcl 一端连接，XI与过电流继电 器常开触点kc2 —端连接，X2与电压继电器常开触点kv —端连接，X3与按钮常开触点sb 一端连接，X4与接触器辅助常开触点cj3 —端连接，kcl、 kc2、 kv、 cj3、 sb的另一端与PLC 的输入端COM连接；PLC输出端Y4与蜂鸣器HA —端连接，Y5与指示灯HL1 —端连接，Y6与 指示灯HL2 —端连接，Yl与中间继电器ZJ的线圈一端连接，HA、 HL1、 HL2另一端与开关电 源G的+24V端连接，ZJ线圈另一端与开关电源AC36的L端连接。 本装置的工作原理为①当电机车10的受电弓11没有接触本装置输出端架线2 时，+270V电压通过Rl、 R2、 R3分压后，B点电压为+24V,因此架线2上电压为+24V。 ②当电机车10的受电弓11触及架线2时，因电机车10的直流电阻小且与R3并 联，因此B点电压降低，A点电压也降低；当A点电压降到KV整定值时，KV动作，常开触点 kv闭合；PLC的X2闭合，通过PLC程序控制，Yl闭合，中间继电器ZJ线圈得电，ZJ的常开 触点zjl闭合；CJ线圈得电，常开主触点cjl闭合，接通直流主回路l ;常闭辅助触点cj2断 开，断开+24V回路，同时PLC的Y5闭合，指示灯HL1亮。由于直流主回路1接通，架线2上 电压为+270V,电机车10正常工作；这时KC1检测到工作电流而动作，KC1的常开触点kcl 闭合，PLC的X0闭合，从而保持合闸状态。如果电机车10在运行中出现过负荷或短路现象 时，过电流继电器KC2动作，KC2的常开触点kc2闭合；PLC的XI闭合，通过程序处理Yl断 开，中间继电器ZJ线圈失电，ZJ的常开触点zjl断开，CJ线圈失电，CJ主触点cjl断开，断 开直流主回路1 ;同时PLC的Y6闭合，指示灯灯HL2亮，指示出现过负荷或短路故障；当故 障处理后，按下复位按钮SB， PLC的X3闭合，PLC解除故障状态，装置可继续工作。 ③当电机车10受电弓11离开装置输出端架线2时，电流继电器KC1检测不到电 流而返回，常开触点kcl断开，PLC的X0断开，延时后Yl断开，ZJ线圈失电，ZJ的常开触点 zjl断开，CJ线圈失电，主触点cjl断开，断开直流主回路；辅助触点cj2闭合，架线2重新 带+24V电压，为下一次合闸做准备。如果KC1返回后CJ没有断开，则通过辅助常开点cj3 返回到PLC的X4，通过PLC程序处理，Y4、Y5闭合，蜂鸣器HA报警，指示灯HL1闪烁，提醒操 作人员装置出现了故障，急需维修。
权利要求一种电机车架线自动通电和断电装置，包括架线(2)，其特征在于还包括直流主回路(1)、电压检测单元(3)、电流检测单元(4)、过电流检测单元(5)、主开关(6)、采用程序控制的控制单元(7)、显示报警单元(8)及控制电源单元(9)；在直流主回路(1)上串接电流检测单元(4)、过电流检测单元(5)、主开关(6)，在直流主回路(1)的输入端与地之间串接电压检测单元(3)；电压检测单元(3)、电流检测单元(4)、过电流检测单元(5)的输出端与控制单元(7)的输入端连接，控制单元(7)的输出端分别与主开关(6)及显示报警单元(8)连接，控制电源单元(9)与控制单元(7)连接。
2. 根据权利要求1所述的电机车架线自动通电和断电装置，其特征在于所述电压检测单元(3)由电压继电器KV、电阻Rl、 R2及R3组成，电流检测单元(4)由电流继电器KC1组成，过电流检测单元(5)由过电流继电器KC2组成，主开关(6)由接触器CJ组成，控制单元(7)由采用程序控制的PLC组成，控制电源单元(9)由开关电源G组成，显示报警单元(8)由指示灯HL1、 HL2及蜂鸣器HA组成。
3. 根据权利要求1或2所述的电机车架线自动通电和断电装置，其特征在于所述接触器CJ的线圈与中间继电器ZJ的常开触点zjl串联后接在直流主回路(1)输入端与地之间；电阻R1、 R2和R3串联组成分压电路，接在直流主回路(1)输入端与地之间，电压继电器KV线圈接在串联的R2及R3的两端；接触器CJ主触点cjl串接在直流主回路(1)中，辅助常闭触点cj2 —端接在R3与R2之间，另一端接在cjl的输出端；电流继电器KC1及KC2一次线圈串接在cjl及cj2的输出端，电流继电器KC2线圈的输出端与架线(2)连接；所述控制单元PLC电源端分别连开关电源G的电源端；PLC的输入端分别与电流继电器KC1的常开触点kcl、过电流继电器KC2的常开触点kc2、电压继电器KV的常开触点kv、接触器CJ辅助常开触点cj3、按钮常开触点sb的一端连接，kcl、 kc2、 kv、 cj3、 sb的另一端与PLC的输入端COM连接；PLC输出端分别与蜂鸣器HA、指示灯HL1、指示灯HL2、中间继电器ZJ线圈的一端连接，蜂鸣器HA、指示灯HL1、指示灯HL2、中间继电器ZJ线圈的另一端与开关电源G的一个电源端连接，输出端COM与开关电源G的同一组电源的另一个电源端连接。
专利摘要本实用新型涉及一种电机车受电弓触及供电架线时自动通电，离开供电架线时自动断电的电机车架线自动通电和断电装置，由电压检测单元、电流检测单元、过电流检测单元、主开关、控制单元、显示报警单元及控制电源单元组成。在本装置直流主回路上串接电流检测、过电流检测、主开关，在直流主回路与地之间接电压检测单元。过电压检测单元、电流检测单元、过电流检测单元输出端均与程序控制的控制单元输入端相连，控制单元输出端与主开关、显示报警单元相连，控制电源单元为控制单元提供电源。本实用新型能确保井下沿脉巷道低矮架线的供电安全可靠，替代传统的人工停送电的供电方式。
文档编号B60L3/00GK201506266SQ20092018947
公开日2010年6月16日 申请日期2009年10月16日 优先权日2009年10月16日
发明者刘宝树, 李正明 申请人:江西稀有稀土金属钨业集团有限公司