一种集电器内放电报警装置的制作方法

本实用新型为实用新型专利申请《一种集电器放电检测装置》(申请号：2017211032503)的分案申请，涉及一种移动式设备供电系统集电箱内集电器的放电报警装置。

背景技术：

在轨道上移动的堆取料机及各类起重设备，目前动力电源的供电方式是高压电缆卷缆和滑触线。其中动力卷缆方式是非常普遍的一种方式，它是通过集电刷与电缆卷盘同步转动的滑环滑动接触，将高压电能传导至机上变压器，从而实现系统的移动供电。转动轴上的滑环、绝缘子，接线柱以及和滑环动接触的集电刷等构成集电器，集电器应用于钢铁冶金、矿山、水泥、造船等工矿企业。由于此类设备都是在户外工作，为了防止雨雪灰尘等侵蚀，集电器安装在集电箱内，集电箱虽然密封性较好，但因季节气候的交替变换，还是易受潮、加之振动使接线柱接触不良、电流冲击等因素，导致集电器处放电，故难以查看及防范，由于工作时电缆不断地反复收放的特殊性，因放电，轻则损伤绝缘，缩短使用寿命，重则毁坏电缆，甚至造成越级跳闸的事故，是长期以来制约生产的瓶颈，目前设备生产厂家及整个行业都没有实时检测的解决方法。

放电能量都是以光能、声能、热能、电磁能的形式释放出去，还伴有化学反应，目前现有技术都是根据超声波、电磁波等物理现象衍生的超声波检测式和电磁波检测式，是通过超声波或电磁波传感器对部位的数据进行采集，无论是超声波还是电磁波，都有众多的背景噪声，由于要区别背景干扰信号，所以还要再将采集的数据输入计算机，通过特殊开发的软件进行过滤对比分析来判断是否有局部放电现象。价格昂贵且不能实时捕捉，如果集电器的绝缘子电晕放电、电刷和滑环、电缆头处的间隙放电等现象，放电初期没有被实时检测到，就会因得不到及时处理而长期放电，发生相间弧光短路和单相对地弧光接地，造成烧坏集电器，损坏电缆绝缘，击穿电缆，高压跳闸等严重事故。

技术实现要素：

本实用新型的技术任务是针对以上现有技术的不足，提供一种集电器内放电报警装置。

本实用新型解决其技术问题的技术方案是：一种集电器内放电报警装置，其特征在于：包括防护玻璃罩、光敏传感器、光电转换单元和报警控制单元；所述的防护玻璃罩位于集电箱内，光敏传感器置于防护玻璃罩内，一并安装在集电箱内；所述的光敏模块包括光电转换电路板和输出继电器K的线圈；光敏传感器的信号线接入光电转换单元中光敏模块的光电转换电路板的信号输入端，光敏模块中的输出继电器K的常开触点的两端点接入光电转换单元的信号输出端子接口X1；将光电转换单元的电源输入端子接口通过熔断器FU与光敏模块的电源输入点相连；光电转换单元的端子输出接口X1与报警控制单元相连，所述的报警控制单元包括复位按钮、蜂鸣闪光器和控制元件；通过控制元件的作用使光敏传感器检测到有亮光时使蜂鸣闪光器报警，当按下复位按钮后，蜂鸣闪光器停止报警。

上述的报警控制单元包括控制器、输入输出控制单元和蜂鸣器闪光报警单元；光电转换单元的端子输出接口X1与控制器的输入接口X2相连，输入输出控制单元中的复位开关SB通过端子接口X3与控制器的输入点相连，一号继电器K1的线圈通过端子接口X3与控制器的输出点相连，一号继电器K1的常开触点与蜂鸣闪光报警单元中的蜂鸣闪光器B串联，通过单极空气开关QF接入电源输入端子接口。

上述的光敏传感器是感光输出的光敏模块，本实施例中所述的报警控制单元包括输入接口X4、二号继电器K2、复位开关SB、蜂鸣闪光器B、电源输入接口和熔断器FU；光电转换单元1的端子输出接口X1与输入接口X4相连，输入接口X4的一号端子通过熔断器FU与电源输入接口一号端子连接，输入接口X4的二号端子依次通过复位开关SB和二号继电器线圈K2与电源输入接口二号端子连接，其中本实施例中的复位开关SB是常闭按钮开关，输入接口X4的一号端子与二号端子之间通过二号继电器的一号常开触点K2-1连接，输入接口X4的一号端子与电源输入接口的二号端子还依次通过蜂鸣闪光报警器B和二号继电器的二号常开触点K2-2连接。

上述的光敏传感器是感光截止的光敏模块，本实施例中所述的报警控制单元包括输入接口X5、三号继电器K3、四号继电器K4、复位开关SB、蜂鸣闪光器B、电源输入接口和熔断器FU；光电转换单元的端子输出接口X1与输入接口X5相连，输入接口X5的一号端子通过熔断器FU与电源输入接口一号端子连接，输入接口X5的二号端子通过四号继电器线圈K4与电源输入接口二号端子连接，输入接口X5的一号端子与电源输入接口的二号端子之间分别通过两条支路连接，第一条支路包括依次相串联的三号继电器K3的线圈、复位开关SB和三号继电器的一号常开触点K3-1，其中本实施例中的复位开关SB是常闭按钮开关，三号继电器的一号常开触点K3-1的两端与四号继电器K4的常闭触点；另一条支路包括相串联的蜂鸣闪光报警器B和三号继电器的二号常开触点K3-2。

上述的光敏传感器有多个。

与现有技术相比较，本实用新型具有以下突出的有益效果：

1、结构简单，安装维护方便；

2、成本低，有很强的复制性，便于推广应用；

3、使用方便，且具有很高的安全可靠性，可以实现小成本解决大问题的效果。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是实施例1中报警控制单元示意图。

图3是实施例2中报警控制单元示意图。

图4是实施例3中报警控制单元示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1-4所示，本实用新型包括防护玻璃罩3、光敏传感器4、光电转换单元1、报警控制单元10。所述的防护玻璃罩3位于集电箱2内，光敏传感器4置于防护玻璃罩3内，可起到防护作用，一并安装在集电箱2内。所述的光敏模块5包括光电转换电路板6和输出继电器K的线圈。光敏传感器4的信号线接入光电转换单元1中光敏模块5的光电转换电路板6的信号输入端，光敏模块5中的输出继电器K的常开触点的两端点接入光电转换单元1的信号输出端子接口X1；将光电转换单元1的电源输入端子接口通过熔断器FU与光敏模块5的电源输入点相连。光电转换单元1的端子输出接口X1与报警控制单元10相连，所述的报警控制单元10包括复位按钮、蜂鸣闪光器和控制元件。通过控制元件的作用使光敏传感器检测到有亮光时使蜂鸣闪光器报警，当按下复位按钮后，蜂鸣闪光器停止报警。其中报警控制单元10有以下三种具体实施方式。

实施例1中，如图2所示，所述的报警控制单元包括控制器7、输入输出控制单元8和蜂鸣器闪光报警单元9。光电转换单元1的端子输出接口X1与控制器7的输入接口X2相连，输入输出控制单元8中的复位开关SB通过端子接口X3与控制器7的输入点相连，一号继电器K1的线圈通过端子接口X3与控制器7的输出点相连，一号继电器K1的常开触点与蜂鸣闪光报警单元9中的蜂鸣闪光器B串联，通过单极空气开关QF接入电源输入端子接口。

实施例2中，如图3所示，所述的光敏传感器是感光输出的光敏模块，本实施例中所述的报警控制单元包括输入接口X4、二号继电器K2、复位开关SB、蜂鸣闪光器B、电源输入接口和熔断器FU。光电转换单元1的端子输出接口X1与输入接口X4相连，输入接口X4的一号端子通过熔断器FU与电源输入接口一号端子连接，输入接口X4的二号端子依次通过复位开关SB和二号继电器线圈K2与电源输入接口二号端子连接，其中本实施例中的复位开关SB是常闭按钮开关，输入接口X4的一号端子与二号端子之间通过二号继电器的一号常开触点K2-1连接，输入接口X4的一号端子与电源输入接口的二号端子还依次通过蜂鸣闪光报警器B和二号继电器的二号常开触点K2-2连接。

实施例3中，如图4所示，所述的光敏传感器是感光截止的光敏模块，本实施例中所述的报警控制单元包括输入接口X5、三号继电器K3、四号继电器K4、复位开关SB、蜂鸣闪光器B、电源输入接口和熔断器FU。光电转换单元1的端子输出接口X1与输入接口X5相连，输入接口X5的一号端子通过熔断器FU与电源输入接口一号端子连接，输入接口X5的二号端子通过四号继电器线圈K4与电源输入接口二号端子连接，输入接口X5的一号端子与电源输入接口的二号端子之间分别通过两条支路连接，第一条支路包括依次相串联的三号继电器K3的线圈、复位开关SB和三号继电器的一号常开触点K3-1，其中本实施例中的复位开关SB是常闭按钮开关，三号继电器的一号常开触点K3-1的两端与四号继电器K4的常闭触点；另一条支路包括相串联的蜂鸣闪光报警器B和三号继电器的二号常开触点K3-2。

为了提高检测的灵敏性和可靠性，还可以根据关要放电点及位置情况安装多个光敏传感器。

高压集电器是是由滑环和与滑环接触的电刷滑动导电，滑环间通过绝缘子连接，与进出电缆以接线柱和电缆头上的接线鼻连接，这些都是裸露在一个密闭的集电箱内，里面有较大的空间，可以使其成为一个密封严实的黑暗空间，完全隔绝自然光的背景干扰。

其原理是：放电能量有着以光能、声能、热能、电磁能的形式释放出去的特性，使集电箱隔绝自然光和其他任何光线的背景噪声干扰，而集电器相对于集电箱又是完全裸露的，利用这一特殊有利条件，用安装在集电箱内的光敏探头捕捉到其中的光能，通过光敏模块将光信号转化成电信号，再将电信号转变成数字开关量输出，控制器或独立报警控制单元接收到该0或1的数字开关量，通过逻辑程序或逻辑电路输出需要的报警信息，从而达到实时监测集电器放电的目的。

使用方法：当集电器放电时，蜂鸣闪光器会自动发出声光报警，操作人员得知报警后可按下复位按钮SB，报警解除并通知检修人员及时处理放电现象。如果按下复位按钮SB后又发生了频繁的蜂鸣闪光报警或不能复位，那么说明集电器频繁放电或连续放电，断开报警单元9的单极空气开关QF，停止报警声，通知电气人员立即切断集电器电源并及时检修，检修完成后再合上空开QF回复到正常检测状态。

需要说明的是，本实用新型的特定实施方案已经对本实用新型进行了详细描述，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本实用新型的保护范围之内。