一种新型的井下电机漏电闭锁装置的制作方法

1.本实用新型涉及漏电保护技术领域，更具体的说，本实用新型涉及一种新型的井下电机漏电闭锁装置。


背景技术：

2.在装备有漏电闭锁装置的井下工作现场，通常有许多其他设备同时运行，这些设备启动或者停止时，会干扰漏电闭锁装置的正常运作，为了提高其抗干扰性能，保证设备电机产生漏电时，漏电闭锁装置能够及时准确地进行动作，保护设备和人员安全，改善漏电闭锁装置的工作环境是非常必要的。
3.目前，煤矿电气设备的漏电闭锁检测有直接检测和间接检测两种方式，直接检测时易受到被检测电路电压的冲击，从而造成检测装置的损坏，间接检测时，漏电闭锁检测的反应速度容易使漏电闭锁装置产生误动，因此，提出一种新型的井下电机漏电闭锁装置来解决问题。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在于解决现有技术中上述描述的技术问题。
5.本实用新型的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：
6.一种新型的井下电机漏电闭锁装置，包括控制模块、开关量输入模块、开关量输出模块、电源模块、显示模块、ad转换模块、电压检测模块、漏电检测模块，开关量输入模块的电源输出端连接控制模块的电源输入端，控制模块的电源输出端与开关量输出模块的电源输入端连接，控制模块外部连接显示模块，电源模块用于从电力线路引入电源，并将引入的电源经转换供给控制模块供电，ad转换模块的电源输出端连接控制模块的电源输入端，电压检测模块通过第一开关部件连接在ad转换模块与电机电源输出电路之间，漏电检测模块通过第二开关部件连接在开关量输入模块与电机电源输出电路之间，控制模块内加入延时继电器。
7.优选的，所述控制模块为stcl2c5410型号的单片机。
8.优选的，所述显示模块为液晶显示器。
9.优选的，所述ad转换模块为ad转换器，型号为：ads7805。
10.优选的，所述电压检测模块的电路采用霍尔电压传感器芯片chv-50p。
11.有益效果：
12.1、在编写的单片机控制程序中，加入一个延时继电器，使在规定的设定时间后再投入漏电检测电路，并通过设计合理的控制逻辑，得到适当的开关切换。
13.2、加入互感器、继电器隔离，设计具有自我保护功能的检测，设计可靠的电压检测装置，当电机有反电动势窜入时可以进行实时监测，当电压降到设定值时，再接入漏电闭锁装置，从而保护了漏电闭锁装置器件不被高压窜入而破坏。
14.3、该漏电闭锁装置通过单片机进行电压监控，避免了电压窜入漏电闭锁电路，同
时加入了电压检测电路，将可能窜入的电压控制在了很小的范围内，保证了漏电闭锁的准确性，进而有效地解决了煤矿电气设备中存在的问题，一旦设备电机产生漏电时，漏电闭锁装置能够及时准确地进行动作，可有效保护设备和人员的安全。
附图说明：
15.图1为本实用新型的新型的井下电机漏电闭锁装置控制系统示意图。
16.图2为本实用新型的漏电闭锁装置硬件系统示意图。
17.图3为本实用新型的漏电检测电路示意图。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
19.参照图1-3，一种新型的井下电机漏电闭锁装置，包括控制模块、开关量输入模块、开关量输出模块、电源模块、显示模块、ad转换模块、电压检测模块、漏电检测模块，所述开关量输入模块的电源输出端连接控制模块的电源输入端，所述控制模块的电源输出端与开关量输出模块的电源输入端连接，控制模块外部连接显示模块，显示模块为液晶显示器，所述电源模块用于从电力线路引入电源，并将引入的电源经转换供给所述控制模块供电，所述ad 转换模块的电源输出端连接所述控制模块的电源输入端，所述电压检测模块通过第一开关部件连接在所述ad转换模块与电机电源输出电路之间，所述漏电检测模块通过第二开关部件连接在所述开关量输入模块与电机电源输出电路之间，控制模块内加入延时继电器。
20.如图2所示，整个系统通过单片机控制，系统接收到电机开机信号时，先不给电机供电，对电机进行漏电检测，首先延时10s，然后将需要供电的回路总开关q1、q2、q3和电压检测回路的第一开关部件k1闭合，传感器不断地将采集到的电压信号传送给ad转换模块进行ad转换，ad转换模块为型号为：ads7805的ad转换器，转换后的数字信号再传给控制模块，控制模块为 stcl2c5410型号的单片机，单片机进行监视，当电压下降到设定值以下时，第一开关部件k1断开，漏电检测模块的第二开关部件k2闭合，漏电检测模块对该回路进行漏电检测，漏电检测模块为漏电装置，如果无漏电故障，整个装置断开，继电器输出信号给单片机，允许电机启动，如果发现有漏电故障，则不允许供电，锁住电机启动接触器，不允许电机启动，电路实行闭锁，这样既可以有效防止高压窜入时损坏装置，又可以防止电机反电动势对漏电闭锁动作值产生影响。
21.如图3所示，采用霍尔电压传感器芯片chv-50p作为电压检测电路的核心，该传感器利用霍尔效应，将电压通过内置电阻，运用分压理论变换电压，输出可测量的小电压，chv-50p型传感器输入端与输出端进行电隔离，不仅可靠性高，而且有较强的抗干扰能力，因此广泛应用于电子电路中测电流和直流、交流电压，电压检测电路将设备电机需要测量的交流电压转化为0～5v 标准信号，电路输入电压3300v高电压，该电压首先经过变压器变压，副边输出220v交流电压，同时在其副边再加入2个电容来抑制共模干扰，输入端串联110k电阻，将电压转换为2ma电流，输入电压传感器芯片，芯片再通过运放，输出单片机的ad
转换模块ads7805能够接收的0～5v标准直流电压，再通过单片机进行电压监控，避免了电压窜入漏电闭锁电路。
22.其中，在1和2端接24v交流电源，l和3端外接直流继电器，6端接大地，5端接通被测主回路，即k2接点，当24v交流电压正半周期间，电源电流i的流通路径是:24v电源—2端—d2—6端—大地—对地绝缘电阻r—r1 —5端—d3—t原边—l端—24v电源；而当24v交流负半周时：24v电源—l 端—t原边—d4—6端—大地—对地绝缘电阻r—rl—5端—dl—2端—24v 电源。
23.其中，电机停机的一段时间内存在反电动势，漏电闭锁电路测量一相对地绝缘电阻时，如果窜入反电动势将会影响漏电闭锁值，此影响经过实验研究，结果由图中数据可知，测量绝缘电阻时电机如窜入反电动势，对绝缘电阻值的测量影响很大，应尽量避免，本装置加入电压检测电路后，将窜入的电压控制在很小的范围内，保证了漏电闭锁准确性。
24.其中，选用stcl2c5410单片机作为控制核心，电压检测电路采集电机剩余电压，输入ads7805进行ad转换，然后单片机控制漏电检测电路进行漏电检测，防止漏电发生。
25.其中，采用stcl2c5410单片机为处理器模块，这种单片机能够兼容以前的8051指令，但速度是8051的8～12倍，芯片内部集成了max810复位电路， 4路pwm和8路ad转换通道，具有10位转换位数。
26.其中，开关量输入电路是输入状态信号设计的缓冲电路，开关量输出电路是为了输出动作信号对继电器等进行控制；本装置中，状态信号主要是电机的启动及停止信号、各电机主接触器状态返回信号、漏电闭锁信号，动作输出信号有回路总开关信号、隔离继电器控制信号、电机主接触器控制信号，漏电闭锁信号。
27.其中，开关量输入信号主要是显示各种开关量状态，如电机的启动及停止状态、各电机主接触器状态、漏电闭锁状态等，由于单片机最大只能输出 5v的电压，输出电流也只能达到十几毫安，无法直接控制电气开关等强电器件，因此，设计了光电耦合电路在单片机与电气开关等器件之间充当缓冲电路，使单片机不但可以控制强电器件，还可以有效减少强电器件带来的干扰。
28.其中，开关量输出信号主要是输出控制信号，控制各种执行元器件，主要包括开关继电器信号、电机启动信号等，设计光电耦合电路来隔离干扰，由继电器节点输出开关信号。
29.其中，电压检测电路检测完电机剩余电压后，输出电压模拟量，要将模拟量输入单片机，必须经过ad转换器，将模拟信号转化为数字信号，输入单片机，用单片机进行监控电压，选择适当的ad转换器，能够直接影响电压值的精确性和实时性，本设计最终选取了16位、高速ad转换器ads7805，其具有性价比高、接口方便的特点，同时其高速度、高精确度的转换，可减小采样时间差所带来的误差。
30.其中，电源是整个漏电闭锁装置正常工作的动力，电压检测电路和漏电检测电路直接供给24vdc，单片机供给5vdc，由tps5430dda芯片将24v转换为5v直接输入单片机，当电源通时发光二极管灯亮，表示电源电路供电正常；否则，表示电源电路出错。