專利名稱：煤礦井下新型低壓漏電選擇性保護裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及漏電保護領域，特別是煤礦井下低壓漏電選擇性保護裝置。
煤礦井下低壓漏電保護裝置現有普遍采用非選擇性的漏電保護裝置，而目前正在試用的由零序功率方向工作原理構成的煤礦井下低壓漏電選擇性保護裝置存在著線路復雜、可靠性低、誤動率高的缺點，同時使用現場還缺乏復雜的調試檢測儀器設備以及熟練技術人員。
本實用新型的目的是要提供一種煤礦井下使用的新型低壓漏電選擇性保護裝置。這種裝置的優點是可靠性安全性高、系統接線簡單、工作原理簡單、維護調試簡單、運行中不會誤動作。
本實用新型的目的是這樣實現的一、在煤礦井下低壓供電系統中采用KYX－2(或其他型號)系列礦用一般型低壓配電箱時，整個新型低壓漏電選擇性保護裝置主接線原理圖見

圖1。
本新型低壓漏電選擇性保護裝置采用電動合閘空氣斷路器(或真空斷路器)、手動合閘斷路器、真空接觸器、熔斷器、檢漏繼電器及專門設計的關鍵部件BLH－1型漏電閉鎖和自動重合閘繼電器等構成。電源進線箱KYX－2－01安裝有JJKY－30型礦用一般型檢漏繼電器作為整個裝置漏電的主保護，同時還裝有一只BLH－1型礦用漏電閉鎖和自動重合閘繼電器(以下簡稱BLH－1型繼電器)；各饋出線箱KYX－2－08或KYX－2－10或控制箱KYX－2－17等每路均裝有一只BLH－1型繼電器，作為判斷線路能否送電和能否重合閘之用；饋出線箱以后的各級開關也可以安裝BLH－1型繼電器，最后一級電動機控制開關還可以安裝BLH－1型繼電器；專用照明箱KYX－1－15的127V側也裝有JJKY－30型檢漏繼電器。
上述各路繼電器除JJKY－30型檢漏繼電器直接裝于KYX－2系列配電箱外全部裝在標準20路模塊結構設計的保護屏上，保護屏與配電箱的聯接每路用一條7芯控制電纜。
當裝設有上述選擇性漏電保護裝置的饋出線發生漏電故障時，JJKY－30型檢漏繼電器快速動作，斷開進線箱總開關，其他各路饋出線真空接觸器因失壓也接著跳開，負載斷電。接著進線箱總開關的BLH－1型繼電器投入工作，對配電箱的母線是否漏電進行檢測，當判明母線無漏電故障時自動重合閘回路經過2.5秒的延時使進線箱總開關重合一次，這時母線送上電；同時各饋出線的BLH－1型繼電器也投入工作，對各支路是否漏電進行檢測，對漏電支路進行閉鎖，使之不能送電并發出漏電閉鎖信號，對沒有漏電的支路再經過2.5秒的延時使各饋出線箱的真空接觸器重合一次，恢復正常供電。
當饋出線箱或控制箱的負載在合閘前發生漏電，安裝在該路的BLH－1型繼電器動作斷開真空接觸器合閘回路，使之不能合閘并發出漏電閉鎖信號。
當饋出線發生短路故障時，該路斷路器跳開，將故障線路斷開。由于支路斷路器沒有重合閘功能，所以發生短路故障的線路不會自動重合。當饋出線發生的短路故障電流特別大時，不但該支路斷路器跳開，同時引起進線總開關跳開，這時總開關能夠重合成功，其他無故障支路由于斷路器沒有跳開，也能夠重合成功，只有故障支路的斷路器不能重合。這樣，由于支路短路故障引起的事故不會擴大。
饋出線主回路由斷路器和真空接觸器組合或由熔斷器和真空接觸器組合而成，由斷路器或熔斷器分斷短路電流，真空接觸器用來分斷漏電故障。因此不需要裝設短路閉鎖裝置。
當沒有真空接觸器時也可以用一般交流接觸器。
上述漏電保護裝置工作原理符合《煤礦安全規程》第424條的規定。
上述漏電保護裝置由于不考慮漏電、短路縱向保護，不需要人為延時，從而保證了保護裝置動作的快速性。又由于裝設了漏電檢測閉鎖裝置和自動重合閘裝置，它就具備了選擇性送電的功能。凡是非計劃性的事故停電，除永久性故障支路被漏電閉鎖外，其余設備可在幾秒鐘之內瞬間恢復送電，生產基本上不受影響。對局扇可做到基本上不停風，使安全有了保障。正常運行中各路BLH－1型繼電器均退出運行，因此不會發生誤動作影響生產和安全。
二、在煤礦井下低壓供電系統中采用DW80系列礦用饋電開關(在圖2中簡稱DW)和DQBH系列礦用真空磁力起動器或QC83系列磁力起動器(在圖2中簡稱QC)時，整個新型低壓選擇性漏電保護裝置原理接線圖見圖2。
這時本新型低壓漏電選擇性保護裝置采用DW80系列礦用隔爆饋電開關、DQBH系列礦用隔爆真空磁力起動器或QC83系列礦用隔爆磁力起動器、JY82系列礦用隔爆檢漏繼電器(在圖2中簡稱JY)及裝在隔爆空腔內的專門設計的關鍵部件BLH－1型漏電閉鎖和自動重合閘繼電器(在圖2中簡稱B)構成。
當裝設有上述選擇性漏電保護裝置的饋出線發生漏電故障時，JY82型檢漏繼電器快速動作，斷開總開關1QC，其他各路磁力起動器(2QC～12QC)因失壓也接著跳開，負載斷電，接著進線總開關1QC的BLH－1型繼電器投入工作，對采區變電所的低壓母線是否漏電進行檢測，當判明母線無漏電故障時自動重合閘回路經過2.5秒的延時使進線總開關1QC重合一次，這時母線送上電；同時各支路QC的BLH－1型繼電器也逐級投入工作，對各支路是否漏電進行檢測，對漏電支路進行閉鎖，使之不能送電并發出漏電閉鎖信號；對沒有漏電的支路逐級經過2.5秒的延時使各支路的QC重合一次，恢復正常供電。
當支路QC的線路或負載在合閘前發生漏電，安裝在該路的BLH－1型繼電器動作斷開QC合閘回路，使之不能合閘并發出漏電閉鎖信號。
其他情況同一所述。
三、為了實現上述目的，特別設計了關鍵部件BLH－1型漏電閉鎖和自動重合閘繼電器(以下簡稱BLH－1型繼電器)。下面詳細介紹BLH－1型繼電器的情況(一)、結構BLH－1型繼電器采用插接式結構，分為兩個部分，一部分為與電網耦合及隔離回路并提供中間轉換接點控制自動重合閘回路，采用7腳插接件；另一部分為漏電閉鎖和自動重合閘回路，采用12腳插接件，因此不會插錯。
BLH－1型繼電器漏電閉鎖部分由網路耦合隔離回路、橋式檢測電路、溫度補償、光電耦合、集成電路觸發器、出口元件、電源穩壓回路、信號燈等組成，重合閘部分由延時電路、光電開關、電容充放電回路、出口元件、信號燈等組成。
圖3為網路耦合隔離回路電路圖。圖4為漏電閉鎖和自動重合閘回路電路圖。
1、網路耦合隔離回路由與電網(660V或380V)耦合的電阻1R、2R、3R、中間繼電器ZJ接點及線圈的電容降壓整流回路、信號燈組成，當線路無電時使BLH－1型繼電器與電網相耦合，對電網的對地絕緣電阻進行檢測；當電網恢復送電后使BLH－1型繼電器檢測回路與電網隔離開。
ZJ線圈回路采用電容降壓直流吸合并采用較低工作電壓的繼電器，以提高抗霉斷性能和可靠性，并能適應電網電壓波動范圍大的特點。
這一部分的關鍵元件是1R、2R、3R三個耦合電阻，采用如下所述的專門技術制造，不能采用普通電阻，否則安全沒有保障。
耦合電阻的做法是將兩只小功率電阻串聯起來套入瓷套管或其他阻燃材料制成的套管中并用環氧樹脂封口。
2、橋式檢測電路由電阻R1～R3和電網對地絕緣電阻組成橋式檢測電路。由于采用橋式檢測電路所以對電網絕緣電阻的檢測精度大大提高。
3、溫度補償回路由熱敏電阻R4組成。
4、光電耦合回路由光電耦合集成電路VD1組成。使用光電耦合電路的主要目的是對檢測電路的電源和繼電器工作電源進行隔離，使之合二為一，簡化了線路，提高了抗干擾能力。
5、集成電路觸發器和功率放大器由NE555時基集成電路IC1、電阻R6、電容C1、晶體管BG1組成，對光電耦合電路輸出進行鑒別和觸發，由晶體管BG1進行功率放大帶動出口元件。
6、出口元件由靈敏小型大功率繼電器J1組成；重合閘回路出口元件由繼電器J2組成。
7、電源穩壓回路由整流二極管、硅穩壓管、集成電路三端穩壓器、濾波電容、降壓電阻組成多級穩壓電路，提供穩定的工作電源和檢測電源。
8、信號燈回路由紅、綠兩色發光二極管組成，指示電網對地絕緣電阻是否正常；重合閘回路的信號燈由黃色發光二極管組成。
9、試驗電路由模擬漏電電阻R5和外接試驗按鈕SA組成，用以檢查漏電閉鎖動作值是否正常以及檢查BLH－1型繼電器是否正常。
10、延時電路由NE555時基集成電路IC2、電阻R7、電容C2組成延時電路。
11、光電開關由光電耦合集成電路VD2構成，當IC2經延時后輸出端由低電位翻轉到高電位時，光電耦合器VD2輸入端有電流輸入，輸出端導通，成了一個無觸點開關，使已經充滿電的電容器C3向重合閘出口元件J2放電，完成一次重合閘任務。
12、充放電回路由電容器C3、充電電阻R8、放電電阻R9、中間繼電器ZJ轉換接點組成，充電時間為40～60秒，當用按鈕停止主回路開關時，為避免發生自動重合閘，可以接通放電回路，將C3上的電荷放掉。當用控制開關KK時，可以不必外接放電回路。同時C3上還接有自動放電電阻R10，當停電時間超過5分鐘時將不會發出重合閘脈沖。
(二)、動作原理BLH－1型繼電器動作原理說明如下線路送電前，中間繼電器ZJ無電不吸合，檢測電路投入電網對電網的對地絕緣電阻進行檢測，如電網對地絕緣電阻高于整定動作值時，橋路輸出為負值，光耦電路VD1之發光二極管不導通，光電三極管也不導通，IC1輸出端為高電位，BG1導通，繼電器J1吸合，其常開接點閉合，接通主回路開關合閘回路；如電網對地絕緣電阻值低于整定動作值時，橋路輸出為正值，光耦電路VD1之發光二極管導通發光，光電三極管也導通，IC1輸入端電位達到三分之二VCC，IC1的輸出端翻轉為低電位，BG1截止，繼電器J1釋放，其常開接點斷開主回路開關合閘回路，使之不能合閘送電。
線路送電之后，中間繼電器ZJ有電吸合，檢測回路與電網隔離，中間繼電器轉換接點ZJ接通充電回路，經40～60秒C3上充足電荷，為下一次自動重合閘作準備。
當總開關跳閘后，線路失壓中間繼電器ZJ釋放，其轉換接點ZJ接通延時回路，經過2.5秒接通光電開關VD2，使C3上已充足電荷的電容器向重合閘出口繼電器J2放電，使之發出一次重合閘脈沖，脈沖寬度為2±0.2秒。
(三)、技術要求1、漏電閉鎖動作值380V時7KΩ±1％；660V時 22KΩ±1％。
2、繼電器工作電源AC.36V＋20％～－15％。
3、電網電源電壓380V時266V～456V；
660V時462V～792V。
4、工作環境溫度0～40℃。
5、空氣相對濕度(＋25℃時)不大于95％。
6、重合閘延時時間2.5s±0.25s。
(四)、調試方法BLH－1型繼電器在結構上分為2只繼電器接插件，一只為與電網耦合部分，見圖3，接插件為7腳(以下簡稱圖3部分)；另一只為漏電閉鎖和自動重合閘部分，見圖4，接插件為12腳(以下簡稱圖4部分)。
1、與電網耦合部分(圖3部分)(1)、繼電器插件腳接法1～3腳分別接電網電壓UA、UB、UC；4腳接圖4部分的7腳；5～7腳為ZJ轉換接點，分別接圖4部分的8～10腳。
(2)、在1腳和4腳、2腳和4腳、3腳和4腳之間分別測出耦合電阻1R、2R、3R的阻值，與規定值相比誤差在1％以內。
(3)、本繼電器660V和380V電壓通用，在電源電壓為660V時，電壓選擇接頭應接在660V處；在電源電壓為380V時，電壓選擇接頭應接在380V處。
在1～3腳通入三相電源電壓(70％～120％Ue)，中間繼電器ZJ應吸合，紅色發光二極管應發光。
(4)、檢查中間繼電器ZJ轉換接點接觸情況。
2、漏電閉鎖和自動重合閘部分(圖4部分)(1)、繼電器插件腳接法1腳接試驗按鈕；2腳接放電回路；3腳接地；4～6腳為繼電器接點輸出；8～10腳接中間繼電器ZJ的轉換接點，分別接圖3部分的5～7腳；11腳、12腳接交流36V工作電源，其中12腳兼接地(與3腳連在一起)。
(2)、通入36V工作電源，綠色發光二極管發亮；短接1、3兩腳，紅色發光二極管亮綠色發光二極管滅；短接8、9兩腳經過2.5秒延時后黃色發光二極管發亮，說明圖4部分工作基本正常。
(3)、在7腳和3腳(或12腳)之間接入電阻箱，當用在660V時電阻箱阻值為23KΩ；當用在380V時電阻箱阻值為8KΩ；調節電位器RP剛好動作。當漏電部分動作后，將電阻箱阻值增加3KΩ可使繼電器返回。
本繼電器660V和380V通用，但有兩個電阻阻值不一樣當用在660V時，橋路比較電阻R3為30KΩ＋15KΩ，試驗電阻R5為22KΩ。
當用在380V時，橋路比較電阻R3為15KΩ(可以短接30KΩ電阻)，試驗電阻R5為7.5KΩ(更換)。
(五)、BLH－1型繼電器的接線由BLH－1型繼電器組裝成的保護屏，每一路為一個獨立的單元，有一條獨立的接線端子排。使用安裝時十分方便，只要聯接一條7芯控制電纜即可，其中3芯接主回路輸出端UA、UB、UC，其余視采用控制開關還是控制按鈕引出3芯或4芯，見圖5和圖6。
圖5為采用控制開關時的接線圖。
圖6為采用控制按鈕時的接線圖。
推薦采用LW5－15B4802／1型控制開關控制真空接觸器或電動合閘空氣斷路器。
綜上所述，本實用新型的特征在于1、一種煤礦井下新型低壓選擇性漏電保護裝置是由電動合閘斷路器、手動合閘斷路器、接觸器、熔斷器、檢漏繼電器及專門設計的關鍵部件BLH－1型漏電閉鎖和自動重合閘繼電器構成；有防爆要求時由礦用隔爆饋電開關、礦用隔爆磁力起動器、礦用隔爆檢漏繼電器及裝在隔爆空腔內的專門設計的關鍵部件BLH－1型漏電閉鎖和自動重合閘繼電器構成。其特征是在電源進線和各饋出線各接入了一只專門設計的關鍵部件BLH－1型漏電閉鎖和自動重合閘繼電器。
2、該裝置的主要特點是按照漏電發生時先快速斷電，然后再來選擇無故障線路自動重合閘恢復供電，故障線路閉鎖住不能送電的原理構成的。這樣能夠確保人身觸電時快速脫離電源以及確保礦井安全。
3、該裝置應用范圍主要是煤礦井下低壓供電系統，其系統電壓660V和380V通用。
4、該裝置采用的BLH－1型漏電閉鎖和自動重合閘繼電器的特征是采用插接件，所以維護檢修方便。
5、該裝置采用的BLH－1型漏電閉鎖和自動重合閘繼電器的特征是，與電網耦合隔離部分為單獨一只繼電器，漏電閉鎖線路和自動重合閘部分為另一只繼電器。兩只繼電器因一只為7腳插接件，另一只為12腳插接件，所以不會插錯。這樣可以保證電網電壓的爬電距離和確保安全。
6、該裝置采用的BLH－1型漏電閉鎖和自動重合閘繼電器的特征是，與電網電壓耦合隔離回路的中間繼電器采用低電壓直流繼電器并用電容器降壓。這樣可以提高可靠性并能適應電網電壓大范圍的波動。
7、該裝置采用的BLH－1型漏電閉鎖和自動重合閘繼電器的特征是電路內設有溫度補償電阻R4。
8、該裝置采用的BLH－1型漏電閉鎖和自動重合閘繼電器的特征是，電網絕緣電阻的檢測采用橋式電路并采用光電耦合器VD1構成隔離耦合電路。
9、該裝置采用的BLH－1型漏電閉鎖和自動重合閘繼電器的特征是，重合閘部分采用光電耦合器VD2構成光電開關。
10、該裝置采用的BLH－1型漏電閉鎖和自動重合閘繼電器的特征是，重合閘部分的儲能電容器C3接有充電電阻R8和放電電阻R9。以及自動放電電阻R10。
本實用新型與現有零序功率方向工作原理構成的低壓選擇性漏電保護裝置相比較具有以下優點1、漏電保護全面，沒有動作死區。
2、運行中不會誤動作。
3、漏電保護動作時間最短，沒有人為延時。
4、不要附加電容器組，所以發生觸電時觸電電流最小。
5、對于支路短路引起的越級跳閘能夠正確重合，不會造成事故擴大。
6、系統接線簡單。
7、工作原理簡單。
8、維護調試簡單。
9、在煤礦礦用一般型和礦用隔爆型低壓供電設備中都能應用。
10、在煤礦井下660V和380V兩種電壓等級中通用。
權利要求1.一種煤礦井下新型低壓選擇性漏電保護裝置是由電動合閘斷路器、手動合閘斷路器、接觸器、熔斷器、檢漏繼電器及專門設計的關鍵部件BLH-1型漏電閉鎖和自動重合閘繼電器構成；有防爆要求時由礦用隔爆饋電開關、礦用隔爆磁力起動器、礦用隔爆檢漏繼電器及裝在隔爆空腔內的專門設計的關鍵部件BLH-1型漏電閉鎖和自動重合閘繼電器構成。其特征是在電源進線和各饋出線各接入了一只專門設計的關鍵部件BLH-1型漏電閉鎖和自動重合閘繼電器。
2.根據權利要求1所述的煤礦井下新型低壓選擇性漏電保護裝置，其特征在于漏電閉鎖和自動重合閘繼電器采用插接式結構。
3.根據權利要求1所述的煤礦井下新型低壓選擇性漏電保護裝置，其特征在于漏電閉鎖和自動重合閘繼電器在結構上分為與電網耦合部分及漏電閉鎖線路和自動重合閘部分，分別采用7腳和12腳插接件。
4.根據權利要求1所述的煤礦井下新型低壓選擇性漏電保護裝置，其特征在于漏電閉鎖和自動重合閘繼電器電路內設有溫度補償電阻R4。
5.根據權利要求1所述的煤礦井下新型低壓選擇性漏電保護裝置，其特征在于漏電閉鎖和自動重合閘繼電器對電網絕緣電阻的檢測采用橋式電路并采用光電耦合器VD1構成隔離耦合電路，同時檢測電源 和工作電源合二為一。
6.根據權利要求1所述的煤礦井下新型低壓選擇性漏電保護裝置，其特征在于漏電閉鎖和自動重合閘繼電器的重合閘部分采用光電耦合器VD2構成光電開關。
7.根據權利要求1所述的煤礦井下新型低壓選擇性漏電保護裝置，其特征在于漏電閉鎖和自動重合繼電器的重合閘部分儲能電容器C3接有充電回路電阻R8和放電回路電阻R9以及自動放電電阻R10。
8.根據權利要求1所述的煤礦井下新型低壓選擇性漏電保護裝置，其特征在于應用范圍為煤礦井下低壓供電系統，系統電壓660V和380V通用。
專利摘要本實用新型涉及漏電保護領域，特別適用于煤礦井下低壓供電系統作為選擇性漏電保護之用。該裝置主要由傳統煤礦井下低壓供電設備和專門設計的漏電閉鎖和自動重合閘繼電器構成。與目前正在試用的由零序功率方向工作原理構成的低壓漏電選擇性保護系統相比，具有可靠性安全性高、漏電保護全面、系統接線簡單、工作原理簡單、維護調試簡單、運行中不會誤動作的優點。
文檔編號H02H3/14GK2135860SQ9222600
公開日1993年6月9日 申請日期1992年6月25日 優先權日1992年6月25日
發明者林兆水 申請人:龍巖礦務局供電所