預(yù)防煤礦帶電作業(yè)及瓦斯爆炸的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型發(fā)明公開了一種預(yù)防煤礦帶電作業(yè)及瓦斯爆炸的系統(tǒng)，包括：分別安裝在各帶電設(shè)備上的保護裝置；與所述保護裝置有線或無線連接的監(jiān)控中心，用于根據(jù)來自所述保護裝置的報警信號對各帶電設(shè)備進行供電控制；經(jīng)由供電線連接各帶電設(shè)備并接收所述監(jiān)控中心的控制信號的煤礦供電系統(tǒng)；所述帶電設(shè)備為帶有閉鎖裝置的開關(guān)設(shè)備，所述保護裝置為安裝在開關(guān)設(shè)備的閉鎖裝置上的閉鎖保護裝置；所述帶電設(shè)備為具有接線腔的設(shè)備，所述保護裝置為安裝在所述接線腔的蓋板上的蓋板開合狀態(tài)傳感器；所述帶電設(shè)備為具有接線嘴的設(shè)備，所述保護裝置為安裝在所述接線嘴上的防松裝置；所述保護裝置為安裝在帶電設(shè)備的接線腔蓋板或操作腔門蓋上的瓦斯超限開蓋閉鎖裝置。
【專利說明】預(yù)防煤礦帶電作業(yè)及瓦斯爆炸的系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及煤礦安全【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種預(yù)防煤礦帶電作業(yè)及瓦斯爆炸的系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]電氣火源在煤礦中弓丨爆瓦斯的情況最多，大約為48.1 % ”。煤礦中引爆瓦斯事故或觸電事故的主要原因是煤礦設(shè)備的帶電作業(yè)。
[0003]現(xiàn)有的閉鎖裝置主要表現(xiàn)為:螺絲刀或徒手就能夠移動閉鎖桿而擅自送電或擅自開蓋操作；閉鎖桿上打孔鎖上普通門鎖，這種方法不能長期使用在井下動態(tài)使用中的開關(guān)上，原因是:有多少個開關(guān)就得有若干倍開關(guān)數(shù)量的鑰匙，且門鎖易生銹，難以使用和管理，另外，沒有閉鎖桿的開關(guān)無法打孔鎖上普通門鎖；閉鎖裝置上加裝一些機構(gòu)，只有用三角套管等專用工具才能操作閉鎖桿移動，這種方法也不能長期使用在井下動態(tài)使用中的開關(guān)上，原因是:一種開關(guān)對應(yīng)一種工具，一個單位有十種開關(guān)，工人就須帶十種工具，實際中不便管理使用；高壓開關(guān)上與隔離開關(guān)聯(lián)鎖的大蓋用普通扳手或套管就能打開，這種結(jié)構(gòu)不能防止帶有普通工具的非專職人員擅自開蓋操作。有關(guān)事故案例我們已經(jīng)收集50起，死亡4501 人。
[0004]現(xiàn)有的接線腔主要表現(xiàn)為:無聯(lián)鎖保護裝置，電氣設(shè)備接線腔蓋板用普通螺栓固定，沒有鎖，用扳手、卡絲鉗、管鉗等常用工具就能帶電開蓋操作，產(chǎn)生電火花引爆瓦斯。
[0005]現(xiàn)有的電纜引入裝置主要表現(xiàn)為:螺紋式喇叭嘴，能夠徒手擰松造成電氣“失爆”，不符合GB3836.1附錄A要求。有關(guān)“失爆”引發(fā)的事故我們已經(jīng)收集52起，死亡1283人。
[0006]另一方面，工人在井下較暗的狹窄的特殊環(huán)境工作，相比地面操作人員更易違章帶電作業(yè)，如:操作閉鎖裝置擅自送電，或違章擅自打開開關(guān)工作腔大蓋作業(yè)，或違章擅自打開電氣設(shè)備接線腔蓋板帶電作業(yè)，或違章擅自松動喇叭嘴，等等，從而引發(fā)電氣安全事故。
[0007]此外，現(xiàn)有技術(shù)也沒有瓦斯超限開蓋閉鎖裝置及有電打不開蓋(門)裝置，在瓦斯超限及有電時工人不時違章開蓋(門)帶電作業(yè)。
[0008]另外，現(xiàn)有技術(shù)沒有專門的遠方漏電試驗裝置，無法進行遠方漏電試驗，難以試驗漏電保護的可靠性及靈敏度，漏電保護往往處于“失靈”狀態(tài)。沒有專門的預(yù)防煤礦帶電作業(yè)及瓦斯爆炸的成套系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實用新型的目的是提供一種預(yù)防煤礦帶電作業(yè)及瓦斯爆炸的系統(tǒng)，通過在煤礦的各帶電設(shè)備中安裝相應(yīng)的保護裝置，實時收集這些保護裝置檢測的報警信號，控制煤礦的供電系統(tǒng)對各帶電設(shè)備的供電，從而實現(xiàn)煤礦帶電作業(yè)及瓦斯爆炸的防治。
[0010]本實用新型的預(yù)防煤礦帶電作業(yè)及瓦斯爆炸的系統(tǒng)包括:
[0011]安裝在供電系統(tǒng)的供電線路末端負荷開關(guān)附近的漏電試驗裝置，用于從遠方檢驗漏電保護的可靠性；
[0012]分別安裝在各帶電設(shè)備上的保護裝置；
[0013]分別與所述保護裝置和漏電試驗裝置有線或無線連接的監(jiān)控中心，用于根據(jù)遠方檢驗漏電保護可靠性的結(jié)果對供電系統(tǒng)進行控制，以防止漏電保護失效后供電系統(tǒng)繼續(xù)供電，并根據(jù)來自所述保護裝置的報警信號對各帶電設(shè)備進行供電控制；
[0014]經(jīng)由供電線連接各帶電設(shè)備并接收所述監(jiān)控中心的控制信號的煤礦供電系統(tǒng)；
[0015]其中，所述帶電設(shè)備為帶有閉鎖裝置的開關(guān)設(shè)備，所述保護裝置為安裝在開關(guān)設(shè)備的閉鎖裝置上的閉鎖保護裝置；
[0016]其中，所述帶電設(shè)備為具有接線腔的設(shè)備，所述保護裝置為安裝在所述接線腔的蓋板上的蓋板開合狀態(tài)傳感器；
[0017]其中，所述帶電設(shè)備為具有接線嘴的設(shè)備，所述保護裝置為安裝在所述接線嘴上的防松裝置；
[0018]其中，所述保護裝置為安裝在帶電設(shè)備的接線腔蓋板或操作腔門蓋上的瓦斯超限或有電開蓋閉鎖裝置。
[0019]優(yōu)選地，所述的閉鎖保護裝置包括:下鎖體；安裝在下鎖體上的上鎖體，與下鎖體之間形成用來安置待鎖對象的容置空間；安裝在下鎖體上用來鎖緊所述待鎖對象的一級鎖芯；安裝在下鎖體上并連接所述監(jiān)控中心連接的檢測裝置。
[0020]優(yōu)選地，所述的蓋板開合狀態(tài)傳感器包括:帶鎖螺栓罩；通過螺栓連接帶鎖螺栓罩的電氣設(shè)備蓋板；設(shè)置在帶鎖螺栓罩一側(cè)孔內(nèi)的鎖鑰和鎖芯；設(shè)置在帶鎖螺栓罩的上部孔內(nèi)的閉鎖螺釘；設(shè)置在帶鎖螺栓罩的上部孔內(nèi)的帶動作傳感器桿的動作傳感器；其中，所述動作傳感器與監(jiān)控中心連接，動作傳感器桿的下端與螺栓上螺栓頭壓接，螺栓上套有距離套，距離套上設(shè)有環(huán)形鎖口，環(huán)形鎖口與鎖芯連接。
[0021]優(yōu)選地，所述防松裝置包括:上鎖體、下鎖體、鎖芯及鎖鑰，以及設(shè)置在上鎖體與下鎖體之間的并連接所述監(jiān)控中心的傳感器；所述的上、下鎖體形狀為半圓形管體，在上、下鎖體內(nèi)分別設(shè)有防止鎖體從喇叭嘴上松脫的上凸起環(huán)與下凸起環(huán)；所述的上鎖體設(shè)有供鎖芯、鎖鑰進出的通道，在下鎖體設(shè)有與鎖芯配合的螺孔。
[0022]優(yōu)選地，所述的瓦斯超限或有電開蓋閉鎖裝置包括:鎖殼、鎖定對象，裝于鎖殼內(nèi)的電動機構(gòu)、信號處理模塊、及裝在鎖殼上的監(jiān)測探頭；所述的電動機構(gòu)設(shè)有伸縮的電動機構(gòu)閉鎖頭，電動機構(gòu)與信號處理模塊連接，信號處理模塊與監(jiān)測探頭以及所述監(jiān)控中心連接。
[0023]優(yōu)選地，所述供電系統(tǒng)設(shè)有接通或切斷帶電設(shè)備供電線的開關(guān)。
[0024]優(yōu)選地，所述監(jiān)控中心的結(jié)構(gòu)包括:連接各個保護裝置用于接收其發(fā)送的報警信號的通信接口 ；連接所述通信接口的控制器或處理器，用于處理通信接口接收的保護裝置的報警信號，并根據(jù)處理結(jié)果向供電系統(tǒng)發(fā)送相應(yīng)的控制信號，以便控制供電系統(tǒng)向相應(yīng)的帶電設(shè)備的供電作業(yè)；漏電試驗按鈕，用于啟動控制器發(fā)出漏電試驗信號，該信號經(jīng)由通信接口發(fā)送給安裝在供電系統(tǒng)的供電線路末端負荷開關(guān)附近的漏電試驗裝置；以及分別連接所述控制器的輸入裝置、顯示裝置和存儲器。
[0025]優(yōu)選地，漏電試驗裝置包括:其一端連接到所述負荷開關(guān)電源側(cè)三相線任一相線的接地試驗電阻；連接在接地試驗電阻另一端與地線之間的開關(guān)執(zhí)行部件；連接監(jiān)控中心的用于控制開關(guān)執(zhí)行部件通斷操作的控制部件；把控制部件及接地試驗電阻連接到煤礦動力線路上的開關(guān)保護部件。
[0026]優(yōu)選地，控制部件包括:其初級連接負荷開關(guān)電源側(cè)三相線任兩相的變壓器；其輸入端連接變壓器次級的整流器；連接監(jiān)控中心的處理裝置，其電源輸入端連接整流器的輸入，用于根據(jù)監(jiān)控中心的指令控制開關(guān)執(zhí)行部件進行通斷操作，并向監(jiān)控中心饋送煤礦動力線路的供電中斷信息；連接整流器次級的本地手動控制器，其由串聯(lián)連接的第一控制按鈕與繼電器線圈構(gòu)成。
[0027]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的有益技術(shù)效果是，能夠?qū)γ旱V的各種帶電設(shè)備進行實時監(jiān)控，從而避免帶電設(shè)備造成觸電事故或者其電氣火花弓丨發(fā)瓦斯爆炸。
[0028]下面結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細說明，以便清楚地理解本實用新型的上述目的及效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是本實用新型預(yù)防煤礦帶電作業(yè)及瓦斯爆炸的系統(tǒng)示意圖；
[0030]圖2是圖1中的監(jiān)控中心結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0031]圖3是本實用新型采用的閉鎖保護裝置的示意圖；
[0032]圖4是本實用新型采用的上述蓋板開合狀態(tài)傳感器的示意圖；
[0033]圖5是本實用新型采用的防松裝置的示意圖；
[0034]圖6是本實用新型采用的瓦斯超限開蓋閉鎖裝置的示意圖；
[0035]圖7是本發(fā)明采用的漏電試驗裝置的方框圖；
[0036]圖8是圖7所示的漏電試驗裝置的一個具體電路圖；
[0037]圖9是本實用新型預(yù)防煤礦帶電作業(yè)及瓦斯爆炸的系統(tǒng)的一個實施例的示意圖；
[0038]圖10是本實用新型預(yù)防煤礦帶電作業(yè)及瓦斯爆炸的系統(tǒng)的另一個實施例的示意圖。

【具體實施方式】
[0039]圖1顯示了實現(xiàn)本實用新型的預(yù)防煤礦帶電作業(yè)及瓦斯爆炸的方法的系統(tǒng)，
[0040]參見圖1，分別安裝在各帶電設(shè)備上的保護裝置；與所述保護裝置有線或無線連接的監(jiān)控中心，用于根據(jù)來自所述保護裝置的報警信號對各帶電設(shè)備進行供電控制；經(jīng)由供電線連接各帶電設(shè)備并接收所述監(jiān)控中心的控制信號的煤礦供電系統(tǒng)；其中，所述帶電設(shè)備為帶有閉鎖裝置的開關(guān)設(shè)備，所述保護裝置為安裝在開關(guān)設(shè)備的閉鎖裝置上的閉鎖保護裝置；其中，所述帶電設(shè)備為具有接線腔的設(shè)備，所述保護裝置為安裝在所述接線腔的蓋板上的蓋板開合狀態(tài)傳感器；其中，所述帶電設(shè)備為具有接線嘴的設(shè)備，所述保護裝置為安裝在所述接線嘴上的防松裝置；其中，所述保護裝置為安裝在帶電設(shè)備的接線腔蓋板或操作腔門蓋上的瓦斯超限或有電開蓋閉鎖裝置。
[0041]圖2顯示了本實用新型的監(jiān)控中心的結(jié)構(gòu)，包括:連接各個保護裝置用于接收其發(fā)送的報警信號的通信接口 ；連接所述通信接口的控制器或處理器，用于處理通信接口接收的保護裝置的報警信號，并根據(jù)處理結(jié)果向供電系統(tǒng)發(fā)送相應(yīng)的控制信號，以便控制供電系統(tǒng)向相應(yīng)的帶電設(shè)備的供電作業(yè)；漏電試驗按鈕，用于啟動控制器發(fā)出漏電試驗信號，該信號經(jīng)由通信接口發(fā)送給安裝在供電系統(tǒng)的供電線路末端負荷開關(guān)附近的漏電試驗裝置；以及分別連接所述控制器的輸入裝置、顯示裝置和存儲器。
[0042]圖3顯示了本實用新型采用的閉鎖保護裝置的結(jié)構(gòu)，如圖3所示，包括:下鎖體803 ;安裝在下鎖體803上的上鎖體801，與下鎖體803之間形成用來安置待鎖對象804的容置空間；安裝在下鎖體803上用來鎖緊所述待鎖對象804的一級鎖芯807 ;安裝在下鎖體803上并連接所述監(jiān)控中心100連接的檢測裝置；安裝在下鎖體803上用來防止一級鎖芯807被解鎖的至少一個二級鎖芯810 ;以及螺釘809。
[0043]下鎖體803上設(shè)置有第一鎖芯安置孔803b，第一鎖芯安置孔803b與所述容置空間連通，所述一級鎖芯807安置在第一鎖芯安置孔803b內(nèi)。
[0044]檢測裝置包括:安裝在所述第一鎖芯安置孔803b內(nèi)壁上的開關(guān)808 ;安裝在所述下鎖體803上與開關(guān)808連接的信號處理器806，與所述報警系統(tǒng)805電連接。
[0045]如圖1所示，本實用新型的監(jiān)控中心利用所述保護裝置并通過供電系統(tǒng)對帶電設(shè)備進行監(jiān)視并控制，具體包括:監(jiān)控中心接收所述保護裝置發(fā)送的閉鎖保護裝置的狀態(tài)信號；監(jiān)控中心根據(jù)所述狀態(tài)信號，確定閉鎖保護裝置是否鎖好；若確定閉鎖保護裝置未鎖好，則監(jiān)控中心報警顯示或控制供電系統(tǒng)切斷對所述開關(guān)設(shè)備供電；若確定閉鎖保護裝置已鎖好，則監(jiān)控中心根據(jù)閉鎖保護裝置在隨后發(fā)送的信號，控制供電系統(tǒng)按需對所述開關(guān)設(shè)備進行供電操作。
[0046]圖4顯示了本實用新型采用的上述蓋板開合狀態(tài)傳感器的結(jié)構(gòu)，包括:帶鎖螺栓罩822 ;螺栓826 ;通過螺栓825連接帶鎖螺栓罩822的電氣設(shè)備蓋板821 ;設(shè)置在帶鎖螺栓罩822 —側(cè)孔內(nèi)的鎖鑰823和鎖芯824 ;設(shè)置在帶鎖螺栓罩822的上部孔內(nèi)的閉鎖螺釘8211 ;設(shè)置在帶鎖螺栓罩822的上部孔內(nèi)的帶動作傳感器桿828的動作傳感器829 ;其中，所述動作傳感器829與監(jiān)控中心100連接，動作傳感器桿828的下端與螺栓825上螺栓頭壓接，螺栓825上套有距離套827，距離套827上設(shè)有環(huán)形鎖口，環(huán)形鎖口與鎖芯824連接。
[0047]本實用新型監(jiān)控中心100利用所述蓋板開合狀態(tài)傳感器并通過供電系統(tǒng)對所述帶電設(shè)備進行控制，包括:監(jiān)控中心接收所述蓋板開合狀態(tài)傳感器在蓋板打開時發(fā)送的解鎖信號；監(jiān)控中心根據(jù)所接收的解鎖信號，控制供電系統(tǒng)切斷對該帶電設(shè)備供電或顯示報警；以及監(jiān)控中心在隨后接收到所述蓋板開合狀態(tài)傳感器在蓋板閉合時發(fā)送的關(guān)鎖信號后，控制供電系統(tǒng)對該帶電設(shè)備供電。
[0048]圖5顯示了本實用新型采用的防松裝置的結(jié)構(gòu)，包括:上鎖體832、下鎖體833、鎖芯837及鎖鑰838，以及設(shè)置在上鎖體832與下鎖體833之間的并連接所述監(jiān)控中心100的傳感器(圖中未顯示)；所述的上、下鎖體形狀為半圓形管體，在上、下鎖體內(nèi)分別設(shè)有防止鎖體從喇叭嘴上松脫的上凸起環(huán)834與下凸起環(huán)835 ;所述的上鎖體832設(shè)有供鎖芯837、鎖鑰838進出的通道，在下鎖體833設(shè)有與鎖芯837配合的螺孔。此外，在上鎖體832和下鎖體833上與開關(guān)進出線管831的配合部呈鋸齒結(jié)構(gòu)839。
[0049]如圖1所示，本實用新型的監(jiān)控中心利用所述防松裝置并通過所述供電系統(tǒng)對所述帶電設(shè)備進行控制，包括:接收所述防松裝置向所述監(jiān)控中心發(fā)送的接線嘴松動信號；根據(jù)所述接線嘴松動信號，控制所述供電系統(tǒng)按需對所述帶電設(shè)備進行供電或報警顯示，比如停止供電，再進行延時供電。
[0050]圖6顯示了本實用新型采用的瓦斯超限開蓋閉鎖裝置，如圖6所示，包括:鎖殼842、鎖定對象847，裝于鎖殼內(nèi)的電動機構(gòu)844、信號處理模塊849、及裝在鎖殼上的監(jiān)測探頭853 ;安裝在鎖殼842內(nèi)與信號處理模塊849連接的動作傳感器848、并設(shè)有連接煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)849的接口 ；所述的電動機構(gòu)設(shè)有伸縮的電動機構(gòu)閉鎖頭843,電動機構(gòu)與信號處理模塊849連接，信號處理模塊與監(jiān)測探頭以及所述監(jiān)控中心100連接。鎖定對象是帶環(huán)形鎖口的緊固螺栓套846及彈簧墊圈855，或者是礦用開關(guān)閉鎖桿。鎖殼是帶鎖螺栓罩842，或者是不帶鎖螺栓罩，或者是閉鎖桿罩。
[0051]需檢修電氣設(shè)備時，用專用鎖鑰841操作鎖芯845，將鎖芯845退出鎖口，取下鎖殼(帶鎖螺栓罩)842，可松動螺栓，進行開蓋操作；此時動作傳感器檢測到開蓋操作，將報警信號發(fā)送給監(jiān)控中心，實現(xiàn)開蓋前通過供電系統(tǒng)切斷電源，實現(xiàn)超前開蓋斷電。
[0052]當(dāng)瓦斯超限時，監(jiān)測探頭853通知信號處理模塊849，信號處理模塊849通知帶手動復(fù)位的電動機構(gòu)844動作，電機機構(gòu)閉鎖頭843伸出，實現(xiàn)瓦斯超限開蓋閉鎖，同時聲光報警系統(tǒng)854發(fā)出報警信號或斷電信號，工作人員不能用鎖鑰操作解鎖，也就打不開電氣設(shè)備接線蓋板。監(jiān)測探頭853也可以是饋電傳感器或開停傳感器，以檢測設(shè)備是否有電，這時就成為有電開蓋閉鎖裝置。
[0053]如圖1所示，本實用新型的監(jiān)控中心利用所述瓦斯超限開蓋閉鎖裝置對所述帶電設(shè)備進行控制，包括:監(jiān)控中心接收所述瓦斯超限開蓋閉鎖裝置在檢測到瓦斯?jié)舛瘸迺r發(fā)送的瓦斯超限信號；監(jiān)控中心根據(jù)瓦斯超限信號，控制供電系統(tǒng)切斷對所述帶電設(shè)備的供電。
[0054]如圖1所示，本實用新型的保護裝置與所述監(jiān)控中心進行有線或無線連接；各帶電設(shè)備與所述供電系統(tǒng)通過供電線連接；并且監(jiān)控中心通過控制所述供電系統(tǒng)的開關(guān)(圖中未顯示)，實現(xiàn)對各帶電設(shè)備的供電控制。
[0055]如圖7所示,漏電試驗裝置860包括:其一端連接到所述負荷開關(guān)864電源側(cè)三相線任一相線的接地試驗電阻Rb ;連接在接地試驗電阻Rb另一端與地線之間的開關(guān)執(zhí)行部件861 ;連接監(jiān)控中心100的用于控制開關(guān)執(zhí)行部件861通斷操作的控制部件862 ;把控制部件862及接地試驗電阻Rb連接到煤礦動力線路865上的開關(guān)保護部件863。
[0056]如圖8所示，控制部件862包括:其初級連接負荷開關(guān)864電源側(cè)三相線任兩相的變壓器B ;其輸入端連接變壓器B次級的整流器ZL ;連接監(jiān)控中心100的處理裝置DJ，其電源輸入端連接整流器ZL的輸入，用于根據(jù)監(jiān)控中心的指令控制開關(guān)執(zhí)行部件861進行通斷操作，并向監(jiān)控中心100饋送煤礦動力線路865的供電中斷信息；連接整流器ZL次級的本地手動控制器，其由串聯(lián)連接的第一控制按鈕SAl與繼電器線圈J構(gòu)成。
[0057]具體地，開關(guān)保護部件863包括熔斷器RD和隔離開關(guān)GK，變壓器B初級通過熔斷器RD和隔離開關(guān)GK連接到煤礦動力線路865上。
[0058]處理裝置DJ是斷電儀，該斷電儀具有:經(jīng)由控制線路連接監(jiān)控中心100的受控端；經(jīng)由反饋線路連接監(jiān)控中心的反饋端；以及外接電源端，該電源輸入端連接整流器ZL的輸入。
[0059]開關(guān)執(zhí)行部件861包括:由處理裝置DJ控制的開關(guān)觸點DJl ；由本地手動控制器控制的開關(guān)觸點J1。
[0060]監(jiān)控系統(tǒng)中心按下遠方漏電試驗按鈕，遠方漏電試驗指令通過控制線傳給處理裝置DJ，DJ獲指令后控制開關(guān)觸點DJl閉合，接地試驗電阻Rb與大地接通，此時煤礦動力線路865、漏電試驗裝置3以及檢漏保護裝置(圖中未顯示)形成的回路中產(chǎn)生接地電流，切斷煤礦動力線路865的供電，最遠端負荷開關(guān)864處的電源斷電，連接煤礦動力線路865的漏電試驗裝置860在供電中斷的情況下，將會得到其輸入電壓或電流為零的供電中斷信息，處理裝置DJ向監(jiān)控中心100反饋停電信息，監(jiān)控中心100根據(jù)該反饋停電信息確定漏電保護有效；若漏電試驗不成功，則檢漏保護裝置不會切斷煤礦動力線路865的供電，從而使處理裝置DJ向監(jiān)控中心100反饋未停電信息，監(jiān)控中心100根據(jù)此信息控制供電系統(tǒng)中斷供電，以便進行檢修。
[0061]下面再結(jié)合一些具體實施例對本實用新型進行說明，需要說明的是，以下說明僅僅用于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本實用新型，而非用來限定本實用新型，本實用新型的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)以上述說明為準。
[0062]如圖9所示，抗爆裝備安裝連接在供電系統(tǒng)上:可包括:設(shè)備蓋板開合狀態(tài)傳感器1，簡稱:開合傳感器，如:開蓋傳感器、分級閉鎖裝置、全閉鎖裝置等；閉鎖保護裝置13，如:報警型兩防鎖、刷卡開啟型兩防鎖、無線傳輸型兩防鎖等；喇叭嘴防松保護裝置5，簡稱:防松裝置，如:刷卡開啟防松鎖、無線傳輸線防松鎖等；遠方漏電試驗裝置8，簡稱:遠漏試驗；瓦斯超限(或有電)開蓋閉鎖裝置等9，簡稱輔助件；作為上述監(jiān)控中心的抗爆監(jiān)控站4。
[0063]用邏輯關(guān)系表達抗爆裝備的構(gòu)成:抗爆裝備由開合傳感器1，與抗爆監(jiān)控站4，與遠漏試驗8，或閉鎖保護裝置13，或防松裝置5，或輔助件9組合而成。
[0064]圖10中，供電系統(tǒng)由電源開關(guān)(或上二級開關(guān))、電纜、電纜接線盒、負荷開關(guān)(或上一級開關(guān))、電動機(或負荷)等組成，圖8所示是井下供電系統(tǒng)的最基本單元，是簡化的井下供電系統(tǒng)。其他裝備都是安裝連接在供電系統(tǒng)上。
[0065]開合傳感器:將開合傳感器安裝在設(shè)備上，其繼電器接點與抗爆監(jiān)控站聯(lián)網(wǎng)運行實現(xiàn)開蓋聯(lián)鎖。要打開蓋板，必須由專職人員用專用鎖鑰(或刷卡)解鎖，即“防止非專職人員擅自開蓋操作”。解鎖后觸動傳感器接點動作發(fā)出信號，通過有線或無線傳到抗爆監(jiān)控站，抗爆監(jiān)控站命令切斷控制該接線腔的上級供電電源，在“失爆”前實現(xiàn)超前“開蓋斷電”、該設(shè)備就地實現(xiàn)“開蓋報警”，并同時在地面監(jiān)控中心報警，開蓋后，閉鎖該上級供電開關(guān)，保證他不能向該設(shè)備接線腔送電，即“開蓋閉鎖”。
[0066]主要功能是防止設(shè)備接線盒上蓋板被違章打開產(chǎn)生引爆瓦斯的電氣火花。其次，緊急情況可用于照明或報警求救，礦燈沒電時，取下開蓋傳感器，利用其聲光報警功能，可作為應(yīng)急照明使用；或利用其聲光報警功能向其他人報警求救；或通過聯(lián)網(wǎng)功能實現(xiàn)人員定位。
[0067]閉鎖保護裝置:安裝在開關(guān)等設(shè)備的閉鎖裝置上，或閉鎖裝置本身就帶有保護裝置，只有專職電工持專用鑰匙(或刷卡)才能解鎖送電或解鎖開蓋，其他非專職人員不能夠解鎖送電和擅自打開開關(guān)操作腔門蓋帶電作業(yè)，并在解鎖送電或解鎖開蓋前通過有線或無線向抗爆監(jiān)控站報警。
[0068]主要功能是防止違章擅自送電或擅自開門操作產(chǎn)生引爆瓦斯的電氣火花。
[0069]防松裝置:安裝在接線嘴上，只有專職電工持專用鑰匙(或刷卡)才能解鎖、松動、檢修，其他非專職人員不能夠解鎖、松動喇叭嘴，主要功能是防止喇叭嘴松動“失爆”產(chǎn)生引爆瓦斯的電氣火花，并在松動前通過有線或無線向抗爆監(jiān)控站報警。
[0070]遠漏試驗:安裝在線路末端的負荷開關(guān)旁邊，并與抗爆監(jiān)控站聯(lián)網(wǎng)運行，在監(jiān)控中心可遠方試驗漏電保護的可靠性，防止漏電保護失效后供電系統(tǒng)繼續(xù)運行現(xiàn)象，杜絕引爆瓦斯的電氣火花產(chǎn)生。
[0071]輔助件:包括瓦斯超限(或有電)閉鎖裝置等，安裝在設(shè)備接線腔或操作腔上等位置，內(nèi)有瓦斯探頭及電動機構(gòu)，能夠保證在瓦斯超限后電氣設(shè)備接線腔蓋板或門蓋打不開，或能夠保證在電氣設(shè)備帶電狀態(tài)下該接線腔蓋板或門蓋打不開。防止帶電開蓋、帶電檢修產(chǎn)生引爆瓦斯的電氣火花。與抗爆監(jiān)控站聯(lián)網(wǎng)運行，并向其報警。
[0072]抗爆監(jiān)控站:由單片機或PLC等芯片、顯示器、打印機、輸入輸出設(shè)施、執(zhí)行器件、遠漏試驗按鈕等組成的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，可包括地面監(jiān)控顯示系統(tǒng)，也可由物聯(lián)網(wǎng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)及開關(guān)控制系統(tǒng)等監(jiān)控系統(tǒng)中的部分元件兼抗爆監(jiān)控站。
[0073]此外，把開合傳感器與遠漏試驗安裝連接在供電系統(tǒng)上，并同步與抗爆監(jiān)控站有線/無線連接，
[0074]要打開負荷接線腔蓋板時，先用專用工具解鎖或刷卡解鎖通過螺栓罩安裝的開合傳感器，解鎖后開合傳感器向抗爆監(jiān)控站發(fā)去信號報警，抗爆監(jiān)控站接到報警信號后，命令控制該接線腔電源的上一級開關(guān)斷電，或開合傳感器的接點直接斷開上一級開關(guān)的控制回路，并閉鎖該開關(guān)，保證他不能向該設(shè)備接線腔送電，
[0075]如果因故上一級開關(guān)不能斷電，則抗爆監(jiān)控站命令切斷上二級開關(guān)斷電并閉鎖，
[0076]或，打開電纜接線盒蓋板或負荷開關(guān)接線盒蓋板時，先用專用工具解鎖或刷卡解鎖通過螺栓套安裝的開合傳感器，抗爆監(jiān)控站命令其電源開關(guān)斷電并閉鎖。
[0077]或把閉鎖保護裝置，或把防松裝置，或把輔助件安裝連接在供電系統(tǒng)上，與抗爆監(jiān)控站有線/無線連接，
[0078]要打開電源開關(guān)操作腔，先用工具或刷卡打開閉鎖保護裝置打開閉鎖保護裝置，或同時向抗爆監(jiān)控站報警，
[0079]或，如果該開關(guān)沒有斷電，或再報警或切斷該開關(guān)電源，
[0080]停電時，鎖好閉鎖保護裝置，并向抗爆監(jiān)控站發(fā)出閉鎖保護裝置的狀態(tài)信號，
[0081]送電時，先通過抗爆監(jiān)控站解除送電閉鎖以獲得授權(quán)，用專用工具或刷卡打開閉鎖保護裝置，再送電。
[0082]要松動喇叭嘴5，先停電，再用工具或刷卡打開防松裝置，并向抗爆監(jiān)控站報警或就地報警，或，如果沒有斷電，切斷供電電源。
[0083]要打開安裝輔助件的設(shè)備蓋板或操作腔，如果瓦斯超限或有電，閉鎖裝置或蓋板被鎖定，用對應(yīng)鎖鑰或刷卡打不開蓋板或操作腔，
[0084]或輔助件按時向抗爆監(jiān)控站發(fā)出狀態(tài)信號及瓦斯超限信號或有電信號，
[0085]或，如果輔助件因故失靈，抗爆監(jiān)控站切斷供電電源，
[0086]抗爆監(jiān)控站或與網(wǎng)以絡(luò)有線/無線連接，或獨立運行，抗爆監(jiān)控站設(shè)置一遠漏試驗按鈕，在變電所或配電點或地面按遠漏試驗按鈕，遠漏試驗動作，試驗電源開關(guān)中的漏電保護是否可靠動作。
[0087]圖10中的各個標(biāo)記分別代表:40:抗爆監(jiān)控站:由信息處理與存儲單元、顯示單元、報警單元、電源、系統(tǒng)接口、I/O接口組成；401:系統(tǒng)接口:RS485通信；402:信息處理與存儲單元:8051內(nèi)核單片機；403:顯示單元:12864液晶顯示屏；404:報警單元:聲光、語音報警器；405:電源:礦用隔爆兼本安型電源；406:總線；407:1/0接口 =FSK電路；408:遠漏試驗按鈕；160:電源開關(guān)用斷電儀；105:電源開關(guān)用開蓋傳感器；20:電源開關(guān)用報警型防松鎖；130:電源開關(guān)用報警型兩防鎖；120:電源開關(guān)用饋電傳感器；110:接線盒用開蓋傳感器；100:負荷開關(guān)開停傳感器；101:負荷開關(guān)開蓋傳感器；90:負荷開關(guān)瓦斯超限開蓋閉鎖裝置；70:電動機用開蓋傳感器；8:遠漏試驗裝置；
[0088]參照圖9和圖10，簡易抗爆監(jiān)控站40包括，信息處理與存儲單元402:8051內(nèi)核單片機；顯示單元403:12864液晶顯示屏；報警單元404:聲光、語音報警器；電源405:礦用隔爆兼本安型電源；I/O接口(407) =FSK電路；系統(tǒng)接口 401:RS485通信；遠漏試驗按鈕408。
[0089]給簡易抗爆監(jiān)控站40裝上程序，把圖8所示各器件安裝連接在井下某巷道供電系統(tǒng)上，沿巷道布置兩條用本安電源供電的通信線406，并與簡易抗爆監(jiān)控站40以總線方式連接，圖8所示各器件按照編號，通過信號轉(zhuǎn)換器連接在這兩條通信線406上，與簡易抗爆監(jiān)控站40通訊，并受簡易抗爆監(jiān)控站40監(jiān)控。
[0090]要打開電動機7接線腔蓋板時，先用專用鎖鑰解鎖通過螺栓罩6安裝的澆封型開蓋傳感器70，解鎖后開蓋傳感器70向簡易抗爆監(jiān)控站40發(fā)去信號報警，簡易抗爆監(jiān)控站40接到報警信號后發(fā)出聲光報警，開蓋傳感器70的接點直接斷開負荷開關(guān)10的36v控制回路，并閉鎖該開關(guān)10，保證他不能向電動機7接線腔送電。如果因故開關(guān)10不能斷電，則簡易抗爆監(jiān)控站40命令斷電儀160把電源開關(guān)15斷電并閉鎖。
[0091]如要打開電纜接線盒11蓋板或負荷開關(guān)10接線盒蓋板時，先用專用工具解鎖或刷卡解鎖通過螺栓套安裝的開蓋傳感器101，簡易抗爆監(jiān)控站40命令斷電儀160把電源開關(guān)15斷電并閉鎖。
[0092]要打開電源開關(guān)15操作腔，先用對應(yīng)鎖鑰或刷卡打開閉鎖保護裝置13，閉鎖保護裝置13同時向簡易抗爆監(jiān)控站40報警，閉鎖保護裝置13可與簡易抗爆監(jiān)控站40以無線方式連接。如果簡易抗爆監(jiān)控站40通過饋電傳感器105判斷電源開關(guān)15因故沒有斷電，再報警并切斷該電源開關(guān)15的電源17。停電時，鎖好閉鎖保護裝置13，并向簡易抗爆監(jiān)控站40發(fā)出閉鎖保護裝置13這時的狀態(tài)信號。送電時，先通過簡易抗爆監(jiān)控站40解除送電閉鎖以獲得授權(quán)，用對應(yīng)鎖鑰或刷卡打開閉鎖保護裝置13，再送電。
[0093]要松動喇叭嘴，先停電，再用對應(yīng)鎖鑰或刷卡打開防松裝置，并向簡易抗爆監(jiān)控站報警40，如果沒有斷電，簡易抗爆監(jiān)控站40命令電源開關(guān)15斷電。
[0094]要打開負荷開關(guān)10的操作腔，如果瓦斯超限，操作腔大蓋被瓦斯超限閉鎖裝置90鎖定，使操作腔打不開，并向抗爆監(jiān)控站發(fā)出狀態(tài)信號及瓦斯超限信號，如果因故失靈，可能有電且瓦斯超限時打開操作腔，簡易抗爆監(jiān)控站40通過負荷開關(guān)10的斷電儀使該開關(guān)斷電。
[0095]如果負荷開關(guān)10的接線腔蓋板安裝了有電閉鎖型開蓋傳感器，當(dāng)接線腔內(nèi)帶電時，接線腔蓋板被閉鎖，用對應(yīng)鎖鑰或刷卡打不開蓋板，并向簡易抗爆監(jiān)控站40發(fā)出狀態(tài)信號及有電打不開信號，停電后才能解鎖打開。
[0096]簡易抗爆監(jiān)控站設(shè)置一遠漏試驗按鈕，在配電點按遠漏試驗按鈕，遠漏試驗裝置8動作，通過饋電傳感器120判定電源開關(guān)15中的漏電保護是否可靠動作。
[0097]綜上所述，本實用新型具有如下有益效果:
[0098]煤礦井下電氣火花是引爆瓦斯的主要引火源。產(chǎn)生引爆瓦斯的主要行為是違章“帶電作業(yè)”。帶電作業(yè)主要是由于“擅自送電、擅自開蓋操作”(簡稱:兩擅)造成。產(chǎn)生引爆瓦斯的電氣火花的主要設(shè)施是:開關(guān)、電機和電纜，主要部位是:沒有聯(lián)鎖保護裝置的開關(guān)電機接線盒和連接電纜接線盒，及閉鎖裝置保護不完善的開關(guān)操作腔；接線盒上主要是蓋板被擅自打開和沒有防松保護的接線嘴被擅自松動；開關(guān)操作腔主要是大蓋(或門)被擅自打開。
[0099]煤礦井下易產(chǎn)生火花的設(shè)備及部位如圖3所示，只要控制了這幾個部位就可以防止絕大部分的引爆瓦斯電氣火花。而絕大部分電氣火花是違章原因產(chǎn)生的，其他非違章原因產(chǎn)生的電氣火花占很小一部分，約在5%以下[3]。因為電纜有高強度護套保護，有屏蔽層、監(jiān)視線及漏電監(jiān)視保護，電纜被石頭等砸破產(chǎn)生引爆瓦斯的電氣火花概率，與違章原因相比很小，其他有緊固的外殼或者是本安型電氣設(shè)備，被石頭等砸破產(chǎn)生引爆瓦斯的電氣火花概率更小。
[0100]如圖9所示，安裝抗爆裝備后，可防止對開關(guān)、電機和電纜違章進行擅自送電或擅自開蓋操作，進而防止帶電作業(yè)。遠漏試驗大大提高了漏電保護裝置的靈敏度及可靠性，即使違章帶電作業(yè)或其他非違章原因產(chǎn)生電氣火花，漏電保護可靠動作，電氣火花也不能引爆瓦斯。瓦斯超限(或有電)閉鎖裝置等輔助器件，作為其它技術(shù)的必要補充，當(dāng)聯(lián)網(wǎng)不方便時，可確保瓦斯超限或有電時打不開設(shè)備蓋板。
[0101]不更換現(xiàn)有在用設(shè)備，而配套應(yīng)用抗爆裝備后，就可防止帶電作業(yè)，防止井下約100%引爆瓦斯的電氣火花，根據(jù)前述孫繼平教授的研究結(jié)論，就能降低48.1% (約一半)的瓦斯爆炸，產(chǎn)生了出人意料的集成創(chuàng)新效應(yīng)。
[0102]盡管上述對本實用新型做了詳細說明，但本實用新型不限于此，本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以根據(jù)本實用新型的原理進行修改，因此，凡按照本實用新型的原理進行的各種修改都應(yīng)當(dāng)理解為落入本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種預(yù)防煤礦帶電作業(yè)及瓦斯爆炸的系統(tǒng)，其特征在于，包括: 安裝在供電系統(tǒng)的供電線路末端負荷開關(guān)附近的漏電試驗裝置，用于從遠方檢驗漏電保護的可靠性； 分別安裝在各帶電設(shè)備上的保護裝置； 分別與所述保護裝置和漏電試驗裝置有線或無線連接的監(jiān)控中心，用于根據(jù)遠方檢驗漏電保護可靠性的結(jié)果對供電系統(tǒng)進行控制，以防止漏電保護失效后供電系統(tǒng)繼續(xù)供電，并根據(jù)來自所述保護裝置的報警信號對各帶電設(shè)備進行供電控制； 經(jīng)由供電線連接各帶電設(shè)備并接收所述監(jiān)控中心的控制信號的煤礦供電系統(tǒng)； 其中，所述帶電設(shè)備為帶有閉鎖裝置的開關(guān)設(shè)備，所述保護裝置為安裝在開關(guān)設(shè)備的閉鎖裝置上的閉鎖保護裝置； 其中，所述帶電設(shè)備為具有接線腔的設(shè)備，所述保護裝置為安裝在所述接線腔的蓋板上的蓋板開合狀態(tài)傳感器； 其中，所述帶電設(shè)備為具有接線嘴的設(shè)備，所述保護裝置為安裝在所述接線嘴上的防松裝置； 其中，所述保護裝置為安裝在帶電設(shè)備的接線腔蓋板或操作腔門蓋上的瓦斯超限或有電開蓋閉鎖裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的閉鎖保護裝置包括: 下鎖體； 安裝在下鎖體上的上鎖體，與下鎖體之間形成用來安置待鎖對象的容置空間； 安裝在下鎖體上用來鎖緊所述待鎖對象的一級鎖芯； 安裝在下鎖體上并連接所述監(jiān)控中心連接的檢測裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的蓋板開合狀態(tài)傳感器包括: 帶鎖螺栓罩； 通過螺栓連接帶鎖螺栓罩的電氣設(shè)備蓋板； 設(shè)置在帶鎖螺栓罩一側(cè)孔內(nèi)的鎖鑰和鎖芯； 設(shè)置在帶鎖螺栓罩的上部孔內(nèi)的閉鎖螺釘； 設(shè)置在帶鎖螺栓罩的上部孔內(nèi)的帶動作傳感器桿的動作傳感器； 其中，所述動作傳感器與監(jiān)控中心連接，動作傳感器桿的下端與螺栓上螺栓頭壓接，螺栓上套有距離套，距離套上設(shè)有環(huán)形鎖口，環(huán)形鎖口與鎖芯連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述防松裝置包括:上鎖體、下鎖體、鎖芯及鎖鑰，以及設(shè)置在上鎖體與下鎖體之間的并連接所述監(jiān)控中心的傳感器；所述的上、下鎖體形狀為半圓形管體，在上、下鎖體內(nèi)分別設(shè)有防止鎖體從喇叭嘴上松脫的上凸起環(huán)與下凸起環(huán)；所述的上鎖體設(shè)有供鎖芯、鎖鑰進出的通道，在下鎖體設(shè)有與鎖芯配合的螺孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的瓦斯超限或有電開蓋閉鎖裝置包括:鎖殼、鎖定對象，裝于鎖殼內(nèi)的電動機構(gòu)、信號處理模塊、及裝在鎖殼上的監(jiān)測探頭；所述的電動機構(gòu)設(shè)有伸縮的電動機構(gòu)閉鎖頭，電動機構(gòu)與信號處理模塊連接，信號處理模塊與監(jiān)測探頭以及所述監(jiān)控中心連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控中心包括: 連接各個保護裝置用于接收其發(fā)送的報警信號的通信接口； 連接所述通信接口的控制器或處理器，用于處理通信接口接收的保護裝置的報警信號，并根據(jù)處理結(jié)果向供電系統(tǒng)發(fā)送相應(yīng)的控制信號，以便控制供電系統(tǒng)向相應(yīng)的帶電設(shè)備的供電作業(yè)； 漏電試驗按鈕，用于啟動控制器發(fā)出漏電試驗信號，該信號經(jīng)由通信接口發(fā)送給安裝在供電系統(tǒng)的供電線路末端負荷開關(guān)附近的漏電試驗裝置；以及 分別連接所述控制器的輸入裝置、顯示裝置和存儲器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述漏電試驗裝置包括:其一端連接到控制開關(guān)電源側(cè)三相線任一相線的接地試驗電阻；連接在接地試驗電阻另一端與地線之間的開關(guān)執(zhí)行部件；連接監(jiān)控中心的用于控制開關(guān)執(zhí)行部件通斷操作的控制部件；把控制部件及接地試驗電阻連接到煤礦動力線路上的開關(guān)保護部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述供電系統(tǒng)設(shè)有接通或切斷帶電設(shè)備供電線的開關(guān)。
【文檔編號】E21F9/00GK204082213SQ201420450170
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】郭春平 申請人:山西全安新技術(shù)開發(fā)有限公司