本實用新型專利技術公開了一種礦用開關運行工況監測電路，包括PLC模塊和運行工況指示單元，運行工況指示單元包括分閘狀態指示燈、合閘狀態指示燈、動作時間異常聲光報警器、溫度異常聲光報警器和絕緣異常聲光報警器，PLC模塊的開關量輸入端口上接有開關動作時間檢測電路、開關觸點狀態檢測電路、開關觸點溫度檢測電路和開關絕緣狀態檢測電路；PLC模塊的開關量輸出端口上接有分閘狀態指示繼電器、合閘狀態指示繼電器、動作時間異常指示繼電器、溫度異常指示繼電器和絕緣異常指示繼電器。本實用新型專利技術結構簡單，設計合理，實現方便，操作簡單、安全，抗干擾性能好，功能完備，能夠保障礦區電網安全可靠的運行，實用性強，便于推廣使用。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
本技術屬于礦區供電安全
，具體涉及一種礦用開關運行工況監測電路。
技術介紹
礦用開關是礦井的關鍵電氣設備，它肩負著對礦區電網的保護和控制任務，其可靠性直接關系到整個電網的安全與穩定。在礦區電網正常運行時，對井下各種負荷進行分、合閘操作，保證設備正常運轉；在礦區電網發生故障時，自動識別和隔離故障區段，方便快速檢修和排除故障，保證設備和系統的安全性。礦用開關作為礦區電網的核心設備，在保證煤礦安全生產方面發揮著不可替代的重要作用。許多礦用開關配備了先進的漏電保護、短路保護、欠壓保護等保護功能，但由于自身出現的故障或缺陷未能及時發現，使得這些保護功能無法執行。因此，實時、準確了解和掌握礦用開關自身的工作狀態、絕緣性能、缺陷部位等信息，是礦用開關能否切實起到保護、控制電網作用的基礎和根本。在掌握了礦用開關自身“健康”信息的基礎上，可提高檢修的針對性，使開關的檢修由計劃檢修模式轉化為狀態檢修模式，從而大大節省檢修的費用及時間。目前礦用開關不具備對自身進行實時監控、實時測量的功能，只能是采取定期檢修的方式，檢修時首先停電，通過相關的測試設備測試開關性能參數，具體詳細的分析診斷基本上由實驗員離線完成，準確性和效率較低，容易導致“該修未修”和開關長期帶“病”運行，成為電網的一大安全隱患。還有一種做法是在開關已經發生故障，無法正常分、合閘時將其更換，此時已對電網的安全運行造成了直接的傷害。>
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種礦用開關運行工況監測電路，其結構簡單，設計合理，實現方便，操作簡單、安全，抗干擾性能好，功能完備，能夠保障礦區電網安全可靠的運行，實用性強，便于推廣使用。為解決上述技術問題，本技術采用的技術方案是：一種礦用開關運行工況監測電路，其特征在于：包括PLC模塊和運行工況指示單元，所述運行工況指示單元包括分閘狀態指示燈、合閘狀態指示燈、動作時間異常聲光報警器、溫度異常聲光報警器和絕緣異常聲光報警器，所述PLC模塊的開關量輸入端口上接有用于檢測礦用開關的合閘時間與分閘時間的開關動作時間檢測電路、用于檢測礦用開關觸點的分與合狀態的開關觸點狀態檢測電路、用于檢測礦用開關觸點的溫度的開關觸點溫度檢測電路和用于檢測礦用開關觸點的絕緣狀況的開關絕緣狀態檢測電路，所述開關動作時間檢測電路的輸入端與設置在礦用開關機構箱內的電壓互感器的二次輸出線圈和開關常開輔助觸點相接，所述開關觸點狀態檢測電路的輸入端與設置在礦用開關機構箱內的開關常閉輔助觸點相接，所述開關觸點溫度檢測電路的輸入端與設置在礦用開關機構箱內的溫度傳感器的輸出端相接，所述開關絕緣狀態檢測電路的輸入端與設置在礦用開關機構箱內的零序電流互感器的二次輸出線圈相接；所述PLC模塊的開關量輸出端口上接有用于控制分閘狀態指示燈通斷電的分閘狀態指示繼電器、用于控制合閘狀態指示燈通斷電的合閘狀態指示繼電器、用于控制動作時間異常聲光報警器通斷電的動作時間異常指示繼電器、用于控制溫度異常聲光報警器通斷電的溫度異常指示繼電器和用于控制絕緣異常聲光報警器通斷電的絕緣異常指示繼電器，所述分閘狀態指示繼電器串聯在分閘狀態指示燈的供電回路中，所述合閘狀態指示繼電器串聯在合閘狀態指示燈的供電回路中，所述動作時間異常指示繼電器串聯在動作時間異常聲光報警器的供電回路中，所述溫度異常指示繼電器串聯在溫度異常聲光報警器的供電回路中，所述絕緣異常指示繼電器串聯在絕緣異常聲光報警器的供電回路中。上述的礦用開關運行工況監測電路，其特征在于：所述開關動作時間檢測電路包括橋式整流器DB107、電壓比較器LU和觸發器74LS74，所述橋式整流器DB107的一個交流輸入端通過電阻R1與所述電壓互感器的二次輸出線圈的一端相接，所述橋式整流器DB107的另一個交流輸入端通過電阻R2與所述電壓互感器的二次輸出線圈的另一端相接，所述橋式整流器DB107的正極電壓輸出端與負極電壓輸出端之間接有并聯的電容C1和電阻R3，所述橋式整流器DB107的負極電壓輸出端接地；所述電壓比較器LU的反相輸入端通過電阻R4與所述橋式整流器DB107的正極電壓輸出端相接，且通過電阻R5與+5V電源的輸出端相接，所述電壓比較器LU的同相輸入端通過電阻R6接地；所述觸發器74LS74的VCC引腳、D1引腳和D2引腳均與+5V電源的輸出端相接，所述觸發器74LS74的CLK1引腳與所述電壓比較器LU的輸出端相接，所述觸發器74LS74的-Q1引腳、CLK2引腳和CLR2引腳均通過接線端子AIN1與設置在礦用開關機構箱內的開關常開輔助觸點相接，所述觸發器74LS74的CLR1引腳和Q2引腳相接且為開關動作時間檢測電路的輸出端OUT1，所述開關動作時間檢測電路的輸出端OUT1通過電阻R7與+5V電源的輸出端相接，且通過電阻R8接地，所述觸發器74LS74的GND引腳接地。上述的礦用開關運行工況監測電路，其特征在于：所述開關觸點狀態檢測電路包括光電耦合器4N25，所述光電耦合器4N25的第1引腳通過電阻R9和接線端子AIN2與設置在礦用開關機構箱內的開關常閉輔助觸點相接，所述光電耦合器4N25的第2引腳和第4引腳均接地，所述光電耦合器4N25的第5引腳為開關觸點狀態檢測電路的輸出端OUT2，且通過電阻R10與+5V電源的輸出端相接。上述的礦用開關運行工況監測電路，其特征在于：所述溫度傳感器為溫度傳感器芯片AD590，所述開關觸點溫度檢測電路包括運算放大器A1，所述溫度傳感器芯片AD590的正極與+5V電源的輸出端相接，所述溫度傳感器芯片AD590的負極通過電阻R11接地，所述運算放大器A1的同相輸入端與所述溫度傳感器芯片AD590的負極相接，所述運算放大器A1的反相輸入端與輸出端相接且為開關觸點溫度檢測電路的輸出端OUT3。上述的礦用開關運行工況監測電路，其特征在于：所述開關絕緣狀態檢測電路包括放大偏置電路和與放大偏置電路相接的電壓跟隨器電路，所述放大偏置電路由運算放大器A2、電阻R13、電阻R15和滑動變阻器RW組成，所述運算放大器A2的反相輸入端通過電阻R13與所述零序電流互感器的二次輸出線圈的一端相接，所述零序電流互感器的二次輸出線圈的另一端接地，所述零序電流互感器的二次輸出線圈的兩端之間接有電阻R12，所述運算放大器A2的同相輸入端與滑動變阻器RW的滑動端相接，所述滑動變阻器RW的一個本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種礦用開關運行工況監測電路，其特征在于：包括PLC模塊(5)和運行工況指示單元，所述運行工況指示單元包括分閘狀態指示燈(10)、合閘狀態指示燈(11)、動作時間異常聲光報警器(12)、溫度異常聲光報警器(13)和絕緣異常聲光報警器(14)，所述PLC模塊(5)的開關量輸入端口上接有用于檢測礦用開關的合閘時間與分閘時間的開關動作時間檢測電路(1)、用于檢測礦用開關觸點的分與合狀態的開關觸點狀態檢測電路(2)、用于檢測礦用開關觸點的溫度的開關觸點溫度檢測電路(3)和用于檢測礦用開關觸點的絕緣狀況的開關絕緣狀態檢測電路(4)，所述開關動作時間檢測電路(1)的輸入端與設置在礦用開關機構箱內的電壓互感器(6)的二次輸出線圈和開關常開輔助觸點(20)相接，所述開關觸點狀態檢測電路(2)的輸入端與設置在礦用開關機構箱內的開關常閉輔助觸點(7)相接，所述開關觸點溫度檢測電路(3)的輸入端與設置在礦用開關機構箱內的溫度傳感器(8)的輸出端相接，所述開關絕緣狀態檢測電路(4)的輸入端與設置在礦用開關機構箱內的零序電流互感器(9)的二次輸出線圈相接；所述PLC模塊(5)的開關量輸出端口上接有用于控制分閘狀態指示燈(10)通斷電的分閘狀態指示繼電器(15)、用于控制合閘狀態指示燈(11)通斷電的合閘狀態指示繼電器(16)、用于控制動作時間異常聲光報警器(12)通斷電的動作時間異常指示繼電器(17)、用于控制溫度異常聲光報警器(13)通斷電的溫度異常指示繼電器(18)和用于控制絕緣異常聲光報警器(14)通斷電的絕緣異常指示繼電器(19)，所述分閘狀態指示繼電器(15)串聯在分閘狀態指示燈(10)的供電回路中，所述合閘狀態指示繼電器(16)串聯在合閘狀態指示燈(11)的供電回路中，所述動作時間異常指示繼電器(17)串聯在動作時間異常聲光報警器(12)的供電回路中，所述溫度異常指示繼電器(18)串聯在溫度異常聲光報警器(13)的供電回路中，所述絕緣異常指示繼電器(19)串聯在絕緣異常聲光報警器(14)的供電回路中。...
【技術特征摘要】
1.一種礦用開關運行工況監測電路，其特征在于：包括PLC模塊(5)
和運行工況指示單元，所述運行工況指示單元包括分閘狀態指示燈(10)、
合閘狀態指示燈(11)、動作時間異常聲光報警器(12)、溫度異常聲光
報警器(13)和絕緣異常聲光報警器(14)，所述PLC模塊(5)的開關
量輸入端口上接有用于檢測礦用開關的合閘時間與分閘時間的開關動作
時間檢測電路(1)、用于檢測礦用開關觸點的分與合狀態的開關觸點狀
態檢測電路(2)、用于檢測礦用開關觸點的溫度的開關觸點溫度檢測電
路(3)和用于檢測礦用開關觸點的絕緣狀況的開關絕緣狀態檢測電路(4)，
所述開關動作時間檢測電路(1)的輸入端與設置在礦用開關機構箱內的
電壓互感器(6)的二次輸出線圈和開關常開輔助觸點(20)相接，所述
開關觸點狀態檢測電路(2)的輸入端與設置在礦用開關機構箱內的開關
常閉輔助觸點(7)相接，所述開關觸點溫度檢測電路(3)的輸入端與設
置在礦用開關機構箱內的溫度傳感器(8)的輸出端相接，所述開關絕緣
狀態檢測電路(4)的輸入端與設置在礦用開關機構箱內的零序電流互感
器(9)的二次輸出線圈相接；所述PLC模塊(5)的開關量輸出端口上接
有用于控制分閘狀態指示燈(10)通斷電的分閘狀態指示繼電器(15)、
用于控制合閘狀態指示燈(11)通斷電的合閘狀態指示繼電器(16)、用
于控制動作時間異常聲光報警器(12)通斷電的動作時間異常指示繼電器
(17)、用于控制溫度異常聲光報警器(13)通斷電的溫度異常指示繼電
器(18)和用于控制絕緣異常聲光報警器(14)通斷電的絕緣異常指示繼
電器(19)，所述分閘狀態指示繼電器(15)串聯在分閘狀態指示燈(10)
的供電回路中，所述合閘狀態指示繼電器(16)串聯在合閘狀態指示燈(11)
的供電回路中，所述動作時間異常指示繼電器(17)串聯在動作時間異常
聲光報警器(12)的供電回路中，所述溫度異常指示繼電器(18)串聯在
溫度異常聲光報警器(13)的供電回路中，所述絕緣異常指示繼電器(19)
串聯在絕緣異常聲光報警器(14)的供電回路中。
2.按照權利要求1所述的礦用開關運行工況監測電路，其特征在于：
所述開關動作時間檢測電路(1)包括橋式整流器DB107、電壓比較器LU
和觸發器74LS74，所述橋式整流器DB107的一個交流輸入端通過電阻R1
與所述電壓互感器(6)的二次輸出線圈的一端相接，所述橋式整流器DB107
的另一個交流輸入端通過電阻R2與所述電壓互感器(6)的二次輸出線圈
的另一端相接，所述橋式整流器DB107的正極電壓輸出端與負極電壓輸出
端之間接有并聯的電容C1和電阻R3，所述橋式整流器DB107的負極電壓
輸出端接地；所述電壓比較器LU的反相輸入端通過電阻R4與所述橋式整
流器DB107的正極電壓輸出端相接，且通過電阻R5與+5V電源的輸出端相
接，所述電壓比較器LU的同相輸入端通過電阻R6接地...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王清亮，
申請(專利權)人：西安科技大學，
類型：新型
國別省市：陜西;61
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