煤矿直流架线系统漏电保护器的设计

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1、煤矿直流架线系统漏电保护器的设计摘　要针对采用大功率晶闸管整流牵引机车的整流器存在的安全隐患，提出了基于直流脉冲电源的直流架线系统漏电保护原理，基于此原理制作了漏电保护器，保护器采用数字化控制，有故障记忆和存储显示功能。关键词：煤矿直流架线系统漏电保护器直流脉冲电源数字化控制24DesignofelectricleakageprotectiontechnologyofmineDCtrolleysystemABSTRACTAccordingtotheshortagesoftherectifierusedinminehaulagelocomotivewiththesilicontrolledme

2、thodfortherectification,thepaperprovidedtheelectricleakageprotectionprincipleofthemineDCtrolleysystembaseonadditionalDCpulsepower.Theprototypeintegratedrectificationandelectricleakageprotectionfunctionwasmadebaseontheprinciplewiththedigitalcontrolandfaultmemory,storageanddisplayfunction.KEYWORDS：DC

3、trolleysystemadditionalDCsourceTheelectricalleakageprotectorDigitalcontrol24目录煤矿直流架线系统漏电保护器的设计I摘　要IDesignofelectricleakageprotectiontechnologyofmineDCtrolleysystemII1前言32漏电保护器的发展42.1漏电保护器研究的意义42.2漏电保护器的发展历史以及现状和前景42.3市场上漏电保护器的缺点53矿井供电系统的主要保护装置及原理53.1过流保护的原理和不足53.2接地保护的原理和不足63.3漏电保护的重要性和作用74中央控制系统的电

4、路设计84.1实现方案的硬件整体框架84.2电力数据采集电路的设计94.3按键与报警部分电路设计114.4显示电路设计124.5电源电路的设计134.6触发电路的设计145器件选择及其优点145.1传感器的选择145.2处理器选择155.3其他器件选择166数据采集分析处理167保护器软件设计178漏电保护器抗干扰性能设计219结论21参考文献22致谢23241前言一些发达国家在矿下防止触电事故的方法主要采用架线电网区段化法、保护屏障法、漏电保护法、双架线供电法。前两种方法存在明显缺点,比如要改变电网运行状态，已经建立的电网重新改建费用不菲。国内煤矿下低压电网漏电保护主要采用零序电流法，然而

5、该方法容易受到架线上的寄生电感、寄生电容和天气的影响。通过对市场的调研和辛勤的实验，以及对煤矿直流架线系统的研究分析，对漏电保护原理的深度探究本人及队友在老师的帮助下共同研发出了一个基于脉冲直流保护原理的漏电保护装置。本装置具有高灵敏度高可靠性等特点。通过实验观察发现能够保护生命体，反应速度也远超继电器式保护装置。根据当前国内煤矿发展需求和技术的日新月异而研制的漏电保护器是一种专门用于矿井下直流架线系统的保护装置，井上或其它地方使用直流的系统的也可使用设计的漏电保护器。该漏电保护器主要特点是漏电检测触发时间在安全时间以内，能够降低触电伤亡率；采用STM32控制，可以实现供电和漏电一体化。24

6、1漏电保护器的发展2.1漏电保护器研究的意义一份大中型矿井现场调查统计资料中其中一项明确表明，触电事故在矿井所有的事故中所占的比例大约为30%。由于大部分电气事故所造成的破坏不明显，只有个别特大事故造成的破坏的程度大，所以一般的电气事故很少会引起社会注意，影响生产的时间也不长，这样也就很难引起上级重视，造成恶性循环，对矿井的安全形成一种潜在的隐患。煤矿井下供电有三大保护即漏电保护、保护接地、短路保护。在低压供电系统中三大保护对保护人身安全有重要的作用。保护接地：将电气设备的不该带电的外壳金属部分用导电性良好的导体与埋在地下的大面积导体连在一起。这样，电气设备因漏电使外壳带电的电压对地电压降低

7、，减小了流经人体的电流，因此降低了伤亡率。漏电保护：是在供电系统中装接漏电保护器。一般安装在供电配电柜中。其作用是：当供电系统漏电时，能迅速断电，进行绝缘监视；当人体触电时，瞬间切断电源短的人体不会感觉得到。短路保护：在电路中接入限流继电器、过流继电器、熔断器、等。其作用是当线路以及电气设备的工作电流超过规定值时，自动切断电源，保护线路以及电气设备。所以研制一种高可靠性高安全性的漏电保护器对生产极关重要意义重