一种矿用隔爆兼本质安全型变频组合开关的制作方法

1.本实用新型涉及变频组合开关技术领域，尤其涉及一种矿用隔爆兼本质安全型变频组合开关。


背景技术：

2.煤矿采掘技术的发展同时伴随着电力系统和电气控制的融合与进步。近年来，我国煤矿井下供配电系统快速发展，供配电设备不再局限于独立的开关控制，向着一体化、模块化的方向发展；同时，为了实现煤炭工业高质量发展，智能化也成为了煤矿电气设备的发展方向。
3.通过前期市场调研发现，目前大多数煤矿的井下供配电系统仍然十分依赖分离式的起动器，一台电气设备配备一台起动器，随着煤矿采掘规模的扩大，开关数量增多，电缆连接混乱冗杂的问题也随之凸显，故障发生时不易判断故障点，更换维护不方便，最终都会导致设备管理和维护难度指数上升。同样的，馈电开关和照明开关也有着类似的问题。


技术实现要素：

4.为克服现有配电系统中，每台电气设备配备一台起动器导致开关数量增多，电缆连接混乱冗杂，不易判断故障点的技术缺陷，本实用新型提供了一种矿用隔爆兼本质安全型变频组合开关。
5.本实用新型提供了一种矿用隔爆兼本质安全型变频组合开关，包括隔爆壳体，隔爆壳体内分隔为左区、中区和右区；左区、中区和右区的背面均连接有隔爆检修门；左区中设有一号腔和二号腔，一号腔和二号腔中均安装有结构相同的变频器，一号腔和二号腔的正面分别连接有隔爆门板；一号腔和二号腔对应的隔爆检修门背面连接有散热器模组；中区设有四个分别用于安装断路器的三号腔,断路器通过电动底盘车安装至三号腔中形成低压永磁机构真空馈电开关，三号腔的正面连接有隔爆型上下快开门，其中两组低压永磁机构真空馈电开关通过壳体内部走线为两个变频器供电；右区设置有一个四号腔，四号腔中通过模块支撑架安装有两组照明信号综合保护装置和两组可逆真空电磁起动器，四号腔的正面连接有隔爆门板；隔爆壳体的顶部并排设置有相互分隔且独立的两个变频输出接线腔、一个变频本安输出接线腔、两个馈电输出接线腔、两个可逆磁起输出接线腔、两个照明输出接线腔和一个总输入接线腔。所述组合开关中，采用了各个设备回路独立放置的方案，一号腔和二号腔中，散热器模组用于为对应的变频器散热，使一号腔和二号腔中保持正常的工作温度，一号腔和二号腔结构一致。断路器安装在电动底盘车上，能随电动底盘车进出，电动底盘车进出受plc控制，可远程操作也可设备按钮操作。照明信号综合保护装置和可逆真空电磁起动器制作成独立模块，互为冗余设计。所有低压永磁机构真空馈电开关、照明信号综合保护装置和可逆真空电磁起动器均带有地址自适应功能，模块连接后，自动识别并连接通讯网络进行数据传输。两个变频输出接线腔分别通过其底部的隔爆型接线端子与一号腔和二号腔中的变频器相连；变频本安输出接线腔通过其底部的隔爆型接线端子与
一号腔和二号腔中的变频器相连；两个馈电输出接线腔分别通过其底部的隔爆型接线端子与未对变频器供电的剩余的两组低压永磁机构真空馈电开关相连；两个可逆磁起输出接线腔分别通过其底部的隔爆型接线端子与四号腔中的两组可逆真空电磁起动器相连；两个照明输出接线腔分别通过其底部的隔爆型接线端子与两组照明信号综合保护装置相连；总输入接线腔与外部电缆相连。
6.优选的，变频器包括igbt模块、驱动板、两个接触器、两个电容模块、三相电抗器以及显示屏和按钮，驱动板和igbt模块均位于所在腔体的背板上，散热器模组与igbt模块背靠背设置，显示屏和按钮嵌装至与腔体对应的隔爆门板上，两个接触器、两个电容模块、三相电抗器均位于所在腔体中。igbt模块和驱动板固定至背板上，能通过散热器模组带走多余热量，保证igbt模块和驱动板正常运行，显示屏和按钮嵌装至隔爆门板，方便工作人员设定参数等进行调控。
7.优选的，三号腔中设置有与电动底盘车适配的滑轨底座，断路器固定至电动底盘车上，断路器后端设置有作为动触头的电路连接铜杆，断路器后侧的三号腔中设置有隔爆竖板，隔爆竖板上固定连接有与电路连接铜杆适配的静触头，隔爆竖板的背面设置有与静触头相连的铜排，位于同于竖直方向上的三号腔中的静触头共用同一个铜排，铜排与主回路相连接。电动底盘车的型号为dddpc-4/4a-320，断路器在电动底盘车的带动下，能沿着滑轨平移运动，当电动底盘车上的断路器平移至合闸位置时，触发电动底盘车的连锁机构，使运动停止并锁定位置，断路器上的电路连接铜杆与三号腔中隔爆竖板上的静触头插入连接，铜排与主回路连接，所以实现馈电主回路接通；当电动底盘车上的断路器平移至分闸位置时，触发电动底盘车的连锁机构，使运动停止并锁定位置，断路器上的电路连接铜杆与静触头分离，实现馈电主回路断开。电动底盘车与滑轨底座通过卡扣连接，当硬件损坏时，只需要更换备用小车，快速简单，几乎不影响后续生产。
8.优选的，一号腔和二号腔是左区通过防爆隔板分隔而成的两个独立区域，四个三号腔是中区通过防爆隔板分隔而成的四个孤立区域，且四个三号腔呈“田”字分布。
9.本实用新型提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：解决煤矿工作面由于电缆冗杂、电气设备繁多，导致维护成本高、维修难度大、设备控制方式少、故障诊断困难、参数整定复杂等问题；本实用新型将两个变频器、四个低压永磁真空馈电开关、两个可逆真空电磁起动器、两个照明信号综合保护装置组合在一起，减少了电缆复杂度，降低了维护成本，提供了丰富的人机界面和控制方式，且装置整体便于移动。
附图说明
10.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
11.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1为本实用新型所述一种矿用隔爆兼本质安全型变频组合开关的整体结构示意图；
13.图2为本实用新型所述一种矿用隔爆兼本质安全型变频组合开关的左区、中区和
右区隐藏部分门板后的整体结构示意图；
14.图3为本实用新型所述一号腔或二号腔中的布局示意图；
15.图4为本实用新型所述断路器的安装结构示意图；
16.图5为本实用新型所述照明信号综合保护装置和可逆真空电磁起动器的安装示意图；
17.图6为本实用新型所述一种矿用隔爆兼本质安全型变频组合开关的输出接线腔的结构示意图。
18.图中：1、隔爆壳体；2、左区；3、中区；4、右区；5、变频器；6、隔爆门板；7、散热器模组；8、断路器；9、电动底盘车；10、隔爆型上下快开门；11、照明信号综合保护装置；12、可逆真空电磁起动器；13、igbt模块；14、驱动板；15、接触器；16、电容模块；17、三相电抗器；18、显示屏和按钮；19、变频输出接线腔；20、变频本安输出接线腔；21、馈电输出接线腔；22、可逆磁起输出接线腔；23、照明输出接线腔；24、总输入接线腔。
具体实施方式
19.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面将对本实用新型的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
20.在描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
21.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。
22.下面结合附图1至图6对本实用新型或发明的具体实施例进行详细说明。
23.一种矿用隔爆兼本质安全型变频组合开关，包括隔爆壳体1，隔爆壳体1内分隔为左区2、中区3和右区4；左区2、中区3和右区4的背面均连接有隔爆检修门；左区2中设有一号腔和二号腔，一号腔和二号腔中均安装有结构相同的变频器5，一号腔和二号腔的正面分别通过螺栓连接有隔爆门板6；一号腔和二号腔对应的隔爆检修门背面连接有散热器模组7；中区3设有四个分别用于安装断路器8的三号腔,断路器8通过电动底盘车9安装至三号腔中形成低压永磁机构真空馈电开关，三号腔的正面连接有隔爆型上下快开门10，其中两组低压永磁机构真空馈电开关通过壳体内部走线为两个变频器5供电；右区4设置有一个四号腔，四号腔中通过模块支撑架安装有两组照明信号综合保护装置11和两组可逆真空电磁起动器12，四号腔的正面通过螺栓连接有隔爆门板6；隔爆壳体1的顶部并排设置有相互分隔且独立的两个变频输出接线腔、一个变频本安输出接线腔、两个馈电输出接线腔、两个可逆磁起输出接线腔、两个照明输出接线腔和一个总输入接线腔。
24.所述组合开关整体呈矩形结构，便于车载运输及减少矿中巷道占用空间，左区2、
中区3和右区4的背面均连接有隔爆检修门，隔爆检修门采用窄而高的设计，在保障线路检修空间充足的前提下，尽可能少的占用门体开启所占用的空间，以适应井下狭窄复杂的工作环境。所述组合开关采用了各个设备回路独立放置的方案，一号腔和二号腔中，散热器模组7用于为对应的变频器5散热，使一号腔和二号腔中保持正常的工作温度，一号腔和二号腔结构一致。断路器8安装在电动底盘车9上，能随电动底盘车9进出，电动底盘车9进出受plc控制器控制，可远程操作也可设备按钮操作。照明信号综合保护装置11和可逆真空电磁起动器12制作成独立模块，互为冗余设计。所有低压永磁机构真空馈电开关、照明信号综合保护装置11和可逆真空电磁起动器12均带有地址自适应功能，模块连接后，自动识别并连接通讯网络进行数据传输。隔爆壳体1顶部的各个输出接线腔采用顶部凸起并排结构布局设计。两个变频输出接线腔分别通过其底部的隔爆型接线端子与一号腔和二号腔中的变频器相连；变频本安输出接线腔通过其底部的隔爆型接线端子与一号腔和二号腔中的变频器相连,即两个变频器共用一个变频本安输出接线腔；两个馈电输出接线腔分别通过其底部的隔爆型接线端子与未对变频器供电的剩余的两组低压永磁机构真空馈电开关相连；两个可逆磁起输出接线腔分别通过其底部的隔爆型接线端子与四号腔中的两组可逆真空电磁起动器相连；两个照明输出接线腔分别通过其底部的隔爆型接线端子与两组照明信号综合保护装置相连；总输入接线腔与外部电缆相连。
25.进一步的，作为本实用新型的一种具体实施方式，变频器5包括igbt模块13、驱动板14、两个接触器15、两个电容模块16、三相电抗器17以及显示屏和按钮18，驱动板14和igbt模块13均位于所在腔体的背板上，散热器模组7与igbt模块13背靠背设置，显示屏和按钮18嵌装至与腔体对应的隔爆门板6上，两个接触器15、两个电容模块16、三相电抗器17均位于所在腔体中。igbt模块13和驱动板14固定至背板上，能通过散热器模组7带走多余热量，保证igbt模块13和驱动板14正常运行，显示屏和按钮18嵌装至隔爆门板6，方便工作人员设定参数等进行调控。
26.进一步的，作为本实用新型的一种具体实施方式，三号腔中设置有与电动底盘车9适配的滑轨底座，断路器8固定至电动底盘车9上，断路器8后端设置有作为动触头的电路连接铜杆，断路器8后侧的三号腔中设置有隔爆竖板，隔爆竖板上固定连接有与电路连接铜杆适配的静触头，隔爆竖板的背面设置有与静触头相连的铜排，位于同于竖直方向上的三号腔中的静触头共用同一个铜排，铜排与主回路相连接。电动底盘车9的型号为dddpc-4/4a-320，断路器8在电动底盘车9的带动下，能沿着滑轨平移运动，当电动底盘车9上的断路器8平移至合闸位置时，触发电动底盘车9的连锁机构，使运动停止并锁定位置，断路器8上的电路连接铜杆与隔爆竖板上的静触头插入连接，铜排与主回路连接，所以实现馈电主回路接通；当电动底盘车9上的断路器8平移至分闸位置时，触发电动底盘车9的连锁机构，使运动停止并锁定位置，断路器8上的电路连接铜杆与静触头分离，实现馈电主回路断开。电动底盘车9与滑轨底座通过卡扣连接，当硬件损坏时，只需要更换备用小车，快速简单，几乎不影响后续生产。
27.进一步的，一号腔和二号腔是左区2通过防爆隔板分隔而成的两个独立区域，四个三号腔是中区3通过防爆隔板分隔而成的四个孤立区域，且四个三号腔呈“田”字分布。这样设置结构合理。
28.以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本
实用新型。尽管参照前述各实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离各实施例技术方案的范围，其均应涵盖权利要求书的保护范围中。

技术特征：
1.一种矿用隔爆兼本质安全型变频组合开关，其特征在于，包括隔爆壳体(1)，隔爆壳体(1)内分隔为左区(2)、中区(3)和右区(4)；左区(2)、中区(3)和右区(4)的背面均连接有隔爆检修门；左区(2)中设有一号腔和二号腔，一号腔和二号腔中均安装有结构相同的变频器(5)，一号腔和二号腔的正面分别连接有隔爆门板(6)；一号腔和二号腔对应的隔爆检修门背面连接有散热器模组(7)；中区(3)设有四个分别用于安装断路器(8)的三号腔,断路器(8)通过电动底盘车(9)安装至三号腔中形成低压永磁机构真空馈电开关，三号腔的正面连接有隔爆型上下快开门(10)，其中两组低压永磁机构真空馈电开关通过壳体内部走线为两个变频器(5)供电；右区(4)设置有一个四号腔，四号腔中通过模块支撑架安装有两组照明信号综合保护装置(11)和两组可逆真空电磁起动器(12)，四号腔的正面接有隔爆门板(6)；隔爆壳体(1)的顶部并排设置有相互分隔且独立的两个变频输出接线腔(19)、一个变频本安输出接线腔(20)、两个馈电输出接线(21)、两个可逆磁起输出接线腔(22)、两个照明输出接线腔(23)和一个总输入接线腔(24)。2.根据权利要求1所述的一种矿用隔爆兼本质安全型变频组合开关，其特征在于，变频器(5)包括igbt模块(13)、驱动板(14)、两个接触器(15)、两个电容模块(16)、三相电抗器(17)以及显示屏和按钮(18)，驱动板(14)和igbt模块(13)均位于所在腔体的背板上，散热器模组(7)与igbt模块(13)背靠背设置，显示屏和按钮(18)嵌装至与腔体对应的隔爆门板(6)上，两个接触器(15)、两个电容模块(16)、三相电抗器(17)均位于所在腔体中。3.根据权利要求2所述的一种矿用隔爆兼本质安全型变频组合开关，其特征在于，三号腔中设置有与电动底盘车(9)适配的滑轨底座，断路器(8)固定至电动底盘车(9)上，断路器(8)后端设置有作为动触头的电路连接铜杆，断路器(8)后侧的三号腔中设置有隔爆竖板，隔爆竖板上固定连接有与电路连接铜杆适配的静触头，隔爆竖板的背面设置有与静触头相连的铜排，位于同于竖直方向上的三号腔中的静触头共用同一个铜排，铜排与主回路相连接。4.根据权利要求3所述的一种矿用隔爆兼本质安全型变频组合开关，其特征在于，一号腔和二号腔是左区(2)通过防爆隔板分隔而成的两个独立区域，四个三号腔是中区(3)通过防爆隔板分隔而成的四个孤立区域，且四个三号腔呈“田”字分布。

技术总结
本实用新型涉及变频组合开关技术领域，尤其涉及一种矿用隔爆兼本质安全型变频组合开关，解决了背景技术中的技术问题，其包括隔爆壳体，隔爆壳体内分隔为左区、中区和右区；左区中设有一号腔和二号腔，一号腔中和二号腔中均安装变频器，一号腔和二号腔的正面连接有隔爆门板；一号腔和二号腔背面连接有散热器模组；中区设有四个用于安装断路器的三号腔；右区设置有四号腔，四号腔中通过模块支撑架安装有两组照明信号综合保护装置和两组可逆真空电磁起动器。本实用新型解决了煤矿工作面由于电缆冗杂、电气设备繁多，导致维护成本高、维修难度大等问题；减少了电缆复杂度，降低了维护成本，提供了丰富的人机界面和控制方式，且装置整体便于移动。便于移动。便于移动。


技术研发人员：鲍勇豪 李晓瑞 刘哲 李志胜 王守权 董伸凯 刘洋
受保护的技术使用者：山西华鑫电气有限公司
技术研发日：2023.02.27
技术公布日：2023/8/13