CN114142444B - 接地检测保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种接地检测保护装置，包括接地检测继电器故障检测回路，接地检测继电器用于设置在码头高压配电柜上；接地线检测回路由地检线路和接地线路组成，地检线路包括：高压电缆，高压电缆的一端与接地检测继电器连接，另一端用于分别穿设于码头高压坑、高压电缆滑环箱和起重机机房，并接地；稳压二极管，串接在高压电缆上；接地线路包括：接地电缆，一端与接地检测继电器连接，另一端经过隔离装置并入高压坑内并与岸桥本地接地贯通；接地检测继电器获取故障检测回路的电流值并判断故障检测回路是否异常，当异常时，切断为上游设备供电的电路。该装置能够实时的监控故障检测回路是否异常，在紧急情况下切断上游设备，确保安全。

Description

接地检测保护装置

技术领域

本发明涉及大型起重机设备高压技术领域，特别涉及一种接地检测保护装置。

背景技术

目前，大型装备制造业得到了全局性的发展，同时大型起重机生产和使用的安全风险也提到了很高的重视程度。

随着港口机械的迭代，对于岸边起重机的高压系统的安全保护也提出更高的要求。岸边设备的高压在工作时，基本为万伏乃至十万伏以上的级别。因此，设备使用的先决条件是可靠安全的接地。对于操作者和设备本身这都是必要的保障。

当前的常规设备接地检测系统，并不能满足对于操作者和设备本身安全性的要求，因此，亟待需要解决此类问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种接地检测保护装置，用以解决上述技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种接地检测保护装置。

第一方面，本发明的实施例提供一种接地检测保护装置，应用于码头侧和岸边起重机，包括:

所述码头侧包括：码头高压配电柜和码头高压坑；

所述岸边起重机包括：高压电缆滑环箱和起重机机房，所述码头高压配电柜用于通过高压电缆作为高压输送路径，将所述码头高压坑、所述高压电缆滑环箱，以及起重机机房连接；

所述接地检测保护装置包括接地检测继电器和与所述接地检测继电器电连接的接地故障检测回路，所述故障检测回路包括所述地检线路和作为参考线路的接地线路；

所述接地检测继电器用于设置在所述码头高压配电柜侧，并配有设备安全接地线路；

所述地检线路包括：

所述高压电缆，所述高压电缆为带接地检测线芯和接地线芯的多芯电缆，其一端与所述接地检测继电器连接，另一端用于分别穿设于码头高压坑、所述高压电缆滑环箱和所述起重机机房，并接入岸桥本地；

稳压二极管，所述稳压二极管串接在位于所述起重机机房的所述高压电缆中的所述接地检测线芯上；

所述接地线路包括：

接地电缆，所述接地电缆的一端与所述接地检测继电器连接，另一端经过隔离装置最终并入高压坑内，并与岸桥本地接地贯通；

所述接地检测继电器获取所述故障检测回路的电流值，并根据所述电流值判断所述故障检测回路是否异常，

当所述接地故障检测回路异常的情况下，所述接地检测继电器切断为上游设备供电的电路。

根据本申请的一个实施例，所述接地检测保护装置还包括：

滑环箱打开限位组件，所述滑环箱打开限位组件串接在所述高压电缆并用于设置在高压电缆滑环箱的箱盖上，

当所述故障检测回路异常的情况为所述箱盖被打开时，所述接地检测继电器切断为上游设备供电的电路。

根据本申请的一个实施例，所述接地检测保护装置还包括：

高压紧停组件，所述高压紧停组件串接在所述高压电缆故障检测回路上，并用于设置在所述起重机机房；

当出现危险情况时，例如，当遇到起火、地震、恐怖活动、战争等危险情况时，可以人为激活所述高压紧停组件，所述接地检测继电器切断为上游设备供电的电路。

根据本申请的一个实施例，装置还包括零序电流检测单元，所述零序电流检测单元用于监测上游设备高压进线的状态是否不平衡与短路。

根据本申请的一个实施例，装置还包括：

隔离组件，所述隔离组件分别与所述码头公共接地总线和所述接地线路连接，用于将所述设备安全接地线路和检测单元的信号接地隔离。

根据本申请的一个实施例，装置还包括：

报警器，所述报警器与所述接地检测继电器电连接，用于在当所述故障检测回路异常的情况下发出警报。

根据本申请的一个实施例，所述接地检测继电器包括：

信号处理继电器；所述继电器用于获取所述故障检测回路的电流值，并根据所述电流值判断所述故障检测回路是否异常；同时，用于当判断所述故障检测回路异常时，输出切断电源信号，以切断为上游设备供电的电路。

根据本申请的一个实施例，所述稳压二极管为齐纳二极管。

根据本申请的一个实施例，所述设备安全接地线路的引入源由码头公共接地引入。

根据本申请的一个实施例，所述岸桥本地接地的引入源由高压坑及轨道引入。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

根据本发明实施例的接地检测保护装置，通过设置接地检测继电器和与所述接地检测继电器电连接的故障检测回路，当起重机上遇到危险情况，如：起火、地震、恐怖活动、战争等特殊情况下能够通过人为激活高压紧停的方式，实现快速切断上游供电设备。或者，在机上高压滑环箱中串入箱盖打开限位可在检修人员对滑环进行维护保养时，自动切断上游设备供电，确保相关人员的生命安全。此外，在对于无论是起重机上的高压卷盘电缆还是岸边高压坑道内的高压固定敷设电缆发生较为严重的意外断裂、破裂和高温熔化等情况时起到实时的监控保护，可以在紧急情况下切断上游设备，对周遭人员和下游起重机设备都有良好的保护作用。

附图说明

图1为本发明一个实施例的码头侧和岸边起重机的结构示意图；

图2为本发明一个实施例的接地检测保护装置的结构示意图；

图3为本发明一个实施例的接地检测保护装置安装于码头侧和岸边起重机内的结构示意图；

图4为本发明一个实施例的接地检测保护装置的功能示意框图。

附图标记

接地检测保护装置100；接地检测继电器110；故障检测回路120；地检线路121；接地线路122；码头公共接地总线130；设备安全接地线路140；高压电缆150；隔离组件160；高压紧停组件170；滑环箱打开限位组件180；稳压二极管190。

码头高压配电柜200；码头高压坑300；高压电缆滑环箱400；起重机机房500。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前常规设备接地检测系统都属于本地化的被动检测和被动保护方式。譬如：金属外壳与金属结构的引线接地，机上高压柜与变压器的内置接地保护功能。缺乏对上一级供电设备和一些特殊情况的主动式保护方法。

本发明提供一种接地检测保护装置，用于集装箱码头的大型岸边起重机的主动式高压接地的检测，该装置可突破本机接地检测保护范畴，针对高压传输路径上的电缆以及上游高压设备实现主动检测和反馈，同时，可在本机处于特殊情况下对上级电源进行切断。

下面结合附图对本申请实施例的接地检测保护装置。

如图1至图4所示，本发明实施例的接地检测保护装置100，应用于码头侧和岸边起重机。码头侧包括：码头高压配电柜200和码头高压坑300；岸边起重机包括：高压电缆滑环箱400和起重机机房500，码头高压配电柜200用于通过高压电缆150作为高压输送路径，将码头高压坑300、高压电缆滑环箱400，以及起重机机房500连接。

如图2所示，接地检测保护装置100包括接地检测继电器110和与接地检测继电器110电连接的故障检测回路120，故障检测回路包括地检线路121(GC)和接地线路122(G)，其中，接地线路122作为参考线路与地检线路121一起构成故障检测回路120，设备安全接地线路140(SPG)的一端分别与接地检测继电器110的保护接地端电连接，另一端与码头公共接地总线连接，用于对接地检测继电器110的安全保护性接地。

如图1至图3所示，接地检测继电器110用于设置在码头高压配电柜200侧；接地线监测回路包括高压电缆150和稳压二极管190。高压电缆150的接地检测线芯的一端与接地检测继电器110的电连接，另一端用于分别穿设于码头高压坑300、高压电缆滑环箱400和起重机机房500，并接入稳压二极管190的组件；稳压二极管190串接在地检线路121上，并位于起重机机房500的高压电缆150上，并接入岸桥本地。在回路接地前，串入稳压二极管190的组件，系统便可通过接地检测继电器110检测故障检测回路120是否处于开路(高电阻)或短路(低电阻)状态，随即判定该回路无效(故障)，则切断为上游设备供电的电路。例如在接地检测继电器110检测到异常的250ms内直接驱使配电柜的接地跳闸保护线圈激活，切断电源，也可以通过故障灯的指示故障发生。优选地，稳压二极管190为齐纳二极管，此处，利用齐纳二极管(稳压二极管)的PN结反向击穿的特性，使之能够不依赖多余的外部条件进行测量，这种无缘特性允许感应电流在接地回路中循环并表现非常稳定可靠，尤其适合使用在带有滑环机构的岸边起重机设备。接地检测继电器110获取故障检测回路120电流值并根据电流值判断故障检测回路120是否异常，当故障检测回路120异常的情况下，接地检测继电器110切断为上游设备供电的电路。

也就是说，在检测时，可以通过在故障检测回路120中施加合理的直流电压下(如：+24V或+30V)，故障检测回路120中将产生一个基准电阻值(如：不大于28Ω的环路阻抗)，相应地会在环路中产生一个基准的环路电流(0.5A～12.5A)。若此时故障检测回路120因异常导致开路或短路，将会导致环路电流值产生异常，而接地检测继电器110会判定环路失效，并及时将上游电路切断。对于无论是起重机上的高压卷盘电缆还是岸边高压坑道内的高压固定敷设电缆发生较为严重的意外断裂、破裂和高温熔化等情况时起到实时的监控保护。一旦出现故障可以自动切断上游设备的供电电路，对周围人员的人身安全和下游起重机设备都有良好的保护作用，确保了整个高压系统的安全性。

根据本发明的一个实施例，接地检测保护装置100还包括：滑环箱打开限位组件180，滑环箱打开限位组件180通过高压电缆150串接在地检线路121上，并用于设置在高压电缆滑环箱400的箱盖上，当故障检测回路120异常的情况为箱盖被打开时，接地检测继电器110切断为上游设备供电的电路。采用在机上高压滑环箱中串入箱盖打开限位，可在检修人员对滑环进行维护保养时，自动切断上游设备供电，确保相关人员的生命安全。

根据本发明的一个实施例，接地检测保护装置100还包括：高压紧停组件170，高压紧停组件170串接在地检线路121上，并用于设置在起重机机房500；当相关的授权人员判定当前为紧急情况时，手动按下高压紧停组件170使接地故障检测回路得到人为的触发。本发明采用在机房配置的高压紧停，当起重机上确实遇到危险情况，如：起火、地震、恐怖活动、战争等特殊情况下通过激活高压紧停，实现快速切断上游供电设备。

根据本发明的一个实施例，结合图2和图4所示，装置还包括零序电流检测单元，零序电流检测单元用于监测上游设备高压进线的状态是否不平衡与短路。

根据本发明零序电流的方法，检测码头配电侧高压进线的状态，即配合相应的接地检测继电器110，此继电器同样整合了零序电流检测功能，检测基频和零序电流，并通过零序电流检测单元获得的电流值(信号)来验证其是否平衡、是否短路。并且可以切断上游高压(直接跳闸)，也可以同时故障报警(零序电流故障指示)。

根据本申请的一个实施例，接地检测保护装置100还包括：隔离组件160，隔离组件160分别与码头公共接地总线130和接地线路122连接，用于将设备安全接地和检测单元的信号接地隔离并有高压灭弧的作用。

根据本申请的一个实施例，接地检测保护装置100还包括：跳闸指示器(未图示)，所述跳闸指示器与所述接地检测继电器连接，用于在异常情况切断上游电源后对跳闸状态进行显示。

根据本申请的一个实施例，接地检测保护还包括：报警器，报警器与接地检测继电器110电连接，用于在当故障检测回路120异常的情况下发出警报。

根据本申请的一个实施例，接地检测继电器110包括：信号处理继电器；即为接地故障继电器110，继电器用于获取故障检测回路120的电流值，并根据电流值判断故障检测回路120是否异常；判断故障检测回路120异常时，输出切断电源信号，以切断为上游设备供电的电路。同时，具备检测零序电流功能，监测上游设备进线电源的状态。

根据本申请的一个实施例，设备安全接地线路140的引入源由码头公共接地引入。

根据本申请的一个实施例，岸桥本地接地的引入源由高压坑及轨道引入。

根据本申请实施例的接地检测保护装置100，从码头侧到起重机上，依次使用配有跳闸线圈的高压闸刀开关、零序电流感应单元，接地保护检测继电器110、接地线路隔离组件160、跳闸指示器、带接地检测环及盖板打开限位的滑环箱、高压紧停、齐纳管型终端组件(齐纳二极管)。用带接地检测线芯的高压电缆150来横贯这些设备，做到设备最精简。且在发生异常的情况下，及时切断为上游设备的供电电路，确保整个系统的安全性。

除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种接地检测保护装置，应用于码头侧和岸边起重机，其特征在于，

所述码头侧包括：码头高压配电柜和码头高压坑；

所述岸边起重机包括：高压电缆滑环箱和起重机机房，所述码头高压配电柜用于通过高压电缆作为高压输送路径，将所述码头高压坑、所述高压电缆滑环箱，以及起重机机房连接；

所述接地检测保护装置包括接地检测继电器和与所述接地检测继电器电连接的故障检测回路，所述故障检测回路包括地检线路和作为参考线路的接地线路；

所述接地检测继电器用于设置在所述码头高压配电柜侧，并配有设备安全接地线路；

所述地检线路包括：

所述高压电缆，所述高压电缆为带接地检测线芯和接地线芯的多芯电缆，其一端与所述接地检测继电器连接，另一端用于分别穿设于码头高压坑、所述高压电缆滑环箱和所述起重机机房，并接入岸桥本地；

稳压二极管，所述稳压二极管串接在位于所述起重机机房的所述高压电缆中的所述接地检测线芯上；

所述接地线路包括：

接地电缆，所述接地电缆的一端与所述接地检测继电器连接，另一端经过隔离装置并入高压坑内，并与岸桥本地接地贯通；

所述接地检测继电器获取所述故障检测回路的电流值并根据所述电流值判断所述故障检测回路是否异常，

当所述故障检测回路异常的情况下，所述接地检测继电器切断为上游设备供电的电路。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接地检测保护装置还包括：

滑环箱打开限位组件，所述滑环箱打开限位组件串接在所述高压电缆并用于设置在高压电缆滑环箱的箱盖上，

当所述故障检测回路异常的情况为所述箱盖被打开时，所述接地检测继电器切断为上游设备供电的电路。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述接地检测保护装置还包括：

高压紧停组件，所述高压紧停组件串接在所述高压电缆故障检测回路上，并用于设置在所述起重机机房；

当出现危险情况时，通过激活所述高压紧停组件，所述接地检测继电器切断为上游设备供电的电路。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括零序电流检测单元，所述零序电流检测单元用于监测上游设备高压进线的状态是否不平衡与短路。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

隔离组件，所述隔离组件分别与所述码头公共接地总线和所述接地线路连接，用于将所述设备安全接地线路和检测单元的信号接地隔离。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

报警器，所述报警器与所述接地检测继电器电连接，用于在当所述故障检测回路异常的情况下发出警报。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接地检测继电器包括：

信号处理继电器；所述继电器用于获取所述故障检测回路的电流值，并根据所述电流值判断所述故障检测回路是否异常；同时，用于当判断所述故障检测回路异常时，输出切断电源信号，以切断为上游设备供电的电路。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述稳压二极管为齐纳二极管。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述设备安全接地线路的引入源由码头公共接地引入。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述岸桥本地接地的引入源由高压坑及轨道引入。