[实用新型]矿灯短路保护电磁继电装置

说明书

本实用新型涉及电路紧急保护装置，特别是煤矿井下照明用矿灯短路保护用的电磁继电装置。

中国专利曾于1991年6月19日公开了申请号为90224574.0的一种由晶体管电路构成的矿灯短路保护装置，该保护电路装置虽能在矿灯发生短路时及时切断短路电流，避免因发生较大的短路电流火花引起井下瓦斯爆炸，但在实际使用中尚存在几个缺点。一是在电路工作时保护电路本身也要消耗功率；二是与矿灯串联的开关管工作时有200毫伏左右的管压降，造成矿灯电压下降；三是电磁充电要经过二级管，其上有0.7－0.8伏的压降，这就需要相应提高充电电压，同时二极管本身也要消耗功率；四是由于电子元器件较多，结构较复杂，使其造价提高，维护量较大。

本实用新型的目的是提供一种不用电子元器件构成的电磁式矿灯短路保护装置，从而使其在工作时不消耗功率，在电路工作时和电池充电时，保护装置本身不造成压降，而且结构简单，造价低，便于维护。

本实用新型提供的矿灯短路保护装置系串联在矿灯电路中的一种特殊结构形式的过电流电磁继电器，它由缠绕在铁芯上的两个相互串联的线圈L₁和L₂、衔铁、与线圈L₂相并联并且由衔铁和静触点构成的一组常闭触点开关及两端分别与铁芯和衔铁固定连接的释放弹片所构成。

图1为本实用新型的结构示意图，图2为其电路图。

结合图1和图2，本实用新型的详细结构是在直径3毫米高12毫米的铁芯1的芯柱上自内向外依次串联缠绕由直径1毫米的铜质绝缘漆包线共10匝构成的线圈L₁和由直径0.08毫米的铜质绝缘漆包线共1500匝构成的线圈L₂，两线圈的接头处引出一接点，铁芯侧边上部和衔铁3的一端分别与L形由铍青铜制成的释放弹片2的两边相铆接，衔铁的另一端与静触点4构成一常闭触点开关K₁，该常闭触点开关与上述线圈L₂并联。

将此电磁继电装置与矿灯灯泡及其手动开关K₂相串联后接在矿灯蓄电池E的两端，即构成矿灯短路保护装置。合上K₂，矿灯通电发亮，由于L₁线径较粗，匝数较少，直流电阻值可忽略，直流压降也可忽略，在一般蓄电池电压为4伏的情况下，矿灯正常工作电流为0.7安培，通过适当调节释放弹片的弹力，使这一电流通过L₁产生的磁通不足以吸引衔铁动作，此时常闭触点开关仍处于闭合状态，线圈L₂被K₁短接，在电路中不起作用。一旦矿灯由于某种原因形成短路，短路电流迅速增大，当短路电流超过7安培（此值也是根据整个装置的结构设计而定）时，L₁产生的磁通即可吸引衔铁动作，使K₁断开，迅即线圈L₂形成与L₁串联接入短路电路中，由于L₂线径细，匝数多，其直流电阻可达80欧姆，在电池电压4伏情况下，可将短路电流限制在50毫安左右，此电流属于不足以引起瓦斯爆炸的安全电流，同时由于此电流流过L₁和L₂两线圈，匝数多，其产生的磁通可维持衔铁继续处于吸合状态，使常闭触点开关K₁也继续处于断开状态，直到短路点被消除，打开K₂，线圈失电，K₁恢复常闭。

考虑到该装置中K₁在断开时有火花产生，故需把整个装置密封在一壳体中安装在矿灯电池箱内。

使用本实用新型提供的矿灯短路保护电磁继电装置，因其本身无耗能元件，故工作时基本不消耗功率；矿灯正常工作时，与其串联的常闭触点开关和线圈L₁阻值很小，可忽略，因此基本不造成灯泡电压损失，电池充电时也基本不受影响；由于装置结构简单，便于维护，制造成本仅是晶体管保护电路装置的四分之一。