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【摘要】KJ1029型电源箱是KJ15A机车运输监控系统的供电设备，分析了该型电源箱的结构特征、工作原理、安装调试、使用操作、维护保养、故障类型与排除，可为KJ15A系統的正常工作及电源的故障处理提供理论参考，为从事系统日常维护的人员提供借鉴。
【关键词】KJ15A机车；电源箱；结构原理；故障排除
引言
在爆炸性危险的煤矿井下，对电能的使用比普通环境严格，了解KJ15A机车监控系统供电，对系统和电源故障处理具有重要意义。KJ15A系统电动转辙机和KF1029型电源箱（以下简称电源箱）引入了强电电源，设计为隔爆本安型；控制分站、传感器和信号机等设计为本安型。电源箱作为KJ15A监控系统本安电源，输出15V、12V、9V、5V四组直流电，供检测、执行设备、通讯和分站使用。15V、12V二组与9V、5V二组之间保持电隔离，切断现场设备与分站之间的电气连接，保证系统可靠。15V、12V、9V三组有独立的双重保护，能对短路、过压、过流故障实现断电保护；5V由9V二次稳压得到，也有各种保护功能。电源箱有电网掉电、电池电压检测电路，供分站辩识井下电网电压。
1、结构与原理
1.1 结构组成
电源箱为单腔体结构，左、右半部是电池组件、机芯；有3只电缆引入装置，左边2只引入强电和输出本安电源，右边1只备用；盖板用内六角螺栓固定。机芯左侧电池上方为接线板兼作电池压板，用螺栓固定在箱壁支架上，通过接线端子对外引线。机芯右下部母板HJ5615上三排插座插入HJ4112、HJ4113/15和HJ4113/9板，母板和接线板间用连接器相接。
1.2 工作原理
架线直流或127V交流电经HJ4111接线板引入HJ4112供电卡，由电源滤波电路、压敏电阻、PTC热敏电阻组成的保护网络滤除电网中有害尖脉冲，再整流成直流电压。由CW1842单端隔离式脉冲宽度调制器及辅助电路降压到14.5V，为下级电路提供母线电源。该电路板采用单端反激开关电源电路，有欠压、过压、过流保护及慢启动和故障快速断电功能；电路板最大供电电流限制为2A，防止电池充电电流过大。
电池组件与HJ8411电池保护检测板配合使用。直流母线平常对其浮充电，交流掉电后电池对母线供电。电池放电电压降到10V时，保护检测板自动切断放电回路，保证电池不过放电；电池组件的保护检测板不断测量电池电压并转换成频率信号，经光耦隔离后传给分站检测。
隔爆型电源箱在爆炸性环境必须断电才能开盖维护。交流电源在进线喇叭口附近设一断电开关，交流断电后电池供电维持工作，因此电源箱必须能从外部对电池断电，才能在危险场所开盖。
输出卡HJ4113由DC-DC开关电源逆变电路及两路双重化保护电路组成。DC-DC变换器采用推挽定频调宽开关电源电路，用功率场效应管作开关元件，可靠性好、效率高。HJ4113/15将母线直流电压转换为15V、12V，经过安全栅电路隔离成二组直流输出，向各传感执行设备供电。HJ4113/9卡将母线电压转为9V，经安全栅隔离成本安电源，为分站本机供电，经7805降压后供分站CPU用。9V、5V组与12V、15V组在电气上隔离使分站可靠工作。
电源输出卡上的检测和控制信号端，便于分站了解、控制电源箱的使用。电池电压检测端向分站上报电池当前电压；交流掉电检测端向分站上报井下电网供电状态。二组检测信号与分站检测电路间设有光电隔离。电源箱初始加电后，仅+9V电压向外供电。在分站内，用电源开关把使能控制端DK信号线与+9V电源连通，+9V电压通过DK线返回电源箱；控制电源箱工作：允许15V、12V的DC-DC变换器工作，对设备馈电；电池与直流母线接通，处于向母线供电状态；输出卡上7805稳压产生直流5V供分站主板使用。
2、安装调试
2.1 安装与接线
电源箱可水平紧固在硐室内的角钢支架上，无淋水、无过多灰尘，离地面0.4m，防止受外力倾倒。或固定在大巷侧壁，离巷底1.6m，方便维护，避免大型设备车辆碰撞。电源箱强电电源输入线应接在附近的开关，再接入强电专用供电线，以便维修时断电；各外接电缆必须经压紧螺母压紧，以外力不能使电缆松动、旋动、拔脱为准；未穿线的电缆引入装置用金属垫片堵死，防止灰尘、潮气进入。电源箱内走线整齐，芯线压紧，接线板端子标有接线定义，强电线路尽量远离弱电部分。分站电源电缆应在2m以内，不宜过长；电缆屏蔽线两端接往接线板屏蔽线接线柱，屏蔽层接在接地螺栓上。电源箱安装、接线完毕，仔细检查接线无误，盖上并锁紧盖，才准送电。
2.2 调试
电源箱出厂已经调试，现场不必调试。电源箱使用时，必须先接好负载再加电，否则会引起保护电路动作而需断电后重新加电。电源箱为无人值守的现场工控设备，对其操作通过分站控制，其本身不设人机界面。
3、应用
3.1 操作与维护保养
电源箱开盖检查，应先在分站内切断电源开关，再断开电源箱供电隔离开关，然后开盖。井下环境潮湿、多尘，应尽量减少开盖次数、缩短开盖时间，保证箱体线路板、接线端子间的绝缘强度。
如判断机芯发生故障，应更换机芯，上井后再详细检查。如某路电源工作不正常，应检查该路引线、插头接触是否良好，可直接从输出卡插头处到接线板上用万用表欧姆档测量。如果确认接线良好，应更换输出卡。如果电源箱4路电源全部停止供电，应更换供电卡。
更换的故障电路卡，应由专业人员维修，找出故障点后根据元件值更换损坏的零部件。一些大功率的器件如无相同替换型号，必须选择参数优于标定值的器件代换，否则会使整机性能下降，甚至破坏电源箱的本安输出性能。
3.2 故障分析与排除
电源箱常见三种故障，原因分析及排除方法如下：强电供电信号无效。原因：强电掉电、超压使内部保护电路动作切断供电。排除方法：恢复强电供电，用隔离开关切断强电供电，20min后送电。后备电池不工作。原因：放电完毕，欠压保护动作；无强电时，电池组不能启动。排除方法：充电数小时后恢复；送强电或在分站处用6V电池人工启动。无输出。原因：过载保护动作；电源开关未闭合；输出卡或供电卡坏；电缆断线或接触不良。排除方法：排除负载故障重新加电；闭合电源开关；更换坏的电路卡；重新接线。
【关键词】KJ15A机车；电源箱；结构原理；故障排除
引言
在爆炸性危险的煤矿井下，对电能的使用比普通环境严格，了解KJ15A机车监控系统供电，对系统和电源故障处理具有重要意义。KJ15A系统电动转辙机和KF1029型电源箱（以下简称电源箱）引入了强电电源，设计为隔爆本安型；控制分站、传感器和信号机等设计为本安型。电源箱作为KJ15A监控系统本安电源，输出15V、12V、9V、5V四组直流电，供检测、执行设备、通讯和分站使用。15V、12V二组与9V、5V二组之间保持电隔离，切断现场设备与分站之间的电气连接，保证系统可靠。15V、12V、9V三组有独立的双重保护，能对短路、过压、过流故障实现断电保护；5V由9V二次稳压得到，也有各种保护功能。电源箱有电网掉电、电池电压检测电路，供分站辩识井下电网电压。
1、结构与原理
1.1 结构组成
电源箱为单腔体结构，左、右半部是电池组件、机芯；有3只电缆引入装置，左边2只引入强电和输出本安电源，右边1只备用；盖板用内六角螺栓固定。机芯左侧电池上方为接线板兼作电池压板，用螺栓固定在箱壁支架上，通过接线端子对外引线。机芯右下部母板HJ5615上三排插座插入HJ4112、HJ4113/15和HJ4113/9板，母板和接线板间用连接器相接。
1.2 工作原理
架线直流或127V交流电经HJ4111接线板引入HJ4112供电卡，由电源滤波电路、压敏电阻、PTC热敏电阻组成的保护网络滤除电网中有害尖脉冲，再整流成直流电压。由CW1842单端隔离式脉冲宽度调制器及辅助电路降压到14.5V，为下级电路提供母线电源。该电路板采用单端反激开关电源电路，有欠压、过压、过流保护及慢启动和故障快速断电功能；电路板最大供电电流限制为2A，防止电池充电电流过大。
电池组件与HJ8411电池保护检测板配合使用。直流母线平常对其浮充电，交流掉电后电池对母线供电。电池放电电压降到10V时，保护检测板自动切断放电回路，保证电池不过放电；电池组件的保护检测板不断测量电池电压并转换成频率信号，经光耦隔离后传给分站检测。
隔爆型电源箱在爆炸性环境必须断电才能开盖维护。交流电源在进线喇叭口附近设一断电开关，交流断电后电池供电维持工作，因此电源箱必须能从外部对电池断电，才能在危险场所开盖。
输出卡HJ4113由DC-DC开关电源逆变电路及两路双重化保护电路组成。DC-DC变换器采用推挽定频调宽开关电源电路，用功率场效应管作开关元件，可靠性好、效率高。HJ4113/15将母线直流电压转换为15V、12V，经过安全栅电路隔离成二组直流输出，向各传感执行设备供电。HJ4113/9卡将母线电压转为9V，经安全栅隔离成本安电源，为分站本机供电，经7805降压后供分站CPU用。9V、5V组与12V、15V组在电气上隔离使分站可靠工作。
电源输出卡上的检测和控制信号端，便于分站了解、控制电源箱的使用。电池电压检测端向分站上报电池当前电压；交流掉电检测端向分站上报井下电网供电状态。二组检测信号与分站检测电路间设有光电隔离。电源箱初始加电后，仅+9V电压向外供电。在分站内，用电源开关把使能控制端DK信号线与+9V电源连通，+9V电压通过DK线返回电源箱；控制电源箱工作：允许15V、12V的DC-DC变换器工作，对设备馈电；电池与直流母线接通，处于向母线供电状态；输出卡上7805稳压产生直流5V供分站主板使用。
2、安装调试
2.1 安装与接线
电源箱可水平紧固在硐室内的角钢支架上，无淋水、无过多灰尘，离地面0.4m，防止受外力倾倒。或固定在大巷侧壁，离巷底1.6m，方便维护，避免大型设备车辆碰撞。电源箱强电电源输入线应接在附近的开关，再接入强电专用供电线，以便维修时断电；各外接电缆必须经压紧螺母压紧，以外力不能使电缆松动、旋动、拔脱为准；未穿线的电缆引入装置用金属垫片堵死，防止灰尘、潮气进入。电源箱内走线整齐，芯线压紧，接线板端子标有接线定义，强电线路尽量远离弱电部分。分站电源电缆应在2m以内，不宜过长；电缆屏蔽线两端接往接线板屏蔽线接线柱，屏蔽层接在接地螺栓上。电源箱安装、接线完毕，仔细检查接线无误，盖上并锁紧盖，才准送电。
2.2 调试
电源箱出厂已经调试，现场不必调试。电源箱使用时，必须先接好负载再加电，否则会引起保护电路动作而需断电后重新加电。电源箱为无人值守的现场工控设备，对其操作通过分站控制，其本身不设人机界面。
3、应用
3.1 操作与维护保养
电源箱开盖检查，应先在分站内切断电源开关，再断开电源箱供电隔离开关，然后开盖。井下环境潮湿、多尘，应尽量减少开盖次数、缩短开盖时间，保证箱体线路板、接线端子间的绝缘强度。
如判断机芯发生故障，应更换机芯，上井后再详细检查。如某路电源工作不正常，应检查该路引线、插头接触是否良好，可直接从输出卡插头处到接线板上用万用表欧姆档测量。如果确认接线良好，应更换输出卡。如果电源箱4路电源全部停止供电，应更换供电卡。
更换的故障电路卡，应由专业人员维修，找出故障点后根据元件值更换损坏的零部件。一些大功率的器件如无相同替换型号，必须选择参数优于标定值的器件代换，否则会使整机性能下降，甚至破坏电源箱的本安输出性能。
3.2 故障分析与排除
电源箱常见三种故障，原因分析及排除方法如下：强电供电信号无效。原因：强电掉电、超压使内部保护电路动作切断供电。排除方法：恢复强电供电，用隔离开关切断强电供电，20min后送电。后备电池不工作。原因：放电完毕，欠压保护动作；无强电时，电池组不能启动。排除方法：充电数小时后恢复；送强电或在分站处用6V电池人工启动。无输出。原因：过载保护动作；电源开关未闭合；输出卡或供电卡坏；电缆断线或接触不良。排除方法：排除负载故障重新加电；闭合电源开关；更换坏的电路卡；重新接线。