本次设计使用固态继电器作为交流无触点开关代替真空交流接触器控制煤电钻电源的通断。这样一来，就能解决煤矿井下煤粉尘大，易产生电气火花、瓦斯爆炸、线路故障等的问题，极大地保障了工人的生命安全。固态继电器作为一种新型的电子继电器已越来越广泛应用于综合保护领域，其应用技术日趋成熟。把它作为开关回路的控制器件，再由单片机提供脉冲信号，控制固态继电器的开关与通断。同时，电路中兼有多种综合保护功能，能够将煤电钻的安全等级更加提高一级。当出现故障时，再由智能监控设备监控故障类型、故障参数，并及时地向CPU申请中断，单片机发出故信号，固态继电器关断，迅速切除故障线路，保证设备不被损坏，同时也能保护人身安全。

1.3综合保护开关控制系统历程与比较

第一个阶段：采用熔断器、交流接触器、断路器以及热继电器组合保护，也就是热工仪表型保护。这种保护装置体积过大，保护不灵敏，可靠性低，易出现误动、拒动现象。

第二个阶段：半导体、集成电路型保护。随着集成电路的发展，开关保护控制装置从分立元件已向集成电路转型。比较第一个阶段的热工仪表型保护，有其一定的进步性。其优势主要表现在：体积上和对信号的检测以及自动化控制方面都比热工仪表型保护技术优异。虽然集成电路型保护具有漏电、短路、断相保护的功能，但是任然有不少缺点，比如：设备运行可靠性不高，参数难以正定，元器件质量影响系统稳定性等等。

第三个阶段：微机型多功能保护,也叫作智能保护。微机型智能保护在电机综合保护领域当中占据主导地位，具有非常广阔的应用前景。针对煤电钻异步电机的智能保护开关问题，我设计了人机界面接口电路。这样就可解决过去手持式煤电钻不能显示当前故障类型和故障参数以及查询故障记录的问题。通过CPU主系统与键盘、显示屏接口芯片连接键盘电路和显示屏电路，构成了人机交互界面。与前两个阶段的保护相比，微机型保护更具备高智能化、高自动化、高精度化，其性能的优越，CPU反应处理器的速度和精确度都是无可比拟的。而且还很方便操作工观察记录故障，迅速反应，处理故障线路。

1.4煤矿井下电气开关发展及优缺点

1.4．1  QC83-80型磁力启动器

QC83-80型磁力启动器是一种可以用来远距离控制并保护煤电钻的组合式开关电器。

QC83-80型磁力启动器是常见的传统启动器。它主要是用来40KW或30KW及以下的鼠笼电机，如井下的小型运输机、局扇和小水泵等。主回路电源电压是380V或660V，控制回路电压是36V。目前煤矿井下长期使用的是QC83-80型80A/380、660V隔爆磁力启动器，它使用的保护设备是熔丝保护。众所周知，熔丝保护就是短路保护，但是仅有短路保护又是远远不够的。因为其短路保护整定值误差大，没有漏电、过载、欠压等的保护，所以开关器件的综合保护装置不完善，容易对矿井的安全造成隐患。所以QC83-80型磁力启动器已逐步被市场淘汰，取而代之是一种叫做QC83-120(225)Z型真空磁力启动器。

1.4.2 QC83-120（225）Z型真空磁力启动器

当频繁启动40KW及以上的电动机时，使用QC83-120空气磁力启动器，因为动作电流很大，会产生很强的电弧火花，造成运行设备事故损坏，维护运行工作量增大。更何况，其主触头暴露在空气中，更易造成电气火花，引起瓦斯爆炸。因此改造QC83-120空气磁力启动器是刻不容缓的任务。

因此，《煤矿安全规程》规定：井下40KW及以上的电动机，应采用真空电磁启动器控制。用真空接触器来代替过去的空气磁力启动器是一项非常具有革新意义的改造。它可以提高磁力启动器的安全性、可靠性，减少事故频发率。文献综述 AT89C51单片机矿用无触点电气开关的设计+电路图(3):http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_77943.html