安全型交流配電裝置在礦井中的作用分析

方 濤

鶴壁煤業(yè)技師學院，河南鶴壁 458000

礦用隔爆型高壓真空配電裝置是指適用于煤礦井下，及其周圍介質(zhì)中含有甲烷、煤塵等混合性氣體的環(huán)境中，對額定電壓在10kV或6kV、額定頻率50Hz、額定電流至630A的三相交流中性點不直接接地的供電系統(tǒng)進行控制、保護和測量，并且可作為不頻繁起動高壓電機之用的配電裝置。

1 礦井配電技術(shù)原理介紹

近年來出于安全開采、安全施工的考慮，礦井作業(yè)有朝著無人下井，遠程操作的方向發(fā)展的趨勢。這一改變的目的很明顯，即降低成本的同時又提高生產(chǎn)效率。國際上礦用安全型高壓真空配電裝置基本上可以很好地完成煤礦井下輸配電的操作。而目前國內(nèi)的產(chǎn)品技術(shù)含量卻很難，甚至不能滿足工程和生產(chǎn)的要求，花大成本引進外國產(chǎn)品又是不劃算的。因此我們更要認清形勢的需要，研制出自己的可靠、智能的礦用安全型高壓真空配電裝置。目前國內(nèi)現(xiàn)行礦用安全型的交流配電裝置的防爆隔離技術(shù)，其實已經(jīng)突破核心問題，研制出高效能的固柱技術(shù)的絕緣滅弧室和永磁運行機構(gòu)相結(jié)合的高級斷路器結(jié)構(gòu)，其優(yōu)勢是不單純提高了礦用安全型配電裝置的總體性能，而且必將為今后無人礦機作業(yè)的發(fā)展做出重大貢獻。

2 隔爆型配電器主要技術(shù)特征

2.1 結(jié)構(gòu)與機械電氣閉鎖

1）設備結(jié)構(gòu)組成

礦用安全型的交流配電設備，其主要結(jié)構(gòu)比較簡單，主要是隔爆的長方體腔與斷路器小車。新型設備在箱體的隔板設有接觸座和線芯盤。箱體中LED燈用以照明、絕緣的內(nèi)室則用作安放電源設備處。隔爆板設在中間，將腔體分前后，安插斷路器小車于前腔中。

2）主要技術(shù)特征

可配用變壓器容量（kVA）：1000（1140V），800（660V）；

額定工作電壓：1140V，660V；

額定工作電流：500A；

通電能力（KA），cos=0.3時，9（1140V），13（660V）；

全部分斷時間（S）：不小于0.08；

機械壽命（次）：不小于20000；

電壽命（次）：不小于3000；

長延時電流整定范圍：0.4倍～1.0倍；

瞬時動作電流整定范圍：3倍～10倍；

檢漏單元動作整定值：1140V 三相60kΩ，

660V單相11kΩ；

檢漏單元閉鎖絕緣電阻值：大于動作值的2倍；

配用電纜最大外徑：動力69mm。

3）配電設備的電氣閉鎖現(xiàn)象

配電設備出現(xiàn)電氣閉鎖主要因為在不穩(wěn)定的運動狀態(tài)時接觸器，動、靜觸頭閉合，動觸頭與拉桿間產(chǎn)生不了壓力變化，此時接點自然會閉合。而在實際現(xiàn)場使用時，觸頭間隙耐壓值從15kV降為200V左右，就已經(jīng)失去切斷能力，正因如此在斷路器小車后退不能繼續(xù)牽動連鎖構(gòu)件，也就不能將配電箱門處的鉤板壓住，致使腔體閥門無法正常開啟。

2.2 真空開關(guān)的安裝與滅弧室

2.2.1 真空饋電開關(guān)的操作程序

移動變電站的高壓送電。將饋電開關(guān)轉(zhuǎn)換至合閘位置，檢漏單元投入工作，電壓表指示電源電壓。復位、檢漏單元狀態(tài)信號燈轉(zhuǎn)至檢測燈亮、閉鎖燈滅。饋電開關(guān)負載線路、檢漏單元檢測正常，真空開關(guān)允許合閘。礦用隔爆型配電裝置絕大多數(shù)設備合、分閘，可以不受電源電壓波動影響，優(yōu)勢在于穩(wěn)定、分閘速度高，可進行手動、電動操作等。但存在核心構(gòu)件原始導致現(xiàn)場極易拒動，安裝使用難度大等明顯缺陷。

2.2.2 交流電源改進分析

電源系統(tǒng)的控制與操作回路有直流操作電源和交流共兩種。一般來說直流電源供電可靠性優(yōu)勢較為明顯，但需要設計直流屏給操作回路供電，對于煤礦井下可行性差。所以為了保證斷路器可靠性、兼容性，不受輸出容量的不良影響，應采用微機交流電源模式及其配套構(gòu)件作為新的開關(guān)閘裝置元件。

2.2.3 裝置小車的構(gòu)造

國內(nèi)礦用較落后的非安全型配電裝置中，斷路器的小車主回路絕緣措施并不可靠。只采用普陶瓷真空滅弧室，然而其設計并未考慮因煤礦井下現(xiàn)場實際狀況，震動、潮氣使小車回路的保護層安全系數(shù)大大降低。通常斷路器小車的鋼板底盤是由框架上裝設軸承，并在后面焊接圓弧形的耳構(gòu)件，隔離操作帶動了耳構(gòu)件，將小車送入起始點。小車運行過程中，因側(cè)面的受力，有較大的瞬時沖擊，可能會使小車偏離軌道，因此要注意聯(lián)系裝置安全可靠。

2.2.4 電流互感器和動靜插頭

目前，再利用隔爆配電器進行額定絕緣水平試驗時其結(jié)果在真空饋電電源電壓降為127V時，此電壓送入由C1與變壓器WB構(gòu)成的鐵磁穩(wěn)壓裝置，保證了電源電壓在額定值的75%～110%范圍內(nèi)變動時，該檢漏繼電器仍能可靠工作。但是，隨著現(xiàn)代化大型礦井建設，這種額定短路開斷容量常常已不能滿足設計需要，需要提高配電裝置的分斷容量以滿足礦井下安全隔爆的新型配電裝置的要求。

3 配電裝置的維護與檢修

所有工程電氣設備都應定期清潔，防止污垢、銹斑的生成。礦用安全型配電裝置的隔爆面應長期涂刷防銹油脂，另外真空開關(guān)各轉(zhuǎn)動軸應定期加潤滑油，以確保開關(guān)的按鈕靈活可靠，繼電器操作正常進行，如繼電器接觸表面上產(chǎn)生熔化的金屬微粒時，可用細銼清除，但不能用金鋼砂布打磨。

4 結(jié)論

本文結(jié)合煤礦機電設備現(xiàn)狀和機電從業(yè)人員的技術(shù)水平，保護措施以及煤礦高壓電氣設備、特種保護設備及電氣綜合裝置的結(jié)構(gòu)、工作原理進行分析，為有關(guān)工程技術(shù)人員和技校師生提供參考。可以預見高效安全的礦機設備的研究和研發(fā)是電器行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

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