淺談煤礦井下電氣開關(guān)的應(yīng)用

夏飛雨

摘要：礦用隔爆型高壓配電裝置、礦用隔爆型饋電開關(guān)、礦用隔爆型電磁起動器這三種類型的電氣設(shè)備是目前井下使用比較普遍的設(shè)備，其設(shè)備性能的好壞是直接影響著煤礦能否安全生產(chǎn)的重要因素。

關(guān)鍵詞：礦用 防爆 開關(guān)

由于煤礦中經(jīng)常發(fā)生電氣事故而給國家和人民的財產(chǎn)造成了極大的損失，因此，為了保證煤礦井下的電氣設(shè)備的安全，我們必須對其采取特定的安全技術(shù)措施時期仍舊能夠保持通訊、檢測、確?？刂埔约鞍踩墓δ堋Ｔ诿旱V井下使用的各種電氣設(shè)備即礦用電氣設(shè)備，一般的礦用電氣設(shè)備都鑄有“KY”的字樣，由于其不具有防爆性能，因此，適用于低瓦斯礦井的井底車場、總進(jìn)風(fēng)巷道或主要進(jìn)風(fēng)巷道等沒有瓦斯或煤塵爆炸比較危險的場所。礦用防爆型設(shè)備鑄有“Ex”字樣，適用于有瓦斯、煤塵爆炸危險的場所。礦用防爆設(shè)備種類較多，本文重點(diǎn)介紹井下電氣開關(guān)。

1 礦用型隔爆型高壓配電裝置

礦用隔爆型高壓配電裝置是將高壓隔離開關(guān)、高壓斷路器、互感器和測量儀表以及保護(hù)裝置組裝在隔爆外殼內(nèi)的一種成套配電裝置，用于接收和分配高壓電能，控制和保護(hù)高壓線路或高壓電氣設(shè)備，特別適合中央或采區(qū)變電所作配電開關(guān)使用。按斷路器的不同，高壓配電裝置有油斷路器、六氟化硫斷路器和真空斷路器幾種。由于油斷路器中的油一旦泄露會引起火災(zāi)和瓦斯爆炸，在井下已經(jīng)不使用；六氟化硫斷路器在運(yùn)行中易分解出低氟化硫有毒氣體，對井下人員有害，在井下也很少用；目前用的較多的是真空斷路器。其額定電壓多為6kV、10kV，額定電流多為100A、200A、300A、400A、500A、630A。近幾年出現(xiàn)了僅為彈簧操作機(jī)構(gòu)20%的零件數(shù)量構(gòu)成的永磁式操作機(jī)構(gòu)的高壓真空永磁斷路器，使得可靠性更高、維護(hù)工作量更小。根據(jù)使用功能的不同，配電式高防開關(guān)又分為輸入輸出裝置、母聯(lián)裝置以及獨(dú)立裝置，以上裝置既可以使用軟連接單獨(dú)使用，也可以通過硬連接成排組成配電屏，使得結(jié)構(gòu)緊湊而減小占地面積。在結(jié)構(gòu)上，高防開關(guān)通常采用快開門結(jié)構(gòu)。芯體采用了可推入式小車，上面裝有真空斷路器、三相電流互感器、母線式穿心電流互感器，壓敏電阻、微電腦綜合保護(hù)裝置、隔離插銷觸頭等。主回路通常采用插接式，但也有廠家引進(jìn)國外技術(shù)采用碰撞式，所以這些結(jié)構(gòu)形式都便于井下維修。

2 礦用低壓饋電開關(guān)

礦用低壓饋電開關(guān)是將隔離開關(guān)、斷路器、保護(hù)裝置組裝在隔爆外殼內(nèi)的一種成套配電裝置，用于接收盒分配低壓電能、控制和保護(hù)低壓線路，主要使用較多的有礦用隔爆型真空自動饋電開關(guān)和智能型自動饋電開關(guān)。前者采用電子保護(hù)裝置，后者采用單片機(jī)控制，保護(hù)功能齊全，具有信號顯示裝置，可用于380V、660V、1140V系統(tǒng)。其額定電流可分為200A、400A、500A、630A，具備欠壓、過壓、過載、短路、漏電閉鎖、漏電保護(hù)功能等。對于短路保護(hù)，按照動作時間可以分為速斷和限時速斷，按照種類分為幅值短路保護(hù)和相敏短路保護(hù)。其中，相敏短路保護(hù)不僅能夠較好的解決小電流短路和電機(jī)啟動大電流之間的矛盾，還能實現(xiàn)小電流短路正確動作以及避免電極啟動大電流造成的誤動作，但是，動作時間速斷和限時速斷在一定程度上解決了短路保護(hù)縱向選擇性問題。

主要應(yīng)用于井下變電所或配電點(diǎn)的饋電開關(guān)，不僅可以作為低壓配電總開關(guān)使用，也可用作分支開關(guān)使用。為了在保護(hù)對稱性漏電的同時也對非對稱性漏電起到保護(hù)作用，做總開關(guān)使用時采用附加直流電源原理，作為開關(guān)使用的時候采用零序電流和零序電壓方向性原理?？傞_關(guān)可在不停電的情況下進(jìn)行漏電保護(hù)模擬試驗。開關(guān)內(nèi)部器件全部為接插組合式結(jié)構(gòu)，在井下可迅速拆裝更換。開關(guān)內(nèi)裝真空斷路器則由螺栓固定安裝改為可抽出式使產(chǎn)品的維修簡便快捷、縮短煤礦井下停電時間。

3 礦用隔爆型電磁起動器

將隔離開關(guān)、接觸器、按鈕、保護(hù)裝置等元件裝在隔爆外殼中用來直接控制井下電動機(jī)設(shè)備即防爆型電磁起動器。由于它控制方便、保護(hù)完善，所以在煤礦井下廣泛使用。傳統(tǒng)的QC83系列啟動器，使用空氣接觸器，其分?jǐn)嗄芰^小，觸電易燒損和熔焊，且采用熔斷器保護(hù)，沒有過載保護(hù)、漏電閉鎖，故已淘汰。常用的隔爆電磁起動器額定電壓有380V、660V、1140V，額定電流有30A、60A、80A、120A、200A等。除不具備漏電保護(hù)功能外，其他電氣控制與保護(hù)系統(tǒng)和饋電開關(guān)基本類似，但其基本形式比饋電開關(guān)多，其中可逆型電磁起動器用于頻繁換向的電動機(jī)控制，真空電磁起動器用于40kW及以上的電動機(jī)控制，其中真空智能型電磁起動器采用單片機(jī)控制，菜單式調(diào)試，顯示窗可顯示工作狀態(tài)、工作參數(shù)和故障狀態(tài)，功能齊全，保護(hù)完善，并留有甲烷檢測接口，當(dāng)外接甲烷傳感器時，可檢測采掘工作面的甲烷濃度，當(dāng)其超限時，智能起動器動作，切斷電源，是電磁起動器的發(fā)展方向。另外電磁起動器有近控、遠(yuǎn)控和聯(lián)鎖三種控制方式，真空智能電磁起動器還有多臺程序控制和紅外遙控控制。高低壓起動器也在向可抽出式模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，可使多回路起動器中的主要元器件集中在一個模塊內(nèi)實現(xiàn)一體化，對故障回路維修或更換只需要進(jìn)行相應(yīng)模塊的插拔操作即可完成，極大的方便了井下的維護(hù)。

4 總結(jié)

礦用防爆電器種類繁多，但其共同點(diǎn)之一是都在向“真空化、小型化、智能化、可通信”等方面快速發(fā)展。針對煤礦井下濕度較大，設(shè)備在潮濕的空氣中更加容易老化的問題，普遍提高了各種保護(hù)的可靠性及靈敏性，延長無故障工作時間。

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