煤礦綜采組合開關(guān)的故障診斷與處理措施

劉洪福

摘要：文章介紹煤礦綜采組合開關(guān)的結(jié)構(gòu)特征，分析其工作原理和功能，并總結(jié)其比較容易出現(xiàn)的故障，在分析其原因之后提出了相應(yīng)的處理措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：煤礦綜采組合開關(guān)；故障診斷；處理

1引言

在目前煤礦井下所使用的機(jī)電設(shè)備數(shù)量在不斷增多，為了確保其井下電力供應(yīng)安全，目前主要采用的就是額定工作狀態(tài)為工頻3300V的交流供電系統(tǒng)，而且為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)以及供電線路的保護(hù)，需要在其中進(jìn)行礦用隔爆兼本質(zhì)安全型組合開關(guān)來(lái)對(duì)三相交流電動(dòng)機(jī)的啟停以及雙速切換進(jìn)行控制。

2組合開關(guān)結(jié)構(gòu)特征

在本文中所介紹的組合開關(guān)的箱體主要有鋼板進(jìn)行加工制作，不僅需要在長(zhǎng)方形的支座上進(jìn)行安裝，還要確保其具有良好的密封性能，以及符合國(guó)家相關(guān)安全規(guī)定的本安性能以及防爆性能。其主要有主腔、接線腔、輸入電纜連接器以及輸出電纜連接器等組成。此組合開關(guān)的接線腔左前側(cè)進(jìn)行一組進(jìn)線接線端子排的固定，而且還在側(cè)面進(jìn)行了控制回路引入裝置的設(shè)置，而且在內(nèi)部使用接線端子與組合開關(guān)進(jìn)行連接。在其前側(cè)板上還安裝有可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行直接顯示的各種輸入和輸出顯示組件。在機(jī)芯架的后面進(jìn)行可以對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行采用的電流互感器的安裝。還通過(guò)接插件將控制電路和控制系統(tǒng)與組合開關(guān)進(jìn)行連接。而其驅(qū)動(dòng)單元?jiǎng)t是通過(guò)軌道巷固定位置送入，實(shí)現(xiàn)控制對(duì)接的自動(dòng)完善以及通過(guò)螺栓來(lái)對(duì)主回路進(jìn)行固定。

3工作原理及功能

3.1工作原理

此類組合開關(guān)在運(yùn)行時(shí)，主要是通過(guò)電流互感器來(lái)對(duì)三相電流進(jìn)行檢測(cè)，而且通過(guò)DSP系統(tǒng)來(lái)對(duì)二次側(cè)電流進(jìn)行采樣、運(yùn)算和處理，在上述處理之后可以實(shí)現(xiàn)對(duì)主回路的控制以及對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。而且由于將阻容保護(hù)裝置安裝在每一個(gè)回路的輸出端，還起到對(duì)主電路中由于過(guò)電壓而對(duì)電機(jī)造成燒壞的問(wèn)題進(jìn)行避免。

3.2主要功能

首先是具有起動(dòng)和停止的功能。在系統(tǒng)對(duì)主回路中的電流信號(hào)進(jìn)行采集之后經(jīng)過(guò)濾波來(lái)識(shí)別信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)的判斷。如果其中的起動(dòng)信號(hào)的線路出現(xiàn)短路故障，就會(huì)將中斷命令發(fā)出并進(jìn)行報(bào)警。如果在上述識(shí)別之后信號(hào)從啟動(dòng)變化運(yùn)行且被控電路正常，就會(huì)發(fā)出起動(dòng)命令并斷開漏電閉鎖檢測(cè)回路以及閉合中間繼電器、接通真空接觸器實(shí)現(xiàn)電機(jī)的起動(dòng)運(yùn)行。而如果在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)工作時(shí)發(fā)現(xiàn)中間繼電器或者真空接觸器故障，就會(huì)將真空接觸器斷開并使得電機(jī)停機(jī)。

其次是具有保護(hù)功能。在系統(tǒng)線路中的電流數(shù)值比整定數(shù)值大時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出信號(hào)并將中間繼電器和真空接觸器斷開，實(shí)現(xiàn)對(duì)供電線路和電機(jī)的保護(hù)。而過(guò)載保護(hù)則主要就是反時(shí)限特性，對(duì)過(guò)載保護(hù)時(shí)間、負(fù)載電流以及額定電流之間的關(guān)系進(jìn)行反映。斷相保護(hù)會(huì)在三相電路中的兩相電流的有效值達(dá)到0.58倍且時(shí)間超過(guò)2min時(shí)將繼電器、中間節(jié)電器以及交流接觸器斷開來(lái)保護(hù)供電線路和電機(jī)。過(guò)壓和欠壓保護(hù)則主要比較追葫蘆電壓值，且在滿足條件時(shí)斷開中間繼電器、真空接觸器以及主回路。漏電閉鎖和后備保護(hù)就是則出現(xiàn)漏電問(wèn)題時(shí)即便是收到起動(dòng)命令也進(jìn)行鎖定，而且在系統(tǒng)故障時(shí)可以通過(guò)后備保護(hù)來(lái)進(jìn)行跳閘信號(hào)的輸出，通過(guò)前級(jí)開關(guān)分閘來(lái)講線路斷開并避免故障擴(kuò)大。

最后是通訊及顯示功能、試驗(yàn)功能等。通過(guò)以太網(wǎng)時(shí)間自動(dòng)化網(wǎng)的信息通訊和遠(yuǎn)程監(jiān)控，并顯示故障信息。而且在開關(guān)處于試驗(yàn)位置可以檢測(cè)其各項(xiàng)功能來(lái)方便維修。

4常見(jiàn)故障與處理

4.1 I/O電源短路故障

此故障主要表現(xiàn)在隔離無(wú)論在哪個(gè)位置都顯示斷開但是無(wú)法處理，且所有的回路都會(huì)提示漏電報(bào)警。這主要就是由于出現(xiàn)了I/O電源短路故障或者是出現(xiàn)了調(diào)理模塊的問(wèn)題。此時(shí)就需要下井進(jìn)行檢查，如果對(duì)問(wèn)題模塊下的電源指示燈檢查并發(fā)現(xiàn)I/O指示燈閃爍時(shí)則說(shuō)明是出現(xiàn)了此類故障。這就需要進(jìn)一步檢查I/O板的連接線，檢查結(jié)果表明要是由于沒(méi)有進(jìn)行I/O板的安裝，而且在DSP保護(hù)單元腔內(nèi)進(jìn)行連接線的裸露放置導(dǎo)致在檢修時(shí)碰到而導(dǎo)致I/O與外殼接觸而導(dǎo)致的短路。需要對(duì)其進(jìn)行絕緣處理來(lái)恢復(fù)正常。

4.2 DSP系統(tǒng)多個(gè)模塊燒壞故障

此故障主要表現(xiàn)在對(duì)C回路進(jìn)行啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)DSP單元腔內(nèi)的所有的與I/O電源有關(guān)的模塊被燒壞的現(xiàn)象。這主要是由于井下運(yùn)行環(huán)境中的濕度比較大而降低了開關(guān)的絕緣性能，加之在進(jìn)行通電之前也沒(méi)有開展絕緣檢查工作，導(dǎo)致在啟動(dòng)回路時(shí)出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象而將其中的控制線燒壞，這也會(huì)導(dǎo)致控制線中穿入高壓并將模塊以及隔離上的控制接點(diǎn)燒壞。此時(shí)就需要對(duì)開關(guān)使用照明燈來(lái)進(jìn)行烘烤來(lái)實(shí)現(xiàn)開關(guān)內(nèi)元器件絕緣性能的提高，而且還需要對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行尋找來(lái)從源頭上徹底處理故障。還要在檢查硬件并保證其正常之后再對(duì)模塊進(jìn)行逐一檢測(cè)。

4.3先導(dǎo)模塊故障

此故障主要表現(xiàn)在對(duì)某一回路能檢測(cè)到二極管反向信號(hào)，但檢測(cè)不到二極管正向啟動(dòng)信號(hào)；對(duì)某一回路既檢測(cè)不到啟動(dòng)信號(hào)，也檢測(cè)不到反向信號(hào)。針對(duì)此問(wèn)題可以剪去模塊上的對(duì)應(yīng)回路先導(dǎo)用的開關(guān)管（AQW212）的5腳，若仍檢測(cè)不到二極管正向啟動(dòng)信號(hào)，更換先導(dǎo)模塊，若急于生產(chǎn)，可將該回路改為程序起，但不可與其它回路相沖突。更換先導(dǎo)模塊。

4.4開關(guān)顯示電壓過(guò)高的故障

此問(wèn)題主要表現(xiàn)在開關(guān)的顯示電壓為3800V，而且電流的顯示數(shù)值為正常的兩倍，并且出現(xiàn)了短路以及過(guò)載等故障報(bào)警。此問(wèn)題主要是由于供電系統(tǒng)的電壓偏高或者是TV電壓互感器出現(xiàn)了故障。或者是出現(xiàn)了調(diào)理模塊問(wèn)題或者是電源模塊問(wèn)題等原因。此時(shí)就需要對(duì)供電電壓進(jìn)行檢查以及對(duì)TV輸出電壓進(jìn)行測(cè)量來(lái)檢查其是否正常。如果正常就需要對(duì)調(diào)理模塊進(jìn)行更換，此時(shí)如果仍然出現(xiàn)故障就需要對(duì)電源模塊進(jìn)行檢查，針對(duì)其輸出低的問(wèn)題進(jìn)行電源模塊的更換。

5結(jié)語(yǔ)

目前需要通過(guò)礦用隔爆兼本質(zhì)安全型組合開關(guān)的應(yīng)用來(lái)滿足綜采設(shè)備供電和控制要求。且在目前組合開關(guān)綜合數(shù)字化處理技術(shù)來(lái)向更高的技術(shù)水平發(fā)展和提高的同時(shí)，針對(duì)其容易出現(xiàn)的故障問(wèn)題進(jìn)行快速解決和預(yù)防，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)和供電線路的保護(hù)以及確保煤礦綜采工作面的高效和安全生產(chǎn)與運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 祁美華，侯?yuàn)? 煤礦綜采組合開關(guān)的故障診斷與處理[J]. 信息記錄材料，2018，v.19（04）：11-13.

[2] 瞿錦奎. 基于PLC的礦用高壓組合開關(guān)控制系統(tǒng)研究[D].西安科技大學(xué)，2017

（作者單位：國(guó)家能源集團(tuán)神東榆家梁煤礦）