礦用隔爆開關(guān)整定及故障處理分析

閻振奇

（西山煤電集團(tuán)西曲礦，山西 古交030200）

1 西曲礦28301運輸順槽概況

西山煤電集團(tuán)西曲礦28301運輸順槽位于北三盤區(qū)中部，北臨已回采的28302工作面（幫對幫16m），南臨已回采的28406工作面（幫對幫16 m），西臨西983運輸大巷。

28301 運輸順槽設(shè)計長度為1 500 m，巷道斷面規(guī)格為寬×高=4.5 m×3.5 m，巷道掘進(jìn)煤層為8號煤層，煤層平均厚度為4.2 m，巷道采用EBZ260型掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)，掘進(jìn)機(jī)切割電機(jī)功率為260 kW，液壓電機(jī)功率為160 kW，掘進(jìn)機(jī)寬度為3.2 m，高度為2.0 m，長度為12 m，掘進(jìn)機(jī)采用KBZ-1400型饋電開關(guān)進(jìn)行供電，供電電壓為1 140 V，截止目前28301巷已掘進(jìn)500 m。

28301 運輸順槽在前期掘進(jìn)過程中KBZ-1400型饋電開關(guān)經(jīng)常出現(xiàn)故障，導(dǎo)致工作面掘進(jìn)機(jī)無法正常使用，不僅降低了巷道掘進(jìn)效率，增加了掘進(jìn)工作面機(jī)電設(shè)備維修費用，而且嚴(yán)重威脅著巷道掘進(jìn)安全。對此，西曲礦機(jī)電科通過技術(shù)研究對KBZ-1400型饋電開關(guān)進(jìn)行合理的綜合保護(hù)整定，以及對常見故障采取有效的預(yù)防措施。

2 KBZ-1400型饋電開關(guān)結(jié)構(gòu)及原理

2.1 結(jié)構(gòu)組成

1）KBZ-1400型饋電開關(guān)隔爆開關(guān)主要是由開關(guān)小車及隔爆箱兩個主要機(jī)構(gòu)組合而成，隔離箱是由：箱體、箱門、后蓋板、接線腔、底架組成。隔離箱設(shè)計為長方形，在箱體中間安裝隔板，這樣箱體就形成前、后兩箱腔，后箱腔又被橫隔板分為上、下兩室。在中間隔板的上方安裝6個隔離插銷的插座，后腔上室安裝3個，后腔下室安裝3個，后腔下室還安裝1個高壓電纜喇叭嘴及2個低壓電纜喇叭嘴[1-2]。小車安裝在箱體的前腔，并通過開關(guān)底板的護(hù)軌進(jìn)行行走。開關(guān)的前腔板安裝一套撥臂機(jī)構(gòu)，這樣可以做分合隔離插銷的操作。開關(guān)前腔右側(cè)板上安裝斷路器的分合閘軸及閘柄，同時設(shè)計人員在箱體的前腔左、右側(cè)板上安裝觀察窗，方便檢修人員觀察開關(guān)隔離插銷是否分合到位。

2）KBZ-1400型饋電開關(guān)顯示屏能夠全天對開關(guān)的實時電壓、電流、負(fù)荷側(cè)阻值進(jìn)行顯示，同時開關(guān)前面板上還安裝“漏電”、“照明”、“復(fù)位”按鈕。機(jī)芯是隔離開關(guān)的心臟，機(jī)芯的下方安裝開關(guān)的小車，小車上裝有電流互感器、電壓互感器、數(shù)據(jù)采集器、真空斷路器、綜合保護(hù)器、隔離插銷頭等部件。機(jī)芯與箱體二次側(cè)的控制線是通過插線板進(jìn)行連接。

2.2 綜合保護(hù)原理

KBZ-1400型饋電開關(guān)正常啟動后，綜合保護(hù)器接入電源，此時如顯示亂碼或無顯示，則保護(hù)裝置存在故障；如保護(hù)器運轉(zhuǎn)正常且顯示開關(guān)的電壓、電流、阻值等數(shù)值時，說明開關(guān)負(fù)荷側(cè)的線纜正常；如保護(hù)器正常運轉(zhuǎn)但顯示故障代碼，說明開關(guān)負(fù)荷側(cè)的線纜存在故障，此時綜合保護(hù)裝置將下達(dá)拉閘命令，開關(guān)斷開負(fù)荷側(cè)電纜的電源后保護(hù)裝置監(jiān)測是否切斷電源，如保護(hù)裝置監(jiān)測未切斷電源則顯示“未分閘”，如下頁圖1所示。

3 開關(guān)耐壓試驗與整定

3.1 耐壓試驗

高壓耐壓試驗主要是為了檢測主絕緣的耐壓強度，尤其針對主絕緣系統(tǒng)中局部絕緣出現(xiàn)的缺陷，使用開關(guān)前必須要做耐壓試驗。

1）在進(jìn)行耐壓試驗時，需將開關(guān)主回路中的壓敏電阻引線、電壓互感器拆除，再綜合將保護(hù)器的插座拔出。在做耐壓試驗前如檢測到系統(tǒng)絕緣阻值較低時，對絕緣電阻低溫烘烤進(jìn)行預(yù)熱，也可以采取將絕緣電阻放于太陽下熱曬的方式來提高絕緣電阻溫度。

2）施工人員通過將30 kV的高壓接入高壓回路及斷路器的滅弧室的觸頭斷口處，時間不得小于1 min，如高壓回路及觸頭斷口處未出現(xiàn)擊穿，則證明該線路滿足生產(chǎn)需求。施工人員可以用螺栓將電壓互感器及壓敏電阻恢復(fù)到最初狀態(tài)。

圖1 KBZ-1400型饋電開關(guān)綜合保護(hù)原理示意圖

3.2 綜合保護(hù)整定

1）過載保護(hù)：過載電路可以根據(jù)實際電纜的負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，通常電流值為開關(guān)額定電流的0.2～1.4倍，負(fù)載電流警戒值要大于電流整定值的1.1倍。若開關(guān)監(jiān)測到負(fù)載電流時，綜合保護(hù)器自動啟動反時限延時保護(hù)，負(fù)載電流越大，反時限延時越短。

2）漏電保護(hù)：為了確保漏電保護(hù)裝置發(fā)揮最大的保護(hù)作用，保護(hù)動作值要高于開關(guān)的三相接地電流、低于最大單相接地電流。漏電延時的動作可以根據(jù)實際生產(chǎn)需求調(diào)整為0.1 s、0.5 s、1 s、1.5 s、2 s、2.5 s、3 s，檢修人員按照最小值原則進(jìn)行投入[3-4]。為了上下級開關(guān)的保護(hù)器相互配合對供電線路漏電進(jìn)行管控，根據(jù)設(shè)計可以在漏電保護(hù)的基礎(chǔ)上增加延時。

4 常見故障及處理措施

1）開關(guān)保護(hù)裝置的分合閘功能正常，但斷路器無法電合。檢修人員首先要對開關(guān)的控制回路及分合閘繼電器進(jìn)行檢查，查看分合閘電機(jī)是否正常及閉鎖轉(zhuǎn)盤指針是否合到位。如發(fā)現(xiàn)控制回路存在故障，需及時安排檢修人員進(jìn)行檢修，如故障在電機(jī)、中間繼電器或控制繼電器發(fā)生故障，需及時安排檢修人員進(jìn)行更換。

2）手動、電動合閘斷路器均為動作。檢修人員要首先對斷路器小車的閉鎖機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查，確定是否為機(jī)械故障。如發(fā)現(xiàn)開關(guān)的鎖扣機(jī)構(gòu)銹蝕、潤滑性差導(dǎo)致機(jī)構(gòu)卡住，需及時安排檢修人員進(jìn)行檢修；如發(fā)現(xiàn)開關(guān)的鎖扣機(jī)構(gòu)磨損嚴(yán)重或失靈，需及時安排檢修人員進(jìn)行更換。

3）斷路器手動合閘正常、電合失效。出現(xiàn)這些故障的主要原因為控制回路的線路出現(xiàn)故障或分合閘電磁鐵損壞。檢修人員利用萬用表對控制回路進(jìn)行檢查或電磁鐵損壞。

4）主回路或綜合保護(hù)器故障。針對這種情況，檢修人員主要是除了對饋電開關(guān)及線纜進(jìn)行檢查外，還需對外殼接地、三相電抗器進(jìn)行檢查，此外還可以通過更換保護(hù)裝置進(jìn)行判斷。

5）保險燒壞。當(dāng)供電負(fù)荷出現(xiàn)短路或過載時，控制回路會產(chǎn)生較大的電流，大電流會直接將保險燒壞。因此，檢修人員需針對不同的負(fù)荷進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)是否有電流較大的線路并查明電流大的原因。

5 實踐效果

通過對28301運輸順槽內(nèi)安裝的KBZ-1400型饋電開關(guān)進(jìn)行合理的綜合保護(hù)整定，以及采取了合理有效的處理措施，在后期掘進(jìn)過程中饋電開關(guān)故障率由原來的16%將至5%以下，饋電開關(guān)維修費用減少了42萬元，保證了巷道安全快速掘進(jìn)，取得了顯著應(yīng)用成效。