礦用隔爆電氣組合開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)

趙禹雨

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)白洞礦業(yè)公司， 山西 大同 037031）

引言

近幾年，隨著煤礦不斷開(kāi)拓延伸，礦井內(nèi)機(jī)電設(shè)備增加以及分布區(qū)域廣泛，導(dǎo)致井下隔爆開(kāi)關(guān)數(shù)量也隨之增加，目前井下主要采用單體隔爆開(kāi)關(guān)，每臺(tái)機(jī)電設(shè)備安裝一臺(tái)開(kāi)關(guān)井下供電控制，由于傳統(tǒng)單體隔爆開(kāi)關(guān)在實(shí)際應(yīng)用中自動(dòng)化控制水平低、故障率高、供電穩(wěn)定性差，而且在采掘工作面隔爆開(kāi)關(guān)安裝數(shù)量多，不利于井下采掘工作面安全快速生產(chǎn)，所以為了進(jìn)一步提高煤礦井下供電穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)隔爆開(kāi)關(guān)遠(yuǎn)程控制的目的，以白洞礦為例，對(duì)井下傳統(tǒng)單體隔爆開(kāi)關(guān)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)， 采用了一套KJZ2-1600/1140-8 型礦用隔爆電氣組合開(kāi)關(guān)。

1 隔爆組合開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)

1.1 隔爆組合開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)

1）隔爆開(kāi)關(guān)殼體采用高錳鋼制成，殼體具有防腐性能強(qiáng)、抗壓強(qiáng)度高、防震性能好等優(yōu)點(diǎn)，為了便于組合開(kāi)關(guān)運(yùn)輸以及搬運(yùn)，在隔爆開(kāi)關(guān)上部焊接四個(gè)吊環(huán)，在底部安裝牽引鉤。

2）在組合開(kāi)關(guān)左側(cè)、右側(cè)分別布置接線腔和出線腔；接線腔采用四根直徑45～67 mm 電纜接入，接線腔內(nèi)部設(shè)置設(shè)9 個(gè)M16 的接線柱；出線腔有11個(gè)出線接口，接出電纜直徑在35～52 mm，出線腔內(nèi)布置24 個(gè)M10 和若干個(gè)M16 接線柱[1-2]。

3）KJZ2-1600/1140-8 型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型組合開(kāi)關(guān)內(nèi)部安裝10 塊控制模板，主要用于安裝開(kāi)關(guān)、電氣參數(shù)檢測(cè)原件、電磁啟動(dòng)器等；為了便于檢修人員對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢修維護(hù)，在殼體側(cè)面設(shè)置觀察窗，當(dāng)組合開(kāi)關(guān)出現(xiàn)故障后，內(nèi)部故障原件指示燈會(huì)亮起。

表1 KJZ2-1600/1140-8 型礦用隔爆電氣組合開(kāi)關(guān)技術(shù)參數(shù)表

1.2 隔爆組合開(kāi)關(guān)主要技術(shù)參數(shù)

1.3 組合開(kāi)關(guān)整定計(jì)算

1）組合開(kāi)關(guān)在投入使用前必須對(duì)其進(jìn)行電流整定，整定計(jì)算按以下公式：I≥IQ+IZ≥IQ+∑I；其中IQ為啟動(dòng)器最大氣動(dòng)電流；∑I 為其余電機(jī)額定電流之和。

2）隔爆開(kāi)關(guān)在運(yùn)行過(guò)程中必須保證兩相短路電流與整定電流比值滿足以下條件：Id/IZ≥1.5；組合開(kāi)關(guān)內(nèi)饋電開(kāi)關(guān)與啟動(dòng)器位于同一側(cè)腔體內(nèi)，無(wú)需采用電纜連接，從而保證了開(kāi)關(guān)在主變壓器容量較小的條件下，仍具有短路保護(hù)性能[3-4]。

2 隔爆組合開(kāi)關(guān)優(yōu)點(diǎn)

2.1 漏電閉鎖功能

1）煤礦井下采用中性點(diǎn)不接地的供電系統(tǒng)，供電系統(tǒng)內(nèi)安裝了漏電繼電器，一旦系統(tǒng)供電時(shí)絕緣電阻值低于整定值時(shí)系統(tǒng)直接切斷電源進(jìn)行保護(hù)作用。

2）組合開(kāi)關(guān)內(nèi)部安裝漏電閉鎖裝置，該裝置在無(wú)電壓狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)負(fù)荷側(cè)電纜及供電設(shè)備進(jìn)行三相接地絕緣狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如下頁(yè)圖1 所示；當(dāng)負(fù)荷側(cè)供電設(shè)備及電纜絕緣降低時(shí)，保護(hù)裝置及時(shí)打開(kāi)繼電器觸點(diǎn)，從而使開(kāi)關(guān)無(wú)法送電。

圖1 隔爆組合開(kāi)關(guān)主回路原理圖

3）在井下供電過(guò)程中，線路之間會(huì)產(chǎn)生較大電容，一旦供電系統(tǒng)內(nèi)電容增大，供電電壓大于閉鎖檢測(cè)電壓且存在金屬接地時(shí)，供電系統(tǒng)內(nèi)很容易產(chǎn)生電火花；根據(jù)查表可得，供電系統(tǒng)內(nèi)1μF 的電容等換為70 V 引爆電壓[5]，所以設(shè)定檢測(cè)電壓應(yīng)在35 V以下，既避免了電網(wǎng)產(chǎn)生電火花，又可保證人身安全。

2.2 短路保護(hù)功能

電磁啟動(dòng)器的熔斷器作為隔爆開(kāi)關(guān)到供電設(shè)備之間電纜的保護(hù)控制器，當(dāng)開(kāi)關(guān)與供電設(shè)備之間電纜出現(xiàn)短路時(shí)，熔斷器瞬間熔斷，從而切斷短路電流，實(shí)現(xiàn)選擇性短路保護(hù)的目的；傳統(tǒng)單體隔爆開(kāi)關(guān)主要采用RT0、RL1、RM10 等型號(hào)的熔斷器作短路保護(hù)器，但是該類型熔斷器存在分?jǐn)嗳萘坎蛔?、?dòng)作特性不匹配等確定，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)短路電流時(shí)，短路電壓低于接觸器釋放電壓時(shí)，熔斷器熔斷時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)法及時(shí)分?jǐn)喽搪冯娏鳎瑢?dǎo)致接觸器強(qiáng)制性分?jǐn)喽搪冯娏鞫l(fā)生供電事故；而隔爆組合開(kāi)關(guān)是將啟動(dòng)器與自動(dòng)開(kāi)關(guān)合為一體，組合開(kāi)關(guān)具有更好的短路保護(hù)功能[6]。

2.3 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制

傳統(tǒng)單體隔爆開(kāi)關(guān)當(dāng)出現(xiàn)短路、過(guò)流時(shí)一旦接觸器觸頭發(fā)生燒毀，無(wú)法進(jìn)行電源分段時(shí)，需采用饋電開(kāi)關(guān)進(jìn)行分?jǐn)啵枞斯みM(jìn)行操作，操作過(guò)程中很容易造成設(shè)備燒毀；而且單體隔爆開(kāi)關(guān)出現(xiàn)故障后檢修人員需打開(kāi)殼體方可查找故障源，而KJZ2-1600/1140-8 型礦用隔爆型組合開(kāi)關(guān)將多臺(tái)啟動(dòng)器與饋電開(kāi)關(guān)功能合二為一，從而有效保證了正常分閘需求；而且組合開(kāi)關(guān)內(nèi)存在故障檢測(cè)模塊，可對(duì)裝置故障源進(jìn)行診斷并及時(shí)處理，同時(shí)可遠(yuǎn)程對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，提高了遠(yuǎn)程控制自動(dòng)化水平，降低了設(shè)備故障率。

3 結(jié)語(yǔ)

與傳統(tǒng)單體隔爆開(kāi)關(guān)相比，組合開(kāi)關(guān)具有功能強(qiáng)、穩(wěn)定性好、便于集中控制管理、自動(dòng)化水平高等優(yōu)點(diǎn)，可適用于煤礦井下采掘工作面中，解決了傳統(tǒng)單體開(kāi)關(guān)布置數(shù)量多、分布區(qū)域廣、檢修維護(hù)勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度大等技術(shù)難題；白洞礦通過(guò)對(duì)井下供電開(kāi)關(guān)進(jìn)行優(yōu)化改造投入使用KJZ2-1600/1140-8 型礦用隔爆電氣組合開(kāi)關(guān)后，通過(guò)6 個(gè)月實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，井下隔爆開(kāi)關(guān)投入使用后，減少了單體隔爆開(kāi)關(guān)數(shù)量達(dá)30 余臺(tái)，降低設(shè)備成本費(fèi)用為47.8 萬(wàn)元，而且隔爆開(kāi)關(guān)安裝時(shí)占地面積小，開(kāi)關(guān)供電穩(wěn)定性強(qiáng)，特別是在不穩(wěn)定供電系統(tǒng)中開(kāi)關(guān)具有較強(qiáng)的保護(hù)功能，井下供電事故率由原來(lái)的19%降低至4%，大大提高了井下供電穩(wěn)定性，保證了煤礦井下安全生產(chǎn)，取得了顯著應(yīng)用成效。