伊念東

（雙龍公司，安徽 淮北 235047）

1 引言

近幾年，國家為了保護煤礦職工生命安全，降低煤礦生產(chǎn)事故率，不斷加大對煤礦安全設施的投入。為了確保安全，我公司添置了大量先進的電子化、真空化的電器設備。但是我公司使用的QBZ－80N、QBZ－120N等型號的礦用隔爆型真空可逆電磁起動器在井下使用過程中經(jīng)常發(fā)生短路事故，嚴重威脅煤礦井下安全生產(chǎn)。

2 發(fā)生短路故障的原因分析

經(jīng)過對發(fā)生事故的設備進行分析研究，得出結(jié)論:現(xiàn)在使用的礦用隔爆型真空可逆電磁起動器在設備閉鎖設計上沿用了原來的QC系列可逆磁力起動器使用的電器閉鎖和機械閉鎖的工作原理。而這種電器閉鎖和機械閉鎖的工作原理和工作方式在礦用隔爆型真空可逆電磁起動器中不能起到在兩個可逆真空接觸器之間的可靠閉鎖，從而在換向操作過程中發(fā)生短路事故。

在可逆磁力起動器中設計電氣閉鎖和機械閉鎖的目的就是為了保護可逆電氣設備，在工作中當正向（或反向）接觸器工作吸合時，反向（或正向）接觸器不能吸合。包括故障狀態(tài)，當接觸器在工作由于各種原因造成一相或多相觸頭粘連時，按下停止按紐，控制回路斷開中間繼電器線圈，失電中間繼電器打開。設備斷電。這時由于觸頭粘連，正向（或反向）接觸器沒有打開，通過電氣閉鎖和機械閉鎖使反向（或正向）接觸器不能吸合。從而避免短路事故的發(fā)生。

在QBZ－80N、QBZ－120N礦用隔爆型真空可逆電磁起動器中，真空管觸頭開距只有1.2mm或是1.5mm，而且真空管動觸頭是通過彈簧管連接的。兩個真空接觸器之間的機械閉鎖是通過一個金屬杠桿來實現(xiàn)的。由于真空管觸頭開距很小，金屬杠桿的動作行程很小。加上金屬杠桿的動作要求靈活，它的裝配配合就存在裝配間隙，使金屬杠桿的動作產(chǎn)生一部分空行程。這就使真空接觸器的機械閉鎖變的很不可靠。當真空管觸頭粘連時它的真空接觸器機械閉鎖不能可靠閉鎖，在進行換向操作時發(fā)生短路事故。

3 短路故障的解決方案

通過對QBZ－80N、QBZ－120N礦用隔爆型真空可逆電磁起動器在煤礦井下使用過程中，發(fā)生短路事故的原因進行分析、討論、試驗，我們有針對性的設計了解決方案。

（1）礦用隔爆型真空可逆電磁起動器在煤礦井下使用過程中，發(fā)生短路事故的主要原因是因為礦用隔爆型真空可逆電磁起動器的真空接觸器的真空管的觸頭產(chǎn)生粘連。當一個真空接觸器的真空管的觸頭產(chǎn)生粘連后（進行換向連接的真空管），在進行換向操作時，另一真空接觸器吸合，真空管的觸頭導通。這時短路事故發(fā)生。這種原因?qū)е碌亩搪肥鹿剩O備自身不能有效預防和保護。一是因為設備自身的JDB保護系統(tǒng)只對設備的負荷電機進行保護。而不能對設備自身進行保護；二是因為由于真空接觸器自身的結(jié)構(gòu)和吸合動作的行程很小。觸頭開距很小，機械閉鎖的結(jié)構(gòu)等原因造成真空接觸器的機械閉鎖閉鎖很不可靠。

在開關(guān)內(nèi)增加一套對真空接觸器在開關(guān)啟動前真空管的觸頭是否粘連進行監(jiān)控的電路。當開關(guān)啟動前對真空接觸器的真空管的觸頭是否粘連進行監(jiān)控。起動后則斷開監(jiān)控回路，當開關(guān)啟動前真空接觸器的真空管的觸頭不發(fā)生粘連，監(jiān)控的控制回路不動作，開關(guān)正常啟動。啟動后，通過開關(guān)原來的控制回路中的中間繼電器的常閉接點。斷開監(jiān)控回路。使開關(guān)正常工作。當開關(guān)啟動前真空接觸器的真空管的觸頭發(fā)生粘連，監(jiān)控的控制回路工作，使開關(guān)不能啟動，避免設備發(fā)生短路事故。

監(jiān)控回路的工作原理:

方案一，是在真空接觸器負荷側(cè)加三相電抗器進行采樣，經(jīng)三相電抗器中性點——原開關(guān)控制回路中的兩個中間繼電器的常閉接點串聯(lián)——電阻——接地。當開關(guān)啟動前真空接觸器的真空管的觸頭不發(fā)生粘連，真空管的觸頭處于開路狀態(tài)。三相電抗器中性點沒有采集信號。監(jiān)控回路不構(gòu)成回路。監(jiān)控的控制回路不動作。開關(guān)正常啟動。當開關(guān)啟動前兩個真空接觸器的六個真空管的觸頭中的任何一個發(fā)生粘連。合上開關(guān)隔離開關(guān)，在開關(guān)起動前，電源經(jīng)隔離開關(guān)——真空管的觸頭中粘連點——三相電抗器中性點——原開關(guān)控制回路中的兩個中間繼電器的常閉接點——接地電阻形成回路（相當于前一級饋電開關(guān)的漏電試驗回路）使前一級饋電開關(guān)的選擇性漏電保護動作，切斷真空可逆電磁起動器的電源。使開關(guān)沒電，不能啟動。避免設備發(fā)生短路事故。

方案二，是在真空接觸器負荷側(cè)加三相零序電壓互感器采樣，經(jīng)原開關(guān)控制回路中的兩個中間繼電器的常閉接點進入開關(guān)自身的JDB保護器，在保護器內(nèi)對采樣信號進行處理。當開關(guān)啟動前兩個真空接觸器的六個真空管的觸頭中的任何一個發(fā)生粘連，三相零序電壓互感器有信號，經(jīng)處理后，驅(qū)動JDB保護器動作元件J1動作。使JDB保護器3、4號接點斷開。開關(guān)不能起動。避免設備發(fā)生短路事故。但該方案要在JDB保護器內(nèi)進行線路改動，需要與開關(guān)廠家進行合作。

（2）礦用隔爆型真空可逆電磁起動器在煤礦井下使用過程中，發(fā)生短路事故的另一原因是設備在工作中。當設備由正向工作狀態(tài)需要切換成反向工作狀態(tài)時，在進行換向操作過程中，由于換向操作速度過快。（按下停止按紐后，電機還沒有停止。又立即按了反向起動按紐。電機由正向轉(zhuǎn)動狀態(tài)立即改變成反向起動工作狀態(tài)。）這時有可能產(chǎn)生達到工作電壓3～10倍的反向感應電動勢。這一超高電壓感應電動勢有可能在設備主回路中絕緣最薄弱處擊穿，從而造成相間短路，引發(fā)短路事故。針對這一事故產(chǎn)生原因，我們通過在制度上加以規(guī)定，以消除發(fā)生事故的原因。我們通過在設備操作規(guī)程增加一條規(guī)定。即在進行換向操作時，當按下停止按紐后。10s內(nèi)不得進行反向起動操作。通過這一規(guī)定，杜絕了產(chǎn)生超高電壓感應電動勢原因，保證了設備安全運行。

（3）真空管發(fā)生粘連是引發(fā)各種煤礦井下電器設備發(fā)生事故的主要原因。真空管發(fā)生粘連的原因有:①真空管質(zhì)量差，真空度低或觸頭材料質(zhì)量差；②真空管使用時間過長，真空管真空度下降；③真空管在工作過程中觸頭因電弧高溫氣化后又冷凝，形成的金屬小顆粒堆積造成粘連。這些原因使真空管在工作中發(fā)生粘連成為一個不可避免的問題。而真空管在工作中過程中一但發(fā)生粘連就有可能發(fā)生事故。而真空管觸頭在日常工作或檢修中，觸頭是否粘連很難鑒定。我們設計的這套對真空管觸頭是否粘連進行監(jiān)控的監(jiān)控回路，能夠有效的堅決這一難題。

（4）根據(jù)我們對設備機械閉鎖、電氣閉鎖的結(jié)構(gòu)、動作過程、工作原理的分析討論。對動作不可靠的原因的分析。我們對由原來的在正向（或反向）起動控制回路中串入一個反向（正向）中間繼電器常閉接點。我們在此基礎上在正向（或反向）起動控制回路中又多串入一組反向（正向）真空接觸器常閉接點。提高了電氣閉鎖的可靠性。我們對機械閉鎖材料強度、零件尺寸、裝配間隙、動作行程、進行改進。減少了機械閉鎖的空行程。提高了機械閉鎖在正常工作狀態(tài)下閉鎖可靠性。