王鴻偉

[摘 ? ?要]文章討論了高壓防爆控制開關存在的問題及全面保護高壓防爆控制開關技術;在采礦機電設備管理中，可以應用全壽命周期管理來提高設備的性能;簡要分析了生命周期管理的應用程序。

[關鍵詞]煤礦;高壓防爆開關;保護裝置

[中圖分類號]TD611.5 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）03–0–02

[Abstract]The problems of high-voltage explosion-proof control switch are discussed and the technology of high-voltage explosion-proof control switch is fully protected. In the management of mining electromechanical equipment， life management can be applied to improve the performance of the equipment. In this article， we briefly analyzed the application of life cycle management.

[Keywords]coal mine; high-voltage explosion-proof switch; protection device

1 高壓防爆開關概述

通常情況下，高壓電路防爆箱的啟動器和控制電路開關最重要的一個組成組分部件就是高壓防爆箱，保護防爆設備和高壓斷路器[1]。包裝盒本身可以劃分成為3個防爆間。中間為一個分區(qū)，上層為一個布線好的分區(qū)。左右兩個都分別使用配備了有機高壓有源電纜放在輸出輸入端，真空高壓斷路器，電壓與輸出電流間的互感器都分別放置在比較低的房間中，盒子的右側分別設置了有機高壓電鎖和真空斷路器的組合機構。房間帶有一個大的封閉式運動手柄及一個帶有隔離運動開關的閉合式運動手柄。

當一個高壓防爆啟動器在關閉的狀態(tài)下仍然維持15 s時，此時，當按下關閉啟動按鈕時，磁芯面朝下，永磁體仍然吸附在底蓋表面上，在長期被吸附的情況下[2]。電路的結構主要分為四個組成部分：永磁體，圍繞著永磁體的各種可變磁芯，底蓋和殼體。當一個圍繞永磁體的微電磁芯被薄層覆蓋在物體表面時，此時對臨界外力的電磁作用使其功耗幾乎為零。在振動斷路器的振動防爆彈簧開關自動關閉過程中，一定要同時完成對振動斷路器防爆彈簧振動能量的實時存儲。兩者必須是同時進行工作才能完成的，即使是防爆門的開關工作完成了振動閉合，斷路器上的彈簧也同時工作完成振動能量的實時存儲。

打開固定位置彈簧，釋放了大量存儲于推動斷路器磁芯彈簧內部的彈性能量，使磁芯更加接近彈簧頂蓋磁芯表面，同時推動斷路器彈簧依靠推動彈簧的內部彈性運動勢能在此時可以旋轉一下打開磁芯，并且推動打開的固定位置彈簧用來作為推動斷路器磁芯打開的固定位置[3]。同時，由于頂蓋的磁性是非電導體磁性的，因此它不能被永磁體所磁化并且也不能形成磁路，因此在這種條件下，由永磁體所形成的電導體磁路應該是相對安全和穩(wěn)定的。為了起到減少兩個閉合體受力的作用同時，減小磁芯底蓋上的接觸面與兩個可以移動磁芯之間的磁通電流密度，必須盡量保證兩個單穩(wěn)態(tài)永磁體承受電流的運動方向和兩個閉合體受力的運動方向完全相反。以此公式為研究目的可以產(chǎn)生一個方向可逆的線性電磁場。用于控制斷路器的運動操作系統(tǒng)斷路器上的彈簧運動能量值的儲存大小取決于斷路器運動彈簧自身的運動彈性能和勢能。

2 煤礦高壓防爆開關綜合保護新技術

2.1 短路保護

結合目前我國開關現(xiàn)有的技術理論與相關實踐經(jīng)驗，基本解決了大型煤礦開關高壓短路防爆保護開關的高壓短路電流保護和過載電流短路保護，但在一定的電壓情況下，也許可能會大幅降低開關設定電壓上限短路保護的作用值。在低電壓液位傳輸線和許多大型煤礦壓源開關的線路末端，傳輸線之間的最大距離僅比一個短路壓源電流的最大測量值高幾十或幾百米，這種特殊情況很有可能直接造成線路跳躍性斷電事件并影響線路供電[4]?？梢酝ㄟ^調整設置值的方式來解決跳閘電流的跳閘問題，但是由于保護靈敏度的降低和違反了相關安全規(guī)定，因此一般不會改變通信中斷設置的電流來保護。

2.2 漏電保護

國家標準法規(guī)是我國各類煤礦企業(yè)采用的綜合排水保護體系中進行漏水防洪保護工藝設計的一項基本標準。目前采用的滲水防洪保護技術主要有零序功率方向型和零序電流模式。電網(wǎng)的中性點未接地，它們是該短路防護方案的主要服務對象。在20世紀80年代，中性點非接觸脂肪型供電系統(tǒng)被認為是我國各類煤礦在高壓直流供電系統(tǒng)中最常見的一種供電模式，但隨著我國各類煤礦發(fā)展及需求，供電距離越來越遠。經(jīng)濟發(fā)展各個領域都從某種角度來推動了電網(wǎng)相應的地面電容性輸出的增多。因此，大多數(shù)煤礦正在根據(jù)實際工作情況來選擇供電運行模式，通過消弧線圈或者接地模式的供電中性點，已成為目前企業(yè)最常見的轉換目標。在這種情況下，繼續(xù)采取原始漏電保護技術方法將難以適應當前漏電保護精度的要求，而且當前發(fā)生漏電事件時，其接地電阻將會受到嚴重的影響。

3 保護裝置的整體結構設計

礦山高壓防爆開關中需要使用的保護設備主要有4個部分：ARM嵌入式微控制器、LCD屏幕、定時識別器和操縱電路。由ARM嵌入式微控制器采集的數(shù)據(jù)在特定的電路中進行處理后，將直接顯示在LCD的屏幕上，并借助于機械鍵盤控制的一個電子計時器電路，使用指定命令輸入和獲取的計時器來實現(xiàn)對特定時間段內特定節(jié)點的數(shù)據(jù)采集和通信。電流信號的采集主要是與ARM嵌入式控制器和準確而徹底的整流電路一起完成的。

4 保護裝置的工作過程

對于在礦井中經(jīng)常使用的高壓防爆開關，定時標識符能夠保護文件，從而使用戶可以迅速識別和發(fā)現(xiàn)泄漏的問題，并且保護器整個控制的核心就是一種可以自動收集數(shù)據(jù)的ARM嵌入式微控制器。它針對所有需要修改或者操縱的各類數(shù)據(jù)進行了分析，傳輸，存儲和發(fā)布指令。除了能夠自動判斷電流泄漏的潛在問題和異常情況外，時序識別器還可以從驅動變壓器和驅動電流速度互感器中自動采集并分析獲得的電壓零序號和電流互感信號分別進行自動濾波或者自動過渡，并自動完成電流尺寸的自動確定。

5 設備壽命管理系統(tǒng)

5.1 設備的初期管理

在防爆開關設備選型的過程中，有必要結合企業(yè)具體情況，以貫徹科學技術應用與經(jīng)濟安全相結合的原則，科學地制定產(chǎn)品的安裝和調試方案，并按照國家有關的圖紙和標準要求進行產(chǎn)品的安裝和調試，以確保產(chǎn)品的安裝質量。主動地監(jiān)視運營管理操作的全過程，診斷缺陷，及時地搜集和整合處理有關維護基礎技術資料和信息，配置機械設備運營管理，維護和檢查工作規(guī)則與法律，并為企業(yè)提供一些必須要求和保留的重要基本技術資源。

5.2 設備使用管理

防爆開關設備運行的安全性和可靠性是使用過程中關注的焦點，也是設備生命周期管理中非常重要的一個環(huán)節(jié)。在正常情況下，使用設備時容易出現(xiàn)各種錯誤。因此，為了更好地管理設備的使用，有必要提高設備的運行率，降低維護成本，減少突發(fā)性故障的發(fā)生，并積極解決異常停機的問題。

（1）主要是應用程序管理模型，規(guī)范檢查管理和操作程序，積極管理檢查工作流程以及設備檢查管理，以改進檢查示意圖和檢查記錄，并且必須進行嚴格的預防性檢查。根據(jù)檢查周期和檢查標準結合設備的運行狀況，建立目標維護策略并及時發(fā)現(xiàn)設備故障的隱患，以有效控制設備?？梢灶A測設備零件的壽命周期，確定維護計劃和材料，并根據(jù)特定條件應用一系列解決方案及時消除隱患，使設備保持穩(wěn)定狀態(tài)。要組織一系列考核制度，規(guī)范日常維護工作，運用檢查，監(jiān)督，補償和處罰措施，才能順利開展日常維護工作。

（2）設備維護。清潔，潤滑，擰緊和調整的原理應用于設備維護過程。應使用條件維護和預防性維護來代替以前的常規(guī)維護，并應進行日常檢查和常規(guī)檢查。在無法及時發(fā)現(xiàn)變化和零件磨損之前，對設備進行維護。可以科學地制定維護計劃，使操作員可以掌握維護管理的要點，并根據(jù)設備的實際情況設置維護間隔，延長設備的使用壽命，提高有效利用率。

（3）設備管理，該部分主要是關于技術改造，更新和廢料處理設備。一些設備具有相對相反的性能，不能滿足生產(chǎn)要求。各種類型的錯誤經(jīng)常發(fā)生，需要較高的維護成本和及時的維護。在技術改造方面，主要應用一系列新技術和新工藝來促進設備產(chǎn)能的擴大，并通過設備更新解決后方設備技術和能源浪費的問題。在環(huán)境污染，設備更新的過程中，有必要充分考慮公司的發(fā)展戰(zhàn)略和礦山的具體情況。在報廢管理中，繼續(xù)使用設備后，老化問題變得越來越嚴重，性能也沒有得到改善，因此有必要采用科學的方法來分析和評估設備的使用狀況。確定更新或處置設備的計劃。在此過程中，嚴格遵守適當?shù)奶幹贸绦騺硖幚?，控制和管理處置過程，并且可以科學地處置和處理設備，以減少閑置資產(chǎn)的損失并獲得經(jīng)濟利益。

6 結語

結合現(xiàn)有研究的結果，提出并驗證了新的高壓開關防爆預防技術。驗證結果表明，新技術的應用可以防止由于短路而引起的爆炸與漏電。諸如礦山電網(wǎng)運行不準確，跳閘等問題均可以得到改進。與以前采取傳統(tǒng)漏電保護方法相比，煤礦高壓防爆漏電開關采取新型綜合漏電保護技術，不但具有極大的靈活性，而且應用非常廣泛。因此，為了確保更穩(wěn)定的生產(chǎn)和發(fā)展，在提高煤礦企業(yè)安全性的基礎上，可以在煤礦企業(yè)中對高壓防爆開關進行全面保護的新技術進行試驗。

參考文獻

[1] 李慶章.煤礦高壓防爆開關保護裝置設計與實現(xiàn)[J].機電工程技術，2019，48（8）：231-233.

[2] 蔚德申，王景芹，王麗.低壓成套開關設備的全壽命周期成本評估[J].燕山大學學報，2017（6）：73-78，83.

[3] 許治慧.煤礦井下高壓防爆開關保護裝置的改進[J].機械管理開發(fā)，2019，34（1）：155-156，158.

[4] 藍偉.煤礦高壓防爆開關保護裝置設計與研究[J].機械管理開發(fā)，2018，33（10）：30-31.