霍偉功

（晉能控股集團(tuán)蓮盛煤礦，山西 朔州 036000）

引言

高壓開關(guān)額定電壓3 kV及以上主要用于開斷和關(guān)合導(dǎo)電回路的電器。2012年—2020年，高壓開關(guān)制造行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值逐年增加，同比增長(zhǎng)率均在10%以上，行業(yè)保持較快的發(fā)展速度，高壓開關(guān)行業(yè)的戰(zhàn)略調(diào)整方式主要分為縱向延伸與橫向拓展，其中，縱向延伸是指行業(yè)規(guī)模的體制、品質(zhì)方面呈現(xiàn)深發(fā)展，如創(chuàng)新高壓負(fù)荷開關(guān)設(shè)備工藝技術(shù)。橫向拓展是指?jìng)?cè)重于高壓開關(guān)行業(yè)規(guī)模、結(jié)構(gòu)的一種擴(kuò)張，現(xiàn)有的煤礦井下用高壓開關(guān)容易發(fā)生觸電故障，增加了井下煤礦開采的安全隱患，當(dāng)對(duì)高壓開關(guān)進(jìn)行維修時(shí)，煤礦井下光線較暗，維修效率不高；另外高壓開關(guān)在井下復(fù)雜的環(huán)境當(dāng)中穩(wěn)定性較差，影響其正常使用。針對(duì)這一情況，提供一種帶有保護(hù)功能防觸電的高壓開關(guān)，對(duì)于有效防止井下高壓開關(guān)觸電事故的發(fā)生、保障煤礦供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性是具有實(shí)踐意義[1-2]。

1 帶有保護(hù)功能的防觸電高壓開關(guān)結(jié)構(gòu)與原理

1.1 結(jié)構(gòu)分析

針對(duì)煤礦井下以往高壓開關(guān)在使用中存在的不足之處，分析與應(yīng)用一種新型煤礦井下帶有保護(hù)功能防觸電的高壓開關(guān)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。該高壓開關(guān)主要包括支撐平板、限位釘、回形固定架、橫板、角度調(diào)節(jié)裝置、照射裝置、支撐腿、防觸電裝置等部件。在支撐平板的下端左部前后兩側(cè)和下端右部前后兩側(cè)均固定安裝有一個(gè)限位釘，在支撐平板的上端中部固定安裝有回形固定架，在回形固定架的內(nèi)腔中部固定安裝有橫板，在橫板的上端中部設(shè)置有角度調(diào)節(jié)裝置，在角度調(diào)節(jié)裝置的上端前部設(shè)置有照射裝置，在回形固定架的上端左部和上端右部均固定安裝有一個(gè)支撐腿，在兩個(gè)支撐腿的上端共同設(shè)置有防觸電裝置。

圖1 帶有保護(hù)功能防觸電的高壓開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖

如圖2所示，角度調(diào)節(jié)裝置包括轉(zhuǎn)軸、正反電機(jī)、活動(dòng)板、滑槽、限位桿等部件。轉(zhuǎn)軸貫穿回形固定架的內(nèi)腔上壁中側(cè)，并固定安裝有正反電機(jī)，轉(zhuǎn)軸的外表面中部固定安裝有活動(dòng)板，活動(dòng)板的上端前部開設(shè)有滑槽，滑槽的槽壁穿插連接有限位桿，限位桿對(duì)滑塊起到限位作用，防止滑塊發(fā)生位置的偏移，轉(zhuǎn)軸穿插連接在橫板的上端中部，將角度調(diào)節(jié)裝置和橫板活動(dòng)連接。

圖2 角度調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)示意圖

如下頁圖3所示，照射裝置包括滑塊、支撐桿、照射燈?；瑝K前后運(yùn)動(dòng)時(shí)調(diào)節(jié)照射燈與防觸電裝置之間有間距，從而更好地進(jìn)行照射，在滑塊的上端中部固定安裝有支撐桿，在支撐桿的上端固定安裝有照射燈，照射燈提供亮光，方便對(duì)開關(guān)柜進(jìn)行維修，滑塊被活動(dòng)連接在角度調(diào)節(jié)裝置的上端前部，將照射裝置和角度調(diào)節(jié)裝置活動(dòng)連接。

圖3 照射裝置結(jié)構(gòu)示意圖

如圖4所示，防觸電裝置包括開關(guān)柜、放置槽和斷路器三部分。開關(guān)柜的前端上部開設(shè)有放置槽，放置槽的槽壁固定安裝有斷路器，斷路器能夠在發(fā)生異常電流時(shí)起到斷電保護(hù)作用，開關(guān)柜固定連接在兩組支撐腿的上端，將防觸電裝置和支撐腿固定連接；斷路器的面積大小小于放置槽的槽壁大??；照射裝置位于防觸電裝置的前方，照射裝置的上部和斷路器處在同一水平線上。

圖4 防觸電裝置結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 工作原理

當(dāng)煤礦井下用的高壓開關(guān)電路出現(xiàn)嚴(yán)重過載或短路及欠壓等異常故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路，從而防止高壓開關(guān)發(fā)生漏電，起到防觸電的作用，減少了安全隱患；當(dāng)需要對(duì)高壓開關(guān)進(jìn)行維修時(shí)，設(shè)置有照射燈對(duì)高壓開關(guān)起到照明作用，同時(shí)手動(dòng)推動(dòng)支撐桿往后運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)滑塊沿著限位桿往后移動(dòng)，設(shè)置限位桿對(duì)滑塊起到限位作用，防止滑塊發(fā)生位置的偏移，支撐桿帶動(dòng)照射燈往后運(yùn)動(dòng)時(shí)更加靠近開關(guān)柜，使得照射燈照射得更清楚，通過正反電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)活動(dòng)板圍繞轉(zhuǎn)軸發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)照射燈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)調(diào)節(jié)更佳的照射角度，然后方便對(duì)開關(guān)柜內(nèi)的高壓開關(guān)進(jìn)行維修作業(yè)，通過在支撐平板底部設(shè)置有限位釘，可以將限位釘穿插在煤礦井下的煤渣內(nèi)，從而防止支撐平板發(fā)生傾斜，提高了開關(guān)柜的穩(wěn)定性，保障高壓開關(guān)的正常使用[3-5]。

2 實(shí)踐應(yīng)用及效果分析

晉能控股煤業(yè)集團(tuán)蓮盛煤礦批準(zhǔn)礦井生產(chǎn)規(guī)模不變，仍為90萬t/年，開采煤層仍為4號(hào)、9號(hào)、11號(hào)煤層，井田面積變?yōu)?.727 1 km2。原礦井始建于1974年，1976年投產(chǎn)，原井田面積1.800 6 km2，批準(zhǔn)開采4號(hào)、9號(hào)、11號(hào)煤層，原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力90 kt/年。

百萬噸死亡率為零。采煤機(jī)械化程度達(dá)到100%，掘進(jìn)機(jī)械化程度達(dá)到99.8%。

從蓮盛礦供電系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)情況可知，該煤礦發(fā)生過高壓開關(guān)漏電觸電安全事故。該礦在對(duì)高壓開關(guān)柜進(jìn)行運(yùn)行和維護(hù)過程中，會(huì)把高壓開關(guān)柜打開，對(duì)高壓開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備進(jìn)行維修保護(hù)，工作人員在進(jìn)行維護(hù)的時(shí)候由于高壓開關(guān)柜會(huì)因漏電導(dǎo)致維修人員被高壓電造成人身傷害。針對(duì)這一情況，該礦決定采用新型煤礦井下帶有保護(hù)功能防觸電的高壓開關(guān)來對(duì)煤礦供電系統(tǒng)的高壓開關(guān)柜進(jìn)行優(yōu)化改造。

高壓開關(guān)改造工程開始于2020年9月，于2020年10月改造完畢，歷時(shí)2個(gè)月，帶有保護(hù)功能防觸電的高壓開關(guān)當(dāng)前已正式投入使用。經(jīng)過半年的運(yùn)行時(shí)間情況可知，帶有保護(hù)功能防觸電的高壓開關(guān)性能較好，運(yùn)行穩(wěn)定，無一起因漏電而導(dǎo)致的供電安全事故發(fā)生。有效提高了蓮盛礦供電系統(tǒng)的安全性和可靠性，同時(shí)當(dāng)高壓開關(guān)發(fā)生其他故障時(shí)，具有較好的維修工作環(huán)境。本次高壓開關(guān)改造工程減少了重大機(jī)電事故的發(fā)生，避免了每年設(shè)備檢修的費(fèi)用，杜絕了因誤操作造成的人身觸電事故，此次改造從源頭上提高了供電電網(wǎng)質(zhì)量，安全經(jīng)濟(jì)效益顯著。

3 結(jié)語

一種新型帶有保護(hù)功能防觸電的高壓開關(guān)，在裝置回形固定架的上端左部和上端右部均固定安裝有一個(gè)支撐腿，支撐腿的上端共同設(shè)置有防觸電裝置，通過轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)照射燈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)調(diào)節(jié)更佳的照射角度，然后方便對(duì)開關(guān)柜內(nèi)的高壓開關(guān)進(jìn)行維修作業(yè)。帶有保護(hù)功能防觸電的高壓開關(guān)在晉能控股煤業(yè)集團(tuán)蓮盛煤礦供電系統(tǒng)中得到了改造應(yīng)用，效果理想，為企業(yè)創(chuàng)造了較好的安全經(jīng)濟(jì)效益。