趙禹雨

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

引言

近幾年，隨著煤礦不斷開拓延伸，礦井內(nèi)機電設(shè)備增加以及分布區(qū)域廣泛，導(dǎo)致井下隔爆開關(guān)數(shù)量也隨之增加，目前井下主要采用單體隔爆開關(guān)，每臺機電設(shè)備安裝一臺開關(guān)井下供電控制，由于傳統(tǒng)單體隔爆開關(guān)在實際應(yīng)用中自動化控制水平低、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)，所以為了進一步提高煤礦井下供電穩(wěn)定性，實現(xiàn)隔爆開關(guān)遠程控制的目的，以白洞礦為例，對井下傳統(tǒng)單體隔爆開關(guān)進行優(yōu)化改進， 采用了一套KJZ2-1600/1140-8 型礦用隔爆電氣組合開關(guān)。

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

1.1 隔爆組合開關(guān)結(jié)構(gòu)

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

2）在組合開關(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M16 的接線柱；出線腔有11個出線接口，接出電纜直徑在35～52 mm，出線腔內(nèi)布置24 個M10 和若干個M16 接線柱[1-2]。

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

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

1.2 隔爆組合開關(guān)主要技術(shù)參數(shù)

1.3 組合開關(guān)整定計算

1）組合開關(guān)在投入使用前必須對其進行電流整定，整定計算按以下公式：I≥IQ+IZ≥IQ+∑I；其中IQ為啟動器最大氣動電流；∑I 為其余電機額定電流之和。

2）隔爆開關(guān)在運行過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；組合開關(guān)內(nèi)饋電開關(guān)與啟動器位于同一側(cè)腔體內(nèi)，無需采用電纜連接，從而保證了開關(guān)在主變壓器容量較小的條件下，仍具有短路保護性能[3-4]。

2 隔爆組合開關(guān)優(yōu)點

2.1 漏電閉鎖功能

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

2）組合開關(guān)內(nèi)部安裝漏電閉鎖裝置，該裝置在無電壓狀態(tài)下實現(xiàn)對開關(guān)負(fù)荷側(cè)電纜及供電設(shè)備進行三相接地絕緣狀態(tài)進行監(jiān)測，如下頁圖1 所示；當(dāng)負(fù)荷側(cè)供電設(shè)備及電纜絕緣降低時，保護裝置及時打開繼電器觸點，從而使開關(guān)無法送電。

圖1 隔爆組合開關(guān)主回路原理圖

3）在井下供電過程中，線路之間會產(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電壓且存在金屬接地時，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 短路保護功能

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

2.3 實現(xiàn)遠程控制

傳統(tǒng)單體隔爆開關(guān)當(dāng)出現(xiàn)短路、過流時一旦接觸器觸頭發(fā)生燒毀，無法進行電源分段時，需采用饋電開關(guān)進行分?jǐn)啵枞斯みM行操作，操作過程中很容易造成設(shè)備燒毀；而且單體隔爆開關(guān)出現(xiàn)故障后檢修人員需打開殼體方可查找故障源，而KJZ2-1600/1140-8 型礦用隔爆型組合開關(guān)將多臺啟動器與饋電開關(guān)功能合二為一，從而有效保證了正常分閘需求；而且組合開關(guān)內(nèi)存在故障檢測模塊，可對裝置故障源進行診斷并及時處理，同時可遠程對開關(guān)進行控制，提高了遠程控制自動化水平，降低了設(shè)備故障率。

3 結(jié)語

與傳統(tǒng)單體隔爆開關(guān)相比，組合開關(guān)具有功能強、穩(wěn)定性好、便于集中控制管理、自動化水平高等優(yōu)點，可適用于煤礦井下采掘工作面中，解決了傳統(tǒng)單體開關(guān)布置數(shù)量多、分布區(qū)域廣、檢修維護勞動作業(yè)強度大等技術(shù)難題；白洞礦通過對井下供電開關(guān)進行優(yōu)化改造投入使用KJZ2-1600/1140-8 型礦用隔爆電氣組合開關(guān)后，通過6 個月實際應(yīng)用效果來看，井下隔爆開關(guān)投入使用后，減少了單體隔爆開關(guān)數(shù)量達30 余臺，降低設(shè)備成本費用為47.8 萬元，而且隔爆開關(guān)安裝時占地面積小，開關(guān)供電穩(wěn)定性強，特別是在不穩(wěn)定供電系統(tǒng)中開關(guān)具有較強的保護功能，井下供電事故率由原來的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。