安全型交流配電裝置在礦井中的作用分析

方 濤

鶴壁煤業(yè)技師學(xué)院，河南鶴壁 458000

礦用隔爆型高壓真空配電裝置是指適用于煤礦井下，及其周圍介質(zhì)中含有甲烷、煤塵等混合性氣體的環(huán)境中，對(duì)額定電壓在10kV或6kV、額定頻率50Hz、額定電流至630A的三相交流中性點(diǎn)不直接接地的供電系統(tǒng)進(jìn)行控制、保護(hù)和測(cè)量，并且可作為不頻繁起動(dòng)高壓電機(jī)之用的配電裝置。

1 礦井配電技術(shù)原理介紹

近年來(lái)出于安全開(kāi)采、安全施工的考慮，礦井作業(yè)有朝著無(wú)人下井，遠(yuǎn)程操作的方向發(fā)展的趨勢(shì)。這一改變的目的很明顯，即降低成本的同時(shí)又提高生產(chǎn)效率。國(guó)際上礦用安全型高壓真空配電裝置基本上可以很好地完成煤礦井下輸配電的操作。而目前國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品技術(shù)含量卻很難，甚至不能滿足工程和生產(chǎn)的要求，花大成本引進(jìn)外國(guó)產(chǎn)品又是不劃算的。因此我們更要認(rèn)清形勢(shì)的需要，研制出自己的可靠、智能的礦用安全型高壓真空配電裝置。目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)行礦用安全型的交流配電裝置的防爆隔離技術(shù)，其實(shí)已經(jīng)突破核心問(wèn)題，研制出高效能的固柱技術(shù)的絕緣滅弧室和永磁運(yùn)行機(jī)構(gòu)相結(jié)合的高級(jí)斷路器結(jié)構(gòu)，其優(yōu)勢(shì)是不單純提高了礦用安全型配電裝置的總體性能，而且必將為今后無(wú)人礦機(jī)作業(yè)的發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)。

2 隔爆型配電器主要技術(shù)特征

2.1 結(jié)構(gòu)與機(jī)械電氣閉鎖

1）設(shè)備結(jié)構(gòu)組成

礦用安全型的交流配電設(shè)備，其主要結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，主要是隔爆的長(zhǎng)方體腔與斷路器小車。新型設(shè)備在箱體的隔板設(shè)有接觸座和線芯盤。箱體中LED燈用以照明、絕緣的內(nèi)室則用作安放電源設(shè)備處。隔爆板設(shè)在中間，將腔體分前后，安插斷路器小車于前腔中。

2）主要技術(shù)特征

可配用變壓器容量（kVA）：1000（1140V），800（660V）；

額定工作電壓：1140V，660V；

額定工作電流：500A；

通電能力（KA），cos=0.3時(shí)，9（1140V），13（660V）；

全部分?jǐn)鄷r(shí)間（S）：不小于0.08；

機(jī)械壽命（次）：不小于20000；

電壽命（次）：不小于3000；

長(zhǎng)延時(shí)電流整定范圍：0.4倍～1.0倍；

瞬時(shí)動(dòng)作電流整定范圍：3倍～10倍；

檢漏單元?jiǎng)幼髡ㄖ担?140V 三相60kΩ，

660V單相11kΩ；

檢漏單元閉鎖絕緣電阻值：大于動(dòng)作值的2倍；

配用電纜最大外徑：動(dòng)力69mm。

3）配電設(shè)備的電氣閉鎖現(xiàn)象

配電設(shè)備出現(xiàn)電氣閉鎖主要因?yàn)樵诓环€(wěn)定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)接觸器，動(dòng)、靜觸頭閉合，動(dòng)觸頭與拉桿間產(chǎn)生不了壓力變化，此時(shí)接點(diǎn)自然會(huì)閉合。而在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，觸頭間隙耐壓值從15kV降為200V左右，就已經(jīng)失去切斷能力，正因如此在斷路器小車后退不能繼續(xù)牽動(dòng)連鎖構(gòu)件，也就不能將配電箱門處的鉤板壓住，致使腔體閥門無(wú)法正常開(kāi)啟。

2.2 真空開(kāi)關(guān)的安裝與滅弧室

2.2.1 真空饋電開(kāi)關(guān)的操作程序

移動(dòng)變電站的高壓送電。將饋電開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換至合閘位置，檢漏單元投入工作，電壓表指示電源電壓。復(fù)位、檢漏單元狀態(tài)信號(hào)燈轉(zhuǎn)至檢測(cè)燈亮、閉鎖燈滅。饋電開(kāi)關(guān)負(fù)載線路、檢漏單元檢測(cè)正常，真空開(kāi)關(guān)允許合閘。礦用隔爆型配電裝置絕大多數(shù)設(shè)備合、分閘，可以不受電源電壓波動(dòng)影響，優(yōu)勢(shì)在于穩(wěn)定、分閘速度高，可進(jìn)行手動(dòng)、電動(dòng)操作等。但存在核心構(gòu)件原始導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)極易拒動(dòng)，安裝使用難度大等明顯缺陷。

2.2.2 交流電源改進(jìn)分析

電源系統(tǒng)的控制與操作回路有直流操作電源和交流共兩種。一般來(lái)說(shuō)直流電源供電可靠性優(yōu)勢(shì)較為明顯，但需要設(shè)計(jì)直流屏給操作回路供電，對(duì)于煤礦井下可行性差。所以為了保證斷路器可靠性、兼容性，不受輸出容量的不良影響，應(yīng)采用微機(jī)交流電源模式及其配套構(gòu)件作為新的開(kāi)關(guān)閘裝置元件。

2.2.3 裝置小車的構(gòu)造

國(guó)內(nèi)礦用較落后的非安全型配電裝置中，斷路器的小車主回路絕緣措施并不可靠。只采用普陶瓷真空滅弧室，然而其設(shè)計(jì)并未考慮因煤礦井下現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況，震動(dòng)、潮氣使小車回路的保護(hù)層安全系數(shù)大大降低。通常斷路器小車的鋼板底盤是由框架上裝設(shè)軸承，并在后面焊接圓弧形的耳構(gòu)件，隔離操作帶動(dòng)了耳構(gòu)件，將小車送入起始點(diǎn)。小車運(yùn)行過(guò)程中，因側(cè)面的受力，有較大的瞬時(shí)沖擊，可能會(huì)使小車偏離軌道，因此要注意聯(lián)系裝置安全可靠。

2.2.4 電流互感器和動(dòng)靜插頭

目前，再利用隔爆配電器進(jìn)行額定絕緣水平試驗(yàn)時(shí)其結(jié)果在真空饋電電源電壓降為127V時(shí)，此電壓送入由C1與變壓器WB構(gòu)成的鐵磁穩(wěn)壓裝置，保證了電源電壓在額定值的75%～110%范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，該檢漏繼電器仍能可靠工作。但是，隨著現(xiàn)代化大型礦井建設(shè)，這種額定短路開(kāi)斷容量常常已不能滿足設(shè)計(jì)需要，需要提高配電裝置的分?jǐn)嗳萘恳詽M足礦井下安全隔爆的新型配電裝置的要求。

3 配電裝置的維護(hù)與檢修

所有工程電氣設(shè)備都應(yīng)定期清潔，防止污垢、銹斑的生成。礦用安全型配電裝置的隔爆面應(yīng)長(zhǎng)期涂刷防銹油脂，另外真空開(kāi)關(guān)各轉(zhuǎn)動(dòng)軸應(yīng)定期加潤(rùn)滑油，以確保開(kāi)關(guān)的按鈕靈活可靠，繼電器操作正常進(jìn)行，如繼電器接觸表面上產(chǎn)生熔化的金屬微粒時(shí)，可用細(xì)銼清除，但不能用金鋼砂布打磨。

4 結(jié)論

本文結(jié)合煤礦機(jī)電設(shè)備現(xiàn)狀和機(jī)電從業(yè)人員的技術(shù)水平，保護(hù)措施以及煤礦高壓電氣設(shè)備、特種保護(hù)設(shè)備及電氣綜合裝置的結(jié)構(gòu)、工作原理進(jìn)行分析，為有關(guān)工程技術(shù)人員和技校師生提供參考。可以預(yù)見(jiàn)高效安全的礦機(jī)設(shè)備的研究和研發(fā)是電器行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

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