架空線網絡無電化技術

王緒報

（山東能源集團貴州礦業有限公司,貴陽 550000）

1 概述

根據當前全國安全生產非常嚴峻的形勢，特別是煤礦安全生產，越來越引起上級領導的重視。煤礦架空線網絡的永久性帶電，嚴重威脅著煤礦工人的人身安全，針對這一情況，經過科研攻關，研究出了技術方案，并先后在進行了現場試驗，取得較好的應用效果。

2 技術原理及系統方框圖

2.1 技術原理

針對直流架空線線路通道衰耗大，干擾大，阻抗變化大等特點，從制式，接收靈敏度，阻抗匹配及結構形式等方面進行了合理周密的考慮。通過采用了先進的鎖相環調頻與調解技術，并由集成度和可靠性很高集成電路來完成，很好地解決了載波干擾和靈敏度的問題。

2.2 系統功能

250V直流電壓經二極管隔離，電阻降壓，穩壓二極管穩壓，電容濾波，取出穩定直流電源供主機控制模塊，斷電區架空線與控制模塊相連接，利用斷電區架線測量信號。當電機車經分區絕緣器進入斷電區時，電機車上安裝的分機模塊發出一個斷電區送電信號，被斷電區架空線測量后送入控制模塊，控制模塊收到信號，證明電機車已進入斷電區，信號經控制模塊處理后控制直流接觸器送電，斷電區送電、電機車正常運行。同時主機控制箱面板指示燈從無電轉換成有電，以提醒礦工注意安全。當電機車離開斷電區時，主機控制模塊的電流測量電路，就會監測出電機車以開出斷電區，經過3—5秒延時后，斷電區斷電，指示燈再從有電轉換成無電，提示可安全行人。當分區絕緣器漏電時，主控模塊有一專用漏電監測電路，會自動將漏電電壓限制在0—24V之間，使其變為安全電壓。

為方便其它設備或儀器使用斷電區電壓，主機模塊還具有電阻測量電路的功能。當斷電區架線與地之間有0—1кΩ阻性負載時，主機控制模塊將控制直流接觸器送電，以便阻性負載使用斷電區電壓。利用這一功能，電阻降壓電機車可不用分機模塊也啟動斷電區送電。主機模塊還具有電容測量電路的功能。當斷電區架線與地之間電容容量在4.7uF以上時，能啟動斷電區送電。利用這一功能，脈沖調速式電機車在斷電區出現故障，檢修時必須把電容箱里的電放掉，電機車就成了一容性負載，檢修完之后，可直接啟動斷電區送電。主機模塊還具有電流源測量電路，當斷電區與地之間有一個電壓25V以上、電流30mA以上的電流源，也能啟動斷電區送電。利用這一功能，當使用IGBT調速電機車時，電機車經分區絕緣器進入斷電區時，IGBT調速電機車沒有隔離二極管，由于電容箱放電太慢，電機車本身成為一個電流源，能啟動斷電區送電。

3 架空線網絡無電化技術的特點

架空線網絡無電化技術的應用，取代了過去傳統的只能用于上下車場使用的自動開關。其主要特點：

3.1 安裝節省工時

一臺自動開關，要將架空線分成三段，一段斷電區，二段觸電區。且觸電區長期供電。應用架空線無電化技術，只將架空線分成一段，既是斷電區，也是觸發區。也就是說應用架空線無電化網絡技術，在安裝上比自動開關節省工時（自動開關分段架空線4個點，而無電化網絡技術分段架空線2個點）。

3.2 節省材料

自動開關一臺要用4個分區絕緣器，而用無電化網絡技術，只用2個分區絕緣器即可，且無電化網絡技術能比自動開關節省2根觸發區電纜。

3.3 性能好、適用性強

自動開關只能用到井下大巷上下車場。它的局限性在于只有電機車到達指定觸發區時，斷電區才能斷電，而當電機車離開觸發區時，斷電區即可送電，也就是說斷電區基本上是長期處于帶電狀態。

3.4 安全可靠

使用自動開關，分區絕緣器的漏電，會使斷電區架空線產生一個接近電源電壓的漏電電壓，當人接觸斷電區架空線時，仍然會有發生觸電事故的可能，而架空線網絡無電化技術的應用，能自動將分區絕緣器的漏電電壓降至0—24V之間，使之成為安全電壓，不易發生觸電事故。有效的降低了安全事故率。

3.5 較好的處理了安全與生產的關系

在使用自動開關時，易產生誤觸發。由于井下的特殊環境，特別是夏季雨水多，大巷比較潮濕，分區絕緣器時常會有不同程度的漏電，這個漏電電流促使自動開關產生誤動作，使之自動開關應斷電時不斷電，易發生觸電事故。應送電時不能送電，使電機車停在斷電區內不能行駛，影響了生產。而架空線網絡無電化技術的應用能有效的解決這一問題，該架空線網絡無電化技術控制板上設有一個抗干擾電路，能有效抑制，不會發生誤觸發。

3.6 克服了局限性

自動開關是一種單一性產品，有很大的局限性，它的使用范圍只能用到上下車場。而架空線網絡無電化技術不僅能實現整個架空線的無電化，而且可使架空線網絡局部實現無電化。

3.7 使用架空線無電化網絡技術，斷電區架空線可人為地控制使之送電和停電，方便其它設備或儀器使用架空線電壓。

斷電區架線與地之間，阻性負載在0—1кΩ之間，容性負載在4.7uF以上，以及電源電壓在25V以上電流在30mA以上的電源，均能使斷電區送電。人體承阻性負載，且電阻都在1.7кΩ以上，當接觸電壓在24V以下時，一般人體電阻為3.8кΩ—100кΩ之間，所以人體不能使斷電區送電。

4 結語

架空線網絡無電化控制器，可實現整個架空線網絡無電化，也可實現局部架空線網絡無電化，如：岔口、井口、彎道、架線較低、上下車場或條件比較惡劣的地方。該產品具有性能可靠，燈光醒目，安裝方便，維修量小等特點，實現車來有電、車去停電的功能，達到了架空線網絡無電化，填補了煤礦架空線網絡無電化的空白，是確保煤礦工人人身安全的一項先進而可靠的技術，具有較好的推廣應用價值。