防止帶電作業(yè)及瓦斯爆炸的抗違章技術(shù)集成和功能

文/郭春平

防止帶電作業(yè)及瓦斯爆炸的抗違章技術(shù)集成和功能

文/郭春平

煤礦電氣事故，不僅會造成人身觸電傷亡、電氣火災、設(shè)備損毀、引爆雷管和炸藥，還會造成瓦斯或煤塵爆炸等重特大事故發(fā)生。因此，加強礦井供電和電氣設(shè)備管理，建立安全可靠的供電系統(tǒng)，確保供電可靠、通風機連續(xù)運轉(zhuǎn)、防爆電氣設(shè)備防爆性能完好、不產(chǎn)生引爆（燃）周圍可燃性氣體的電火花及危險溫度等是瓦斯防治的重要措施之一，對于避免或減少瓦斯爆炸事故發(fā)生，促進煤礦安全生產(chǎn)具有十分重要的意義。

山西全安新技術(shù)開發(fā)有限公司自主研發(fā)且擁有多項知識產(chǎn)權(quán)的防止帶電作業(yè)及瓦斯爆炸的抗違章技術(shù)，由三開一防、兩防鎖、防松鎖、防電軟件、遠漏試驗、輔助器件、自創(chuàng)的安裝連接技術(shù)，以及公知技術(shù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)8個模塊集成，能在不更換現(xiàn)有在用設(shè)備的前提下，使電氣設(shè)備具有“抗違章”性，能有效防治帶電作業(yè)，防止井下幾乎所有引爆瓦斯的電氣火花出現(xiàn)，進而產(chǎn)生出人意料的效果，從技術(shù)裝備上保證相關(guān)安全法規(guī)標準的貫徹落實，有效降低瓦斯爆炸事故。

圖1 抗爆技術(shù)集成原理圖

一、抗爆技術(shù)的集成原理和模塊功能分析

1.集成原理

技術(shù)集成創(chuàng)新是指將有效專利、自創(chuàng)技術(shù)（非專利）和公知技術(shù)系統(tǒng)化地組合集成為具有創(chuàng)造性的技術(shù)方案直至獲得實際應用，并產(chǎn)生良好的經(jīng)濟和社會效益的活動。技術(shù)集成創(chuàng)新是自主創(chuàng)新的一個重要內(nèi)容，是集成創(chuàng)新系統(tǒng)中重要的組成部分。

防止帶電作業(yè)及瓦斯爆炸的抗違章技術(shù)集成，簡稱“抗爆技術(shù)”或“防帶電作業(yè)技術(shù)”或“防瓦斯爆炸技術(shù)”，英文名稱：Anti-Violation Technology for Prevention and Control of Live-line Work and Gas Explosion（縮寫：AET）。其集成原理如圖1所示。

2.集成模塊

抗爆技術(shù)集成包括8個模塊：①三開一防及監(jiān)控裝備，②兩防鎖，③防松鎖，④防電軟件，⑤遠漏試驗，⑥輔助器件，⑦安裝連接技術(shù)，⑧網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。如圖2所示。除了防電軟件為自創(chuàng)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為公知技術(shù)系統(tǒng)外，其他6個模塊均是山西全安新技術(shù)開發(fā)有限公司具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)。

3.集成模塊的原理及功能

（1）三開一防。將開蓋（三開一防）傳感器通過螺栓罩或螺栓套（不改變原結(jié)構(gòu)）鎖定在負荷開關(guān)蓋板緊固螺栓上，其接點與三開一防監(jiān)控系統(tǒng)（或物聯(lián)網(wǎng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)及啟動停止回路等系統(tǒng)）聯(lián)網(wǎng)運行實現(xiàn)開蓋聯(lián)鎖。須由專職人員用專用鑰匙解鎖，即“防止非專職人員擅自開蓋操作”才能實現(xiàn)開蓋。解鎖后觸動傳感器接點動作發(fā)出信號，通過三開一防監(jiān)控系統(tǒng)切斷控制該接線腔的電源開關(guān)，在“失爆”前實現(xiàn)超前“開蓋斷電”、負荷開關(guān)就地實現(xiàn)“開蓋報警”，并實時向地面監(jiān)控中心傳輸報警信號。開蓋后，閉鎖該電源開關(guān)，即“開蓋閉鎖”。其功能是防止負荷開關(guān)接線盒上蓋板被違章打開產(chǎn)生引爆瓦斯的電氣火花。

（2）兩防鎖。兩防鎖鎖定在電源開關(guān)等開關(guān)的閉鎖裝置上，只有專職電工持專用鑰匙才能解鎖送電或解鎖開蓋，其他非專職人員不能夠解鎖送電和擅自打開開關(guān)操作腔門蓋帶電作業(yè)。其功能是防止違章擅自送電或擅自開門操作產(chǎn)生引爆瓦斯的電氣火花。

圖2 抗爆技術(shù)集成模板

（3）防松鎖。防松鎖鎖定在螺紋式喇叭嘴上，停電后，只有專職電工持專用鑰匙才能解鎖、松動和檢修，其他非專職人員不能夠解鎖及松動喇叭嘴。其功能是防止喇叭嘴松動“失爆”產(chǎn)生引爆瓦斯的電氣火花。

（4）防電軟件。用于三開一防監(jiān)控系統(tǒng)等，實現(xiàn)三開一防、遠方漏電試驗裝置等與各種網(wǎng)絡(luò)連接，能夠在地面調(diào)度室或手機上在線監(jiān)測監(jiān)控井下設(shè)備蓋板開合狀態(tài)，通過動態(tài)畫面可實時看到現(xiàn)場設(shè)備蓋板開合狀態(tài)，記錄開蓋斷電、開蓋閉鎖、開蓋報警等結(jié)果。并在地面進行遠方漏電試驗且記錄試驗結(jié)果。

（5）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括井下在用供電系統(tǒng)、供電監(jiān)控系統(tǒng)、瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)等系統(tǒng)，與防電軟件共同作用實現(xiàn)抗爆技術(shù)有關(guān)功能。

（6）安裝技術(shù)。實現(xiàn)多種型號兩防鎖的安裝、螺栓罩的安裝、傳感器的電氣連接等。

（7）遠漏試驗。安裝在線路末端的負荷開關(guān)旁邊，與三開一防監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運行，在地面監(jiān)控中心可遠方試驗漏電保護的可靠性，防止漏電保護失效后供電系統(tǒng)繼續(xù)運行，杜絕引爆瓦斯的電氣火花產(chǎn)生。

（8）輔助器件：包括瓦斯超限（或有電）閉鎖裝置等，安裝在設(shè)備接線腔或操作腔上等位置，內(nèi)有瓦斯探頭及電動機構(gòu)，能夠保證在瓦斯超限后電氣設(shè)備接線腔蓋板或門蓋打不開，或能夠保證在電氣設(shè)備帶電狀態(tài)下該接線腔蓋板或門蓋打不開。防止帶電開蓋、帶電檢修產(chǎn)生引爆瓦斯的電氣火花。

二、抗爆技術(shù)效果分析

煤礦井下電氣火花是引爆瓦斯的主要引火源。違章 “帶電作業(yè)”，即“擅自送電、擅自開蓋操作”（簡稱：兩擅）是引爆瓦斯的主要行為。開關(guān)、電機和電纜都是產(chǎn)生引爆瓦斯電氣火花的主要設(shè)施。井下易產(chǎn)生電氣火花部位，主要是在沒有聯(lián)鎖保護裝置的開關(guān)電機接線盒和連接電纜接線盒，及閉鎖裝置保護不完善的開關(guān)操作腔，其中，接線盒上主要是蓋板被擅自打開和沒有防松保護的接線嘴被擅自松動；開關(guān)操作腔主要是大蓋（或門）被擅自打開。

因此，把三開一防、兩防鎖、防松鎖、防電軟件、安裝連接技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成在一起，共同作用，可防止對開關(guān)、電機和電纜違章進行擅自送電或擅自開蓋操作，進而防止帶電作業(yè)。同時，遠漏試驗大幅提高了漏電保護裝置的靈敏度及可靠性，即使違章帶電作業(yè)或其他非違章原因產(chǎn)生電氣火花，漏電保護可靠動作，電氣火花也不能引爆瓦斯。瓦斯超限（或有電）閉鎖裝置等輔助器件，作為其他技術(shù)的必要補充，當聯(lián)網(wǎng)不方便時，可確保瓦斯超限或有電時打不開設(shè)備蓋板。

煤礦企業(yè)不需更換現(xiàn)有設(shè)備，僅需配套應用抗爆技術(shù)集成模板后，即可防止井下所有引爆瓦斯的電火花，有效降低了瓦斯爆炸事故，產(chǎn)生了出人意料的集成創(chuàng)新效應。

（作者單位：山西全安新技術(shù)開發(fā)有限公司）

（責任編輯：周瓊）