主扇通風(fēng)機(jī)低壓開關(guān)柜失電語音報警裝置設(shè)計

摘 要：山西葫蘆堂煤業(yè)主扇機(jī)房低壓開關(guān)柜失電后，受現(xiàn)場噪聲等影響，值班人員不能及時有效發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)停機(jī)，并及時切換至備用風(fēng)機(jī)，往往造成兩臺主扇風(fēng)機(jī)均同時處于停機(jī)狀態(tài)，影響生產(chǎn)且危及人身安全。針對這一現(xiàn)狀，安裝語音報警聲光提示裝置可以使主扇停機(jī)后被值班人員及時發(fā)現(xiàn)，及時啟動應(yīng)急機(jī)制，減小事故影響范圍，保障安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：主扇風(fēng)機(jī)；低壓開關(guān)柜；失電；語音報警

引言

煤礦井下施工和作業(yè)人員呼吸的氧氣是通過主扇風(fēng)機(jī)將地面的空氣導(dǎo)入井下得到的，亦被稱為“礦井肺腑”，同時，主扇風(fēng)機(jī)源源不斷地向井下導(dǎo)入空氣可以降低井下煤氣、瓦斯等氣體的濃度，確保危險氣體在安全濃度范圍之內(nèi)。因此，主扇風(fēng)機(jī)是煤礦井最重要的安全設(shè)備之一，它直接關(guān)系到煤礦是否能夠高效安全運行，也關(guān)乎煤礦的安全生產(chǎn)，同時也是礦井施工人員的安全保障。文章通過對對煤礦井主扇通風(fēng)機(jī)低壓開關(guān)柜進(jìn)行深入分析，充分了解其工作原理，然后設(shè)計出科學(xué)實用的失電報警裝置，幫助煤礦企業(yè)能更加安全的開展施工工作。

1 主扇通風(fēng)機(jī)低壓開關(guān)柜失電語音報警裝置研究的目的

近年來，煤礦安全事故頻發(fā)，這些事故中有很多是由煤礦主扇風(fēng)機(jī)房低壓開關(guān)柜失電造成主扇風(fēng)機(jī)停機(jī)事故引起的。而煤礦企業(yè)的施工環(huán)境通常比較惡劣，礦井下施工復(fù)雜，傳統(tǒng)的煤礦主扇機(jī)房電壓非常不穩(wěn)定，很容易出現(xiàn)主扇機(jī)房低壓開關(guān)柜失電，由此造成主扇風(fēng)機(jī)停運，危及煤礦井下作業(yè)人員的人身安全。此外，傳統(tǒng)的主扇通風(fēng)機(jī)狀態(tài)在線監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)視風(fēng)機(jī)的整體運行狀態(tài)、風(fēng)量、風(fēng)壓等，其系統(tǒng)相對復(fù)雜，傳感器極易老化失效，部分關(guān)鍵參數(shù)如風(fēng)機(jī)流量監(jiān)測精度較低，監(jiān)測內(nèi)容不全面，誤動作概率高，不能及時準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)主扇風(fēng)機(jī)單機(jī)停運等重大安全事故。所以，設(shè)計新型主扇通風(fēng)機(jī)低壓開關(guān)柜失電語音報警裝置，可以監(jiān)視每臺電機(jī)的運行狀態(tài)，當(dāng)主扇通風(fēng)機(jī)低壓開關(guān)柜失電后及時報警，以便工作人員及時啟動應(yīng)急機(jī)制并予以維修，降低煤礦的事故發(fā)生率，確保煤礦施工人員的人身安全，降低煤礦的經(jīng)濟(jì)損失。

2 主扇通風(fēng)機(jī)低壓開關(guān)柜失電語音報警裝置設(shè)計基本原理

山西葫蘆堂煤業(yè)主扇通風(fēng)機(jī)為抽出式對旋軸流通風(fēng)機(jī)，型號為FBCDZ No-19，電機(jī)電壓為380/660V，現(xiàn)場實際采用380V雙電源供電。主扇通風(fēng)機(jī)共計2臺，編號為A組、B組，正常工作時會由其中一組工作，另一組備用。主扇風(fēng)機(jī)還有兩個旋轉(zhuǎn)風(fēng)門用作檢修時風(fēng)道的入口，在主扇風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中，每一臺風(fēng)機(jī)的兩臺電機(jī)扇葉的數(shù)量和角度是不同的，其中一級電機(jī)要比二級電機(jī)的扇葉數(shù)量多、角度大。

主扇通風(fēng)機(jī)擁有在線監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以分別對A組或B組風(fēng)機(jī)的一級和二級電機(jī)的風(fēng)機(jī)軸溫、風(fēng)量、風(fēng)壓和電動風(fēng)門等實施實時監(jiān)測和控制。主扇機(jī)房低壓開關(guān)柜雖然有電壓、電流等狀態(tài)指示，但現(xiàn)場風(fēng)機(jī)噪聲較大，當(dāng)出現(xiàn)兩臺電機(jī)中的一臺停機(jī)或雙機(jī)均停機(jī)時，工作人員是很難及時發(fā)現(xiàn)的，僅憑借工作人員的觀察發(fā)現(xiàn)，將會造成極大的安全隱患。主扇通風(fēng)機(jī)低壓開關(guān)柜失電語音報警裝置對開關(guān)柜內(nèi)的交流接觸器的吸合與分開狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，達(dá)到監(jiān)視每臺電機(jī)運行狀態(tài)的目的。所以，主扇通風(fēng)機(jī)低壓開關(guān)柜失電語音報警裝置的實質(zhì)是對主扇機(jī)每臺電機(jī)的交流接觸器狀態(tài)的識別，并且報警，讓這種異常狀態(tài)容易被工作人員發(fā)現(xiàn)。

相關(guān)設(shè)計原理電路圖如圖1所示。

我們結(jié)合山西葫蘆堂煤業(yè)主扇機(jī)房低壓開關(guān)柜失電后，受現(xiàn)場噪聲等影響，值班人員不能及時有效發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)停機(jī)，并啟動應(yīng)急機(jī)制，往往造成容易造成設(shè)備損壞或者兩臺主扇風(fēng)機(jī)均同時處于停機(jī)狀態(tài)，影響生產(chǎn)且危及人身安全這樣的特殊情況，在報警器的設(shè)計上也采用了報警聲音更大的報警器，同時報警燈也讓亮度顯著提升，這樣保證在煤礦區(qū)復(fù)雜的作業(yè)工作人員可以更容易發(fā)現(xiàn)事故，并及時處理事故，避免損失的擴(kuò)大化。此外，之前的報警裝置具有一個致命的缺陷，這是因為報警裝置本身的電源和主扇通風(fēng)機(jī)的開關(guān)柜是相互串聯(lián)的，一旦主扇通風(fēng)機(jī)開關(guān)柜失電，報警裝置也會因為沒有供電而失靈，這樣報警裝置就起不到任何的報警作用。因此，在本次設(shè)計中，我們采用一個輔助繼電器的常閉觸點與電源、聲光語言報警器和控制開關(guān)形成獨立的回路，來實現(xiàn)主扇機(jī)房低壓開關(guān)柜失電后，語音報警聲光提示裝置啟動。

3 主扇通風(fēng)機(jī)低壓開關(guān)柜失電語音報警裝置設(shè)計思想以及基本思路

我們以A組風(fēng)機(jī)為例，當(dāng)A組風(fēng)機(jī)運行且需監(jiān)視時，閉合控制開關(guān)，啟動風(fēng)機(jī)。輔助繼電器的線圈電源并聯(lián)且取自于風(fēng)機(jī)電機(jī)啟動接觸器的負(fù)荷側(cè)。當(dāng)啟動接觸器動作，輔助繼電器線圈得電，常閉觸點打開，此時，語言報警電路未形成回路，報警器不響；當(dāng)啟動接觸器斷電，輔助繼電器線圈失電，常閉觸點動作，報警回路形成，發(fā)出報警。這種電路設(shè)計的好處是，當(dāng)主扇通風(fēng)機(jī)低壓開關(guān)失電后，報警器將一直處于報警狀態(tài)，直到電路恢復(fù)正常，這就保證主扇通風(fēng)機(jī)的事故能夠得到及時的處理，不至于因為工作人員的疏忽而忘掉，造成重大的安全任事故。此外，作者在報警回路的設(shè)計中加裝煤礦淘汰下來的UPS電源，使得該報警裝置性能更優(yōu)。

4 主扇通風(fēng)機(jī)低壓開關(guān)柜失電語音報警裝置運行效果和經(jīng)濟(jì)效益分析

首先，作者設(shè)計的報警裝置采用一個輔助繼電器的常閉觸點與電源、聲光語言報警器和控制開關(guān)形成獨立的回路，來實現(xiàn)主扇機(jī)房低壓開關(guān)柜失電后，語音報警聲光提示裝置啟動，其性能穩(wěn)定，報警效果良好，一旦主扇機(jī)房低壓開關(guān)柜失電，聲光語言報警器將迅速啟動，很容易被工作人員發(fā)現(xiàn)，確保故障的及時維修。其次，為保證在礦井大面積斷電的情況下，此報警回路亦能正常工作，我們在報警回路中加裝UPS電源，既提高設(shè)計裝置的可靠性，也充分利用廢舊設(shè)備，避免材料的浪費。

5 結(jié)束語

通過上文的分析，我們可以看出，這種嶄新的主扇通風(fēng)機(jī)低壓開關(guān)柜失電語音報警裝置首先可以讓主扇通風(fēng)機(jī)低壓開關(guān)柜失電后及時報警，以便工作人員及時維修，降低煤礦的事故發(fā)生率，確保煤礦施工人員的人身安全，減少煤礦的經(jīng)濟(jì)損失。其次，為保證在礦井大面積斷電的情況下此報警回路亦能正常工作，在報警回路中加裝UPS電源，既提高設(shè)計裝置的可靠性，也充分利用廢舊設(shè)備，避免材料的浪費。

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