煤礦綜采組合開關的故障診斷與處理措施

劉洪福

摘要：文章介紹煤礦綜采組合開關的結構特征，分析其工作原理和功能，并總結其比較容易出現的故障，在分析其原因之后提出了相應的處理措施，以供參考。

關鍵詞：煤礦綜采組合開關；故障診斷；處理

1引言

在目前煤礦井下所使用的機電設備數量在不斷增多，為了確保其井下電力供應安全，目前主要采用的就是額定工作狀態為工頻3300V的交流供電系統，而且為了實現對電動機以及供電線路的保護，需要在其中進行礦用隔爆兼本質安全型組合開關來對三相交流電動機的啟停以及雙速切換進行控制。

2組合開關結構特征

在本文中所介紹的組合開關的箱體主要有鋼板進行加工制作，不僅需要在長方形的支座上進行安裝，還要確保其具有良好的密封性能，以及符合國家相關安全規定的本安性能以及防爆性能。其主要有主腔、接線腔、輸入電纜連接器以及輸出電纜連接器等組成。此組合開關的接線腔左前側進行一組進線接線端子排的固定，而且還在側面進行了控制回路引入裝置的設置，而且在內部使用接線端子與組合開關進行連接。在其前側板上還安裝有可以對數據進行直接顯示的各種輸入和輸出顯示組件。在機芯架的后面進行可以對電流信號進行采用的電流互感器的安裝。還通過接插件將控制電路和控制系統與組合開關進行連接。而其驅動單元則是通過軌道巷固定位置送入，實現控制對接的自動完善以及通過螺栓來對主回路進行固定。

3工作原理及功能

3.1工作原理

此類組合開關在運行時，主要是通過電流互感器來對三相電流進行檢測，而且通過DSP系統來對二次側電流進行采樣、運算和處理，在上述處理之后可以實現對主回路的控制以及對電動機的保護。而且由于將阻容保護裝置安裝在每一個回路的輸出端，還起到對主電路中由于過電壓而對電機造成燒壞的問題進行避免。

3.2主要功能

首先是具有起動和停止的功能。在系統對主回路中的電流信號進行采集之后經過濾波來識別信號實現對開關運行狀態的判斷。如果其中的起動信號的線路出現短路故障，就會將中斷命令發出并進行報警。如果在上述識別之后信號從啟動變化運行且被控電路正常，就會發出起動命令并斷開漏電閉鎖檢測回路以及閉合中間繼電器、接通真空接觸器實現電機的起動運行。而如果在對系統進行監測工作時發現中間繼電器或者真空接觸器故障，就會將真空接觸器斷開并使得電機停機。

其次是具有保護功能。在系統線路中的電流數值比整定數值大時，保護系統就會發出信號并將中間繼電器和真空接觸器斷開，實現對供電線路和電機的保護。而過載保護則主要就是反時限特性，對過載保護時間、負載電流以及額定電流之間的關系進行反映。斷相保護會在三相電路中的兩相電流的有效值達到0.58倍且時間超過2min時將繼電器、中間節電器以及交流接觸器斷開來保護供電線路和電機。過壓和欠壓保護則主要比較追葫蘆電壓值，且在滿足條件時斷開中間繼電器、真空接觸器以及主回路。漏電閉鎖和后備保護就是則出現漏電問題時即便是收到起動命令也進行鎖定，而且在系統故障時可以通過后備保護來進行跳閘信號的輸出，通過前級開關分閘來講線路斷開并避免故障擴大。

最后是通訊及顯示功能、試驗功能等。通過以太網時間自動化網的信息通訊和遠程監控，并顯示故障信息。而且在開關處于試驗位置可以檢測其各項功能來方便維修。

4常見故障與處理

4.1 I/O電源短路故障

此故障主要表現在隔離無論在哪個位置都顯示斷開但是無法處理，且所有的回路都會提示漏電報警。這主要就是由于出現了I/O電源短路故障或者是出現了調理模塊的問題。此時就需要下井進行檢查，如果對問題模塊下的電源指示燈檢查并發現I/O指示燈閃爍時則說明是出現了此類故障。這就需要進一步檢查I/O板的連接線，檢查結果表明要是由于沒有進行I/O板的安裝，而且在DSP保護單元腔內進行連接線的裸露放置導致在檢修時碰到而導致I/O與外殼接觸而導致的短路。需要對其進行絕緣處理來恢復正常。

4.2 DSP系統多個模塊燒壞故障

此故障主要表現在對C回路進行啟動時出現DSP單元腔內的所有的與I/O電源有關的模塊被燒壞的現象。這主要是由于井下運行環境中的濕度比較大而降低了開關的絕緣性能，加之在進行通電之前也沒有開展絕緣檢查工作，導致在啟動回路時出現拉弧現象而將其中的控制線燒壞，這也會導致控制線中穿入高壓并將模塊以及隔離上的控制接點燒壞。此時就需要對開關使用照明燈來進行烘烤來實現開關內元器件絕緣性能的提高，而且還需要對故障點進行尋找來從源頭上徹底處理故障。還要在檢查硬件并保證其正常之后再對模塊進行逐一檢測。

4.3先導模塊故障

此故障主要表現在對某一回路能檢測到二極管反向信號，但檢測不到二極管正向啟動信號；對某一回路既檢測不到啟動信號，也檢測不到反向信號。針對此問題可以剪去模塊上的對應回路先導用的開關管（AQW212）的5腳，若仍檢測不到二極管正向啟動信號，更換先導模塊，若急于生產，可將該回路改為程序起，但不可與其它回路相沖突。更換先導模塊。

4.4開關顯示電壓過高的故障

此問題主要表現在開關的顯示電壓為3800V，而且電流的顯示數值為正常的兩倍，并且出現了短路以及過載等故障報警。此問題主要是由于供電系統的電壓偏高或者是TV電壓互感器出現了故障。或者是出現了調理模塊問題或者是電源模塊問題等原因。此時就需要對供電電壓進行檢查以及對TV輸出電壓進行測量來檢查其是否正常。如果正常就需要對調理模塊進行更換，此時如果仍然出現故障就需要對電源模塊進行檢查，針對其輸出低的問題進行電源模塊的更換。

5結語

目前需要通過礦用隔爆兼本質安全型組合開關的應用來滿足綜采設備供電和控制要求。且在目前組合開關綜合數字化處理技術來向更高的技術水平發展和提高的同時，針對其容易出現的故障問題進行快速解決和預防，實現對電動機和供電線路的保護以及確保煤礦綜采工作面的高效和安全生產與運行。

參考文獻

[1] 祁美華，侯姍. 煤礦綜采組合開關的故障診斷與處理[J]. 信息記錄材料，2018，v.19（04）：11-13.

[2] 瞿錦奎. 基于PLC的礦用高壓組合開關控制系統研究[D].西安科技大學，2017

（作者單位：國家能源集團神東榆家梁煤礦）