一種煤礦供電電流保護裝置的設計分析與應用

智煥梅

（山西大同煤礦集團云岡礦供電隊，山西 大同037017）

1 項目背景

在煤礦供電系統的供電電纜鋪設好后，為了使其成為一個連續的線路，各段線必須連接為一個整體，這些連接點就稱為電纜接頭，電纜線路中間部位的電纜接頭稱為中間接頭，而線路兩末端的電纜接頭稱為終端頭，電纜接頭是用來鎖緊和固定進出線的裝置，現有的電纜接頭將進線和出線連接好后直接放置于外部，較易于造成線纜起火。在同煤集團云岡礦的供電系統當中，采用了一種供電線纜接頭保護裝置，在該供電線纜接頭保護裝置當中通過在保護盒主體的第一進口和第二進口處設置堵燃層，減少了電纜接頭起火后的蔓延。從云岡礦供電系統的應用實踐來看，該種供電線纜接頭保護裝置中線纜較易于產生晃動，造成電纜接頭的松動漏電，且裝置內的電纜接頭較易于受水汽和灰塵的影響，造成供電系統的不穩定。因此，設計一種新型的煤礦供電電流保護裝置。

2 新型煤礦供電電流保護裝置的設計分析

2.1 新型煤礦供電電流保護裝置結構

針對云岡礦以往供電線纜接頭保護裝置存在的不足，設計了一種新型煤礦供電電流保護裝置，可以有效解決供電線纜接頭保護裝置中線纜較易于產生晃動，造成電纜接頭的松動漏電，且裝置內的電纜接頭較易于受水汽和灰塵的影響的問題。該新型煤礦供電電流保護裝置結構如圖1所示[1-2]，其剖視圖如圖2所示，主要包括1基座、2線纜、3蓋板、4固定管、5引導圈、6固定孔、7通氣孔、8吹氣管、9卡圈、10卡板、11防潮板、12卡座、13避讓槽、14螺紋管、15螺紋桿、16滑軌、17固定板、18墊板等部件。

圖1 新型煤礦供電電流保護裝置結構示意圖

圖2 新型煤礦供電電流保護裝置結構剖視圖

在該新型煤礦供電電流保護裝置當中，兩組線纜中位于左側的線纜右端和位于右側的線纜左端均伸入到基座內并通過電纜接頭相互電連接，基座的底部內壁分別與四組固定管的底端固定連接，固定管的頂端與蓋板的下表面相接觸，蓋板的表面均勻開設有四組固定孔，四組固定孔分別位于四組固定管的正上方，蓋板與固定管之間通過螺釘固定連接，蓋板的下表面固定連接有引導圈，引導圈的內壁與多組固定管中位于左后側的固定管外表面的頂部相接觸，蓋板的中部均勻開設有多組通氣孔，蓋板的上表面與吹氣管的底端焊接，吹氣管位于多組通氣孔的正上方，蓋板上表面的左側和上表面的右側分別與兩組卡圈的底部固定連接，卡圈的內壁與卡板的外表面卡接，卡板下表面與防潮板的頂部固定連接，防潮板底部與卡座的中部卡接，如下頁圖3所示。

圖3 蓋板結構示意圖

從圖4可知[3-4]，兩組卡座的底部分別與基座底部內壁的左側和右側固定連接，防潮板的表面開設有避讓槽，線纜穿過避讓槽，基座前側內壁的中部和后側內壁的中部均焊接有螺紋管，基座的前側和后側均設置有螺紋桿，螺紋桿穿過基座并與螺紋管的內壁螺接，基座底部內壁的中部與滑軌的底部焊接，滑軌的中部分別與兩組固定板的底部滑動連接，兩組固定板中位于前側的固定板背面和位于后側的固定板正面均黏接有墊板，兩組墊板分別位于線纜的前側和后側，該煤礦供電電流保護裝置，通過螺紋桿和螺紋管與固定板和墊板的配合，使得煤礦供電電流保護裝置對內部線纜的固定較為牢固，減少了線纜晃動造成的電纜接頭松動，提高了煤礦供電電流保護裝置使用的穩定性和安全性，轉動兩組螺紋桿，通過螺紋桿的外表面與螺紋管內壁的螺接，進而使得兩組螺紋桿向基座內中部旋進，并使得螺紋桿推動固定板延滑軌滑動，直至兩組墊板將線纜夾緊。

圖4 新型基座內部結構示意圖

同時，為了減少防潮板的晃動，卡圈使用彈性橡膠，且卡圈內壁的長度和寬度分別略小于卡板的長度和寬度，進而使得卡板與卡圈之間的卡接較為穩固。

吹氣管的頂端與橡膠軟管的底端連通，橡膠軟管的頂端與分流管外表面的底部連通，基座的外表面設置有防銹涂層，且基座的底部均勻開設有多組出氣孔，分流管外表面的頂部連通設置有吹風機，使用過程中，吹風機定期向分流管內輸入氣流，氣流穿過吹氣管和通氣孔進入到基座內，并從基座底部的出氣孔流出，并將基座內的顆粒物吹走。

為了減少線纜外表面的磨損，并且對線纜起到阻燃作用，提高煤礦供電電流保護裝置使用的安全性，墊板為彈性橡膠板，進而使得墊板與線纜之間的接觸為彈性接觸，墊板對線纜起到緩沖和保護作用，且墊板內添加有阻燃劑，墊板的長度略小于基座內的長度，進而墊板能夠減緩電纜接頭起火后的燃燒。

2.2 工作原理

該新型煤礦供電電流保護裝置接線時，將蓋板取下后從基座的左、右兩側分別伸入兩組線纜，并在基座內完成兩組線纜的連接，然后轉動兩組螺紋桿，通過螺紋桿的外表面與螺紋管內壁的螺接，進而使得兩組螺紋桿向基座內中部旋進，并使得螺紋桿推動固定板延滑軌滑動，直至兩組墊板將線纜夾緊，然后將蓋板放置于固定管的頂部，并使得多組固定管中位于左后側的固定管穿過引導圈，然后使用螺釘穿過固定孔，并將蓋板和基座固定，接著將防潮板從蓋板的頂部穿過卡圈，直至防潮板的底部與卡座的底部內壁相接觸，同時卡板卡入到卡圈內，完成接線操作，多組煤礦供電電流保護裝置的吹氣管所連通的橡膠軟管均與一組分流管連通，使用過程中，吹風機定期向分流管內輸入氣流，氣流穿過吹氣管和通氣孔進入到基座內，并從基座底部的出氣孔流出，并將基座內的顆粒物吹走，且定期對防潮板進線更換。

2.3 技術優勢

與現有裝置進行技術對比，該新型煤礦供電電流保護裝置，具備以下技術優勢[5]：

1）該煤礦供電電流保護裝置，通過螺紋桿和螺紋管與固定板和墊板的配合，使得煤礦供電電流保護裝置對內部線纜的固定較為牢固，減少了線纜晃動造成的電纜接頭松動，提高了煤礦供電電流保護裝置使用的穩定性和安全性，通過吹氣管與通氣孔和出氣孔的配合，減少了煤礦供電電流保護裝置內灰塵的堆積，提高了線纜使用的安全性。

2）該煤礦供電電流保護裝置，通過基座內設置有防潮板，減少了水汽對煤礦供電電流保護裝置內線纜的影響，通過墊板為彈性橡膠板，且墊板內添加有阻燃劑，減少了線纜外表面的磨損，并且對線纜起到阻燃作用，提高了煤礦供電電流保護裝置使用的安全性。

3 新型煤礦供電電流保護裝置應用效果

該新型煤礦供電電流保護裝置完成設計后，由大同煤礦集團機電開發公司完成裝置的生產，并在云岡礦的供電系統供電線纜接頭處進行了大范圍的應用。從近一年來的應用情況可知，在該新型煤礦供電電流保護裝置當中，線纜固定非常穩定，不會輕易發生晃動，裝置內灰塵的堆積較小，無一起電線纜接頭因素導致的線纜起火安全事故，該新型煤礦供電電流保護裝置使用的穩定性和安全性較好，有效提高了線纜使用的安全性。新型煤礦供電電流保護裝置的研制與應用是合理與成功的，為企業創造了較好的安全效益和經濟效益。