KYN28A-12型高壓開(kāi)關(guān)柜在礦山的應(yīng)用

殷鵬

摘 要：傳統(tǒng)的高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行過(guò)程中熱量過(guò)高，影響電路系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，為此，本文采用KYN型高壓開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行供電，隨意行拆卸以及排列組合的設(shè)計(jì)可以滿(mǎn)足各個(gè)環(huán)境下的配電要求，利用監(jiān)測(cè)元件模型和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)溫度差進(jìn)行監(jiān)測(cè)，滿(mǎn)足測(cè)試要求，實(shí)際應(yīng)用中整體效果良好，實(shí)現(xiàn)了故障點(diǎn)的準(zhǔn)確預(yù)警，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：KYN型高壓開(kāi)關(guān)柜;監(jiān)測(cè)元件模型;監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

0 引言

礦井高壓開(kāi)關(guān)柜負(fù)責(zé)電路系統(tǒng)的配電、通斷，對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)起著控制、保護(hù)的作用，是安全供電的重要保障。隨著礦井開(kāi)采水平及自動(dòng)化的不斷發(fā)展，礦井供電需求也逐步提高。目前，對(duì)于高壓開(kāi)關(guān)柜的發(fā)熱現(xiàn)象，礦井采用人工不定期檢測(cè)的方法進(jìn)行故障排查，耗費(fèi)了大量的人力、物力、財(cái)力，對(duì)于高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行過(guò)程中的高溫現(xiàn)象并沒(méi)有得到實(shí)質(zhì)性解決，且監(jiān)測(cè)手段落后導(dǎo)致故障加劇。本文針對(duì)此現(xiàn)象，利用KYN型高壓開(kāi)關(guān)柜滿(mǎn)足靈活供電的同時(shí)，降低了運(yùn)行過(guò)程中的溫度，通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，證明了KYN型高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行的可行性。

1 礦井開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行過(guò)程中的發(fā)熱問(wèn)題

在礦井電力系統(tǒng)的供配過(guò)程中，高壓開(kāi)關(guān)柜起到對(duì)電路線(xiàn)路的開(kāi)閉、控制的作用，是電網(wǎng)安全運(yùn)作的重要保障。一旦高壓開(kāi)關(guān)柜出現(xiàn)故障，將會(huì)造成整個(gè)電路系統(tǒng)的癱瘓。目前，礦井高壓開(kāi)關(guān)柜都是封閉式，內(nèi)部各種線(xiàn)路以及斷路器結(jié)構(gòu)都相互獨(dú)立且相互隔絕，為了安全運(yùn)行考慮，只有隔板上進(jìn)行了開(kāi)孔，其他隔室則處于封閉的狀態(tài)，內(nèi)部器件運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的溫度不能及時(shí)散發(fā)，致使高壓開(kāi)關(guān)柜溫度較高，長(zhǎng)時(shí)間的高溫運(yùn)作下，降低了設(shè)備及零件的使用壽命，嚴(yán)重情況下導(dǎo)致高壓開(kāi)關(guān)柜的燒毀。對(duì)于開(kāi)放式高壓開(kāi)關(guān)柜的溫度檢測(cè)，利用紅外測(cè)溫成像進(jìn)行測(cè)試已經(jīng)非常成熟，但是對(duì)于封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜的溫度檢測(cè)一直是難點(diǎn)，工作人員只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，對(duì)運(yùn)行過(guò)程中電路線(xiàn)路狀態(tài)以及溫度進(jìn)行測(cè)試是降低高壓安全柜故障的重要保障。

2 KYN型高壓開(kāi)關(guān)柜及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

礦井選擇用KYN28高壓開(kāi)關(guān)柜替代原來(lái)普通的高壓開(kāi)關(guān)柜，以解決設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中高溫的現(xiàn)象，KYN28高壓開(kāi)關(guān)柜主要的作用是進(jìn)行供電系統(tǒng)配電，同時(shí)實(shí)現(xiàn)控制、通斷的作用，其由四個(gè)單獨(dú)的隔室組成，開(kāi)關(guān)柜在設(shè)計(jì)上具有靈活性，可以隨意進(jìn)行拆卸以及排列組合，以滿(mǎn)足各個(gè)環(huán)境下的配電要求，根據(jù)配電要求的不同，相應(yīng)的操作應(yīng)該規(guī)范化、嚴(yán)格化。

對(duì)于KYN型高壓開(kāi)關(guān)柜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，主要是對(duì)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中各零件部位的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)采集的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，判斷設(shè)備是否處于高溫的運(yùn)行環(huán)境中，是否會(huì)影響電路系統(tǒng)的運(yùn)行以及電量的配電。

圖1為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)功能示意圖，從圖中可以看出，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于Web開(kāi)發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)主要將溫度傳感器監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、存儲(chǔ)以及處理，隨后通過(guò)HTTP請(qǐng)求，通過(guò)瀏覽器將處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)界面向用戶(hù)顯示。

監(jiān)測(cè)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于Web開(kāi)發(fā)技術(shù)以及MVC開(kāi)發(fā)模式實(shí)現(xiàn)，MVC開(kāi)發(fā)模式是一個(gè)具有分層架構(gòu)模式的軟件，用戶(hù)可利用其中視圖功能實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)處理數(shù)據(jù)的觀(guān)測(cè)，同時(shí)，用戶(hù)可利用處理器向?yàn)g覽器發(fā)送請(qǐng)求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)單元的控制功能，控制器通過(guò)獲取頁(yè)面請(qǐng)求選擇對(duì)應(yīng)的模塊反饋給用戶(hù)，以頁(yè)面視圖的形式展示。

圖2為監(jiān)測(cè)元件模型示意圖， 模型主要包括接高壓電極、接地電極以及環(huán)氧樹(shù)脂空氣隙三部分。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)KYN型高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行過(guò)程中溫度的測(cè)量，在開(kāi)關(guān)柜中安裝溫度傳感器，通過(guò)校準(zhǔn)檢測(cè)儀以及電源開(kāi)關(guān)后，隨后增加電源電壓，直至電壓值達(dá)到50kV，在電壓增加的過(guò)程中，持續(xù)觀(guān)察監(jiān)測(cè)儀的示數(shù)，觀(guān)測(cè)設(shè)備是否出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，如果檢測(cè)儀示數(shù)有變化，證明電路系統(tǒng)發(fā)生漏電，需要及時(shí)進(jìn)行排查，解決故障問(wèn)題;如果系統(tǒng)中無(wú)漏電現(xiàn)象發(fā)生，則將電壓降為零，最后斷開(kāi)電源，將監(jiān)測(cè)元件模型放入開(kāi)關(guān)柜中，重新打開(kāi)電源，增加電源電壓值，同時(shí)觀(guān)察檢測(cè)儀示數(shù)，在電壓值增加到50 kV的過(guò)程中，檢測(cè)儀示數(shù)會(huì)有所變化，此時(shí)示波器會(huì)采集局部信號(hào)，根據(jù)不同工頻周期內(nèi)脈沖信號(hào)的不同，分析局部放大信號(hào)。

3 KYN型高壓開(kāi)關(guān)柜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用及運(yùn)行

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)KYN型高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行過(guò)程中溫度的監(jiān)測(cè)，選擇手車(chē)觸頭、母線(xiàn)排、電流互感器接頭、電纜接頭以及斷路器作為監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其中手車(chē)觸頭安裝84個(gè)溫度傳感器，母線(xiàn)排安裝42個(gè)傳感器，電流互感器接頭安裝42個(gè)傳感器，電纜接頭安裝36個(gè)傳感器，斷路器安裝42個(gè)傳感器。監(jiān)測(cè)可知：電流互感器中心開(kāi)始出現(xiàn)明顯的熱像的現(xiàn)象，溫度介于80℃-110℃之間;金屬導(dǎo)線(xiàn)以連接排、母線(xiàn)為中心開(kāi)始出現(xiàn)明顯的熱像的現(xiàn)象，溫度介于80℃-100℃之間;金屬零件與金屬零件連接處以連接排為中心開(kāi)始出現(xiàn)明顯的熱像的現(xiàn)象，溫度介于90℃-130℃之間;開(kāi)關(guān)以手車(chē)開(kāi)關(guān)、動(dòng)靜觸頭中心開(kāi)始出現(xiàn)明顯的熱像的現(xiàn)象，溫度介于90℃-130℃之間;斷路器以動(dòng)靜觸頭中心開(kāi)始出現(xiàn)明顯的熱像的現(xiàn)象，溫度介于55℃-80℃之間。故障通常以接觸不良為主。

通過(guò)溫度傳感器實(shí)測(cè)以及監(jiān)測(cè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理功能，得到圖3所示的傳感器測(cè)溫誤差示意圖，為了充分表示誤差值，橫坐標(biāo)選擇為待測(cè)區(qū)域溫度，縱坐標(biāo)為已經(jīng)測(cè)量區(qū)域溫度與待測(cè)區(qū)域溫度差值，即溫度誤差，從曲線(xiàn)中可以看出，在溫度升高的過(guò)程中，溫度誤差值呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，當(dāng)溫度值達(dá)到42℃時(shí)，誤差值為2.3℃，在60℃～100℃范圍內(nèi)，溫度誤差值基本維持在1℃左右，誤差范圍較小，滿(mǎn)足測(cè)試要求。

在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過(guò)程中，系統(tǒng)共報(bào)警5次，5次報(bào)警位置都為手車(chē)觸頭，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，5次故障中3次是因?yàn)槭周?chē)觸頭彈簧夾緊力不足使得觸頭發(fā)熱，剩余2次是因?yàn)殡娎|頭與銅排壓接處出現(xiàn)氧化所致，經(jīng)過(guò)打磨處理后，發(fā)熱現(xiàn)象得到解決，5次發(fā)熱現(xiàn)象都屬于一般缺陷。由此可見(jiàn)，采用KYN型高壓開(kāi)關(guān)柜與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相配合的方式可以有效降低高壓開(kāi)關(guān)柜發(fā)熱的現(xiàn)象，且可實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中溫度的監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)進(jìn)行故障排查，保障了供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

圖3? ? 傳感器測(cè)溫誤差示意圖

4 結(jié)論

①傳統(tǒng)高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行過(guò)程中溫度較高，采用KYN型高壓開(kāi)關(guān)柜可以隨意進(jìn)行拆卸以及排列組合，滿(mǎn)足各個(gè)環(huán)境下配電要求的同時(shí)減少了熱量的產(chǎn)生;②基于Web開(kāi)發(fā)技術(shù)以及MVC開(kāi)發(fā)模式實(shí)現(xiàn)了KYN型高壓開(kāi)關(guān)柜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)際監(jiān)測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)手車(chē)觸頭出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象，在報(bào)警系統(tǒng)的預(yù)警作用下，成功排查了故障，保證了供電的穩(wěn)定性。