礦用隔爆開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)原理及安裝維護(hù)

魯海燕

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)白洞礦業(yè)公司，山西 大同 037031）

引言

礦用隔爆型開(kāi)關(guān)被廣泛應(yīng)用于井下采掘工作面中，其一端主要通過(guò)高壓電纜與配電點(diǎn)高壓開(kāi)關(guān)、變壓器等供電設(shè)備連接，另一端利用高低壓電纜與采掘工作面設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)工作面機(jī)電設(shè)備停送電。隔爆開(kāi)關(guān)具有保護(hù)裝置齊全、隔爆性能強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于操作維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，但是在煤礦實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于操作人員或檢修人員對(duì)隔爆開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)組成、工作原理了解不到位，導(dǎo)致誤操作現(xiàn)象嚴(yán)重，以及開(kāi)關(guān)設(shè)置參數(shù)不準(zhǔn)確等，或者開(kāi)關(guān)在安裝時(shí)安裝技術(shù)不到位、檢修維護(hù)水平差等，大大降低了隔爆開(kāi)關(guān)安全及穩(wěn)定性能，嚴(yán)重影響著煤礦井下安全供電[1]。

1 KBZ 型隔爆開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)組成及主要技術(shù)參數(shù)

1.1 結(jié)構(gòu)組成

KBZ 型隔爆開(kāi)關(guān)主要由金屬外殼、電流表、電壓表、按鈕、接線腔、接線口、手動(dòng)把手、斷路器、保護(hù)控制器、變壓器、阻容吸收器、電抗器、熔斷器等部分組成[2]。具體介紹如下：

1）隔爆開(kāi)關(guān)金屬外殼主要由鋼材焊制而成，金屬殼分前、后兩部分，且采用止口式開(kāi)啟方式，利用外殼上安裝的手柄將前蓋上移至限位處時(shí)即可打開(kāi)開(kāi)關(guān)。

2）在隔爆開(kāi)關(guān)前蓋內(nèi)安裝各類(lèi)保護(hù)及電流、電壓表，并利用按鈕控制，前蓋上預(yù)留顯示口，通過(guò)顯示口觀察顯示屏顯示的各類(lèi)技術(shù)參數(shù)。

3）隔爆開(kāi)關(guān)上部為接線腔，在接線腔內(nèi)布置四個(gè)接線柱，可實(shí)現(xiàn)一路輸入供電、三路輸出供電；斷路器安裝在接線腔內(nèi)，可在軌道上滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)過(guò)負(fù)荷斷電的目的。

4）保護(hù)器安裝在隔爆開(kāi)關(guān)箱體底部，保護(hù)器屬于整體結(jié)構(gòu)，通過(guò)插件與各類(lèi)電氣配件連接供電。保護(hù)器外殼為全封閉金屬殼，具有防塵、隔熱、防水等功能，保護(hù)器主要結(jié)構(gòu)包括信號(hào)控制板、兩個(gè)（1J、2J）繼電器及檢漏板等[3]。

1.2 主要技術(shù)參數(shù)

以井下常用的660 V 礦用KBZ（1140/400）型隔爆開(kāi)關(guān)為例，其各類(lèi)技術(shù)參數(shù)如表1 所示。

表1 礦用KBZ（1140/400）型隔爆開(kāi)關(guān)主要技術(shù)參數(shù)

2 隔爆開(kāi)關(guān)各類(lèi)保護(hù)工作原理

2.1 過(guò)載保護(hù)原理

隔爆開(kāi)關(guān)在使用過(guò)程中，當(dāng)開(kāi)關(guān)接入的大功率設(shè)備運(yùn)行電流較大時(shí)，隔爆開(kāi)關(guān)內(nèi)部變換器對(duì)輸入電壓進(jìn)行分壓并進(jìn)行對(duì)比分析，及時(shí)在信號(hào)板上進(jìn)行過(guò)載報(bào)警提示，同時(shí)利用端子將托扣板電路導(dǎo)通，以及斷開(kāi)欠壓線圈電流，斷路器脫扣及時(shí)分閘，從而實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)的目的。

2.2 漏電保護(hù)原理

正常供電狀態(tài)下隔爆開(kāi)關(guān)絕緣電阻大于120 kΩ，此時(shí)漏電保護(hù)裝置內(nèi)三極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，繼電器完全吸合，從而使開(kāi)關(guān)處于合閘狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)漏電后開(kāi)關(guān)三相絕緣電阻低于120 kΩ，此時(shí)繼電器無(wú)法吸合，欠壓線圈斷電隔爆開(kāi)關(guān)出現(xiàn)跳閘動(dòng)作[4]。

2.3 短路保護(hù)原理

當(dāng)隔爆開(kāi)關(guān)接入的機(jī)電設(shè)備或供電線路出現(xiàn)短路故障時(shí)，開(kāi)關(guān)對(duì)設(shè)備輸出的電流是整定、額定電流的10 倍左右，此時(shí)欠壓線圈電流及時(shí)被斷開(kāi)，同時(shí)發(fā)出閃燈報(bào)警。欠壓線圈電流斷開(kāi)后，分勵(lì)線圈電流被接通，斷路器及時(shí)進(jìn)行脫扣跳閘動(dòng)作，從而進(jìn)行短路保護(hù)。

2.4 欠壓保護(hù)原理

當(dāng)隔爆開(kāi)關(guān)連接的負(fù)載出現(xiàn)欠壓且欠壓值低于額定值70%時(shí)，電源電壓及時(shí)輸入至二進(jìn)制串行計(jì)算器內(nèi)，并經(jīng)過(guò)端子將欠壓信號(hào)傳送至鎖存器內(nèi)，斷路器及時(shí)脫扣分閘，實(shí)現(xiàn)欠壓保護(hù)動(dòng)作[5]。

3 隔爆開(kāi)關(guān)安裝技術(shù)要求及常見(jiàn)故障處理措施

3.1 安裝技術(shù)要求

1）隔爆開(kāi)關(guān)在入井前必須對(duì)開(kāi)關(guān)內(nèi)部配件進(jìn)行詳細(xì)檢查，并在地面對(duì)隔爆開(kāi)關(guān)進(jìn)行接電試驗(yàn)，確保開(kāi)關(guān)內(nèi)各類(lèi)保護(hù)裝置及配件完好。

2）隔爆開(kāi)關(guān)入井后于指定地點(diǎn)進(jìn)行安裝，在復(fù)雜地段進(jìn)行安裝時(shí)必須保證開(kāi)關(guān)安裝牢固可靠，開(kāi)關(guān)接地完好齊全，安裝后開(kāi)關(guān)前殼與后殼間隙不得大于0.3 mm，箱蓋與接線法蘭間隙不得大于0.35 mm，同時(shí)保證開(kāi)關(guān)螺栓、連接件安裝牢固可靠。

3）在積水區(qū)安裝隔爆開(kāi)關(guān)時(shí)，必須將隔爆開(kāi)關(guān)安裝在開(kāi)關(guān)架上，隔爆開(kāi)關(guān)安裝后距離水面高度不得低于0.5 m；對(duì)于有頂板淋水區(qū)域的，隔爆開(kāi)關(guān)必須有隔水、放水措施。

4）隔爆開(kāi)關(guān)在使用過(guò)程中，電纜引入開(kāi)關(guān)接線腔后接線口與電纜之間的間隙必須符合要求，電纜與腔體內(nèi)接線柱連接位置必須準(zhǔn)確，接線時(shí)電纜芯線與接線柱連接牢固可靠，芯線與接線柱接觸面積不得低于接線柱曲面面積的80%。

5）隔爆開(kāi)關(guān)嚴(yán)禁安裝在高于40 ℃高溫環(huán)境中，隔爆開(kāi)關(guān)安裝地點(diǎn)須風(fēng)流通暢。在相對(duì)封閉的環(huán)境中必須安裝瓦斯傳感器，并定期對(duì)隔爆開(kāi)關(guān)外殼及內(nèi)部粉塵進(jìn)行清理。

6）隔爆開(kāi)關(guān)在使用時(shí)必須保證動(dòng)力電纜、控制電纜安裝位置正確，每天對(duì)隔爆開(kāi)關(guān)進(jìn)行一次跳閘試驗(yàn)，保證開(kāi)關(guān)各類(lèi)按鈕靈活。

3.2 常見(jiàn)故障處理措施

礦用隔爆型開(kāi)關(guān)常見(jiàn)故障類(lèi)型及處理方法如表2 所示。

表2 礦用隔爆型開(kāi)關(guān)故障類(lèi)型及處理方法

4 結(jié)語(yǔ)

礦用隔爆型開(kāi)關(guān)安全性能直接關(guān)系著煤礦供電穩(wěn)定性，煤礦電氣檢修人員必須準(zhǔn)確掌握隔爆開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)組成、工作原理，嚴(yán)格按照技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)備安裝，并對(duì)開(kāi)關(guān)常見(jiàn)故障及時(shí)采取措施，只有這樣才能保證隔爆開(kāi)關(guān)穩(wěn)定運(yùn)行，降低設(shè)備故障率，提高煤礦供電效果。