礦井局扇風(fēng)機(jī)供電線路語音報警裝置的研究應(yīng)用

郭喜敏　賈松偉　董安華　劉城剛

【摘 要】為防止地面和井下變電所控局部扇風(fēng)機(jī)的高低壓開關(guān)故障跳閘后，能及時提醒變電所值班人員，盡快恢復(fù)送電或采取相應(yīng)的有效措施，把停電影響局部扇風(fēng)機(jī)運(yùn)行的時間縮到最短，在控局部扇風(fēng)機(jī)的供電線路上加裝了語言報警裝置，收到了良好效果。

【關(guān)鍵詞】局扇；語音報警；應(yīng)用

礦井通風(fēng)設(shè)施，是保證礦井安全，改善礦工作業(yè)環(huán)境的重要舉措之一，特別是井下局部扇風(fēng)機(jī)的供電設(shè)備和線路一旦發(fā)生故障，會造成風(fēng)機(jī)停運(yùn)而導(dǎo)致 CH4聚集或超限，“瓦斯超限就是事故”，就會危及礦井安全和礦工的人身安全。為防止變電所控局部扇風(fēng)機(jī)的高低壓開關(guān)故障跳閘后，能及時提醒變電所值班人員，盡快恢復(fù)送電或采取相應(yīng)的有效措施，把停電影響局部扇風(fēng)機(jī)運(yùn)行的時間縮到最短，我對變電所的高低壓開關(guān)和裝語言報警裝置的技術(shù)原理及實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了分析和研究，然后根據(jù)各生產(chǎn)廠家制造的高低壓開關(guān)的技術(shù)特點(diǎn)，在變電所控局部扇風(fēng)機(jī)的高低壓開關(guān)上加裝了語言報警裝置，收到了良好效果。

一、報警裝置構(gòu)造原理及研制

（一）語言報警裝置的基本構(gòu)造及原理

KXB127礦用隔爆兼本安型語音報警器適用煤礦井下有瓦斯、煤塵爆炸危險的場所，該報警器除了燈光指示功能還具有語音提示。其技術(shù)指標(biāo)符合最新的《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定要求。本報警器一體兩腔，分隔爆腔和本安腔。隔爆腔中裝有電源變壓器及電路板；本安腔裝有指示發(fā)光管和揚(yáng)聲器，電路采用集成化，CPU程序控制。 本報警器有二種工作狀態(tài)：一是待機(jī)狀態(tài)，二是報警狀態(tài)。待機(jī)時綠燈常亮，報警時紅燈亮，揚(yáng)聲器發(fā)出的警示語。 常開觸點(diǎn)閉合，報警器內(nèi)部的程序控制器CPU驅(qū)動報警器工作，紅燈亮并發(fā)出語音提示聲音。供電電壓：AC127V，工作電流：0.2A。

（二）報警裝置在實(shí)際中的研制及應(yīng)用

具體思路是：依據(jù)廠家所控局部扇風(fēng)機(jī)低壓饋電開關(guān)的工作原理、機(jī)械結(jié)構(gòu)的動作特性，原則上不改變原開關(guān)“分”“合”閘的電動性能和手動性能，不改變電氣原理，不改變原電氣線路，不影響故障脫扣和試驗(yàn)跳閘。在這個前提下加裝或改進(jìn)低壓饋電開關(guān)內(nèi)輔助開關(guān)的無源常閉接點(diǎn)，對接于語音報警裝置的回路，從而實(shí)現(xiàn)與真空斷路器“分”“合”閘的同步性，而且是獨(dú)立點(diǎn)電氣回路。

二、報警裝置在井下變電所低壓饋電開關(guān)上的對接和應(yīng)用

（一）KBZ-400型低壓饋電開關(guān)的基本構(gòu)造和工作原理

基本構(gòu)造

殼體：采用快開門方殼結(jié)構(gòu)。殼體右側(cè)有機(jī)械閉鎖裝置、手把開關(guān)等；殼體左側(cè)有開門和關(guān)門之用的鉸鏈；電纜引入、引出之用的接線箱，兩側(cè)各有兩只可供90mm2電纜引入和引出的喇叭口；前側(cè)有六只可供信號電纜引入和引出的小喇叭口。殼體內(nèi)部為手車式本體，本體前部固定有斷路器、中間繼電器零序電壓互感器等，本體后部固定有阻容保護(hù)、電源變壓器、零序互感器、電抗器等；殼體前面是門蓋，上面裝配有按鈕、智能化保護(hù)器、觀察窗等。

工作原理

開關(guān)合閘前：饋電開關(guān)對電網(wǎng)的電壓、對地絕緣電阻、漏電等情況進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測值符合安全因素后才能進(jìn)行合閘操作，否則綜合保護(hù)裝置將閉鎖開關(guān)合閘回路，使開關(guān)不能合閘。

開關(guān)合閘后：此時饋電開關(guān)實(shí)時檢測電網(wǎng)中的參數(shù)，若檢測到有漏電、絕緣降低、過載、短路、低電壓、斷相、瓦斯超限（與瓦斯斷電儀配合）等情況發(fā)生，保護(hù)裝置經(jīng)過一定的延時后，發(fā)出保護(hù)指令，斷開饋電開關(guān)斷路器，同時顯示故障發(fā)生的原因，以備后查。

（二）報警裝置在低壓饋電開關(guān)上的對接

（1）徐州煤機(jī)廠產(chǎn)品

該廠開關(guān)內(nèi)的輔助開關(guān)常開、常閉觸點(diǎn)已占滿，沒有閑置的無源接點(diǎn)，研究發(fā)現(xiàn)，原開關(guān)內(nèi)輔助開關(guān)對面對稱位置可以加裝輔助開關(guān)，實(shí)現(xiàn)用無源接點(diǎn)安裝報警裝置，待請示廠家技術(shù)人員允許，并匯報我礦工程技術(shù)人員認(rèn)可，從廠家直接購進(jìn)原裝配件（輔助開關(guān)底座、動作刀片、輔助開關(guān)），經(jīng)調(diào)試后已正常使用。

（2）濟(jì)源礦用廠家產(chǎn)品

濟(jì)源礦用開關(guān)內(nèi)的輔助開關(guān)，有一組閑置的常閉接點(diǎn)，利用這一無源接點(diǎn)，可以作為“報警裝置”的無源接點(diǎn)所用，符合要求，構(gòu)成語言報警裝置的獨(dú)立回路，現(xiàn)運(yùn)行良好。

三、報警裝置在井下變電所高爆開關(guān)上的對接和應(yīng)用

（一）PBG-400/6高爆開關(guān)的基本構(gòu)造和工作原理

其構(gòu)造可分為隔爆箱和小車兩部分。隔爆箱由殼體、箱門、后蓋、（兩塊）、接線腔等主要部分組成。殼體為長方形結(jié)構(gòu)，中間有一隔板，將箱體分為前后兩腔。在前腔裝有機(jī)芯小車。真空斷路器、三相電壓互感器、母線式穿心電流互感器、壓敏電阻、微電腦綜合保護(hù)裝置、隔離插銷動觸頭等，裝在機(jī)芯小車上。在箱體中隔板上裝有6個插銷靜觸頭座和一個穿墻式九芯接線柱。后腔的高壓電纜引出口內(nèi)側(cè)裝有一個零序電流互感器，底板上還裝有小出線嘴，用戶可以引出控制線，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制。

工作原理

6kV三相電源從配電裝置的接線箱引入，經(jīng)上隔離插銷、真空斷路器和下隔離插銷，再往后腔，下室的電纜口輸出到負(fù)載。真空斷路器既能電動合閘和分閘，又能手動合閘和分閘及手動緊急分閘。電動合閘回路：電壓互感器二次提供三相交流100V電壓，給斷路器智能控制器，給電容器組充電。當(dāng)儲能指示燈亮?xí)r，表示電容器充電儲能已達(dá)規(guī)定操作電壓值，此時可操作合閘按鈕SB1，合閘線圈通電，斷路器合閘，合閘指示燈亮，顯示器顯示“合閘”字樣，合閘后線圈迅速斷電，永磁保持在合閘狀態(tài)。

電動分閘回路：處于合閘狀態(tài)的斷路器，如果操作分閘按鈕SB2，分閘線圈通電，斷路器分閘，分閘指示燈亮，顯示器顯示“分閘”字樣，分閘后分閘線圈迅速斷電，永磁保持在分閘狀態(tài)。

（二）報警裝置在濟(jì)源華宇PBG高爆開關(guān)上的對接

PBG高爆開關(guān)的真空短路器同步“分”、“合”的輔助開關(guān)，有閑置的常閉接點(diǎn)，開關(guān)本體26孔過渡插頭，也有閑置的，利用26孔過渡插頭沿開關(guān)器壁原控制線路路徑，經(jīng)九心接線柱引入后腔（負(fù)荷側(cè)出線室），構(gòu)成報警裝置的控制回路，經(jīng)調(diào)試合格，現(xiàn)運(yùn)行正常。

四、報警裝置在地面變電所高壓開關(guān)柜上的對接和應(yīng)用

（一）KYN—28A高壓開關(guān)柜的基本構(gòu)造和工作原理

基本構(gòu)造：開關(guān)設(shè)備為鎧裝式金屬封閉結(jié)構(gòu)，由柜體和可抽出部件（中置式手車）兩部分組成。柜體分成手車室、主母線室、電纜室、繼電器儀表室。

工作原理：手車推入時，先用手向內(nèi)側(cè)撥動鎖桿與手車托盤解鎖，接著將斷路器小車直接推入斷路器小室內(nèi)，松開雙手并鎖定在試驗(yàn)/斷開位置，此時可對手車進(jìn)行推入操作。插入手把，即可搖動手車至工作位置。手車到工作位置后，推進(jìn)手柄即搖不動，同時伴隨有鎖定響動聲，其對應(yīng)位置指示燈亦同時指示其所在位置。旋轉(zhuǎn)操作按鈕即可對高壓開關(guān)柜進(jìn)行合閘或分閘。保護(hù)動作分閘電路：當(dāng)過載、短路、漏電等任一保護(hù)動作時，微機(jī)綜合保護(hù)器執(zhí)行繼電器的常開觸頭將分閘線圈接通，斷路器分閘。

（二）報警裝置在地面6KV變電所高壓開關(guān)柜上的對接

開關(guān)內(nèi)的輔助開關(guān)接點(diǎn)是“三開” 、“三閉”式，有多余的閑置常閉接點(diǎn)，且額定電壓為250V，外接額定電壓為220V的電源，符合要求，屬于獨(dú)立回路，加裝報警裝置后，現(xiàn)運(yùn)行良好。

五、使用效果

通過語音報警裝置在地面6KV變電所，井下井底02#變電所、東三3#變電所、東延伸軌道底變電所、西區(qū)1#變電所風(fēng)機(jī)專用供電開關(guān)上的安裝使用，大大縮短了局扇風(fēng)機(jī)斷的電時間，徹底消除了過去因風(fēng)機(jī)開關(guān)跳閘后送電不及時，造成CH4聚集或超限的不安隱患。目前礦井局扇線路語音報警裝置已廣泛應(yīng)用于井下各個安裝有局扇風(fēng)機(jī)的供電開關(guān)上，通風(fēng)系統(tǒng)的安全系數(shù)大大提高，確保了礦井的安全生產(chǎn)。