蔣小平，鄧克永

(徐礦集團(tuán)張集煤礦，江蘇 徐州 221147)

0 引言

QJZ-1140系列礦用智能隔爆兼本質(zhì)安全型多回路真空電磁啟動(dòng)器(以下簡稱啟動(dòng)器)是煤礦井下電動(dòng)機(jī)最常用的啟動(dòng)保護(hù)設(shè)備，適用于煤礦井下以及其他周圍介質(zhì)中含有甲烷與煤塵混合物的爆炸環(huán)境中，在額定電壓1 140 V交流50 Hz的供電線路中，可對(duì)多臺(tái)三相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)或雙速電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止以及速度切換進(jìn)行控制，并對(duì)電動(dòng)機(jī)及其供電回路進(jìn)行保護(hù)。由于煤礦井下工作環(huán)境差，對(duì)設(shè)備干擾因素多，使得啟動(dòng)器故障較多，嚴(yán)重影響設(shè)備的安全、穩(wěn)定使用。因此，如何在最快的時(shí)間內(nèi)掌握啟動(dòng)器故障，對(duì)設(shè)備快速恢復(fù)運(yùn)行顯得尤為重要。

1 啟動(dòng)器原理及結(jié)構(gòu)

1.1 工作原理

煤礦井下使用的啟動(dòng)器有單回路獨(dú)立控制、單機(jī)雙速控制、雙機(jī)雙速控制、順序控制等型式，煤礦井下開采作業(yè)根據(jù)控制設(shè)備的環(huán)境及其現(xiàn)場(chǎng)條件合理選擇不同型式的啟動(dòng)器，雖然煤礦井下使用的啟動(dòng)器為多種組合型式，但其工作原理基本相同，現(xiàn)就以啟動(dòng)器的單機(jī)雙速控制為例介紹其工作原理。

啟動(dòng)：合隔離開關(guān)(正或反)→控制變壓器得電→在液晶屏畫面下按“F5”鍵，進(jìn)入多組合設(shè)定畫面→選用單機(jī)雙速組合模式→按“設(shè)置”鍵，出現(xiàn)密碼輸入框，輸入密碼，按“確定”鍵，進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)置→從前門上的轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇速度切換模式，之后在本畫面下將光標(biāo)移動(dòng)至切換時(shí)間或切換電流下方，按“設(shè)置”鍵，出現(xiàn)設(shè)置框，鍵入相應(yīng)的參數(shù)值，按“確定”鍵→移動(dòng)光標(biāo)至所屬需設(shè)置的區(qū)域，按“設(shè)置”鍵，出現(xiàn)設(shè)置框，分別鍵入相應(yīng)的時(shí)間參數(shù)，驅(qū)動(dòng)單元號(hào)碼及控制端口，按“設(shè)置”鍵→設(shè)置完成后，通過按遠(yuǎn)控啟動(dòng)按鈕向PLC發(fā)出啟動(dòng)指令→PLC發(fā)出啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的指令→漏電閉鎖檢測(cè)對(duì)該支路三相對(duì)地絕緣水平進(jìn)行檢測(cè)→如檢測(cè)值大于設(shè)定值→PLC輸出啟動(dòng)控制→常開點(diǎn)閉合支路供電輸出，電機(jī)低速繞組啟動(dòng)運(yùn)行→當(dāng)達(dá)到延時(shí)時(shí)間或達(dá)到切換電流值時(shí)真空觸頭斷開。同時(shí)，另外一個(gè)常開節(jié)點(diǎn)閉合→真空觸頭閉合，另外一個(gè)支路供電輸出，電機(jī)高速繞組啟動(dòng)運(yùn)行→完成本組合方式的啟動(dòng)。

停機(jī)：按遠(yuǎn)控停止按鈕→向PLC發(fā)出停機(jī)指令→PLC發(fā)出停機(jī)驅(qū)動(dòng)器的指令→PLC輸出停機(jī)控制→真空觸頭打開，高速支路斷電，電機(jī)高速繞組停止運(yùn)行→完成本組合方式的停機(jī)，同時(shí)，高、低速輔助節(jié)點(diǎn)延時(shí)閉合→將漏電閉鎖檢測(cè)單元接入，為下次啟動(dòng)前漏電檢測(cè)做準(zhǔn)備。

1.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

主腔：主腔位于啟動(dòng)器箱體的中間，采用快開門結(jié)構(gòu)，具有完整的機(jī)械聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)以及可靠的電氣閉鎖裝置。主腔內(nèi)裝有驅(qū)動(dòng)單元座、驅(qū)動(dòng)單元以及控制保護(hù)系統(tǒng)。啟動(dòng)器的控制保護(hù)系統(tǒng)安裝于主腔前門上，本系統(tǒng)包括CPU模塊、A/D輸入模塊、I/0模塊、通信模塊、采樣模塊、遠(yuǎn)控模塊、控制繼電器等。

電源腔：啟動(dòng)器電源模塊安裝于主腔右側(cè)門及右側(cè)腔內(nèi)。右側(cè)門上裝有系統(tǒng)電源模塊，包括熔斷器、開關(guān)電源、本安變壓器等。右側(cè)腔內(nèi)裝有控制變壓器、千伏級(jí)熔斷器及熔斷器座等。

隔離開關(guān)腔：隔離換向開關(guān)有正向、反向、停止3個(gè)位置，隔離換向開關(guān)采用手動(dòng)操作方式，手動(dòng)盤與停止按鈕存在機(jī)械聯(lián)鎖，只有按下“停機(jī)”按鈕，才能轉(zhuǎn)動(dòng)隔離換向開關(guān)手柄。其換向開關(guān)到位后，停止控制按鈕自動(dòng)彈出，控制系統(tǒng)才能正常供電。

1.3 啟動(dòng)器選型

啟動(dòng)器的選型要求安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)合理。

安全：必須確保啟動(dòng)器電氣系統(tǒng)安全運(yùn)行，保證不因啟動(dòng)器故障引發(fā)安全事故，目前，通過設(shè)置漏電保護(hù)、過電流保護(hù)、保護(hù)接地和電壓(過電壓、欠電壓)保護(hù)，采取防爆措施確保運(yùn)行安全。

可靠：煤礦均由國家電網(wǎng)取用電能，啟動(dòng)器選型須確保供電系統(tǒng)的可靠程度；應(yīng)保證全壽命周期內(nèi)動(dòng)作可靠，能分?jǐn)喙收想娏鳎骰芈酚|點(diǎn)不發(fā)熱。

經(jīng)濟(jì)：煤礦作為企業(yè)追求利潤最大化是其本質(zhì)，而追求利潤勢(shì)必考慮成本控制，根據(jù)不同類別性質(zhì)的負(fù)荷，啟動(dòng)器的選型應(yīng)該準(zhǔn)確、合理，不出現(xiàn)大馬拉小車和電能利用率不高的情況，盡量提高系統(tǒng)的功率因數(shù)和工作效率，以控制電氣系統(tǒng)的成本。

技術(shù)合理：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新技術(shù)、新工藝、新裝備為煤礦企業(yè)的安全、高產(chǎn)、高效提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。煤礦企業(yè)應(yīng)積極淘汰落后工藝和設(shè)備，推廣應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新裝備，啟動(dòng)器的選型須為煤礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)安全、高產(chǎn)、高效提供技術(shù)保障。

2 常見故障及維修策略(表1)

表1 常見故障的分析與處理

排除故障時(shí)一定要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程、先停機(jī)，并將隔離換向開關(guān)置于“停止”位置且?guī)щ娭甘酒鞑涣習(xí)r，再查找故障。一般情況下還應(yīng)切斷前級(jí)供電變壓器，并掛上“有人檢修，禁止合閘”的警示牌，方可開門檢修。啟動(dòng)器控制及保護(hù)系統(tǒng)是由A/D模塊、I/O模塊、CPU模塊以及電源模塊構(gòu)成的PLC系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)各路驅(qū)動(dòng)單元參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并以此對(duì)各驅(qū)動(dòng)單元的線路及負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)保護(hù)。本啟動(dòng)器的保護(hù)功能包括欠壓保護(hù)、過壓保護(hù)、啟動(dòng)前的漏電閉鎖保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)、斷相、不平衡保護(hù)等。

3 結(jié)語

QJZ-1140系列礦用智能隔爆兼本質(zhì)安全型多回路真空電磁啟動(dòng)器的應(yīng)用對(duì)煤礦井下安全開采與使用效率起著至關(guān)重要的作用，因此在實(shí)際工作中，相關(guān)人員必須高度重視，熟悉礦用智能隔爆兼本質(zhì)安全型多回路真空電磁啟動(dòng)器用途及適用范圍、機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣性能、保護(hù)器、啟動(dòng)方式、操作方式、控制接線、工作方式等，掌握啟動(dòng)器的常見故障與維修策略，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)能夠在最短時(shí)間內(nèi)查出設(shè)備存在的問題并及時(shí)解決問題，保證設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)能夠安全、高效、平穩(wěn)運(yùn)行，確保不因電氣故障引發(fā)安全事故和影響生產(chǎn)。