安全型交流配电装置在矿井中的作用分析

2012-08-15方涛

科技传播 2012年8期

方涛

鹤壁煤业技师学院，河南鹤壁 458000

矿用隔爆型高压真空配电装置是指适用于煤矿井下，及其周围介质中含有甲烷、煤尘等混合性气体的环境中，对额定电压在10kV或6kV、额定频率50Hz、额定电流至630A的三相交流中性点不直接接地的供电系统进行控制、保护和测量，并且可作为不频繁起动高压电机之用的配电装置。

1 矿井配电技术原理介绍

近年来出于安全开采、安全施工的考虑，矿井作业有朝着无人下井，远程操作的方向发展的趋势。这一改变的目的很明显，即降低成本的同时又提高生产效率。国际上矿用安全型高压真空配电装置基本上可以很好地完成煤矿井下输配电的操作。而目前国内的产品技术含量却很难，甚至不能满足工程和生产的要求，花大成本引进外国产品又是不划算的。因此我们更要认清形势的需要，研制出自己的可靠、智能的矿用安全型高压真空配电装置。目前国内现行矿用安全型的交流配电装置的防爆隔离技术，其实已经突破核心问题，研制出高效能的固柱技术的绝缘灭弧室和永磁运行机构相结合的高级断路器结构，其优势是不单纯提高了矿用安全型配电装置的总体性能，而且必将为今后无人矿机作业的发展做出重大贡献。

2 隔爆型配电器主要技术特征

2.1 结构与机械电气闭锁

1）设备结构组成

矿用安全型的交流配电设备，其主要结构比较简单，主要是隔爆的长方体腔与断路器小车。新型设备在箱体的隔板设有接触座和线芯盘。箱体中LED灯用以照明、绝缘的内室则用作安放电源设备处。隔爆板设在中间，将腔体分前后，安插断路器小车于前腔中。

2）主要技术特征

可配用变压器容量（kVA）：1000（1140V），800（660V）；

额定工作电压：1140V，660V；

额定工作电流：500A；

通电能力（KA），cos=0.3时，9（1140V），13（660V）；

全部分断时间（S）：不小于0.08；

机械寿命（次）：不小于20000；

电寿命（次）：不小于3000；

长延时电流整定范围：0.4倍～1.0倍；

瞬时动作电流整定范围：3倍～10倍；

检漏单元动作整定值：1140V 三相60kΩ，

660V单相11kΩ；

检漏单元闭锁绝缘电阻值：大于动作值的2倍；

配用电缆最大外径：动力69mm。

3）配电设备的电气闭锁现象

配电设备出现电气闭锁主要因为在不稳定的运动状态时接触器，动、静触头闭合，动触头与拉杆间产生不了压力变化，此时接点自然会闭合。而在实际现场使用时，触头间隙耐压值从15kV降为200V左右，就已经失去切断能力，正因如此在断路器小车后退不能继续牵动连锁构件，也就不能将配电箱门处的钩板压住，致使腔体阀门无法正常开启。

2.2 真空开关的安装与灭弧室

2.2.1 真空馈电开关的操作程序

移动变电站的高压送电。将馈电开关转换至合闸位置，检漏单元投入工作，电压表指示电源电压。复位、检漏单元状态信号灯转至检测灯亮、闭锁灯灭。馈电开关负载线路、检漏单元检测正常，真空开关允许合闸。矿用隔爆型配电装置绝大多数设备合、分闸，可以不受电源电压波动影响，优势在于稳定、分闸速度高，可进行手动、电动操作等。但存在核心构件原始导致现场极易拒动，安装使用难度大等明显缺陷。

2.2.2 交流电源改进分析

电源系统的控制与操作回路有直流操作电源和交流共两种。一般来说直流电源供电可靠性优势较为明显，但需要设计直流屏给操作回路供电，对于煤矿井下可行性差。所以为了保证断路器可靠性、兼容性，不受输出容量的不良影响，应采用微机交流电源模式及其配套构件作为新的开关闸装置元件。

2.2.3 装置小车的构造

国内矿用较落后的非安全型配电装置中，断路器的小车主回路绝缘措施并不可靠。只采用普陶瓷真空灭弧室，然而其设计并未考虑因煤矿井下现场实际状况，震动、潮气使小车回路的保护层安全系数大大降低。通常断路器小车的钢板底盘是由框架上装设轴承，并在后面焊接圆弧形的耳构件，隔离操作带动了耳构件，将小车送入起始点。小车运行过程中，因侧面的受力，有较大的瞬时冲击，可能会使小车偏离轨道，因此要注意联系装置安全可靠。

2.2.4 电流互感器和动静插头

目前，再利用隔爆配电器进行额定绝缘水平试验时其结果在真空馈电电源电压降为127V时，此电压送入由C1与变压器WB构成的铁磁稳压装置，保证了电源电压在额定值的75%～110%范围内变动时，该检漏继电器仍能可靠工作。但是，随着现代化大型矿井建设，这种额定短路开断容量常常已不能满足设计需要，需要提高配电装置的分断容量以满足矿井下安全隔爆的新型配电装置的要求。