矿用隔爆兼本质安全型任意回路组合开关的研制

2016-09-16天地常州自动化股份有限公司陆卫东

电子世界 2016年12期

关键词：矿用箱体外壳

天地（常州）自动化股份有限公司　陆卫东

天地（常州）自动化股份有限公司陆卫东

针对目前国内煤炭经济形势，介绍了矿用隔爆兼本质安全型组合开关对于不同回路的隔爆外壳结构设计以及保护形式等问题。

组合开关；矿用隔爆兼本质安全型；任意组合；模块化设计

1　引言

目前国内经济形势出现下行趋势，煤炭行业由于国内采煤技术的自动化程度越来越高，进口煤的价格越来越低，煤炭的产能过剩问题这几年来尤为严重，并且随着人们环保意识的逐渐提升以及国家对环境的问题的越来越重视等因素影响，煤炭行业已处于行业的低谷期，与之配套的矿用设备生产厂家也受影响。

组合开关是煤矿综采面集中控制的中心，重要程度尤为明显，所以煤矿生产是离不开组合开关的，组合开关在市场上种类繁多，多为由不同回路数的单个隔爆箱体组成，不同回路数就需要不同尺寸和形式的防爆箱体，由于外壳种类繁多，在目前经济形势下对开关生产厂家带来成本上的问题，所以为解决目前困境，生产一种低成本高效率的组合开关很有必要。

2　研究中解决的关键问题

2.1防爆外壳的设计

根据外壳模块化的思路以及实际组合开关的需求运用情况，我们将箱体以4个回路做为一个基本单元称为一个主箱体，往上再拼接一个副箱体变为8回路组合开关，依次类推。如图1所示。每个箱体的两端我们设计成带螺纹孔的法兰，根据不同需要可以拼接副箱体或者进线端板或者出线端板，每个箱体之间都是通过8.8级M12的内六角螺钉连接，进出线端板也是通过内六角螺钉与箱体连接。当组合开关生产厂家接到订单后如果从零开始制造的话制造周期太长，往往影响交货日期，采用拼接式的箱体形式厂家在生产过程中只需对主副箱体进行一定数量的备料，接到订单后根据具体合同的回路数拼接不同的箱体，根据不同电压等级再进行喷漆，从而大大缩短了整个隔爆外壳的生产周期，并且这种外壳兼容3300V以及1140V和660V的不同电压等级，厂家在接到订单后根据技术协议只需对进出线端板进行单独加工安装即可，所以在生产过程中大大减少了备料繁多的麻烦，对于成本控制以及生产过程带来了极大的提高帮助。

外壳采用提升式快开门设计，快开门正对驱动单元模块，为后期维护带来了巨大的便利。主箱体布局有主控单元，辅助电源模块，上部有隔离换向开关，每个隔离有状态显示窗口，能够通过指示灯清晰得知晓隔离运行状态，主箱体上部设有顶盖，通过螺丝连接，方便拆装和对箱体内的元器件进行维护，副箱体布局大体和主箱体类似，只是少了主控单元和辅助电源模块。

图1　12回路电缆连接器组合开关壳体

由于全国南北矿的接线方式不太一样，这种外壳形式给矿方多种接线方式的选择，根据实际需求选择合适的接线方式，连接器亦或喇叭嘴。

2.2闭锁联锁机构的设计

根据3836.1-2010的要求，组合开关应设计配备闭锁联锁装置，针对这种分体式的隔爆箱体我们设计了一种随箱体随意组合的闭锁形式，主副箱体之间的闭锁杆靠螺纹加活动连接装置连接，在箱体拼接的同时，闭锁机构也能跟着连接上，如图2所示为剖切面的闭锁投影视图。

这种闭锁保证断电情况下快开门才能开启，并且隔离手柄和电源手柄无法打动，只有当快开门关上以后，方可实施操作，保证操作人员的安全和禁止带电开盖。

2.3辅助电源的模块化设计

由于矿方一般对工作面有照明需求，所以开关要配备辅助电源的模块，一般大容量的变压器体型笨重，直接安装在箱体内的话维修极为不便，对此我们设计了一种小车式的辅助电源模块，将变压器和辅助电源综保做成一个可自由进出的小车模块，综保部门设计成抽屉式结构，真正做到模块化中的模块化，保证后期维护无障碍，如图3所示。