煤矿综采组合开关的故障诊断与处理措施

刘洪福

摘要：文章介绍煤矿综采组合开关的结构特征，分析其工作原理和功能，并总结其比较容易出现的故障，在分析其原因之后提出了相应的处理措施，以供参考。

关键词：煤矿综采组合开关；故障诊断；处理

1引言

在目前煤矿井下所使用的机电设备数量在不断增多，为了确保其井下电力供应安全，目前主要采用的就是额定工作状态为工频3300V的交流供电系统，而且为了实现对电动机以及供电线路的保护，需要在其中进行矿用隔爆兼本质安全型组合开关来对三相交流电动机的启停以及双速切换进行控制。

2组合开关结构特征

在本文中所介绍的组合开关的箱体主要有钢板进行加工制作，不仅需要在长方形的支座上进行安装，还要确保其具有良好的密封性能，以及符合国家相关安全规定的本安性能以及防爆性能。其主要有主腔、接线腔、输入电缆连接器以及输出电缆连接器等组成。此组合开关的接线腔左前侧进行一组进线接线端子排的固定，而且还在侧面进行了控制回路引入装置的设置，而且在内部使用接线端子与组合开关进行连接。在其前侧板上还安装有可以对数据进行直接显示的各种输入和输出显示组件。在机芯架的后面进行可以对电流信号进行采用的电流互感器的安装。还通过接插件将控制电路和控制系统与组合开关进行连接。而其驱动单元则是通过轨道巷固定位置送入，实现控制对接的自动完善以及通过螺栓来对主回路进行固定。

3工作原理及功能

3.1工作原理

此类组合开关在运行时，主要是通过电流互感器来对三相电流进行检测，而且通过DSP系统来对二次侧电流进行采样、运算和处理，在上述处理之后可以实现对主回路的控制以及对电动机的保护。而且由于将阻容保护装置安装在每一个回路的输出端，还起到对主电路中由于过电压而对电机造成烧坏的问题进行避免。

3.2主要功能

首先是具有起动和停止的功能。在系统对主回路中的电流信号进行采集之后经过滤波来识别信号实现对开关运行状态的判断。如果其中的起动信号的线路出现短路故障，就会将中断命令发出并进行报警。如果在上述识别之后信号从启动变化运行且被控电路正常，就會发出起动命令并断开漏电闭锁检测回路以及闭合中间继电器、接通真空接触器实现电机的起动运行。而如果在对系统进行监测工作时发现中间继电器或者真空接触器故障，就会将真空接触器断开并使得电机停机。

其次是具有保护功能。在系统线路中的电流数值比整定数值大时，保护系统就会发出信号并将中间继电器和真空接触器断开，实现对供电线路和电机的保护。而过载保护则主要就是反时限特性，对过载保护时间、负载电流以及额定电流之间的关系进行反映。断相保护会在三相电路中的两相电流的有效值达到0.58倍且时间超过2min时将继电器、中间节电器以及交流接触器断开来保护供电线路和电机。过压和欠压保护则主要比较追葫芦电压值，且在满足条件时断开中间继电器、真空接触器以及主回路。漏电闭锁和后备保护就是则出现漏电问题时即便是收到起动命令也进行锁定，而且在系统故障时可以通过后备保护来进行跳闸信号的输出，通过前级开关分闸来讲线路断开并避免故障扩大。

最后是通讯及显示功能、试验功能等。通过以太网时间自动化网的信息通讯和远程监控，并显示故障信息。而且在开关处于试验位置可以检测其各项功能来方便维修。

4常见故障与处理

4.1 I/O电源短路故障

此故障主要表现在隔离无论在哪个位置都显示断开但是无法处理，且所有的回路都会提示漏电报警。这主要就是由于出现了I/O电源短路故障或者是出现了调理模块的问题。此时就需要下井进行检查，如果对问题模块下的电源指示灯检查并发现I/O指示灯闪烁时则说明是出现了此类故障。这就需要进一步检查I/O板的连接线，检查结果表明要是由于没有进行I/O板的安装，而且在DSP保护单元腔内进行连接线的裸露放置导致在检修时碰到而导致I/O与外壳接触而导致的短路。需要对其进行绝缘处理来恢复正常。

4.2 DSP系统多个模块烧坏故障

此故障主要表现在对C回路进行启动时出现DSP单元腔内的所有的与I/O电源有关的模块被烧坏的现象。这主要是由于井下运行环境中的湿度比较大而降低了开关的绝缘性能，加之在进行通电之前也没有开展绝缘检查工作，导致在启动回路时出现拉弧现象而将其中的控制线烧坏，这也会导致控制线中穿入高压并将模块以及隔离上的控制接点烧坏。此时就需要对开关使用照明灯来进行烘烤来实现开关内元器件绝缘性能的提高，而且还需要对故障点进行寻找来从源头上彻底处理故障。还要在检查硬件并保证其正常之后再对模块进行逐一检测。

4.3先导模块故障

此故障主要表现在对某一回路能检测到二极管反向信号，但检测不到二极管正向启动信号；对某一回路既检测不到启动信号，也检测不到反向信号。针对此问题可以剪去模块上的对应回路先导用的开关管（AQW212）的5脚，若仍检测不到二极管正向启动信号，更换先导模块，若急于生产，可将该回路改为程序起，但不可与其它回路相冲突。更换先导模块。

4.4开关显示电压过高的故障

此问题主要表现在开关的显示电压为3800V，而且电流的显示数值为正常的两倍，并且出现了短路以及过载等故障报警。此问题主要是由于供电系统的电压偏高或者是TV电压互感器出现了故障。或者是出现了调理模块问题或者是电源模块问题等原因。此时就需要对供电电压进行检查以及对TV输出电压进行测量来检查其是否正常。如果正常就需要对调理模块进行更换，此时如果仍然出现故障就需要对电源模块进行检查，针对其输出低的问题进行电源模块的更换。

5结语

目前需要通过矿用隔爆兼本质安全型组合开关的应用来满足综采设备供电和控制要求。且在目前组合开关综合数字化处理技术来向更高的技术水平发展和提高的同时，针对其容易出现的故障问题进行快速解决和预防，实现对电动机和供电线路的保护以及确保煤矿综采工作面的高效和安全生产与运行。

参考文献

[1] 祁美华，侯姗. 煤矿综采组合开关的故障诊断与处理[J]. 信息记录材料，2018，v.19（04）：11-13.

[2] 瞿锦奎. 基于PLC的矿用高压组合开关控制系统研究[D].西安科技大学，2017

（作者单位：国家能源集团神东榆家梁煤矿）