一种煤矿供电电流保护装置的设计分析与应用

智焕梅

（山西大同煤矿集团云冈矿供电队，山西 大同037017）

1 项目背景

在煤矿供电系统的供电电缆铺设好后，为了使其成为一个连续的线路，各段线必须连接为一个整体，这些连接点就称为电缆接头，电缆线路中间部位的电缆接头称为中间接头，而线路两末端的电缆接头称为终端头，电缆接头是用来锁紧和固定进出线的装置，现有的电缆接头将进线和出线连接好后直接放置于外部，较易于造成线缆起火。在同煤集团云冈矿的供电系统当中，采用了一种供电线缆接头保护装置，在该供电线缆接头保护装置当中通过在保护盒主体的第一进口和第二进口处设置堵燃层，减少了电缆接头起火后的蔓延。从云冈矿供电系统的应用实践来看，该种供电线缆接头保护装置中线缆较易于产生晃动，造成电缆接头的松动漏电，且装置内的电缆接头较易于受水汽和灰尘的影响，造成供电系统的不稳定。因此，设计一种新型的煤矿供电电流保护装置。

2 新型煤矿供电电流保护装置的设计分析

2.1 新型煤矿供电电流保护装置结构

针对云冈矿以往供电线缆接头保护装置存在的不足，设计了一种新型煤矿供电电流保护装置，可以有效解决供电线缆接头保护装置中线缆较易于产生晃动，造成电缆接头的松动漏电，且装置内的电缆接头较易于受水汽和灰尘的影响的问题。该新型煤矿供电电流保护装置结构如图1所示[1-2]，其剖视图如图2所示，主要包括1基座、2线缆、3盖板、4固定管、5引导圈、6固定孔、7通气孔、8吹气管、9卡圈、10卡板、11防潮板、12卡座、13避让槽、14螺纹管、15螺纹杆、16滑轨、17固定板、18垫板等部件。

图1 新型煤矿供电电流保护装置结构示意图

图2 新型煤矿供电电流保护装置结构剖视图

在该新型煤矿供电电流保护装置当中，两组线缆中位于左侧的线缆右端和位于右侧的线缆左端均伸入到基座内并通过电缆接头相互电连接，基座的底部内壁分别与四组固定管的底端固定连接，固定管的顶端与盖板的下表面相接触，盖板的表面均匀开设有四组固定孔，四组固定孔分别位于四组固定管的正上方，盖板与固定管之间通过螺钉固定连接，盖板的下表面固定连接有引导圈，引导圈的内壁与多组固定管中位于左后侧的固定管外表面的顶部相接触，盖板的中部均匀开设有多组通气孔，盖板的上表面与吹气管的底端焊接，吹气管位于多组通气孔的正上方，盖板上表面的左侧和上表面的右侧分别与两组卡圈的底部固定连接，卡圈的内壁与卡板的外表面卡接，卡板下表面与防潮板的顶部固定连接，防潮板底部与卡座的中部卡接，如下页图3所示。

图3 盖板结构示意图

从图4可知[3-4]，两组卡座的底部分别与基座底部内壁的左侧和右侧固定连接，防潮板的表面开设有避让槽，线缆穿过避让槽，基座前侧内壁的中部和后侧内壁的中部均焊接有螺纹管，基座的前侧和后侧均设置有螺纹杆，螺纹杆穿过基座并与螺纹管的内壁螺接，基座底部内壁的中部与滑轨的底部焊接，滑轨的中部分别与两组固定板的底部滑动连接，两组固定板中位于前侧的固定板背面和位于后侧的固定板正面均黏接有垫板，两组垫板分别位于线缆的前侧和后侧，该煤矿供电电流保护装置，通过螺纹杆和螺纹管与固定板和垫板的配合，使得煤矿供电电流保护装置对内部线缆的固定较为牢固，减少了线缆晃动造成的电缆接头松动，提高了煤矿供电电流保护装置使用的稳定性和安全性，转动两组螺纹杆，通过螺纹杆的外表面与螺纹管内壁的螺接，进而使得两组螺纹杆向基座内中部旋进，并使得螺纹杆推动固定板延滑轨滑动，直至两组垫板将线缆夹紧。

图4 新型基座内部结构示意图

同时，为了减少防潮板的晃动，卡圈使用弹性橡胶，且卡圈内壁的长度和宽度分别略小于卡板的长度和宽度，进而使得卡板与卡圈之间的卡接较为稳固。

吹气管的顶端与橡胶软管的底端连通，橡胶软管的顶端与分流管外表面的底部连通，基座的外表面设置有防锈涂层，且基座的底部均匀开设有多组出气孔，分流管外表面的顶部连通设置有吹风机，使用过程中，吹风机定期向分流管内输入气流，气流穿过吹气管和通气孔进入到基座内，并从基座底部的出气孔流出，并将基座内的颗粒物吹走。

为了减少线缆外表面的磨损，并且对线缆起到阻燃作用，提高煤矿供电电流保护装置使用的安全性，垫板为弹性橡胶板，进而使得垫板与线缆之间的接触为弹性接触，垫板对线缆起到缓冲和保护作用，且垫板内添加有阻燃剂，垫板的长度略小于基座内的长度，进而垫板能够减缓电缆接头起火后的燃烧。

2.2 工作原理

该新型煤矿供电电流保护装置接线时，将盖板取下后从基座的左、右两侧分别伸入两组线缆，并在基座内完成两组线缆的连接，然后转动两组螺纹杆，通过螺纹杆的外表面与螺纹管内壁的螺接，进而使得两组螺纹杆向基座内中部旋进，并使得螺纹杆推动固定板延滑轨滑动，直至两组垫板将线缆夹紧，然后将盖板放置于固定管的顶部，并使得多组固定管中位于左后侧的固定管穿过引导圈，然后使用螺钉穿过固定孔，并将盖板和基座固定，接着将防潮板从盖板的顶部穿过卡圈，直至防潮板的底部与卡座的底部内壁相接触，同时卡板卡入到卡圈内，完成接线操作，多组煤矿供电电流保护装置的吹气管所连通的橡胶软管均与一组分流管连通，使用过程中，吹风机定期向分流管内输入气流，气流穿过吹气管和通气孔进入到基座内，并从基座底部的出气孔流出，并将基座内的颗粒物吹走，且定期对防潮板进线更换。

2.3 技术优势

与现有装置进行技术对比，该新型煤矿供电电流保护装置，具备以下技术优势[5]：

1）该煤矿供电电流保护装置，通过螺纹杆和螺纹管与固定板和垫板的配合，使得煤矿供电电流保护装置对内部线缆的固定较为牢固，减少了线缆晃动造成的电缆接头松动，提高了煤矿供电电流保护装置使用的稳定性和安全性，通过吹气管与通气孔和出气孔的配合，减少了煤矿供电电流保护装置内灰尘的堆积，提高了线缆使用的安全性。

2）该煤矿供电电流保护装置，通过基座内设置有防潮板，减少了水汽对煤矿供电电流保护装置内线缆的影响，通过垫板为弹性橡胶板，且垫板内添加有阻燃剂，减少了线缆外表面的磨损，并且对线缆起到阻燃作用，提高了煤矿供电电流保护装置使用的安全性。

3 新型煤矿供电电流保护装置应用效果

该新型煤矿供电电流保护装置完成设计后，由大同煤矿集团机电开发公司完成装置的生产，并在云冈矿的供电系统供电线缆接头处进行了大范围的应用。从近一年来的应用情况可知，在该新型煤矿供电电流保护装置当中，线缆固定非常稳定，不会轻易发生晃动，装置内灰尘的堆积较小，无一起电线缆接头因素导致的线缆起火安全事故，该新型煤矿供电电流保护装置使用的稳定性和安全性较好，有效提高了线缆使用的安全性。新型煤矿供电电流保护装置的研制与应用是合理与成功的，为企业创造了较好的安全效益和经济效益。