矿用隔爆开关结构原理及安装维护

鲁海燕

（晋能控股煤业集团白洞矿业公司，山西 大同 037031）

引言

矿用隔爆型开关被广泛应用于井下采掘工作面中，其一端主要通过高压电缆与配电点高压开关、变压器等供电设备连接，另一端利用高低压电缆与采掘工作面设备连接，实现工作面机电设备停送电。隔爆开关具有保护装置齐全、隔爆性能强、结构简单、便于操作维护等优点，但是在煤矿实际生产过程中，由于操作人员或检修人员对隔爆开关结构组成、工作原理了解不到位，导致误操作现象严重，以及开关设置参数不准确等，或者开关在安装时安装技术不到位、检修维护水平差等，大大降低了隔爆开关安全及稳定性能，严重影响着煤矿井下安全供电[1]。

1 KBZ 型隔爆开关结构组成及主要技术参数

1.1 结构组成

KBZ 型隔爆开关主要由金属外壳、电流表、电压表、按钮、接线腔、接线口、手动把手、断路器、保护控制器、变压器、阻容吸收器、电抗器、熔断器等部分组成[2]。具体介绍如下：

1）隔爆开关金属外壳主要由钢材焊制而成，金属壳分前、后两部分，且采用止口式开启方式，利用外壳上安装的手柄将前盖上移至限位处时即可打开开关。

2）在隔爆开关前盖内安装各类保护及电流、电压表，并利用按钮控制，前盖上预留显示口，通过显示口观察显示屏显示的各类技术参数。

3）隔爆开关上部为接线腔，在接线腔内布置四个接线柱，可实现一路输入供电、三路输出供电；断路器安装在接线腔内，可在轨道上滑动，从而实现过负荷断电的目的。

4）保护器安装在隔爆开关箱体底部，保护器属于整体结构，通过插件与各类电气配件连接供电。保护器外壳为全封闭金属壳，具有防尘、隔热、防水等功能，保护器主要结构包括信号控制板、两个（1J、2J）继电器及检漏板等[3]。

1.2 主要技术参数

以井下常用的660 V 矿用KBZ（1140/400）型隔爆开关为例，其各类技术参数如表1 所示。

表1 矿用KBZ（1140/400）型隔爆开关主要技术参数

2 隔爆开关各类保护工作原理

2.1 过载保护原理

隔爆开关在使用过程中，当开关接入的大功率设备运行电流较大时，隔爆开关内部变换器对输入电压进行分压并进行对比分析，及时在信号板上进行过载报警提示，同时利用端子将托扣板电路导通，以及断开欠压线圈电流，断路器脱扣及时分闸，从而实现过载保护的目的。

2.2 漏电保护原理

正常供电状态下隔爆开关绝缘电阻大于120 kΩ，此时漏电保护装置内三极管处于导通状态，继电器完全吸合，从而使开关处于合闸状态，当出现漏电后开关三相绝缘电阻低于120 kΩ，此时继电器无法吸合，欠压线圈断电隔爆开关出现跳闸动作[4]。

2.3 短路保护原理

当隔爆开关接入的机电设备或供电线路出现短路故障时，开关对设备输出的电流是整定、额定电流的10 倍左右，此时欠压线圈电流及时被断开，同时发出闪灯报警。欠压线圈电流断开后，分励线圈电流被接通，断路器及时进行脱扣跳闸动作，从而进行短路保护。

2.4 欠压保护原理

当隔爆开关连接的负载出现欠压且欠压值低于额定值70%时，电源电压及时输入至二进制串行计算器内，并经过端子将欠压信号传送至锁存器内，断路器及时脱扣分闸，实现欠压保护动作[5]。

3 隔爆开关安装技术要求及常见故障处理措施

3.1 安装技术要求

1）隔爆开关在入井前必须对开关内部配件进行详细检查，并在地面对隔爆开关进行接电试验，确保开关内各类保护装置及配件完好。

2）隔爆开关入井后于指定地点进行安装，在复杂地段进行安装时必须保证开关安装牢固可靠，开关接地完好齐全，安装后开关前壳与后壳间隙不得大于0.3 mm，箱盖与接线法兰间隙不得大于0.35 mm，同时保证开关螺栓、连接件安装牢固可靠。

3）在积水区安装隔爆开关时，必须将隔爆开关安装在开关架上，隔爆开关安装后距离水面高度不得低于0.5 m；对于有顶板淋水区域的，隔爆开关必须有隔水、放水措施。

4）隔爆开关在使用过程中，电缆引入开关接线腔后接线口与电缆之间的间隙必须符合要求，电缆与腔体内接线柱连接位置必须准确，接线时电缆芯线与接线柱连接牢固可靠，芯线与接线柱接触面积不得低于接线柱曲面面积的80%。

5）隔爆开关严禁安装在高于40 ℃高温环境中，隔爆开关安装地点须风流通畅。在相对封闭的环境中必须安装瓦斯传感器，并定期对隔爆开关外壳及内部粉尘进行清理。

6）隔爆开关在使用时必须保证动力电缆、控制电缆安装位置正确，每天对隔爆开关进行一次跳闸试验，保证开关各类按钮灵活。

3.2 常见故障处理措施

矿用隔爆型开关常见故障类型及处理方法如表2 所示。

表2 矿用隔爆型开关故障类型及处理方法

4 结语

矿用隔爆型开关安全性能直接关系着煤矿供电稳定性，煤矿电气检修人员必须准确掌握隔爆开关结构组成、工作原理，严格按照技术要求进行设备安装，并对开关常见故障及时采取措施，只有这样才能保证隔爆开关稳定运行，降低设备故障率，提高煤矿供电效果。