礦井局扇風機供電線路語音報警裝置的研究應用

郭喜敏　賈松偉　董安華　劉城剛

【摘 要】為防止地面和井下變電所控局部扇風機的高低壓開關故障跳閘后，能及時提醒變電所值班人員，盡快恢復送電或采取相應的有效措施，把停電影響局部扇風機運行的時間縮到最短，在控局部扇風機的供電線路上加裝了語言報警裝置，收到了良好效果。

【關鍵詞】局扇；語音報警；應用

礦井通風設施，是保證礦井安全，改善礦工作業環境的重要舉措之一，特別是井下局部扇風機的供電設備和線路一旦發生故障，會造成風機停運而導致 CH4聚集或超限，“瓦斯超限就是事故”，就會危及礦井安全和礦工的人身安全。為防止變電所控局部扇風機的高低壓開關故障跳閘后，能及時提醒變電所值班人員，盡快恢復送電或采取相應的有效措施，把停電影響局部扇風機運行的時間縮到最短，我對變電所的高低壓開關和裝語言報警裝置的技術原理及實際應用進行了分析和研究，然后根據各生產廠家制造的高低壓開關的技術特點，在變電所控局部扇風機的高低壓開關上加裝了語言報警裝置，收到了良好效果。

一、報警裝置構造原理及研制

（一）語言報警裝置的基本構造及原理

KXB127礦用隔爆兼本安型語音報警器適用煤礦井下有瓦斯、煤塵爆炸危險的場所，該報警器除了燈光指示功能還具有語音提示。其技術指標符合最新的《煤礦安全規程》的規定要求。本報警器一體兩腔，分隔爆腔和本安腔。隔爆腔中裝有電源變壓器及電路板；本安腔裝有指示發光管和揚聲器，電路采用集成化，CPU程序控制。 本報警器有二種工作狀態：一是待機狀態，二是報警狀態。待機時綠燈常亮，報警時紅燈亮，揚聲器發出的警示語。 常開觸點閉合，報警器內部的程序控制器CPU驅動報警器工作，紅燈亮并發出語音提示聲音。供電電壓：AC127V，工作電流：0.2A。

（二）報警裝置在實際中的研制及應用

具體思路是：依據廠家所控局部扇風機低壓饋電開關的工作原理、機械結構的動作特性，原則上不改變原開關“分”“合”閘的電動性能和手動性能，不改變電氣原理，不改變原電氣線路，不影響故障脫扣和試驗跳閘。在這個前提下加裝或改進低壓饋電開關內輔助開關的無源常閉接點，對接于語音報警裝置的回路，從而實現與真空斷路器“分”“合”閘的同步性，而且是獨立點電氣回路。

二、報警裝置在井下變電所低壓饋電開關上的對接和應用

（一）KBZ-400型低壓饋電開關的基本構造和工作原理

基本構造

殼體：采用快開門方殼結構。殼體右側有機械閉鎖裝置、手把開關等；殼體左側有開門和關門之用的鉸鏈；電纜引入、引出之用的接線箱，兩側各有兩只可供90mm2電纜引入和引出的喇叭口；前側有六只可供信號電纜引入和引出的小喇叭口。殼體內部為手車式本體，本體前部固定有斷路器、中間繼電器零序電壓互感器等，本體后部固定有阻容保護、電源變壓器、零序互感器、電抗器等；殼體前面是門蓋，上面裝配有按鈕、智能化保護器、觀察窗等。

工作原理

開關合閘前：饋電開關對電網的電壓、對地絕緣電阻、漏電等情況進行檢測，當檢測值符合安全因素后才能進行合閘操作，否則綜合保護裝置將閉鎖開關合閘回路，使開關不能合閘。

開關合閘后：此時饋電開關實時檢測電網中的參數，若檢測到有漏電、絕緣降低、過載、短路、低電壓、斷相、瓦斯超限（與瓦斯斷電儀配合）等情況發生，保護裝置經過一定的延時后，發出保護指令，斷開饋電開關斷路器，同時顯示故障發生的原因，以備后查。

（二）報警裝置在低壓饋電開關上的對接

（1）徐州煤機廠產品

該廠開關內的輔助開關常開、常閉觸點已占滿，沒有閑置的無源接點，研究發現，原開關內輔助開關對面對稱位置可以加裝輔助開關，實現用無源接點安裝報警裝置，待請示廠家技術人員允許，并匯報我礦工程技術人員認可，從廠家直接購進原裝配件（輔助開關底座、動作刀片、輔助開關），經調試后已正常使用。

（2）濟源礦用廠家產品

濟源礦用開關內的輔助開關，有一組閑置的常閉接點，利用這一無源接點，可以作為“報警裝置”的無源接點所用，符合要求，構成語言報警裝置的獨立回路，現運行良好。

三、報警裝置在井下變電所高爆開關上的對接和應用

（一）PBG-400/6高爆開關的基本構造和工作原理

其構造可分為隔爆箱和小車兩部分。隔爆箱由殼體、箱門、后蓋、（兩塊）、接線腔等主要部分組成。殼體為長方形結構，中間有一隔板，將箱體分為前后兩腔。在前腔裝有機芯小車。真空斷路器、三相電壓互感器、母線式穿心電流互感器、壓敏電阻、微電腦綜合保護裝置、隔離插銷動觸頭等，裝在機芯小車上。在箱體中隔板上裝有6個插銷靜觸頭座和一個穿墻式九芯接線柱。后腔的高壓電纜引出口內側裝有一個零序電流互感器，底板上還裝有小出線嘴，用戶可以引出控制線，實現遠方控制。

工作原理

6kV三相電源從配電裝置的接線箱引入，經上隔離插銷、真空斷路器和下隔離插銷，再往后腔，下室的電纜口輸出到負載。真空斷路器既能電動合閘和分閘，又能手動合閘和分閘及手動緊急分閘。電動合閘回路：電壓互感器二次提供三相交流100V電壓，給斷路器智能控制器，給電容器組充電。當儲能指示燈亮時，表示電容器充電儲能已達規定操作電壓值，此時可操作合閘按鈕SB1，合閘線圈通電，斷路器合閘，合閘指示燈亮，顯示器顯示“合閘”字樣，合閘后線圈迅速斷電，永磁保持在合閘狀態。

電動分閘回路：處于合閘狀態的斷路器，如果操作分閘按鈕SB2，分閘線圈通電，斷路器分閘，分閘指示燈亮，顯示器顯示“分閘”字樣，分閘后分閘線圈迅速斷電，永磁保持在分閘狀態。

（二）報警裝置在濟源華宇PBG高爆開關上的對接

PBG高爆開關的真空短路器同步“分”、“合”的輔助開關，有閑置的常閉接點，開關本體26孔過渡插頭，也有閑置的，利用26孔過渡插頭沿開關器壁原控制線路路徑，經九心接線柱引入后腔（負荷側出線室），構成報警裝置的控制回路，經調試合格，現運行正常。

四、報警裝置在地面變電所高壓開關柜上的對接和應用

（一）KYN—28A高壓開關柜的基本構造和工作原理

基本構造：開關設備為鎧裝式金屬封閉結構，由柜體和可抽出部件（中置式手車）兩部分組成。柜體分成手車室、主母線室、電纜室、繼電器儀表室。

工作原理：手車推入時，先用手向內側撥動鎖桿與手車托盤解鎖，接著將斷路器小車直接推入斷路器小室內，松開雙手并鎖定在試驗/斷開位置，此時可對手車進行推入操作。插入手把，即可搖動手車至工作位置。手車到工作位置后，推進手柄即搖不動，同時伴隨有鎖定響動聲，其對應位置指示燈亦同時指示其所在位置。旋轉操作按鈕即可對高壓開關柜進行合閘或分閘。保護動作分閘電路：當過載、短路、漏電等任一保護動作時，微機綜合保護器執行繼電器的常開觸頭將分閘線圈接通，斷路器分閘。

（二）報警裝置在地面6KV變電所高壓開關柜上的對接

開關內的輔助開關接點是“三開” 、“三閉”式，有多余的閑置常閉接點，且額定電壓為250V，外接額定電壓為220V的電源，符合要求，屬于獨立回路，加裝報警裝置后，現運行良好。

五、使用效果

通過語音報警裝置在地面6KV變電所，井下井底02#變電所、東三3#變電所、東延伸軌道底變電所、西區1#變電所風機專用供電開關上的安裝使用，大大縮短了局扇風機斷的電時間，徹底消除了過去因風機開關跳閘后送電不及時，造成CH4聚集或超限的不安隱患。目前礦井局扇線路語音報警裝置已廣泛應用于井下各個安裝有局扇風機的供電開關上，通風系統的安全系數大大提高，確保了礦井的安全生產。