KDG15型控制開關在機載斷電系統中的改造運用

張 磊

(潞安環能股份公司 常村煤礦，山西 長治 046102)

隨著常村煤礦470水平的開采，各采掘工作面瓦斯的涌出量顯著增加，因此必須對各采掘工作面機組附近的瓦斯進行不間斷的有效監測，并能及時實現瓦斯超限報警閉鎖機組生產用電。但目前我礦綜采面和掘進面的機載斷電儀使用時間較長，設備性能下降，在使用過程中故障率較高，并且470水平的各采區工作面都為邊遠地區，從井上到工作面所用時間基本在2 h以上。一旦邊遠地區工作面的機載斷電儀發生內部元件故障，更換元器件、恢復斷電儀正常監測所需時間過長，嚴重影響礦井安全生產效率。我礦KJ95N監測監控系統升級改造完畢后，退下來幾十臺KDG15型控制開關及不間斷供電電源。因此，本文利用KDG15型控制開關代替原來的機載斷電儀，和不間斷供電電源、甲烷傳感器設計組成了一套礦用機載斷電儀的備用瓦斯超限斷電閉鎖系統，備用在各采區工作面，既能在工作面的機載瓦斯斷電儀發生故障后，及時更換為備用瓦斯斷電系統對機組附近的瓦斯濃度進行監測，縮短故障處理時間，提高工作面安全生產效率，也能減少機載斷電儀設備備件的投入，節約資金。

1 礦用機載斷電儀斷電控制原理

礦用機載斷電儀所攜帶的甲烷傳感器，由機載斷電儀輸出的本安18 V直流供電。當傳感器周圍環境中甲烷的濃度超過設定的斷電值后，甲烷傳感器給斷電儀的信號處理CPU輸入控制電信號，經CPU處理后發送電信號給斷電儀中的內置繼電器，發出一個斷電指令給被控機組，瓦斯電閉鎖生產用電；當甲烷濃度下降到設定的復電值后，甲烷傳感器無控制電信號輸入，斷電儀的斷電指令解除，被控機組恢復生產用電(見圖1)。

圖1 礦用機載斷電儀斷電控制原理

2 KDG15型控制開關工作原理

KDG15型遠程控制開關是一種用于遠距離控制設備的開關，同時帶有饋電狀態檢測功能，能反映被控設備的狀態。 KDG15型控制開關電源輸入為本安直流12～18 V，電流不大于 200 mA，當有控制信號(本安信號)輸入時，本安信號(高電平信號：輸入電壓不小于直流3 V，低電平信號：不大于直流0.7 V)通過控制回路使繼電器輸出接點相應動作(常開：控制輸入為低電平或無供電電源時，輸出接點斷開)，控制被控設備的開(停)。同時還可通過檢測被控設備380～1 140 V 交流電壓的有無，輸出被控設備有電、無電的本安信號。原理結構框圖，如圖2。

圖2 原理結構框圖

KDG15型控制開關的接線端子及引出線功能如圖3所示。其本安側的供電、控制輸入、饋電檢測輸出信號用一根電纜通過本安側接線嘴引入，按圖3左側所示接到對應接線端子上。其中控制輸入端的接法(高電平信號輸入時遠控開關動作)，要將控制輸入“-”和電源“-”相連，外部控制輸入接本機控制輸入“+”，具體接法如圖4所示。

圖3 KDG15型遠程控制開關接線

圖4 接線方法

3 系統工作原理及接線圖

如圖5，機組127 V交流輸入，進入KDW65A本安直流穩壓電源的輸入端，經整流電路和本安處理后，穩定地本安輸出18 V直流電，給KDG15型控制開關和甲烷傳感器(供電電壓為18 V)同時供電；當機組閉鎖停機，無127 V交流電輸入時，KDW65A本安直流穩壓電源中的蓄電池貯存的電能通過本安處理后，穩定地輸出18 V直流電，給KDG15型控制開關和甲烷傳感器供電，實現工作面甲烷傳感器和控制開關的不間斷供電。

工作面機組附近甲烷濃度達到報警值0.8%時，甲烷傳感器聲光報警提醒工作人員采取相應措施；工作面機組附近甲烷濃度達到斷電值1.2%時，甲烷傳感器處于斷電輸出低電平狀態，輸出一個電壓小于0.5 V的電壓信號給KDG15型控制開關，KDG15型控制開關接收到控制信號輸入后，通過控制回路使繼電器輸出接點相應動作(常開點打開)，閉鎖機組生產電源。工作面機組附近甲烷濃度低于報警值0.8%時，甲烷傳感器處于正常狀態輸出電壓信號(高電平不小于3V電壓)給KDG15型控制開關，KDG15型控制開關輸出相應動作(常開點閉合)，機組電源解除閉鎖狀態。當甲烷傳感器故障或無供電電源輸入時，甲烷傳感器無輸出電壓信號(電壓為0)給KDG15型控制開關，即KDG15型控制開關相當于接受到低于0.7 V的低電平信號，KDG15控制開關控制回路繼電器輸出接點常開，故障閉鎖機組生產電源。

具體斷電控制接線，如圖5。

圖5 斷電控制接線

4 結 語

由KDG15型控制開關、KDW65A本安直流穩壓電源及甲烷傳感器組成的工作面機組瓦斯超限閉鎖備用系統，已在我礦井下多個采掘工作面實施，使用效果良好，有效提高了各采掘工作面的安全生產效率，減少了相應設備資金投入。