礦用隔爆開關整定及故障處理分析

閻振奇

（西山煤電集團西曲礦，山西 古交030200）

1 西曲礦28301運輸順槽概況

西山煤電集團西曲礦28301運輸順槽位于北三盤區中部，北臨已回采的28302工作面（幫對幫16m），南臨已回采的28406工作面（幫對幫16 m），西臨西983運輸大巷。

28301 運輸順槽設計長度為1 500 m，巷道斷面規格為寬×高=4.5 m×3.5 m，巷道掘進煤層為8號煤層，煤層平均厚度為4.2 m，巷道采用EBZ260型掘進機掘進，掘進機切割電機功率為260 kW，液壓電機功率為160 kW，掘進機寬度為3.2 m，高度為2.0 m，長度為12 m，掘進機采用KBZ-1400型饋電開關進行供電，供電電壓為1 140 V，截止目前28301巷已掘進500 m。

28301 運輸順槽在前期掘進過程中KBZ-1400型饋電開關經常出現故障，導致工作面掘進機無法正常使用，不僅降低了巷道掘進效率，增加了掘進工作面機電設備維修費用，而且嚴重威脅著巷道掘進安全。對此，西曲礦機電科通過技術研究對KBZ-1400型饋電開關進行合理的綜合保護整定，以及對常見故障采取有效的預防措施。

2 KBZ-1400型饋電開關結構及原理

2.1 結構組成

1）KBZ-1400型饋電開關隔爆開關主要是由開關小車及隔爆箱兩個主要機構組合而成，隔離箱是由：箱體、箱門、后蓋板、接線腔、底架組成。隔離箱設計為長方形，在箱體中間安裝隔板，這樣箱體就形成前、后兩箱腔，后箱腔又被橫隔板分為上、下兩室。在中間隔板的上方安裝6個隔離插銷的插座，后腔上室安裝3個，后腔下室安裝3個，后腔下室還安裝1個高壓電纜喇叭嘴及2個低壓電纜喇叭嘴[1-2]。小車安裝在箱體的前腔，并通過開關底板的護軌進行行走。開關的前腔板安裝一套撥臂機構，這樣可以做分合隔離插銷的操作。開關前腔右側板上安裝斷路器的分合閘軸及閘柄，同時設計人員在箱體的前腔左、右側板上安裝觀察窗，方便檢修人員觀察開關隔離插銷是否分合到位。

2）KBZ-1400型饋電開關顯示屏能夠全天對開關的實時電壓、電流、負荷側阻值進行顯示，同時開關前面板上還安裝“漏電”、“照明”、“復位”按鈕。機芯是隔離開關的心臟，機芯的下方安裝開關的小車，小車上裝有電流互感器、電壓互感器、數據采集器、真空斷路器、綜合保護器、隔離插銷頭等部件。機芯與箱體二次側的控制線是通過插線板進行連接。

2.2 綜合保護原理

KBZ-1400型饋電開關正常啟動后，綜合保護器接入電源，此時如顯示亂碼或無顯示，則保護裝置存在故障；如保護器運轉正常且顯示開關的電壓、電流、阻值等數值時，說明開關負荷側的線纜正常；如保護器正常運轉但顯示故障代碼，說明開關負荷側的線纜存在故障，此時綜合保護裝置將下達拉閘命令，開關斷開負荷側電纜的電源后保護裝置監測是否切斷電源，如保護裝置監測未切斷電源則顯示“未分閘”，如下頁圖1所示。

3 開關耐壓試驗與整定

3.1 耐壓試驗

高壓耐壓試驗主要是為了檢測主絕緣的耐壓強度，尤其針對主絕緣系統中局部絕緣出現的缺陷，使用開關前必須要做耐壓試驗。

1）在進行耐壓試驗時，需將開關主回路中的壓敏電阻引線、電壓互感器拆除，再綜合將保護器的插座拔出。在做耐壓試驗前如檢測到系統絕緣阻值較低時，對絕緣電阻低溫烘烤進行預熱，也可以采取將絕緣電阻放于太陽下熱曬的方式來提高絕緣電阻溫度。

2）施工人員通過將30 kV的高壓接入高壓回路及斷路器的滅弧室的觸頭斷口處，時間不得小于1 min，如高壓回路及觸頭斷口處未出現擊穿，則證明該線路滿足生產需求。施工人員可以用螺栓將電壓互感器及壓敏電阻恢復到最初狀態。

圖1 KBZ-1400型饋電開關綜合保護原理示意圖

3.2 綜合保護整定

1）過載保護：過載電路可以根據實際電纜的負荷進行調節，通常電流值為開關額定電流的0.2～1.4倍，負載電流警戒值要大于電流整定值的1.1倍。若開關監測到負載電流時，綜合保護器自動啟動反時限延時保護，負載電流越大，反時限延時越短。

2）漏電保護：為了確保漏電保護裝置發揮最大的保護作用，保護動作值要高于開關的三相接地電流、低于最大單相接地電流。漏電延時的動作可以根據實際生產需求調整為0.1 s、0.5 s、1 s、1.5 s、2 s、2.5 s、3 s，檢修人員按照最小值原則進行投入[3-4]。為了上下級開關的保護器相互配合對供電線路漏電進行管控，根據設計可以在漏電保護的基礎上增加延時。

4 常見故障及處理措施

1）開關保護裝置的分合閘功能正常，但斷路器無法電合。檢修人員首先要對開關的控制回路及分合閘繼電器進行檢查，查看分合閘電機是否正常及閉鎖轉盤指針是否合到位。如發現控制回路存在故障，需及時安排檢修人員進行檢修，如故障在電機、中間繼電器或控制繼電器發生故障，需及時安排檢修人員進行更換。

2）手動、電動合閘斷路器均為動作。檢修人員要首先對斷路器小車的閉鎖機構進行檢查，確定是否為機械故障。如發現開關的鎖扣機構銹蝕、潤滑性差導致機構卡住，需及時安排檢修人員進行檢修；如發現開關的鎖扣機構磨損嚴重或失靈，需及時安排檢修人員進行更換。

3）斷路器手動合閘正常、電合失效。出現這些故障的主要原因為控制回路的線路出現故障或分合閘電磁鐵損壞。檢修人員利用萬用表對控制回路進行檢查或電磁鐵損壞。

4）主回路或綜合保護器故障。針對這種情況，檢修人員主要是除了對饋電開關及線纜進行檢查外，還需對外殼接地、三相電抗器進行檢查，此外還可以通過更換保護裝置進行判斷。

5）保險燒壞。當供電負荷出現短路或過載時，控制回路會產生較大的電流，大電流會直接將保險燒壞。因此，檢修人員需針對不同的負荷進行檢查，發現是否有電流較大的線路并查明電流大的原因。

5 實踐效果

通過對28301運輸順槽內安裝的KBZ-1400型饋電開關進行合理的綜合保護整定，以及采取了合理有效的處理措施，在后期掘進過程中饋電開關故障率由原來的16%將至5%以下，饋電開關維修費用減少了42萬元，保證了巷道安全快速掘進，取得了顯著應用成效。