礦用隔爆開關結構原理及安裝維護

魯海燕

（晉能控股煤業集團白洞礦業公司，山西 大同 037031）

引言

礦用隔爆型開關被廣泛應用于井下采掘工作面中，其一端主要通過高壓電纜與配電點高壓開關、變壓器等供電設備連接，另一端利用高低壓電纜與采掘工作面設備連接，實現工作面機電設備停送電。隔爆開關具有保護裝置齊全、隔爆性能強、結構簡單、便于操作維護等優點，但是在煤礦實際生產過程中，由于操作人員或檢修人員對隔爆開關結構組成、工作原理了解不到位，導致誤操作現象嚴重，以及開關設置參數不準確等，或者開關在安裝時安裝技術不到位、檢修維護水平差等，大大降低了隔爆開關安全及穩定性能，嚴重影響著煤礦井下安全供電[1]。

1 KBZ 型隔爆開關結構組成及主要技術參數

1.1 結構組成

KBZ 型隔爆開關主要由金屬外殼、電流表、電壓表、按鈕、接線腔、接線口、手動把手、斷路器、保護控制器、變壓器、阻容吸收器、電抗器、熔斷器等部分組成[2]。具體介紹如下：

1）隔爆開關金屬外殼主要由鋼材焊制而成，金屬殼分前、后兩部分，且采用止口式開啟方式，利用外殼上安裝的手柄將前蓋上移至限位處時即可打開開關。

2）在隔爆開關前蓋內安裝各類保護及電流、電壓表，并利用按鈕控制，前蓋上預留顯示口，通過顯示口觀察顯示屏顯示的各類技術參數。

3）隔爆開關上部為接線腔，在接線腔內布置四個接線柱，可實現一路輸入供電、三路輸出供電；斷路器安裝在接線腔內，可在軌道上滑動，從而實現過負荷斷電的目的。

4）保護器安裝在隔爆開關箱體底部，保護器屬于整體結構，通過插件與各類電氣配件連接供電。保護器外殼為全封閉金屬殼，具有防塵、隔熱、防水等功能，保護器主要結構包括信號控制板、兩個（1J、2J）繼電器及檢漏板等[3]。

1.2 主要技術參數

以井下常用的660 V 礦用KBZ（1140/400）型隔爆開關為例，其各類技術參數如表1 所示。

表1 礦用KBZ（1140/400）型隔爆開關主要技術參數

2 隔爆開關各類保護工作原理

2.1 過載保護原理

隔爆開關在使用過程中，當開關接入的大功率設備運行電流較大時，隔爆開關內部變換器對輸入電壓進行分壓并進行對比分析，及時在信號板上進行過載報警提示，同時利用端子將托扣板電路導通，以及斷開欠壓線圈電流，斷路器脫扣及時分閘，從而實現過載保護的目的。

2.2 漏電保護原理

正常供電狀態下隔爆開關絕緣電阻大于120 kΩ，此時漏電保護裝置內三極管處于導通狀態，繼電器完全吸合，從而使開關處于合閘狀態，當出現漏電后開關三相絕緣電阻低于120 kΩ，此時繼電器無法吸合，欠壓線圈斷電隔爆開關出現跳閘動作[4]。

2.3 短路保護原理

當隔爆開關接入的機電設備或供電線路出現短路故障時，開關對設備輸出的電流是整定、額定電流的10 倍左右，此時欠壓線圈電流及時被斷開，同時發出閃燈報警。欠壓線圈電流斷開后，分勵線圈電流被接通，斷路器及時進行脫扣跳閘動作，從而進行短路保護。

2.4 欠壓保護原理

當隔爆開關連接的負載出現欠壓且欠壓值低于額定值70%時，電源電壓及時輸入至二進制串行計算器內，并經過端子將欠壓信號傳送至鎖存器內，斷路器及時脫扣分閘，實現欠壓保護動作[5]。

3 隔爆開關安裝技術要求及常見故障處理措施

3.1 安裝技術要求

1）隔爆開關在入井前必須對開關內部配件進行詳細檢查，并在地面對隔爆開關進行接電試驗，確保開關內各類保護裝置及配件完好。

2）隔爆開關入井后于指定地點進行安裝，在復雜地段進行安裝時必須保證開關安裝牢固可靠，開關接地完好齊全，安裝后開關前殼與后殼間隙不得大于0.3 mm，箱蓋與接線法蘭間隙不得大于0.35 mm，同時保證開關螺栓、連接件安裝牢固可靠。

3）在積水區安裝隔爆開關時，必須將隔爆開關安裝在開關架上，隔爆開關安裝后距離水面高度不得低于0.5 m；對于有頂板淋水區域的，隔爆開關必須有隔水、放水措施。

4）隔爆開關在使用過程中，電纜引入開關接線腔后接線口與電纜之間的間隙必須符合要求，電纜與腔體內接線柱連接位置必須準確，接線時電纜芯線與接線柱連接牢固可靠，芯線與接線柱接觸面積不得低于接線柱曲面面積的80%。

5）隔爆開關嚴禁安裝在高于40 ℃高溫環境中，隔爆開關安裝地點須風流通暢。在相對封閉的環境中必須安裝瓦斯傳感器，并定期對隔爆開關外殼及內部粉塵進行清理。

6）隔爆開關在使用時必須保證動力電纜、控制電纜安裝位置正確，每天對隔爆開關進行一次跳閘試驗，保證開關各類按鈕靈活。

3.2 常見故障處理措施

礦用隔爆型開關常見故障類型及處理方法如表2 所示。

表2 礦用隔爆型開關故障類型及處理方法

4 結語

礦用隔爆型開關安全性能直接關系著煤礦供電穩定性，煤礦電氣檢修人員必須準確掌握隔爆開關結構組成、工作原理，嚴格按照技術要求進行設備安裝，并對開關常見故障及時采取措施，只有這樣才能保證隔爆開關穩定運行，降低設備故障率，提高煤礦供電效果。