煤礦電氣隔爆開關(guān)機械閉鎖裝置應(yīng)用

王 燕

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)大斗溝煤業(yè)公司，山西 大同 037031）

引言

煤礦電氣隔爆開關(guān)的閉鎖裝置必須能可靠地防止擅自送電，防止擅自開蓋操作，保證非專用工具不能輕易解除它的作用，即實現(xiàn)防爆電氣設(shè)備開門前必須切斷電源，隔離開關(guān)合閘后，門不能打開。目前一般的低壓隔爆開關(guān)大多是采用螺桿式閉鎖裝置，旋轉(zhuǎn)到隔離手柄一端時，前門可以打開，手柄不能合閘；旋轉(zhuǎn)到前門一端時，手柄可以操作，前門不能打開，以此實現(xiàn)前門與手柄之間的相互閉鎖功能[1]。但是，此種閉鎖裝置有兩個技術(shù)缺陷，一是只能滿足開關(guān)某一端的閉鎖，不能使前門和手把同時閉鎖。二是由于閉鎖螺桿較長又暴露在外，運輸過程中或平時操作過程中，很容易損壞螺紋或使螺桿彎曲變形，致使操作不靈活甚至失去閉鎖作用，威脅到安全生產(chǎn)。針對這一技術(shù)難題，大斗溝礦電氣隊通過技術(shù)研究，決定對井下KBZ 型電氣隔爆開關(guān)閉鎖裝置進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，安裝了一套由潞安集團(tuán)王莊煤礦設(shè)計的機械閉鎖裝置。

1 開關(guān)機械閉鎖裝置結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 裝置結(jié)構(gòu)

1）開關(guān)機械閉鎖裝置主要由旋鈕開關(guān)、法蘭、復(fù)位彈簧、閉鎖桿、換向開關(guān)操作手柄、固定螺栓、鎖定桿、鎖定孔、底座保護(hù)圈、旋轉(zhuǎn)軸、閉鎖選擇開關(guān)的固定螺栓孔、套管、閉鎖桿孔、指針部、鎖定桿孔、鎖定裝置、鎖舌等部分組成，如圖1 所示。

圖1 開關(guān)機械閉鎖裝置結(jié)構(gòu)示意圖

2）第一套管固定設(shè)置在隔爆開關(guān)外殼上，第一閉鎖桿安裝在第一套管內(nèi)部，其一端與隔爆開關(guān)前端蓋法蘭上的閉鎖孔配合，另一端與閉鎖選擇開關(guān)配合。

3）第一復(fù)位彈簧安裝在第一套管內(nèi)部，第一閉鎖桿安裝在閉鎖選擇開關(guān)上。換向開關(guān)閉鎖裝置主要由第二閉鎖桿、第二套管和第二復(fù)位彈簧等部分組成，其中第二套管固定安裝在隔爆開關(guān)外殼上，第二閉鎖桿安裝在第二套管內(nèi)且一端與換向開關(guān)操作手柄上的閉鎖孔配合，另一端與閉鎖選擇開關(guān)配合。

4）開關(guān)旋鈕圓周設(shè)置成四個弧形淺槽，其中第三弧形淺槽和第四弧形淺槽，第一弧形淺槽與第二弧形淺槽的連線、第三弧形淺槽和第一凹坑部的連線及第四弧形淺槽和第二凹坑部的連線全部經(jīng)過開關(guān)旋鈕中心。

5）底座保護(hù)圈上安裝兩個閉鎖桿，其端部分別穿過對應(yīng)的閉鎖桿孔；其中，當(dāng)指針部指向標(biāo)志牌停電位時，兩個閉鎖桿的端部分別穿過位于底座保護(hù)圈上的閉鎖孔，設(shè)置在開關(guān)旋鈕上的第一弧形淺槽和第二弧形淺槽內(nèi)，第一弧形淺槽和第二弧形淺槽對閉鎖桿起到限位的作用，此時，閉鎖桿的另一個端部分別與隔爆開關(guān)前端蓋法蘭上和換向開關(guān)操作手柄上的閉鎖孔配合，使隔爆開關(guān)蓋不能打開，操作手柄不能進(jìn)行送電操作[2]。

6）當(dāng)指針部指向標(biāo)志牌的檢修位時，第一閉鎖桿的第一端部卡設(shè)在開關(guān)旋鈕上的第一凹坑部內(nèi)，第二閉鎖桿的第一端部卡設(shè)在第四弧形淺槽內(nèi)，由于第一凹坑部較深，則在復(fù)位彈簧的作用下，第一閉鎖桿的第二端部從隔爆開關(guān)前端蓋法蘭上的閉鎖孔退出，可以進(jìn)行開蓋檢修，第二閉鎖桿的第一端部卡設(shè)在第四弧形淺槽內(nèi)，其第二端部仍然卡設(shè)在換向開關(guān)操作手柄上的閉鎖孔內(nèi)，使換向開關(guān)操作手柄不能進(jìn)行送電操作。

7）當(dāng)指針部指向標(biāo)志牌的送電位時，第一閉鎖桿的第一端部卡固在開關(guān)旋鈕上的第三弧形淺槽內(nèi)，第二閉鎖桿的第一端部卡設(shè)在第二凹坑部內(nèi)，由于第二凹坑部較深，則在復(fù)位彈簧的作用下，第二閉鎖桿的第二端部從換向開關(guān)操作手柄上的閉鎖孔退出，可以進(jìn)行送電操作，第一閉鎖桿的第一端部卡設(shè)在第三弧形淺槽內(nèi)，其第二端部仍然卡設(shè)在隔爆開關(guān)前端蓋法蘭上的閉鎖孔內(nèi)，使隔爆開關(guān)不能開蓋。

2.2 裝置工作原理

1）正常工作狀態(tài)下若需要停機停電時，將旋鈕式閉鎖選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)至指針部指向“停電”位置，此時，端蓋閉鎖裝置和換向開關(guān)閉鎖裝置的閉鎖桿被開關(guān)旋鈕的凸緣推出，其另一端分別插入前門端蓋法蘭和操作手柄的閉鎖孔內(nèi)，使前門端蓋不能打開、操作手柄不能動作[3]。

2）如需要執(zhí)行“送電”操作時，將旋鈕開關(guān)順時針旋轉(zhuǎn)至指針部指向至“送電”位置，閉鎖桿的位置沒有發(fā)生位移，前門端蓋不能被打開。而閉鎖桿在復(fù)位彈簧作用下被推向旋鈕開關(guān)第二凹陷部，此時閉鎖桿平面端退出隔離換向開關(guān)的操作手柄的凹槽，解除隔離換向開關(guān)的操作手柄的閉鎖限制，操作手柄可以進(jìn)行停送電操作。

3）如需要執(zhí)行“檢修作業(yè)”操作時，將旋鈕開關(guān)逆時針旋轉(zhuǎn)至指針部指向“檢修”位置，此時閉鎖桿的位置沒有發(fā)生位移，閉鎖桿的平面端仍然插在隔離換向開關(guān)的操作手柄的閉鎖孔內(nèi)，隔離換向開關(guān)的操作手柄不能進(jìn)行停送電操作。而閉鎖桿在彈簧的作用下被推向閉鎖選擇開關(guān)的第一凹陷部，此時閉鎖桿的平面端退出隔爆開關(guān)前門端蓋法蘭的凹槽，解除對前門端蓋的閉鎖限制，前門端蓋可以打開，進(jìn)行設(shè)備的內(nèi)部部件檢修。

4）將鎖定裝置鎖定桿從鎖定桿孔推入旋鈕開關(guān)上的鎖定孔內(nèi)，則可以徹底防止擅自開蓋擅自停送電的操作，而其他非專用工具不能輕易解除它，只有執(zhí)行此項工作或持有該鎖定裝置專用鑰匙的人員，才能打開并操作開關(guān)設(shè)備，可從裝備上消除礦用開關(guān)存在的無“兩防”功能隱患。

3 裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點及實際應(yīng)用效果分析

3.1 裝置優(yōu)缺點

1）實現(xiàn)了煤礦井下電氣隔爆開關(guān)在停送電時開關(guān)前門與把手同時閉鎖，避免了傳統(tǒng)閉鎖裝置在停送電時無法同時閉鎖，造成人員誤操作觸電事故發(fā)生。

2）該裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、故障率低、閉鎖效果好，可適用于不同型號的煤礦電氣隔爆開關(guān)。

3）與傳統(tǒng)的閉鎖裝置相比，機械閉鎖裝置主要機械結(jié)構(gòu)安裝在電氣開關(guān)內(nèi)部，避免了井下淋水影響，保證了閉鎖性能同時降低了設(shè)備故障率。

4）該裝置在實際應(yīng)用時還存在一些不足，主要表現(xiàn)在以下兩方面：頻繁對開關(guān)進(jìn)行停送電時，機械閉鎖裝置內(nèi)的復(fù)位彈簧長期處于壓縮、復(fù)位狀態(tài)，導(dǎo)致彈簧彈性失效現(xiàn)象，降低了裝置閉鎖性能，需定期進(jìn)行更換；裝置安裝在開關(guān)內(nèi)部，一旦裝置出現(xiàn)故障后，在檢修時無法實現(xiàn)開關(guān)閉鎖斷電，需直接切斷供電電源。

3.2 實際應(yīng)用效果分析

為了驗證機械閉鎖裝置實際應(yīng)用效果，大斗溝礦電氣隊對井下采掘工作面KBZ120 A/200 A/400 A 型隔爆開關(guān)分別安裝了一套機械閉鎖裝置，并進(jìn)行現(xiàn)場停送電應(yīng)用。應(yīng)用結(jié)果表明，該裝置閉鎖動作靈敏可靠，動作后能夠及時對前門及把手進(jìn)行閉鎖保護(hù)，保證了進(jìn)行供電安全，杜絕“兩擅”（擅自送電、擅自開蓋操作）“一偷”（偷竊電氣元件）引發(fā)的瓦斯煤塵爆炸事故，為安全生產(chǎn)增加了一道可靠的安全防線。

4 結(jié)語

大斗溝礦對井下電氣隔爆開關(guān)原閉鎖裝置進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，安裝了一套機械閉鎖裝置，通過實際應(yīng)用效果來看，該裝置結(jié)構(gòu)原理簡單，便于操作維護(hù)，實現(xiàn)雙閉鎖的目的，取得了顯著應(yīng)用成效。