我国煤矿井下防爆电器从50年代仿制原苏联产品起步,60年代开始自行设计,70年代末期生产了真空防爆电器。经过四十多年的发展,技术上取得了长足的进步,无论是防爆结构还是整体结构,以及电气系统设计,其合理性、可靠性、安全性、维修的方便性、技术的先进性等方面和德国、英国等西方国家的同类产品相比,差距日趋缩小。本文将对煤矿井下正在使用的几种主要防爆电器,矿用隔爆型真空馈电开关、矿用隔爆兼本质安全型真空电磁起动器、矿用隔爆型高压真空配电装置、矿用隔爆型移动变电站的技术现状作出分析,找出存在的问题及今后的发展方向。
技术现状及分析
额定电压380V、660V、1140V,额定电流200A、400A、500A、630A,具备欠压、过压、过载、短路、漏电闭锁、漏电等保护功能。短路保护按其种类分为幅值短路保护和相敏短路保护;按动作时间分为速断和限时速断。其中相敏短路保护较好地解决了小电流短路和电机起动大电流之间的矛盾,既可实现小电流短路正确动作又能避免电机起动大电流造成的误动作,而动作时间速断和限时速断又在一定程度上解决了短路保护纵向选择性问题。另外,由于断路器短路分断能力大,可作为起动器中接触器分断能力小的后备保护。
漏电保护从原理上分为采用附加直流电源原理和采用零序电流、零序电压方向性保护原理。馈电开关既可以作总开关使用,也可作分支开关使用,作总开关使用时采用附加直流电源原理,作分开关使用时采用零序电流、零序电压方向性原理,做到了既能保护对称性漏电又能保护非对称性漏电。同时,总开关漏电保护作为分支开关漏电的后备保护,由于动作时间上有差别,也做到了漏电保护的纵向选择性。另外,根据用户要求,又可附加电度表功能,风电瓦斯闭锁功能等。
控制保护系统普遍采用了具有高速输入输出接口的80C196单片机、可编程控制器PLC、数字信号处理器DSP等技术。液晶汉显,中文界面,可实时显示系统电压、三相电流、各种故障显示。具备故障追忆、人机对话功能,可通过中文菜单,在不打开前门的情况下,进行各项保护参数及控制的设定。具有RS485标准通讯接口,可实现遥控、遥测、遥信、遥调等四遥功能,通过光缆上井,实现配电系统远程监控,计算机井下井上联网。
结构上普遍采用了快开门、主回路插接、控制回路抽芯、模块化设计等形式,极大地方便了井下现场维修,减少了开关故障停电时间,但同时也增加了产品制造成本,在开关市场价格节节下滑的大趋势下,若做不到优质优价,则制造厂在这方面的投入可能难以为继。