新型矿用隔爆型高压真空配电装置的设计

第4卷　第3期2005年9月淮北职业技术学院学报

JO U RN A L O F HU AIBEI P RO FESSION AL A N D T EC H N ICA L CO L L EG E V o l. 4N o. 3Sep. 2005

新型矿用隔爆型高压真空配电装置的设计

康　梅

(淮北矿业集团工程建设有限公司, 安徽淮北　235000)

摘要:介绍了我公司自行研制开发的PGB1-400/6矿用隔爆型高压真空配电装置的结构、工作原理、类别、产品特点及主要技术参数; 试验结果表明该装置性能优良、保护齐全、使用方便, 是煤矿井下理想的高压真空配电装置。

关键词:矿用; 隔爆型; 高压真空配电装置

中图分类号:T D611　　文献标识码:A 　　文章编号:1671-8275(2005) 03-0082-03

Designing of Explosion -Proof High -Voltage

Distribution Equipment for Mine

K AN G M ei

Abstract :This paper introduces the co nstitutio n principle classifica tion cha racteristic and m ain technical pa ram eters of PGB1-400/6mine ex plosio n-proof high-v oltag e vacuum distributio n

equipm ent. The results of the experim ent show tha t it is a ty pe of perfect mine hig h-v oltage

vacuum distribution equipment, which is of high quality in its perfo rmance, protectio n and use.

Key W ords :mine ; ex plosio n -proof ; high -vo ltag e v acuum distribution ; equipm ent 　　1　概述

随着工作面煤炭产量的增加, 机械化水平不断提高, 工作面电机单机容量也随着增大, 因而对工作面供电电压质量也提出更高要求。为此需要选用一种性能良好、安全可靠、使用方便的高压防爆配电装置。我公司自行研制开发的PGB1-400/6矿用隔爆型高压真空配电装置正是满足这一要求的产品。

该产品采用计算机智能控制方式, 提高了矿用防爆开关的可靠性, 适用于含有爆炸性危险气体(甲烷混合物) 的煤矿井下, 对额定电压6KV 、额定频率50Hz 、额定电流至400A 的三相交流中性点不直接接地的供电系统进行控制保护和测量, 并可作为直接启动高压电动2机之用。

2　主要技术指标与性能2. 1　主要技术指标

(1) 额定电压:6KV , 最高工作电压7. 2KV ; (2) 额定电流:5、100、200、300、400; (3) 额定频率; 50HZ ;

(4) 额定短路开断电流12. 5KA(有效值); (5) 额定短路关合电流31. 5KA(峰值); (6) 额定动稳定电流31. 5KA(峰值);

收稿日期:2004-08-21

作者简介:康梅(1973-) , 女, 安徽宿县人, 淮北矿业集团工程建设有限公司申正电控助理工程师。

(7) 额定热稳定电流12. 5K A (有效值); (8) 额定热稳定时间2S ;

(9) 额定电流开断次数:10000次;

(10) 机械寿命:10000次, 隔离插销机械寿命2000次; 分闸时间≤0. 1S 。

2. 2　主要性能

(1) 采用摆线原理的开门结构, 省时省力; (2) 完善可靠的机械闭锁和电气闭锁;

(3) 综保常闭接点串于电动合闸回路中, 实现保护闭锁;

(4) 灵巧的辅助导轨, 轻松放下, 机芯顺利拽移至其上进行元器件的更换和维修, 不用时折起卡于箱门顶板上;

(5) 承插式接地装置, 既保证机芯可靠接地, 还起到手车移动导向、定位作用, 保证了六个动触头准确插入六个静触头座之中;

(6) 采用SDZB 型数字技术多功能综合保护, 可实现智能化控制。

3　高压真空配电装置的结构特点3. 1　产品结构

该配电装置总体结构分为隔爆箱和机芯小车两大部分。隔爆箱由壳体、箱门、后盖(两块) 、接线

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　淮北职业技术学院学报　　　　　　　　　　　　　　2005年第3期

腔、底架等主要部分组成。壳体为长方体结构, 中间有一隔板将箱体分为前后两腔, 在前腔装有机芯小车。真空断路器、三相电压互感器、母线式穿心电流互感器、压敏电阻、继电保护装置、高压熔断器、隔离插销、动触头等装在机芯小车上。在箱体中间隔板上装有6个插销静触头座和一个穿墙式九芯接线柱。隔离板右上角装有照明灯, 静触灯座装有防护遮蔽板及联锁装置, 后腔分为上下两室(中间横隔板不起防爆作用) 上室有三根导电杆作为贯穿母线固定在箱体两侧的绝缘座上, 在下室的高压电缆引入口内侧装有一只零序互感器。在下室左侧上还装有小出线嘴, 用户可以引出控制线, 实现远方控制。另外下室底板上还有一终端电阻接在9芯接线端子上。若用户使用的负载电缆是U GSP 型监视屏蔽电缆并要求绝缘监视保护时, 请将下室底板上终端电阻取下, 将电缆中的监视线与地线分别接到原终端电阻的两个接线柱上, 终端电阻的引出线分别与电缆另一端(位于移动变压器电源进线盒内) 的监视线与地线连接即可。

配电装置分螺钉门和快开门两种, 配电装置在运行过程中切不可强制打开箱门, 只有在断路器分闸, 隔离插销置于“分闸”位置。解除箱体与门的闭锁, 门盖方能打开。箱门上装有显示板(用来显示电压、电流) 、电度表、故障记忆及断路器合分闸显示标牌及观察窗, 并装有“过载”、“短路”、“监视”试验按钮、“复位”、“照明”按钮及真空断路器电动分合闸按钮。

3. 2　安全联锁3. 2. 1　隔离插销在合闸位置时, 箱门不能打开如图1所示

。

压左转逐渐插入1和2之间, 将箱门锁固。当机芯到达隔离插销与静触头插入20-25mm 时, 件4转动90度, 件4的另一缺口转至件6下方, 在弹簧力作用下, 件5插入件4, 件6可转动进行断路器手动合闸, 此时机芯被件5与件4锁住不能分闸。反之用电动或手动将断路器分闸后, 再将6逆时针转至分闸位置(即凹向下, 顺时针转动件4, 转动90度后, 恢复到图示状态, 此时可放下拖架拉出机芯) 。

3. 2. 2　断路器在合闸位置时, 隔离插销不能进行分闸操作, 其装置如图2所示

。

图2　隔离开关与断路器的闭锁装置

图示说明:当隔离开关合闸到位时, 位于断路器右侧合闸轴端的插销正好和位于与底板连接的护板上的制动孔同心。断路器合闸时轴转动10. 5度, 使插销插入制动孔中, 将隔离开关包括断路器锁牢, 此时隔离开关不能分闸。如果隔离开关合闸不到位, 插销位于制动孔外, 此时断路器要合闸(电动或手动) 插销抵在护板上平面, 合闸轴无法转, 不能合闸, 当断路器分闸后拐臂向上转动10. 5度, 将插销提起到虚线位置, 脱离制动孔, 此时隔离开关及断路器才能拉出进行分闸。

3. 2. 3　门打开后, 隔离插销不能进行合闸操作。

参照图1, 箱门打开时, 隔离插销在分闸位置, 装在操作方轴上的联锁轮凹槽运动到锁杆端部, 在弹簧作用下, 锁杆插入轮套凹部使之不能转动, 隔离插销不能合闸。

4　线路工作原理

高压真空配电装置电气原理示意图如下

:

图1　闭锁传动机构

当隔离插销在合闸位置时, 闭锁杆插入门框

限位块上方, 箱门不能向上打开, 隔离插销分闸到位时, 闭锁杆退出门闭锁块, 门盖方可向上运动, 解除上下锁块及销钩栓锁力, 箱门方可打开。

图示说明:图示为可开门或机芯小车刚推入欲拉出状态, 此时断路器合闸轴6被锁固, 不能合闸, 箱体内齿条第一齿接触。若逆时针转动4, 件3被

康　梅/新型矿用隔爆型高压真空配电装置的设计

工作原理如下:

6KV 三相电源从配电装置的电源接线盒引入, 经上隔离插销、真空断路器和下隔离插销, 再往后腔、下室的弯形电缆口输出到负载。上下隔离插销由操作者手动操作进行分合闸。真空断路器既能电动合闸和电动分闸, 又能手动合闸和手动分闸。4. 1　电动合闸电路

电压互感器二次输出三相交流100V 电压经熔断器后给合闸控制回路提供电源。其电压经断路器常闭接点和合闸按钮, 加到储能回路上, 断路器储能并完成合闸动作(时间约3秒) 同时断路器辅助接点自动切断合闸电源。

4. 2　电动分闸电路分闸回路有两种方式:1、装置就地分闸:～100V 电压经分闸按钮加至失压脱扣线圈上, 完成断路器分闸动作。

2、远控分闸:分闸电压(直流24V ) 通过高压馈电综合保护器KCP 的输出接点至断路器辅助常开接点及分闸按钮加至分励脱扣线圈上。当按下分闸按钮, 分励脱扣线圈得电, 带动分闸机构使断路器分闸。

4. 3　保护动作分闸电路

保护动作采用SDZB 型数字技术多功能高压馈电综合保护器。该保护器采用完全计算机数据处理技术, 工作原理科学, 可实现短路、过载、电缆绝缘监视、电流漏电、功率方向漏电、低电压、过电压保护, 同时具有数码显示、跳闸原因记忆、保护器自检、模拟故障试验及通讯功能。当过载、短路、漏电、监视任一保护动作时, 保护器装置输出24V 直流电源经输出端子, 再经断路器接点, 送至分励脱扣线圈上, 使断路器分闸, 从而达到保护作用。

过载、短路、漏电、监视电路的故障均为微机自动处理。因此当故障发生后, 相应的数码显示能长期记忆, 只有当故障消除后, 按动复位按钮, 记忆才能消除。

5　产品分类

该装置按使用方式不同可分为四种:

(1) 有两个电源进线端, 负荷侧一个接线端, 该种即可单台使用, 也可联台使用。一次电气原理如图3所示。

(2) 有一个电源进线端, 另一端封端盒, 负荷侧一个接线端, 即电源侧为单回路馈入, 负荷侧为单回路馈出, 该种即可单台使用, 也可联台使用。一次电气原理如图4所示。

(3) 无进线端, 三相电源从相邻开关的硬母线通过联接线接到本开关的硬母线, 负荷侧有一个接线端, 当峒室有多台配电装置联台使用时, 该种只作分路开关, 不能单台使用, 只限于联台使用。一次

电气原理如图5所示。

(4) 无进线端, 三相电源从相邻开关的硬母线通过联接线接到该开关右(或左) 端的硬母线, 通过上隔离插销, 断路器和下隔离插销的控制, 再联接左(或右) 端的硬母线, 当峒室有多台配电装置联时, 该种当作母线联络开关。一次电气原理如图4所示

。

6　使用规程6. 1　送电程序

(1) 隔离插销合闸到位(将操作手柄逆时针推动, 合闸可一次到位) 。

(2) 真空断路器可用手动或电动合闸。使用电动合闸时, 操作频率不得操作3次/秒, 应当停5分钟后方可进行以后操作。

6. 2　停电程序

(1) 用手动或电动操作将断路器分闸。

(2) 转动隔离开关操作手柄, 使隔离开关分离到位。

注:严禁停电时不进行断路器分闸操作, 直接进行隔离开关分闸

7　结语

作为应用在煤矿井下的高压配电装置, 其可靠性不言而喻。这就对配电装置的设计提出了很高的要求。经过反复设计、调试和修改, 最终形成了这套装置。经过各种现场试验, 该装置各项性能指标均能很好地满足预期设计要求, 具有性能优良, 保护齐全, 使用方便的优点, 是煤矿井下理想的高压配电装置。

参考文献:

[1]　温传根. 矿用隔爆型高压真空配电装置的改进[J].上海电器技术, 2001, (4).

[2]　程学文. 新型矿用隔爆兼本安型高压真空配电装置

[J ].煤炭科学技术, 1993, (11). [3]　吴旭东. BGP3-6型矿用高压真空配电装置改进

[J ].山西焦煤科技, 2003, 增刊.

责任编校:石柏胜