主通风机高压控制系统优化改进

摘 要：鉴于矿井主通风机高压开关柜控制系统存在隔离开关和真空断路器闭锁功能不完善，可能因操作人员误操作，引发停电事故问题。操作人员应该查找原因，采取改进措施，完善预警功能，增加防误操作功能，有效避免带负荷操作隔离开关时产生弧光，形成短路，造成事故。确保了主通风机在电源故障等情况下，强制操作人员按照既定的安全操作程序进行操作，不会出现带负荷分、合隔离开关及误拉（合）断路器，保证了主通风机正常运转。

关键词：高压开关柜 控制系统 改进 完善 预警功能

中图分类号：TD724 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（b）-0058-02

太平煤矿主通风机于2006年6月建成投入使用，型号为ZTDNO28/2×450，配套电动机功率2×450KW，控制方式为两台电动机用GG-1A（F2）型高压开关柜控制分别直接启动，利用电动机反转反风。

1 主通风机高压控制系统存在的问题及改进

1.1 《煤矿安全规程》对主通风机运转的相关规定

《煤矿安全规程》第121条规定：矿井必须采用机械通风。主要通风机的安装和使用应符合下列要求：（1）必须保证主要通风机连续运转。（2）必须安装2套同等能力的主要通风机装置，其中一套备用，备用通风机必须能在10 min内开启。

《煤矿安全规程》第122条规定：生产矿井主要通风机必须装有反风设施，并能在10 min改变巷道中风流方向。

《规程》的上述规定，对主通风机的开关设备和主通风机司机的操作要求必须随时保证开关设备完好，操作人员技能娴熟。否则，难以保证在10 min内开启主通风机，确保矿井安全生产。

1.2 主通风机高压开关柜控制系统存在的问题

太平煤矿主通风机安装位于矿井副井工业广场附近，主通风机旁安设有避雷针塔，雷雨季节期间，该地雷电活动非常频繁。当太平煤矿35 kV变电所供电系统遭受雷电袭击时，电网电压不稳定，电压时高时低，甚至导致停电，使主通风机的稳定运行受到一定影响。主通风机从2006年安装运转至2012年，每年雷雨季节期间，均发生因变电所供电系统遭受雷击而停机事故2～3次。曾发生由于操作人员误操作，带负荷合隔离开关，致使主通风机未能在规定时间内开启的事故。该次事故发生后，工程技术人员和操作人员认真分析了事故发生的原因。

经现场反复查看分析，发现主通风机控制开关GG-1A（F2）型高压开关柜的隔离开关和真空断路器闭锁功能不完善，导致断路器未分闸的情况下，闭锁杆未插入闭锁口，操作隔离开关带负荷直接启动电动机，引起弧光短路，上级电源开关保护动作，电源失电。在多次操作过程中，技术人员发现CS6-1操作机构旋转闭锁圆盘的闭锁口小，真空断路器的锁杆不能插入，从而不能闭锁（见图1）。

1.3 主通风机高压控制系统的优化改进

1.3.1 主通风机高压开关柜控制系统机械闭锁的改进

针对不能闭锁的现象，对CS6-1操作机构旋转闭锁圆盘的闭锁口，加宽5 mm（原来闭锁口尺寸6 mm，加宽5 mm后闭锁口为11 mm），真空断路器的锁杆能顺利地插入CS6-1机构的闭锁口（见图2）。

经过反复试验，GG-1A（F2）型高压开关柜完全实现防误操作功能，在断路器合闸情况下，不允许操作隔离开关，既不能分隔离开关，也不能合隔离开关，更不允许正、反向同时合闸隔离开关。只有在断路器断开的情况下，才能操作隔离开关，这样能避免带负荷操作隔离开关时产生弧光，形成短路，造成事故。确保了主通风机在电源故障等情况下，强制操作人员按照既定的安全操作程序进行操作，不会出现带负荷分、合隔离开关及误拉（合）断路器，导致主通风机不能正常运转事故。

1.3.2 增设主通风机高压开关柜控制电源电压和断路器分合闸状态预警保护装置

采用BJ-3闪光报警器和具有可编程、继电器输出功能的ELE-3AV33型三相电压数字表组成欠压、过压报警装置（见图3）。当电源电压低于设定的5.7 kV或者高于6.9 kV时，三相电压数字表的欠过压继电器J闭合，接通BJ-3报警器回路，报警器发出声光警报；当电源电压三相不平衡超过设定值或者缺相时，三相电压数字表的缺相继电器Jq点闭合，接通BJ-3报警器回路，报警器发出声光警报。主通风机司机根据报警情况即可及时进行正确操作。

因外部影响停电时，必须将运转主通风机两台电动机控制柜的断路器分闸，否则电源来电后，两台风机同时启动，电流过大，造成电网跳闸二次事故。利用UPS、交流AC200V闪光报警器与主通风机断路器的辅助触点组成断路器未分闸报警装置（见图4）。

当电源失电后，一（或二）段互感器柜的电压继电器的J11、J12（或J21、J22）常闭触点闭合，1#（或2#）主通风机控制柜的断路器未断开，其常开辅助触点Jd11、Jd12（或Jd21、Jd22）不断开，此时整个回路接通，UPS给回路供电，交流AC200 V闪光报警器发出声光报警信号，提醒操作人员及时将断路器分闸，否则将一直报警。当主通风机控制柜的断路器分闸后，回路断开，报警解除。

安装的电源欠压、过压和断路器未分闸状态报警保护装置，其发出的声音和频率不一致，能准确地让主通风机司机识别，从而避免误操作。

2 效果

通过对主通风机高压开关柜控制系统存在问题进行改进，并增设预警装置，从根本上杜绝了误操作可能，在改进后两年来，从未发生误操作事故，确保了主通风机的安全运转，为矿井安全生产打下了坚实的基础。

参考文献

[1] 方慎权.煤矿机械[M].徐州：中国矿业大学出版社，1986.

[2] 王美兰.煤矿固定机械[M].北京：煤炭工业出版社，1989.

[3] 谢桂林，黄章，刘允.矿山电力拖动与控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，1986.