架空线网络无电化技术

王绪报

（山东能源集团贵州矿业有限公司,贵阳 550000）

1 概述

根据当前全国安全生产非常严峻的形势，特别是煤矿安全生产，越来越引起上级领导的重视。煤矿架空线网络的永久性带电，严重威胁着煤矿工人的人身安全，针对这一情况，经过科研攻关，研究出了技术方案，并先后在进行了现场试验，取得较好的应用效果。

2 技术原理及系统方框图

2.1 技术原理

针对直流架空线线路通道衰耗大，干扰大，阻抗变化大等特点，从制式，接收灵敏度，阻抗匹配及结构形式等方面进行了合理周密的考虑。通过采用了先进的锁相环调频与调解技术，并由集成度和可靠性很高集成电路来完成，很好地解决了载波干扰和灵敏度的问题。

2.2 系统功能

250V直流电压经二极管隔离，电阻降压，稳压二极管稳压，电容滤波，取出稳定直流电源供主机控制模块，断电区架空线与控制模块相连接，利用断电区架线测量信号。当电机车经分区绝缘器进入断电区时，电机车上安装的分机模块发出一个断电区送电信号，被断电区架空线测量后送入控制模块，控制模块收到信号，证明电机车已进入断电区，信号经控制模块处理后控制直流接触器送电，断电区送电、电机车正常运行。同时主机控制箱面板指示灯从无电转换成有电，以提醒矿工注意安全。当电机车离开断电区时，主机控制模块的电流测量电路，就会监测出电机车以开出断电区，经过3—5秒延时后，断电区断电，指示灯再从有电转换成无电，提示可安全行人。当分区绝缘器漏电时，主控模块有一专用漏电监测电路，会自动将漏电电压限制在0—24V之间，使其变为安全电压。

为方便其它设备或仪器使用断电区电压，主机模块还具有电阻测量电路的功能。当断电区架线与地之间有0—1кΩ阻性负载时，主机控制模块将控制直流接触器送电，以便阻性负载使用断电区电压。利用这一功能，电阻降压电机车可不用分机模块也启动断电区送电。主机模块还具有电容测量电路的功能。当断电区架线与地之间电容容量在4.7uF以上时，能启动断电区送电。利用这一功能，脉冲调速式电机车在断电区出现故障，检修时必须把电容箱里的电放掉，电机车就成了一容性负载，检修完之后，可直接启动断电区送电。主机模块还具有电流源测量电路，当断电区与地之间有一个电压25V以上、电流30mA以上的电流源，也能启动断电区送电。利用这一功能，当使用IGBT调速电机车时，电机车经分区绝缘器进入断电区时，IGBT调速电机车没有隔离二极管，由于电容箱放电太慢，电机车本身成为一个电流源，能启动断电区送电。

3 架空线网络无电化技术的特点

架空线网络无电化技术的应用，取代了过去传统的只能用于上下车场使用的自动开关。其主要特点：

3.1 安装节省工时

一台自动开关，要将架空线分成三段，一段断电区，二段触电区。且触电区长期供电。应用架空线无电化技术，只将架空线分成一段，既是断电区，也是触发区。也就是说应用架空线无电化网络技术，在安装上比自动开关节省工时（自动开关分段架空线4个点，而无电化网络技术分段架空线2个点）。

3.2 节省材料

自动开关一台要用4个分区绝缘器，而用无电化网络技术，只用2个分区绝缘器即可，且无电化网络技术能比自动开关节省2根触发区电缆。

3.3 性能好、适用性强

自动开关只能用到井下大巷上下车场。它的局限性在于只有电机车到达指定触发区时，断电区才能断电，而当电机车离开触发区时，断电区即可送电，也就是说断电区基本上是长期处于带电状态。

3.4 安全可靠

使用自动开关，分区绝缘器的漏电，会使断电区架空线产生一个接近电源电压的漏电电压，当人接触断电区架空线时，仍然会有发生触电事故的可能，而架空线网络无电化技术的应用，能自动将分区绝缘器的漏电电压降至0—24V之间，使之成为安全电压，不易发生触电事故。有效的降低了安全事故率。

3.5 较好的处理了安全与生产的关系

在使用自动开关时，易产生误触发。由于井下的特殊环境，特别是夏季雨水多，大巷比较潮湿，分区绝缘器时常会有不同程度的漏电，这个漏电电流促使自动开关产生误动作，使之自动开关应断电时不断电，易发生触电事故。应送电时不能送电，使电机车停在断电区内不能行驶，影响了生产。而架空线网络无电化技术的应用能有效的解决这一问题，该架空线网络无电化技术控制板上设有一个抗干扰电路，能有效抑制，不会发生误触发。

3.6 克服了局限性

自动开关是一种单一性产品，有很大的局限性，它的使用范围只能用到上下车场。而架空线网络无电化技术不仅能实现整个架空线的无电化，而且可使架空线网络局部实现无电化。

3.7 使用架空线无电化网络技术，断电区架空线可人为地控制使之送电和停电，方便其它设备或仪器使用架空线电压。

断电区架线与地之间，阻性负载在0—1кΩ之间，容性负载在4.7uF以上，以及电源电压在25V以上电流在30mA以上的电源，均能使断电区送电。人体承阻性负载，且电阻都在1.7кΩ以上，当接触电压在24V以下时，一般人体电阻为3.8кΩ—100кΩ之间，所以人体不能使断电区送电。

4 结语

架空线网络无电化控制器，可实现整个架空线网络无电化，也可实现局部架空线网络无电化，如：岔口、井口、弯道、架线较低、上下车场或条件比较恶劣的地方。该产品具有性能可靠，灯光醒目，安装方便，维修量小等特点，实现车来有电、车去停电的功能，达到了架空线网络无电化，填补了煤矿架空线网络无电化的空白，是确保煤矿工人人身安全的一项先进而可靠的技术，具有较好的推广应用价值。