防止带电作业及瓦斯爆炸的抗违章技术集成和功能

文/郭春平

防止带电作业及瓦斯爆炸的抗违章技术集成和功能

文/郭春平

煤矿电气事故，不仅会造成人身触电伤亡、电气火灾、设备损毁、引爆雷管和炸药，还会造成瓦斯或煤尘爆炸等重特大事故发生。因此，加强矿井供电和电气设备管理，建立安全可靠的供电系统，确保供电可靠、通风机连续运转、防爆电气设备防爆性能完好、不产生引爆（燃）周围可燃性气体的电火花及危险温度等是瓦斯防治的重要措施之一，对于避免或减少瓦斯爆炸事故发生，促进煤矿安全生产具有十分重要的意义。

山西全安新技术开发有限公司自主研发且拥有多项知识产权的防止带电作业及瓦斯爆炸的抗违章技术，由三开一防、两防锁、防松锁、防电软件、远漏试验、辅助器件、自创的安装连接技术，以及公知技术网络系统8个模块集成，能在不更换现有在用设备的前提下，使电气设备具有“抗违章”性，能有效防治带电作业，防止井下几乎所有引爆瓦斯的电气火花出现，进而产生出人意料的效果，从技术装备上保证相关安全法规标准的贯彻落实，有效降低瓦斯爆炸事故。

图1 抗爆技术集成原理图

一、抗爆技术的集成原理和模块功能分析

1.集成原理

技术集成创新是指将有效专利、自创技术（非专利）和公知技术系统化地组合集成为具有创造性的技术方案直至获得实际应用，并产生良好的经济和社会效益的活动。技术集成创新是自主创新的一个重要内容，是集成创新系统中重要的组成部分。

防止带电作业及瓦斯爆炸的抗违章技术集成，简称“抗爆技术”或“防带电作业技术”或“防瓦斯爆炸技术”，英文名称：Anti-Violation Technology for Prevention and Control of Live-line Work and Gas Explosion（缩写：AET）。其集成原理如图1所示。

2.集成模块

抗爆技术集成包括8个模块：①三开一防及监控装备，②两防锁，③防松锁，④防电软件，⑤远漏试验，⑥辅助器件，⑦安装连接技术，⑧网络系统。如图2所示。除了防电软件为自创技术，网络系统为公知技术系统外，其他6个模块均是山西全安新技术开发有限公司具有自主知识产权的专利技术。

3.集成模块的原理及功能

（1）三开一防。将开盖（三开一防）传感器通过螺栓罩或螺栓套（不改变原结构）锁定在负荷开关盖板紧固螺栓上，其接点与三开一防监控系统（或物联网、电力监控系统、安全保护系统及启动停止回路等系统）联网运行实现开盖联锁。须由专职人员用专用钥匙解锁，即“防止非专职人员擅自开盖操作”才能实现开盖。解锁后触动传感器接点动作发出信号，通过三开一防监控系统切断控制该接线腔的电源开关，在“失爆”前实现超前“开盖断电”、负荷开关就地实现“开盖报警”，并实时向地面监控中心传输报警信号。开盖后，闭锁该电源开关，即“开盖闭锁”。其功能是防止负荷开关接线盒上盖板被违章打开产生引爆瓦斯的电气火花。

（2）两防锁。两防锁锁定在电源开关等开关的闭锁装置上，只有专职电工持专用钥匙才能解锁送电或解锁开盖，其他非专职人员不能够解锁送电和擅自打开开关操作腔门盖带电作业。其功能是防止违章擅自送电或擅自开门操作产生引爆瓦斯的电气火花。

图2 抗爆技术集成模板

（3）防松锁。防松锁锁定在螺纹式喇叭嘴上，停电后，只有专职电工持专用钥匙才能解锁、松动和检修，其他非专职人员不能够解锁及松动喇叭嘴。其功能是防止喇叭嘴松动“失爆”产生引爆瓦斯的电气火花。

（4）防电软件。用于三开一防监控系统等，实现三开一防、远方漏电试验装置等与各种网络连接，能够在地面调度室或手机上在线监测监控井下设备盖板开合状态，通过动态画面可实时看到现场设备盖板开合状态，记录开盖断电、开盖闭锁、开盖报警等结果。并在地面进行远方漏电试验且记录试验结果。

（5）网络系统。网络系统包括井下在用供电系统、供电监控系统、瓦斯监控系统、物联网等系统，与防电软件共同作用实现抗爆技术有关功能。

（6）安装技术。实现多种型号两防锁的安装、螺栓罩的安装、传感器的电气连接等。

（7）远漏试验。安装在线路末端的负荷开关旁边，与三开一防监控系统联网运行，在地面监控中心可远方试验漏电保护的可靠性，防止漏电保护失效后供电系统继续运行，杜绝引爆瓦斯的电气火花产生。

（8）辅助器件：包括瓦斯超限（或有电）闭锁装置等，安装在设备接线腔或操作腔上等位置，内有瓦斯探头及电动机构，能够保证在瓦斯超限后电气设备接线腔盖板或门盖打不开，或能够保证在电气设备带电状态下该接线腔盖板或门盖打不开。防止带电开盖、带电检修产生引爆瓦斯的电气火花。

二、抗爆技术效果分析

煤矿井下电气火花是引爆瓦斯的主要引火源。违章 “带电作业”，即“擅自送电、擅自开盖操作”（简称：两擅）是引爆瓦斯的主要行为。开关、电机和电缆都是产生引爆瓦斯电气火花的主要设施。井下易产生电气火花部位，主要是在没有联锁保护装置的开关电机接线盒和连接电缆接线盒，及闭锁装置保护不完善的开关操作腔，其中，接线盒上主要是盖板被擅自打开和没有防松保护的接线嘴被擅自松动；开关操作腔主要是大盖（或门）被擅自打开。

因此，把三开一防、两防锁、防松锁、防电软件、安装连接技术、网络系统集成在一起，共同作用，可防止对开关、电机和电缆违章进行擅自送电或擅自开盖操作，进而防止带电作业。同时，远漏试验大幅提高了漏电保护装置的灵敏度及可靠性，即使违章带电作业或其他非违章原因产生电气火花，漏电保护可靠动作，电气火花也不能引爆瓦斯。瓦斯超限（或有电）闭锁装置等辅助器件，作为其他技术的必要补充，当联网不方便时，可确保瓦斯超限或有电时打不开设备盖板。

煤矿企业不需更换现有设备，仅需配套应用抗爆技术集成模板后，即可防止井下所有引爆瓦斯的电火花，有效降低了瓦斯爆炸事故，产生了出人意料的集成创新效应。

（作者单位：山西全安新技术开发有限公司）

（责任编辑：周琼）