KDG15型控制开关在机载断电系统中的改造运用

张 磊

(潞安环能股份公司 常村煤矿，山西 长治 046102)

随着常村煤矿470水平的开采，各采掘工作面瓦斯的涌出量显著增加，因此必须对各采掘工作面机组附近的瓦斯进行不间断的有效监测，并能及时实现瓦斯超限报警闭锁机组生产用电。但目前我矿综采面和掘进面的机载断电仪使用时间较长，设备性能下降，在使用过程中故障率较高，并且470水平的各采区工作面都为边远地区，从井上到工作面所用时间基本在2 h以上。一旦边远地区工作面的机载断电仪发生内部元件故障，更换元器件、恢复断电仪正常监测所需时间过长，严重影响矿井安全生产效率。我矿KJ95N监测监控系统升级改造完毕后，退下来几十台KDG15型控制开关及不间断供电电源。因此，本文利用KDG15型控制开关代替原来的机载断电仪，和不间断供电电源、甲烷传感器设计组成了一套矿用机载断电仪的备用瓦斯超限断电闭锁系统，备用在各采区工作面，既能在工作面的机载瓦斯断电仪发生故障后，及时更换为备用瓦斯断电系统对机组附近的瓦斯浓度进行监测，缩短故障处理时间，提高工作面安全生产效率，也能减少机载断电仪设备备件的投入，节约资金。

1 矿用机载断电仪断电控制原理

矿用机载断电仪所携带的甲烷传感器，由机载断电仪输出的本安18 V直流供电。当传感器周围环境中甲烷的浓度超过设定的断电值后，甲烷传感器给断电仪的信号处理CPU输入控制电信号，经CPU处理后发送电信号给断电仪中的内置继电器，发出一个断电指令给被控机组，瓦斯电闭锁生产用电；当甲烷浓度下降到设定的复电值后，甲烷传感器无控制电信号输入，断电仪的断电指令解除，被控机组恢复生产用电(见图1)。

图1 矿用机载断电仪断电控制原理

2 KDG15型控制开关工作原理

KDG15型远程控制开关是一种用于远距离控制设备的开关，同时带有馈电状态检测功能，能反映被控设备的状态。 KDG15型控制开关电源输入为本安直流12～18 V，电流不大于 200 mA，当有控制信号(本安信号)输入时，本安信号(高电平信号：输入电压不小于直流3 V，低电平信号：不大于直流0.7 V)通过控制回路使继电器输出接点相应动作(常开：控制输入为低电平或无供电电源时，输出接点断开)，控制被控设备的开(停)。同时还可通过检测被控设备380～1 140 V 交流电压的有无，输出被控设备有电、无电的本安信号。原理结构框图，如图2。

图2 原理结构框图

KDG15型控制开关的接线端子及引出线功能如图3所示。其本安侧的供电、控制输入、馈电检测输出信号用一根电缆通过本安侧接线嘴引入，按图3左侧所示接到对应接线端子上。其中控制输入端的接法(高电平信号输入时远控开关动作)，要将控制输入“-”和电源“-”相连，外部控制输入接本机控制输入“+”，具体接法如图4所示。

图3 KDG15型远程控制开关接线

图4 接线方法

3 系统工作原理及接线图

如图5，机组127 V交流输入，进入KDW65A本安直流稳压电源的输入端，经整流电路和本安处理后，稳定地本安输出18 V直流电，给KDG15型控制开关和甲烷传感器(供电电压为18 V)同时供电；当机组闭锁停机，无127 V交流电输入时，KDW65A本安直流稳压电源中的蓄电池贮存的电能通过本安处理后，稳定地输出18 V直流电，给KDG15型控制开关和甲烷传感器供电，实现工作面甲烷传感器和控制开关的不间断供电。

工作面机组附近甲烷浓度达到报警值0.8%时，甲烷传感器声光报警提醒工作人员采取相应措施；工作面机组附近甲烷浓度达到断电值1.2%时，甲烷传感器处于断电输出低电平状态，输出一个电压小于0.5 V的电压信号给KDG15型控制开关，KDG15型控制开关接收到控制信号输入后，通过控制回路使继电器输出接点相应动作(常开点打开)，闭锁机组生产电源。工作面机组附近甲烷浓度低于报警值0.8%时，甲烷传感器处于正常状态输出电压信号(高电平不小于3V电压)给KDG15型控制开关，KDG15型控制开关输出相应动作(常开点闭合)，机组电源解除闭锁状态。当甲烷传感器故障或无供电电源输入时，甲烷传感器无输出电压信号(电压为0)给KDG15型控制开关，即KDG15型控制开关相当于接受到低于0.7 V的低电平信号，KDG15控制开关控制回路继电器输出接点常开，故障闭锁机组生产电源。

具体断电控制接线，如图5。

图5 断电控制接线

4 结 语

由KDG15型控制开关、KDW65A本安直流稳压电源及甲烷传感器组成的工作面机组瓦斯超限闭锁备用系统，已在我矿井下多个采掘工作面实施，使用效果良好，有效提高了各采掘工作面的安全生产效率，减少了相应设备资金投入。