矿用隔爆开关整定及故障处理分析

阎振奇

（西山煤电集团西曲矿，山西 古交030200）

1 西曲矿28301运输顺槽概况

西山煤电集团西曲矿28301运输顺槽位于北三盘区中部，北临已回采的28302工作面（帮对帮16m），南临已回采的28406工作面（帮对帮16 m），西临西983运输大巷。

28301 运输顺槽设计长度为1 500 m，巷道断面规格为宽×高=4.5 m×3.5 m，巷道掘进煤层为8号煤层，煤层平均厚度为4.2 m，巷道采用EBZ260型掘进机掘进，掘进机切割电机功率为260 kW，液压电机功率为160 kW，掘进机宽度为3.2 m，高度为2.0 m，长度为12 m，掘进机采用KBZ-1400型馈电开关进行供电，供电电压为1 140 V，截止目前28301巷已掘进500 m。

28301 运输顺槽在前期掘进过程中KBZ-1400型馈电开关经常出现故障，导致工作面掘进机无法正常使用，不仅降低了巷道掘进效率，增加了掘进工作面机电设备维修费用，而且严重威胁着巷道掘进安全。对此，西曲矿机电科通过技术研究对KBZ-1400型馈电开关进行合理的综合保护整定，以及对常见故障采取有效的预防措施。

2 KBZ-1400型馈电开关结构及原理

2.1 结构组成

1）KBZ-1400型馈电开关隔爆开关主要是由开关小车及隔爆箱两个主要机构组合而成，隔离箱是由：箱体、箱门、后盖板、接线腔、底架组成。隔离箱设计为长方形，在箱体中间安装隔板，这样箱体就形成前、后两箱腔，后箱腔又被横隔板分为上、下两室。在中间隔板的上方安装6个隔离插销的插座，后腔上室安装3个，后腔下室安装3个，后腔下室还安装1个高压电缆喇叭嘴及2个低压电缆喇叭嘴[1-2]。小车安装在箱体的前腔，并通过开关底板的护轨进行行走。开关的前腔板安装一套拨臂机构，这样可以做分合隔离插销的操作。开关前腔右侧板上安装断路器的分合闸轴及闸柄，同时设计人员在箱体的前腔左、右侧板上安装观察窗，方便检修人员观察开关隔离插销是否分合到位。

2）KBZ-1400型馈电开关显示屏能够全天对开关的实时电压、电流、负荷侧阻值进行显示，同时开关前面板上还安装“漏电”、“照明”、“复位”按钮。机芯是隔离开关的心脏，机芯的下方安装开关的小车，小车上装有电流互感器、电压互感器、数据采集器、真空断路器、综合保护器、隔离插销头等部件。机芯与箱体二次侧的控制线是通过插线板进行连接。

2.2 综合保护原理

KBZ-1400型馈电开关正常启动后，综合保护器接入电源，此时如显示乱码或无显示，则保护装置存在故障；如保护器运转正常且显示开关的电压、电流、阻值等数值时，说明开关负荷侧的线缆正常；如保护器正常运转但显示故障代码，说明开关负荷侧的线缆存在故障，此时综合保护装置将下达拉闸命令，开关断开负荷侧电缆的电源后保护装置监测是否切断电源，如保护装置监测未切断电源则显示“未分闸”，如下页图1所示。

3 开关耐压试验与整定

3.1 耐压试验

高压耐压试验主要是为了检测主绝缘的耐压强度，尤其针对主绝缘系统中局部绝缘出现的缺陷，使用开关前必须要做耐压试验。

1）在进行耐压试验时，需将开关主回路中的压敏电阻引线、电压互感器拆除，再综合将保护器的插座拔出。在做耐压试验前如检测到系统绝缘阻值较低时，对绝缘电阻低温烘烤进行预热，也可以采取将绝缘电阻放于太阳下热晒的方式来提高绝缘电阻温度。

2）施工人员通过将30 kV的高压接入高压回路及断路器的灭弧室的触头断口处，时间不得小于1 min，如高压回路及触头断口处未出现击穿，则证明该线路满足生产需求。施工人员可以用螺栓将电压互感器及压敏电阻恢复到最初状态。

图1 KBZ-1400型馈电开关综合保护原理示意图

3.2 综合保护整定

1）过载保护：过载电路可以根据实际电缆的负荷进行调节，通常电流值为开关额定电流的0.2～1.4倍，负载电流警戒值要大于电流整定值的1.1倍。若开关监测到负载电流时，综合保护器自动启动反时限延时保护，负载电流越大，反时限延时越短。

2）漏电保护：为了确保漏电保护装置发挥最大的保护作用，保护动作值要高于开关的三相接地电流、低于最大单相接地电流。漏电延时的动作可以根据实际生产需求调整为0.1 s、0.5 s、1 s、1.5 s、2 s、2.5 s、3 s，检修人员按照最小值原则进行投入[3-4]。为了上下级开关的保护器相互配合对供电线路漏电进行管控，根据设计可以在漏电保护的基础上增加延时。

4 常见故障及处理措施

1）开关保护装置的分合闸功能正常，但断路器无法电合。检修人员首先要对开关的控制回路及分合闸继电器进行检查，查看分合闸电机是否正常及闭锁转盘指针是否合到位。如发现控制回路存在故障，需及时安排检修人员进行检修，如故障在电机、中间继电器或控制继电器发生故障，需及时安排检修人员进行更换。

2）手动、电动合闸断路器均为动作。检修人员要首先对断路器小车的闭锁机构进行检查，确定是否为机械故障。如发现开关的锁扣机构锈蚀、润滑性差导致机构卡住，需及时安排检修人员进行检修；如发现开关的锁扣机构磨损严重或失灵，需及时安排检修人员进行更换。

3）断路器手动合闸正常、电合失效。出现这些故障的主要原因为控制回路的线路出现故障或分合闸电磁铁损坏。检修人员利用万用表对控制回路进行检查或电磁铁损坏。

4）主回路或综合保护器故障。针对这种情况，检修人员主要是除了对馈电开关及线缆进行检查外，还需对外壳接地、三相电抗器进行检查，此外还可以通过更换保护装置进行判断。

5）保险烧坏。当供电负荷出现短路或过载时，控制回路会产生较大的电流，大电流会直接将保险烧坏。因此，检修人员需针对不同的负荷进行检查，发现是否有电流较大的线路并查明电流大的原因。

5 实践效果

通过对28301运输顺槽内安装的KBZ-1400型馈电开关进行合理的综合保护整定，以及采取了合理有效的处理措施，在后期掘进过程中馈电开关故障率由原来的16%将至5%以下，馈电开关维修费用减少了42万元，保证了巷道安全快速掘进，取得了显著应用成效。