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矿用防爆电磁阀的应用和实现的主要技术

时间:2018-02-12 16:30:04 作者:金子仪表自控 文章来源:本站 点击:85次

一、井下电气设备的应用特点
   1)煤矿地质条件复杂,环境危险因素众多。随着矿井开采的不断加深,井下高温、高湿、腐蚀性气体等危险因素大增,煤与瓦斯突出现象时有发生。据统计,目前国有煤矿中有近1/2属于高瓦斯或煤与瓦斯突出矿井,80%的矿井有煤尘爆炸危险,60%的矿井有自然发火危险;近年煤矿千米竖井也不断增加,有的矿井井下工作环境温度甚至超过40℃,湿度超过RH以上淋水,并伴随超标腐蚀性气体,生产环境日益复杂,电气设备使用环境不断恶化。
   2)井下避险系统日趋,成套电气设备增多。“十二五”期间,监管总局和煤矿安监局推进煤矿井下避险“六大”系统建设,包括监测监控系统、人员定位系统、压风自救系统、供水施救系统、通讯联络系统及紧急避险系统。这些系统,遍布井下各主要生产环节,且大部分由电气设备组成,如监测监控系统包括甲烷传感器、温度及开关量传感器,井下分站,通讯接口等;与其配套的还有供电系统的高压开关柜、高低压真空馈电开关等电气设备(装置)。随着成套电气设备的增加,一旦失爆,故障危及面大,危险性大。
   3)电磁环境复杂,电气设备及控制系统抗干扰能力差。煤矿井下大型机电设备众多,如掘进机、采煤机、带式输送机、电机车、通风机、变频器等都会产生不同成度的电磁干扰。表明:架线电机车产生的噪声对电磁环境的影响大;井下变电所变压器对电磁环境的影响也很大;噪声主要是2kHz以下的磁场噪声;20~200MHz是煤矿井下电磁环境中噪声多的频段,主要是井下泄漏通信系统产生的。此外井下高压供电(10kV)设备及变频器运行时产生的电磁干扰也很明显,在大电感负载切投时产生的电磁干扰对监控系统影响严重。井下电磁干扰已经严重影响了矿井的运行。
   4)煤矿型电气设备增多。如2000kW煤矿用高压变频器;再如YBQ-4000/4-S(6000)潜水泵电机(尺寸为882mm×5560mm)。现有槽尺寸大多无法满足对大型设备的检测条件、过程监视、配气原则等试验方法,对检验机构检测手段提出新的要求。
   二、矿用电气设备保护的实现技术要求
   一方面是有着的外壳,能够在设备出现爆炸情况时将爆炸控制在外壳内部,避免爆炸外放到矿井当中引发矿井爆炸,起到爆炸保护效果;另一方面,其对电气结合间隙进行设计,当电气设备因意外出现火花时通过导热功能将热量转化,防止引燃设备外部气体引发爆炸。矿用电磁阀保护技术主要体现为三种电网保护技术。在充分并不断提升相应技术的同时,配合以技术外的保护策略,才能达到佳的保护效果。
   1、矿用电气设备的主要保护技术
   矿井深入地下,其环境构成相对复杂,且有着较大的湿度和温差,同时混有大量的瓦斯气体和煤尘等易燃易爆物质,也就给电气设备设计应用提出要求。随着技术和实践应用的不断深入,相应技术水准已经达到较。当前,我国矿用电气设备依据电压高低进行分类,可分为高压电气设备和低压电气设备。设备负荷能够在运行中产生电压和电流,也就容易出现火花引发燃烧和爆炸。对电网进行技术保护,实现对电气设备电压和电流引爆的防范。矿用电气设备保护技术主要包括过流保护、保护接地和漏电保护这三大保护技术。
   (1)过流保护。过流保护技术主要针对处于不正常状态的电气设备电流,如设备超过额定电流情况下,通过过流保护技术,能够防范爆炸情况的发生。过流保护技术主要有短路保护和断相保护、过载保护,还包括电动机堵转保护,各技术应用实施方式不同,其针对的保护范围也各不相同,保护特性和保护要求也存在较大区别。
   (2)保护接地。保护接地技术的保护效果不仅体现在防治矿井爆炸,还体现在对人体触电事故的防范上。保护接地技术的实施方法是实现接地网的构建,利用接地螺栓和井下接地线将不带电的电气设备外壳与接地进行连接。这样,人体在直接接触电压时不会造成触电事故,同时也避免电气设备外壳带电后与大地产生火花引发矿井爆炸。
   (3)漏电保护。漏电保护技术分为分散性漏电保护和集中性漏电保护,各自针对的漏电保护状况有所区别。集中性漏电保护为单向接地,不仅包括低压电网选择性漏电保护,还包括高压电网单相接地选线保护。分散性漏电保护则为非选择性漏电保护,是对附加直流电源检漏的继电气进行保护,主要为三相对称性漏电故障保护。在上世纪八十年代,单向接地漏电选择性保护技术发展为高压电网单向接地选线保护技术和低压电网选择性漏电保护技术,是对过去附加直流电源漏继电气技术的革新和优化。两种技术类型有着相应的优点和特性,但同时存在着的缺陷,也就要求在技术利用时应进行选择和优化。
   以上三种保护技术有着各自的特点和优越性,但同时存在着较大的联系,能够实现互补。如在应用漏电保护技术之后无法达到应果,则应选择过流保护中的短路保护技术作为补充,而在短路保护技术失效后,则需应用漏电保护技术实现对电弧的防范。三种保护技术中过流保护和漏电保护的技术理论相对复杂,且在应用中仍存在着诸多技术问题,也就需要在性能和设计上进行进一步优化。保护接地技术往往不受到关注和重视,但其在效果上表现突出,且具有的重要性和性,应当切实应用到电气设备安装设计当中。

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