導(dǎo)語：如何才能寫好一篇礦用電纜，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞 電纜；故障；原因；處理

中圖分類號TD623 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2011）49-0147-02

井下常用電纜分為三類，即鎧裝電纜、塑料電纜和礦用橡套軟電纜。鎧裝電纜和塑料電纜主要用于井下干線式供電或向固定、半固定設(shè)備供電，礦用橡套軟電纜主要用于向移動設(shè)備供電。

1 常見故障的原因及預(yù)防措施

在井下供電中，常見的電纜故障有相間短路、單相接地和斷相等故障。

1.1 電纜相間短路故障

相間短路故障是電纜常見故障之一，其原因主要有以下幾方面：

1）制作鎧裝電纜接頭時，工藝不符合要求，三叉門處的絕緣受到損傷，接線盒內(nèi)的絕緣填充物老化、開裂、受潮；低壓橡套電纜受到嚴(yán)重撞擊，接線盒內(nèi)的接線有毛刺，遭遇淋水、接線頭虛接產(chǎn)生高溫或電火花而發(fā)生短路故障。

預(yù)防措施：嚴(yán)格接線工藝，提高連接處密封與絕緣，防止水氣侵入。加強(qiáng)巡視，避免任何外力沖擊損傷。

2）電線的鎧裝帶裂開，鉛包有裂紋；低壓橡套電纜出現(xiàn)降低相間絕緣性能的破口。此時，如潮氣侵入，會發(fā)生短路故障。

預(yù)防措施：加強(qiáng)維護(hù)，避免機(jī)械傷害，敷設(shè)和搬移動過程中，彎曲半徑不應(yīng)小于最低允許彎曲半徑值。

3）銅-鋁、鋁-鋁連接頭，壓接工藝不當(dāng)，質(zhì)量不合適，造成接觸不良、阻值增大和溫度過高而出現(xiàn)短路故障。

4）庫存電纜時間長，兩端鉛封不嚴(yán)，絕對受潮，不做試驗(yàn)直接投入運(yùn)行，導(dǎo)致出現(xiàn)短路故障。

預(yù)防措施：切除受潮部分，先做耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后方可接入運(yùn)行。

1.2 單相接地故障

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：嚴(yán)禁井下配電變壓器中性點(diǎn)直接接地；嚴(yán)禁由地面中性點(diǎn)立接接地的變壓器或發(fā)電機(jī)直接向井下供電。因此，井下供電系統(tǒng)是一個中性點(diǎn)不接地的供電系統(tǒng)。單相接地故障也叫單相漏電接地故障，是井下常見故障。

單項(xiàng)接地故障事故原因主要有：機(jī)械損傷破壞絕緣，電纜接線工藝粗糙，有毛刺，接頭脫落碰及外夫，熱補(bǔ)或冷補(bǔ)質(zhì)量不合格，線路上出現(xiàn)“雞爪子”、“羊尾巴”等。

預(yù)防措施：加強(qiáng)維護(hù)管理，消除隱患；嚴(yán)格按《煤礦安全規(guī)程》要求證行敷設(shè)、吊掛、連接。

1.3 電纜斷相故障

電纜主芯線斷開稱為斷相，也楊；做斷線。其主要原因有：被采掘運(yùn)輸機(jī)械刮斷，接線端子處虛接而被燒斷，爆破崩斷電纜。預(yù)防措施：加強(qiáng)維護(hù)、管理。

2 故障性質(zhì)的判斷及處理

2.1 電纜故障性質(zhì)的確定

電纜線路出現(xiàn)故障，應(yīng)首先判明故障的性質(zhì)。電纜故障除了因纜芯之間或纜芯對外皮間的絕緣破壞形成短路、接地和因纜芯的連續(xù)性受到破壞形成斷線和不完全斷線兩種情況外，有時也發(fā)生兼有兩種情況的混合式故障。通常以第一類故障居多，其小短路接地又有高阻和低阻之分。判斷故障的性質(zhì)可以從保護(hù)跳閘的情況分析，可以用測量的方法，也可以從故障線路的狀態(tài)進(jìn)行觀察和分析。

1）相間短路故障的判定

若發(fā)生相間短路，則會出現(xiàn)短路保護(hù)裝置熔件被燒斷或過電流繼電器動作，使開關(guān)跳間；可以用兆歐表(搖表)測量各芯線之間的絕緣；也可以手感由于短路電流造成電纜的發(fā)熱，查找是否有短路崩破電纜護(hù)套的爆破點(diǎn)。短路的出現(xiàn)往往伴隨著絕緣燒焦氣味，據(jù)此可判定是否是短路故障。

2）單相接地故障的判定

發(fā)生單相接地故障，首先表現(xiàn)為漏電繼電器動作饋電開關(guān)跳間或接地監(jiān)視裝量、漏電閉鎖裝置動作，并顯示相應(yīng)的指示信號，也可使用兆歐表測量各芯線對地的絕緣電阻值或用其他測量方法判定是否單相接地。

3）斷相（斷線）故障的判定

斷相有斷單相、斷的相和斷三相三種。發(fā)生單相斷線故障時，若用電設(shè)備是電動機(jī)，它將造成單相運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩明顯減小，運(yùn)轉(zhuǎn)聲音不同于正常運(yùn)轉(zhuǎn)之聲，此時過負(fù)荷保護(hù)裝置和斷相保護(hù)裝置動作。發(fā)生兩相和三相斷線故障時，電動機(jī)自然會停止運(yùn)轉(zhuǎn)。饋電開關(guān)或起動控制設(shè)備在斷相保護(hù)裝置的作用下，能夠自動跳閘。也可以用兆歐表測量。若用萬用表測量時先對電纜放電，然后測量各芯線的通斷，不通時即為斷相。

2.2 電纜故障的處理

在進(jìn)行電纜故障的探測和處理過程中，應(yīng)注意的問題有以下幾點(diǎn)：

1）電纜故障發(fā)生后，呂先要根據(jù)故障現(xiàn)象和狀態(tài)，初步判明故障類型，并及時向個管部門或礦調(diào)度室匯報。組織有關(guān)人員進(jìn)行處理。若遇非選擇性漏電繼電器動作，其收視的供電線路為多條敷設(shè)式線路，尚不能確定為哪條線路漏電，匯報時應(yīng)將這兒條線路一并匯報清楚；

2）當(dāng)電纜故障引起火災(zāi)時，應(yīng)立即切斷電纜的電源，并掛標(biāo)志牌，同時不失時機(jī)地進(jìn)行滅火救災(zāi)。若火勢蔓延較快不能立即撲火時、應(yīng)馬上通知附近人員撤離危險區(qū)，并向隊(duì)、區(qū)（科）、礦匯報，共向來取滅火措施或按礦救災(zāi)計(jì)劃進(jìn)行滅火；

3）若遇掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)線路出現(xiàn)故障，比立即向礦調(diào)度、機(jī)電主管部門匯報，并及時通知該工作面人員撤出；

4）當(dāng)采用地面測試的方法（直流電橋法、臨時接線測量、低壓脈沖法、音頻感應(yīng)法等）探測時，應(yīng)有總工程師批示的安全措施。其內(nèi)容主要包括在進(jìn)風(fēng)向的巷通風(fēng)流中進(jìn)行探測；瓦斯?jié)舛缺仨氃?.0%以下時，方可進(jìn)行；對并下采掘作由及附近巷道，處用普通型便攜式電氣測量儀表探測時，必須由瓦斯檢食員檢查該地點(diǎn)的瓦斯含量，只有其瓦斯?jié)舛仍?.0%以下時，方可使用。當(dāng)確定了故障性質(zhì)和故障點(diǎn)后予以處理時，必須將故障電纜和其他電纜隔離開。

參考文獻(xiàn)

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【關(guān)鍵詞】 煤礦 高壓電纜 接線盒 溫度監(jiān)測

煤炭是我國能源生產(chǎn)和消耗的主體，在一次能源和二次能源中占有重要的地位，在未來的一段時間內(nèi)煤炭在能源結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)地位不能動搖。隨著煤礦開采強(qiáng)度的增加和深度的增加，煤礦電網(wǎng)的的規(guī)模和容量急劇增加，礦用高壓電纜接線接線盒的數(shù)量越來越多。礦用高壓電纜經(jīng)常發(fā)生故障，嚴(yán)重影響了煤礦井下的安全生產(chǎn)工作的順利開展，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，井下電纜事故70%是由于電纜接線盒內(nèi)連接引起的。目前，我國煤礦井下高壓電纜接線盒維護(hù)普遍采用工作人員定期巡查，人為檢驗(yàn)接線盒的狀態(tài)好壞，這種方法浪費(fèi)了大量勞動力，檢驗(yàn)過程復(fù)雜、可靠性低，嚴(yán)重制約著煤礦井下安全生產(chǎn)的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。

一、礦用高壓電纜接線盒

礦用高壓電纜接線盒是煤礦井下應(yīng)用較多的設(shè)備其主要由防爆外殼、接線端子和基座組成，防爆外殼為鋼板結(jié)構(gòu)，上蓋采用螺栓壓緊結(jié)構(gòu)，兩側(cè)為電源線進(jìn)出線端口，接線端子位于殼體內(nèi)的基座上，連接時采用壓板將電纜接頭壓接，接線端子固定在機(jī)座上，基座為高壓瓷瓶結(jié)構(gòu)，基座上設(shè)有輔助接線端子。礦用高壓電纜接線盒適用于爆炸性氣體（甲烷）和煤塵混合物的礦井中，用于連接交流50Hz，電壓3.3kV、6kV和10kV電網(wǎng)中的電纜。礦用高壓電纜接線盒用于周圍空氣溫度-20℃―+40℃、空氣相對濕度不大于95%（+25℃）、無強(qiáng)烈顛簸和沖擊震動、無滴水和雨雪侵入的工作場合。

二、礦用高壓電纜接線盒溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

煤礦井下巷道結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大部分為樹形或者魚刺形結(jié)構(gòu)，井下電網(wǎng)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，高壓電纜接線盒具有分布面廣、相距較遠(yuǎn)、集中性差等特點(diǎn)。結(jié)合以上特點(diǎn)，以數(shù)字信號處理器（DSP）為核心設(shè)計(jì)礦用高壓電纜接線盒溫度監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由DSP最小系統(tǒng)、溫度檢測單元、超溫報警單元、顯示單元和通信單元組成，其中DSP最小系統(tǒng)采集溫度監(jiān)測單元反饋的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行計(jì)算、處理；溫度檢測單元用于接線盒內(nèi)部溫度測量，超溫報警單元以聲音和光的方式提示超溫故障，顯示單元用于顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)和接線盒內(nèi)部溫度情況，通信單元用于實(shí)現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)之間的通訊，下邊對DSP最小系統(tǒng)、溫度檢測單元和超溫報警單元進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。

2.1 DSP最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)

數(shù)字信號處理器（DSP）TMS320F2812最高數(shù)據(jù)處理頻率可達(dá)到150MHz，具有12位16通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，單路轉(zhuǎn)換時間最快可達(dá)60ns，具有浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)計(jì)算函數(shù)庫，能夠在定點(diǎn)處理器上實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)計(jì)算，同時在處理器中集成了具有串行通信和eCAN通訊標(biāo)準(zhǔn)通信接口，方便了與上位機(jī)和一些測量設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送，在伺服電機(jī)控制、電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、汽車通訊和航空航天等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

2.1.1 電源電路設(shè)計(jì)

TMS320F2812工作需要內(nèi)核1.8V和I/O端口3.3V兩種供電電壓，選用正向低壓降穩(wěn)壓器AMS-1117為DSP內(nèi)、外核供電。AMS-1117具有可調(diào)輸出和固定輸出兩種模式，固定輸出電壓檔分為1.5V、1.8V、2.5V、2.8V、3.0V和3.3V等，輸出精度可達(dá)1%，系統(tǒng)選用輸出電壓為3.3V和1.8V的AMS1117-3.3及AMS1117-1.8為DSP芯片供電。雙穩(wěn)壓芯片供電電路如圖1所示，AMS1117-3.3穩(wěn)壓芯片輸入5V的直流電壓輸出3.3V的直流電壓作為TMS320F2812的處理器供電電源，同時3.3V供電電壓上電后，通過穩(wěn)壓芯片AMS1117-1.8的穩(wěn)壓后輸出1.8V的內(nèi)核供電電壓，為DSP的內(nèi)核供電，實(shí)現(xiàn)了雙電壓供電方式。

2.1.2系統(tǒng)時鐘和復(fù)位電路設(shè)計(jì)

時鐘的質(zhì)量和精度直接關(guān)系到檢測系統(tǒng)的測量精度和可靠性。本文選用30MHz有源晶振為DSP提供外部時鐘信號，經(jīng)過DSP的PLLCR設(shè)置鎖相環(huán)的工作模式和倍頻系數(shù)，輸入5倍于時鐘信號的乘法因子得到150MHz的內(nèi)部時鐘信號。為了使DSP能夠在上電后自動加載FLASH中的程序，需要設(shè)計(jì)可靠的復(fù)位電路，如圖2所示。電阻R、極性電容Cr和復(fù)位開關(guān)共同組成系統(tǒng)復(fù)位電路。當(dāng)電源上電后，利用電容Cr的充電，＼RS復(fù)位端維持低電平狀態(tài)，DSP上電自動復(fù)位操作成功，復(fù)位后DSP程序從000h開始運(yùn)行。

2.2 溫度檢測電設(shè)計(jì)

監(jiān)測系統(tǒng)主要對礦用高壓電纜接線盒的內(nèi)部接線端子進(jìn)行溫度測量，選用溫度傳感器AD590作為溫度測量元件，測量時將溫度傳感器粘貼在電纜接線盒內(nèi)部接線端子上，傳感器輸出信號經(jīng)過LM358運(yùn)算放大器和HCNR201光電耦合后發(fā)送給DSP芯片，溫度檢測單元電路如圖2所示。AD590是美國AD公司研制的一種電流式集成溫度傳感器，這種器件在被測溫度一定時，相當(dāng)于一個恒流源，輸出1?A/K正比于絕對溫度的電流信號，具有較強(qiáng)的線性度和抗干擾能力。

2.3 超溫報警單元設(shè)計(jì)

監(jiān)測系統(tǒng)超溫報警單元由蜂鳴器和發(fā)光二極管組成，DSP的數(shù)字信號輸出端口輸出端和電阻、報警指示燈相連接，礦用高壓電纜接線盒溫度過高時DSP輸出高電平，報警指示燈（發(fā)光二極管）閃爍，同時與蜂鳴器相連接的DSP端口輸出高電平，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報警警報，提醒工作人員進(jìn)行超溫事故處理，同時設(shè)有復(fù)位電路，用于關(guān)掉報警信號。

三、結(jié)束語

本文礦用高壓電纜接線盒溫度測試問題進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)了基于DSP的溫度實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了DSP最小系統(tǒng)、溫度監(jiān)測單元和超溫報警單元。監(jiān)測系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性能高和實(shí)時性好等優(yōu)點(diǎn)，為煤礦井下高壓接線盒狀態(tài)監(jiān)測與評估技術(shù)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 國家安全監(jiān)管總局 國家煤礦安監(jiān)局.關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)煤礦安全監(jiān)管監(jiān)察工作的通知.〔2012〕130號；

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然而，大量火災(zāi)事故的調(diào)查資料顯示，普通電纜在火災(zāi)中往往充當(dāng)了“幫兇”的角色。理由如下：一是電纜在過載、短路或局部過熱等故障狀態(tài)及外熱作用下，自身就可引發(fā)火災(zāi)；二是電纜在建筑物內(nèi)往往大量成束敷設(shè)，一旦發(fā)生火災(zāi)，就會助長災(zāi)情的擴(kuò)張和蔓延；三是消防設(shè)備的配線電纜一旦發(fā)生火災(zāi)，消防設(shè)備就會全面癱瘓，形同虛設(shè)，起不到滅火救災(zāi)的作用；四是電纜火災(zāi)會產(chǎn)生大量的煙霧和有毒氣體，影響人員逃生，造成人員窒息、中毒，甚至死亡。

目前，市場上已推出阻燃、耐火、無鹵、低煙等有機(jī)絕緣電纜新產(chǎn)品和礦物絕緣電纜，用以提高電纜的運(yùn)行安全性，在此，簡單介紹一下各種電纜的性能及價格比較。

1礦物絕緣電纜的結(jié)構(gòu)

礦物絕緣電纜是用礦物作為絕緣材料的電纜，通常由以下部分組成：

銅導(dǎo)體，熔點(diǎn)1083℃。

高純度氧化鎂礦物粉緊密壓實(shí)為絕緣層，熔點(diǎn)2800℃。

無縫連續(xù)的銅管為護(hù)套，熔點(diǎn)1083℃。

礦物絕緣電纜的附件，全部由無機(jī)物組成，填充材料由最先進(jìn)的耐火耐高溫材料組成，在1000℃高溫也能正常使用。

由此可見，礦物絕緣電纜完全由無機(jī)材料組成，不含有機(jī)材料。

2礦物絕緣電纜的主要特性

2.1防火、防爆、防水、防腐

2.1.1由于電纜的組成材料都是無機(jī)物，從根本上決定了電纜不可能燃燒或助燃。另外，由于電纜的機(jī)械強(qiáng)度高，在火災(zāi)時能夠承受消防水或空中墜物的沖擊而正常運(yùn)行，因此是真正的防火電纜，為消防線路、重要線路提供了可靠保證。

2.1.2由于電纜是完全實(shí)心結(jié)構(gòu)，可經(jīng)受巨大的外界沖擊力，并可阻止蒸汽、氣體和火焰進(jìn)入與電纜連接的電氣設(shè)備，因此在化工和易燃易爆環(huán)境中可杜絕由電纜引起的連鎖性爆炸。

2.1.3由于電纜具有全封閉金屬護(hù)套，可阻止任何水、油或潮氣的滲透。

2.1.4由于電纜的銅護(hù)套本身具有較高的耐腐蝕性能，在多數(shù)情況下它不需要采取任何附加的保護(hù)措施，特別適合化學(xué)腐蝕環(huán)境和埋地敷設(shè)的需要。而在某些對銅護(hù)套有腐蝕作用的特殊場合下敷設(shè)時，應(yīng)外加有機(jī)材料護(hù)套。

2.1.5無煙無毒

電纜完全由無機(jī)材料組成，從源頭上消除了產(chǎn)生煙霧和毒氣的可能，增加了火災(zāi)時人們逃生的希望，特別適合地下建筑和人員聚集場所使用。

2.1.6耐高溫

電纜可在250℃高溫下連續(xù)正常工作，在接近銅的熔點(diǎn)1083℃下短時工作，而氧化鎂絕緣材料此時不會發(fā)生任何性質(zhì)的變化。該特性適合在冶金及其它高溫環(huán)境中使用。

3礦物絕緣電纜的經(jīng)濟(jì)性

3.1載流量大

3.1.1氧化鎂絕緣材料的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)大于有機(jī)絕緣材料，散熱好。因此對于相同截面的電纜而言，礦物絕緣電纜能比有機(jī)絕緣電纜輸送更大的電流。

3.1.2由于電纜的耐高溫性能，發(fā)熱溫度對電纜質(zhì)量影響甚小，因此可以耐受相當(dāng)大的過載。

3.1.3由于國家新高規(guī)及新建規(guī)的規(guī)范對消防線路的規(guī)定：阻燃、耐火等有機(jī)絕緣電纜明敷設(shè)時必須穿帶有防護(hù)措施的金屬管或封閉橋架，而礦物絕緣電纜可以直接明敷設(shè)，因此可以比有機(jī)絕緣電纜考慮更少的降容系數(shù)，自然降低了截面要求。

3.1.4使用壽命長

有機(jī)絕緣電纜的絕緣層和護(hù)套層所采用的有機(jī)材料在長期帶載運(yùn)行情況下會老化，在過載運(yùn)行情況下會加速老化，減少使用壽命，因此需要定期檢修和更換。而礦物絕緣電纜由無機(jī)材料組成，其固有特性不存在老化問題，無需維護(hù)和更換，保證了該電纜具有穩(wěn)定性和長壽命，在正常使用情況下，可使用百年以上。

3.1.5降低工程造價

3.1.6電纜的無縫連續(xù)銅護(hù)套可起到接地導(dǎo)線的作用，提供極好的低接地電阻，因此可比其他電纜節(jié)約一根接地導(dǎo)線。

3.1.7阻燃、耐火等有機(jī)絕緣電纜明敷設(shè)時必須穿帶有防護(hù)措施的金屬管或電纜橋架，而礦物絕緣電纜可以直接明敷設(shè)，相比之下省卻了金屬管或電纜橋架，因此一方面節(jié)省工程材料，另一方面減少了線路敷設(shè)所占用的空間。

4、礦物絕緣和其他電纜的比較

4.1阻燃電纜：在普通塑料中添加阻燃劑，阻止火焰燃燒，即一旦撤離火種，塑料不繼續(xù)向前燃燒，阻燃性能標(biāo)準(zhǔn)是燒40-20min鐘后，炭化高度低于2.5米。

4.1.1阻燃電纜產(chǎn)品目前還沒有國家標(biāo)準(zhǔn)，國家對該產(chǎn)品的考核僅僅是考核電纜的阻燃特性，目前阻燃電纜的特性標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的是國際標(biāo)準(zhǔn)EC332-1、2以及國家標(biāo)準(zhǔn)GB12666.5-90。

4.1.2阻燃電纜能阻止火災(zāi)蔓延和控制火災(zāi)損失。但它不是不延燃電纜，沒有改善電纜抗失效能力。

4.2耐火電纜：在規(guī)定的溫度和時間的火焰燃燒下，仍能保持線路完整性的電纜。

4.2.1耐火電纜目前還沒有國家標(biāo)準(zhǔn)，國家對該產(chǎn)品的考核僅僅是考核電纜的耐火特性，目前我國最高的耐火標(biāo)準(zhǔn)是GB12666.6-90，即在950℃溫度下燃燒，電纜保持通電90min。。

4.2.2耐火電纜和普通電纜相比，它徹底改善了電纜抗失效能力，但它不一定阻燃。所以可能會自身引發(fā)火災(zāi)。

4.3低煙無鹵耐火電纜:材料不含鹵素，燃燒時產(chǎn)生的煙塵較少，并且具有阻止或延緩火焰蔓延、可保持線路完整性的電纜。

4.3.1低煙無鹵耐火電纜目前也是執(zhí)行的特性標(biāo)準(zhǔn),沒有國家標(biāo)準(zhǔn),我國和國際電工委員會評價該電纜的標(biāo)準(zhǔn)有:煙霧特性：GB12666.7-90、IEC1034，鹵素含量的測定：IEC754，耐火特性：GB12666.6

4.3.2、低煙無鹵耐火電纜燃燒時產(chǎn)生的煙霧和毒氣很少，也可以在90min鐘內(nèi)保持線路的完整性。但低煙無鹵電纜還是會產(chǎn)生煙霧和鹵素，特別是成束敷設(shè)時，會生產(chǎn)很多的鹵素和煙霧，所以它不是真正意義上的安全電纜,并不代表絕對安全。

4.4礦物絕緣電纜

4.4.1、礦物絕緣電纜的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是GB13033-91,它的特性除通過GB12666.6檢測950℃保持90min外,還符合國際上耐火電纜特性最高的標(biāo)準(zhǔn)BS6387,即在950℃下可以保持3小時,同時可以經(jīng)受火災(zāi)中碰淋水和重物墜落沖擊.

4.4.2、由于礦物絕緣電纜是由無機(jī)材料組成,所以他不會自身不引發(fā)火災(zāi)。

4.4.3、礦物絕緣電纜可以明敷設(shè)

5、價格比較

•耐火交聯(lián)電纜NH-YJV(B)--------------------1.0

•礦物絕緣電纜------------------------------------1.06

•無鹵低煙阻燃耐火電線電纜------------------1.10

•母線槽---------------------------------------------1.30

說明:如果耐火交聯(lián)電纜是100元,礦物絕緣電纜售價是106元,無鹵低煙阻燃耐火電纜是110元

6礦物絕緣電纜的適用性

6.1必然性

由于國家新高規(guī)及新建規(guī)的規(guī)范對消防線路的規(guī)定（以下簡稱《規(guī)程》）已明確規(guī)定了礦物絕緣電纜的概念、特性及應(yīng)用場所，要求“在外部火勢作用下，需保持線路完整性、維持通電的場所，其線路應(yīng)采用耐火電線電纜或礦物絕緣電纜”。

6.1.1用于重要的木結(jié)構(gòu)公共建筑的電源主干線路應(yīng)采用礦物絕緣電纜。

6.1.2用于特級、一級場所中的特別重要負(fù)荷的電源主干線路宜采用礦物絕緣電纜。

6.1.3由變配電所（或總配電室）引至消防設(shè)備的電源主干線路應(yīng)采用阻燃耐火電纜或礦物絕緣電纜，但在特級、一級場所宜采用礦物絕緣電纜。

6.1.4消防配電線路的電纜采用支架或沿墻明敷設(shè)時，應(yīng)采用礦物絕緣電纜。

6.2可行性

6.2.1歷經(jīng)考驗(yàn)，礦物絕緣電纜已是成熟的電纜。由于它的先進(jìn)性和市場需求，該電纜1990年被列為國家級重點(diǎn)新產(chǎn)品，1991年被原機(jī)電部列為第二十六批替代進(jìn)口產(chǎn)品。

6.2.2國家標(biāo)準(zhǔn)圖集99D101-6《礦物絕緣電纜敷設(shè)》中，圖文并茂，詳盡地表述了電纜的各種敷設(shè)方式、敷設(shè)要求和施工注意事項(xiàng)，介紹了電纜終端和中間聯(lián)接器等附件的選用。圖集的實(shí)行保證了礦物絕緣電纜在實(shí)際安裝施工中的正確性和普及性。

6.3經(jīng)濟(jì)性

在建筑物中為達(dá)到線路同樣安全的保護(hù)等級,對于不同的電纜采取不同的保護(hù)方式.例如,為保證重要線路達(dá)到60min的有效供電時間,一般有三種方式

6.3.1新的高層建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范和新的建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范的已相繼出臺,規(guī)范中規(guī)定礦物絕緣電纜可以直接明敷,無需保護(hù).

6.3.2耐火類電纜在穿管或封閉的橋架中敷設(shè),外涂防火涂料

6.3.3阻燃電纜穿管在非燃體內(nèi)敷設(shè),且保護(hù)層厚度不小于3cm.

因此，比較各種電纜使用的經(jīng)濟(jì)性必須從總體的綜合造價（含電纜本體價、安裝附件價、線糟、安裝人工費(fèi)）進(jìn)行分析，據(jù)資料分析，大型建設(shè)項(xiàng)目礦物絕緣電纜與耐火電纜的綜合造價比較,使用礦物絕緣電纜的造價是使用耐火電纜的97.59%。

6.4美觀性：礦物絕緣電纜明敷設(shè)后的美觀性一直受到大家的關(guān)注.從理論上來說,由于礦物絕緣電纜柔軟性很好,電纜敷設(shè)能做到橫平豎直,但實(shí)際上由于各個工廠的產(chǎn)品退火工藝不一樣,以及施工人員的安裝技術(shù)方法不一樣,所以真正能做到電纜明敷設(shè)后橫平豎直的,也只有一些專業(yè)化工廠及專業(yè)安裝隊(duì)伍能做到,因此為解決礦物絕緣電纜美觀性,常采用以下幾種:

6.4.1可以在電纜外護(hù)套上增加一層塑料護(hù)套.如在停車場、地下車庫等采用的都是帶護(hù)套的礦物絕緣電纜,美觀性很好.

篇4

電動鏟運(yùn)車是礦山工作的重要設(shè)備，其工作的動力是異步電動機(jī)，供電設(shè)備為拖拽三相電纜，電動鏟運(yùn)車是能夠?qū)崿F(xiàn)雙向行駛的，電纜一端纏繞馬達(dá)驅(qū)動卷筒，另外一端固定，在后退時，液壓油會進(jìn)入到濾油器中，液壓泵壓力就會影響單向閥到液壓馬達(dá)，將電纜纏繞于卷筒上。在鏟運(yùn)機(jī)前進(jìn)的過程中，液壓馬達(dá)具有液壓泵功能，可以看出，礦用電動鏟運(yùn)機(jī)的運(yùn)行是十分復(fù)雜的，為了提升設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，必須要做好設(shè)計(jì)工作。

1.開展礦用電動鏟運(yùn)機(jī)設(shè)計(jì)的意義

設(shè)計(jì)工作直接影響著礦用電動鏟運(yùn)機(jī)的運(yùn)行成效，若電動鏟運(yùn)機(jī)可以像無軌電車一樣，那么不僅能夠減少其電纜的損耗，也可以有效增加運(yùn)輸距離，更重要的是，通過對電動鏟運(yùn)機(jī)的設(shè)計(jì)過程進(jìn)行不斷的進(jìn)行完善和優(yōu)化，還能夠讓卷纜機(jī)構(gòu)變得越來越簡單，提升電動鏟運(yùn)車的運(yùn)行效果。如果可以采取科學(xué)有效的方式增加電桿長度，就可以保障電動鏟運(yùn)機(jī)不僅能夠在架空電線下進(jìn)行運(yùn)行，也可以偏離導(dǎo)線來裝運(yùn)材料，這樣，即使卷道延伸長度較小，只要延長電源線也可以滿足工作需求，由此可見，做好礦用電動鏟運(yùn)機(jī)的設(shè)計(jì)工作，在會節(jié)約成本的同時，也能夠直接影響生產(chǎn)效率。

2.礦用電動鏟運(yùn)機(jī)設(shè)計(jì)要求

2.1優(yōu)化集電桿滑塊功率

以滑線式礦用電動鏟運(yùn)車為例，此類鏟運(yùn)車的運(yùn)行與無軌電車類似，是統(tǒng)一由架空導(dǎo)線進(jìn)行供電的，電桿滑塊能夠?qū)㈦娔茌斔投肩P運(yùn)機(jī)之中，此時，電動鏟運(yùn)機(jī)即可正常的開展工作，在電動鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)行的過程中，電桿滑塊會進(jìn)行同步滑動，為了保障系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，必須要為滑塊提供足夠的電能。

無軌電車是保障礦用電動鏟運(yùn)車正常運(yùn)行的前提條件，無軌電車是采用雙線直流方式進(jìn)行供電，在傳統(tǒng)模式下，供電方式為直流無極調(diào)速方式，在科技水平的發(fā)展之下，逐漸轉(zhuǎn)化為交流變頻調(diào)速方式。就目前來看，其額定供電電壓是600V，最大傳遞功率為130kW，最為常見的礦用電動鏟運(yùn)機(jī)為380V鼠籠式異步電動機(jī)，對于此類電動機(jī)，使用9700型電車滑塊即可滿足需求。

2.2雙向行駛集電裝置的設(shè)計(jì)

電動鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)行的范圍較大，考慮到這一需求，集電桿就需要滿足柔性需求，并將其纏繞在卷筒上，目前，柔性集電桿可以使用GBl2972.5移動電纜，在采用三相交流電之后，電流是由電源正極來進(jìn)行提供，如果使用的是440V電流，就會轉(zhuǎn)化為三相380V電流，此時，電源直流電流計(jì)算方法如下：

在上式之中， 為系統(tǒng)運(yùn)行的額定電流， 為直流電源正極電流，T是系統(tǒng)的交流電周期。

為了保障鏟運(yùn)車可以滿足掉頭行駛需求，涵蓋到更大的工作面，必須要合理設(shè)計(jì)電纜長度，電纜長度以大于車身長度的三倍為宜，電纜卷筒應(yīng)該與車身縱軸線相對稱。為了給后續(xù)的安裝工作奠定好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，需要科學(xué)的使用液壓馬達(dá)與減速器，液壓馬達(dá)的回路相對簡單，只有系統(tǒng)壓力就能夠滿足系統(tǒng)運(yùn)行需求。此外，還要注意到，無論是處于逆向行駛還是前進(jìn)的狀態(tài)，都必須要保證卷筒的卷纜力，保障電纜運(yùn)行的安全性。

2.3集電滑塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式

為了提升滑塊結(jié)構(gòu)的抗拉性，需要在空導(dǎo)之間設(shè)置好導(dǎo)軌，滾輪共計(jì)6個，滾輪支承需要使用密封性軸承，電纜則需要使用彈性卡頭進(jìn)行固定處理，球面軸承則使用螺栓進(jìn)行緊固，擺動角控制在30。即可，同時，為了防止礦用電動機(jī)的運(yùn)行過程中卷筒拉力影響電纜，需要在卡頭中設(shè)計(jì)圓弧形倒角。為了保障架空導(dǎo)線可以與集電滑塊更好的接觸，需要在兩者之間留出一定的壓力，并設(shè)置好雙扭彈簧。

2.4礦用電動鏟運(yùn)機(jī)掉頭運(yùn)行設(shè)計(jì)方式

礦用電動鏟運(yùn)機(jī)是需要雙向運(yùn)行的，此外，在工作的過程中也常常需要調(diào)頭，這樣才能夠適應(yīng)卸料、鏟運(yùn)以及裝車的具體要求。同時，為了提升安裝的成效，需要將導(dǎo)軌與導(dǎo)線設(shè)置在同一平面中，還可以將專用調(diào)頭盲道應(yīng)用在礦用電動鏟運(yùn)機(jī)之中。目前，專用的調(diào)頭巷道有兩種類型，即Y形與T形，前者在巷道中呈現(xiàn)出一種120。折線形，折線與盲道之間的巷道夾角也為120。，考慮到這一因素，對于Y形調(diào)頭巷道，僅僅只要安裝架空導(dǎo)線即可滿足需求，在鏟運(yùn)機(jī)調(diào)頭的過程中，滑塊會停留在巷道之中，在柔性電桿的影響下，鏟運(yùn)車會進(jìn)入到調(diào)頭盲道，再轉(zhuǎn)向就可以滿足調(diào)頭需求。T型調(diào)頭盲道是一種典型的直線型巷道，盲道與行駛巷道之間是一種垂直關(guān)系，在T型調(diào)頭盲道之中，礦用電動鏟運(yùn)機(jī)需要在調(diào)頭巷道中完成調(diào)頭，這就需要順利的完成兩個直角專向，其轉(zhuǎn)向角度相對較小，可以看出，礦用電動鏟運(yùn)機(jī)在Y型調(diào)頭巷道中更容易完成轉(zhuǎn)向，因此，在設(shè)計(jì)的過程中，需要科學(xué)的考慮到調(diào)頭巷道的問題。

3.結(jié)語

總而言之，礦用電動鏟運(yùn)機(jī)是礦山工作的重要設(shè)備，該種設(shè)備是采用直流供電的方式，軟集電桿能夠提升電動鏟運(yùn)機(jī)的行駛安全性，也可以有效擴(kuò)展鏟運(yùn)機(jī)的運(yùn)行范圍，在設(shè)計(jì)的過程中，需要設(shè)置調(diào)頭巷道，保障礦用電動鏟運(yùn)機(jī)可以正常的調(diào)頭行駛，提升鏟運(yùn)機(jī)的綜合性能。除此之外，礦用電動鏟運(yùn)機(jī)對于路面質(zhì)量、巷道頂面、導(dǎo)線鋪設(shè)技術(shù)、導(dǎo)軌鋪設(shè)技術(shù)的要求相對較高，這就給設(shè)計(jì)工作帶來一些難度。電動鏟運(yùn)機(jī)會受到導(dǎo)軌與架空導(dǎo)線因素的影響，由于導(dǎo)軌與導(dǎo)線在巷道的頂部位置，這也增加了維修工作與維護(hù)工作的難度，考慮到種種因素，在對礦用電動鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要綜合考慮到各個方面的因素，優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果。

參考文獻(xiàn)

Ell鄭金，微型電動鏟運(yùn)機(jī)的設(shè)計(jì)[J]，礦山機(jī)械，2007年09期

[2]常留學(xué).電動鏟運(yùn)機(jī)動力傳動系統(tǒng)合理匹配研究[D].蘭州理工大學(xué)2012

篇5

關(guān)鍵詞：爆炸性環(huán)境；礦用電機(jī)；保護(hù)裝置

中圖分類號：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1.背景技術(shù)

現(xiàn)有礦用電機(jī)保護(hù)技術(shù)是依靠可編程控制器、電流傳感器、溫度傳感器、漏電流傳感器以及模擬量變送器等裝置構(gòu)成的硬件電路，通過電流傳感器、溫度傳感器輸出模擬量信號，將模擬量信號送至模擬量變送器，再由變送器變?yōu)榭杀豢删幊炭刂破髯R別的標(biāo)準(zhǔn)信號，然后傳給可編程控制器進(jìn)行控制輸出觸點(diǎn)，從而控制電機(jī)停止。

現(xiàn)有的技術(shù)有幾個不利的因素：

①增加了可編程控制器的控制點(diǎn)數(shù)造成經(jīng)濟(jì)成本的增加。

②由于煤礦掘進(jìn)機(jī)的電控箱體積受整機(jī)的限制，只能做得很小，所以增加的可編程控制器的模塊（因體積是固定的）會造成電控箱內(nèi)空間的壓縮不利于其他電器元件的安裝。

③由于模擬量變送器和傳感器之間的距離有要求，距離大了會造成信號的干擾產(chǎn)生失真現(xiàn)象，從而對可編程控制器的安裝位置也會造成限制。

2.結(jié)構(gòu)

該電機(jī)保護(hù)裝置外殼采用整體注塑形式，在滿足《GB 3836.4-2010爆炸性環(huán)境第4部分：由本質(zhì)安全型“i”保護(hù)的設(shè)備》標(biāo)準(zhǔn)的沖擊要求的情況下，整體質(zhì)量相比鋼板焊接形式大大降低。提供4個同規(guī)格的電纜引入裝置，電纜引入裝置采用航空插頭形式，可以快速完成電纜插拔工作。有一個報警故障顯示窗，采用鋼化玻璃防護(hù)。外殼整體的防護(hù)等級可達(dá)到IP65。內(nèi)部為一塊電路板集成，固定在底板并采用澆封形式，抗震和散熱性能良好?？梢怨潭ǖ降V用電機(jī)上且不需要加裝減震裝置。

3.系統(tǒng)原理

該電機(jī)保護(hù)裝置集成了電流傳感器、信號變送器、漏電流檢測等元器件的功能，可以獨(dú)立完成電流、電壓、線圈的對地電阻、線圈的繞組溫度信號的采集。由PIC16系列單片機(jī)、放大和濾波電路、光電耦合電路、MAX7219系列數(shù)碼管顯示電路等電子電路組成，系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。

該電機(jī)保護(hù)裝置通過接線將電機(jī)的電流信號、溫度信號、電壓信號、對地阻值采集到電機(jī)保護(hù)裝置中，濾波、放大、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路將采集到的信號處理成PIC單片機(jī)可以接受的標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制信號，而當(dāng)采集到的信號出現(xiàn)如下情況時，PIC單片機(jī)會輸出一個數(shù)字量的信號，通過光電耦合電路隔離后控制中間繼電器的線圈，進(jìn)而切斷電機(jī)的供電電源：當(dāng)電機(jī)的實(shí)際電流達(dá)到電機(jī)額定電流的1.5倍、3倍、6倍、8倍時，分別執(zhí)行延時20min、4min、5s、0.4s后；當(dāng)電機(jī)的溫度開關(guān)動作或者預(yù)埋PT100電阻值達(dá)到158Ω（即：電機(jī)溫度150°）時；當(dāng)電機(jī)的實(shí)際電壓超出85%～115%額定電壓時；當(dāng)電機(jī)啟動線圈繞組對地電阻值小于22kΩ時。電機(jī)因上述故障被切斷電源后，在電機(jī)保護(hù)裝置數(shù)碼顯示窗可以看到顯示的故障代碼，通過故障代碼可以得知電機(jī)發(fā)生的故障，并且該故障可具有鎖定功能，必須通過控制按鈕復(fù)位后才能進(jìn)行下次電機(jī)啟動操作。

4.應(yīng)用原理

該電機(jī)保護(hù)裝置的應(yīng)用原理如圖2所示。將該電機(jī)保護(hù)裝置固定在電機(jī)上或電機(jī)附近具有固定空間的位置，將用于采集電流、電壓、溫度和對地電阻的電纜分別接到電機(jī)的相應(yīng)位置上，保護(hù)裝置的輸出端接到中間繼電器線圈上，電源端接到本安電源上。

在每次啟動電機(jī)之前，保護(hù)裝置都會先檢測電機(jī)繞組的對地電阻值，對地電阻值大于22kΩ時，保護(hù)裝置將運(yùn)行電機(jī)啟動，否則將禁止電機(jī)啟動并鎖定故障。在電機(jī)啟動后，保護(hù)裝置將斷開對地電阻檢測電纜，并對電機(jī)運(yùn)行過程中的電流、電壓和溫度信號進(jìn)行檢測，如無故障則每隔2小時保存一次所檢測到的數(shù)據(jù)，如出現(xiàn)故障則切斷電機(jī)電源并鎖定故障。

該電機(jī)保護(hù)裝置必須放在電機(jī)上或電機(jī)附近，是因?yàn)椴杉盘柕碾娎|離采集源越遠(yuǎn)采集到的信號越容易失真，這在控制過程中是不允許的。

結(jié)語

與已有技術(shù)相比，該裝置的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡單，效果顯著，成本低廉，工作穩(wěn)定、可靠。應(yīng)用在保護(hù)礦用電機(jī)上可有效的節(jié)約成本、提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、使電氣安裝更具有靈活性。

參考文獻(xiàn)

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[2]謝峰然. PIC單片機(jī)原理及程序設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2013.

[3]丁鎮(zhèn)生.電子電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊[M].北京：電子工業(yè)出版社，2013.

篇6

關(guān)鍵詞:礦用電力機(jī)車;電源;電磁干擾;抑制措施;

前言

由于鋰離子蓄電池技術(shù)的成熟，能量密度和使用安全性的提高，在很多行業(yè)都得到廣泛應(yīng)用，隨著鉛酸電池在煤礦的停止使用，在礦業(yè)領(lǐng)域以鋰離子蓄電池為動力的機(jī)車也成為礦用機(jī)車發(fā)展的唯一方向。隨著2012年5月相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的頒布，部分產(chǎn)品在煤礦的實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)礦用電動車和車載設(shè)備都存在比較嚴(yán)重電磁干擾。而鋰離子蓄電池本身在使用過程中存在爆炸、自燃等風(fēng)險需要電池管理系統(tǒng)對鋰離子蓄電池進(jìn)行實(shí)時管控，因此提高礦用車載鋰離子蓄電池電源和與之關(guān)聯(lián)的動力裝置的整體抗電磁干擾能力，對煤礦井下安全生產(chǎn)具有極為重要的意義［1－2］。本文針對在煤礦井下電磁環(huán)境復(fù)雜條件下，為礦用動力機(jī)車電動力系統(tǒng)可靠運(yùn)行，采取相應(yīng)的改進(jìn)措施。

1礦用動力機(jī)車電動力系統(tǒng)組成

礦用機(jī)車動力系統(tǒng)主要包括:鋰離子蓄電池組、集成發(fā)動機(jī)啟動器、發(fā)動機(jī)、礦用電池管理系統(tǒng)(BMS)，直流開關(guān)電源(DC－DC)，如圖1所示。電力機(jī)車用開關(guān)電源本身就是一個大的電磁干擾源，同時煤礦井下環(huán)境相對封閉，也充滿了各種高壓電氣設(shè)備和變頻器設(shè)備，各種輻射的疊加，造成了較為復(fù)雜的電磁環(huán)境。通過對礦用電力機(jī)車的一種———無軌膠輪車各部件單獨(dú)工作狀態(tài)的測試分析發(fā)現(xiàn)，開關(guān)電源和驅(qū)動電機(jī)為環(huán)境的主要干擾源，而電池管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的動力和對電池的安全管理，是最需要進(jìn)行電磁保護(hù)的模塊［3－4］。

2井下電磁干擾分析

2.1開關(guān)電源的干擾機(jī)理

礦用電力無軌膠輪車開關(guān)電源的主要干擾方式為:高頻電流回路中容易產(chǎn)生極大的di/(dt)，形成浪涌電流，誘發(fā)磁場輻射源對空間形成磁場輻射;各級電壓變化的節(jié)點(diǎn)，特別在車輛啟停和突然加速階段會產(chǎn)生極高的du/(dt)，整個電路中以傳導(dǎo)的方式對電池管理系統(tǒng)造成干擾并對周圍環(huán)境進(jìn)行輻射干擾［5］。

2.2發(fā)動機(jī)控制器

發(fā)動機(jī)控制器采用的是脈沖寬度調(diào)制方式對礦用電力無軌膠輪車發(fā)動機(jī)進(jìn)行控制，同開關(guān)電源啟動一樣會產(chǎn)生很大的高頻脈沖信號，其具有很大的du/(dt)。當(dāng)邏輯電路給驅(qū)動電機(jī)提供一個高電平的控制信號時，半導(dǎo)體材料開關(guān)的集電極和發(fā)射極電壓近似為0，即當(dāng)邏輯電路給驅(qū)動電壓提供一個低電平的控制信號時，半導(dǎo)體材料開關(guān)的集電極和發(fā)射極電壓近似為Ud，當(dāng)發(fā)動機(jī)控制器不斷動作，必然會伴隨一個瞬時的上升和下降時間，集電極和發(fā)射極之間就會形成一個近似梯形的脈沖電壓，如圖2所示，梯形波電壓幅值越大即集電極和發(fā)射極之間幅頻特性的幅值越大，當(dāng)控制器件產(chǎn)生較大的du/(dt)時，通過電纜中的寄生電容產(chǎn)生共模干擾電流，ic(t)=Cdudt該共模干擾產(chǎn)生電磁干擾在頻率一般分布在幾千赫茲到約三十兆赫茲之間。

2.3發(fā)動機(jī)

目前礦用電力無軌膠輪車的主要動力為ISG電機(jī)，該種電機(jī)的電流幅值和頻率隨著路況、車速以及輸出功率頻繁變化，其電機(jī)轉(zhuǎn)速與三向電流頻率之間的關(guān)系為:(1)P為ISG電機(jī)對數(shù)，通常電機(jī)對數(shù)為4;礦用電力無軌膠輪車啟動階段電機(jī)轉(zhuǎn)速約為700～900r/min，在機(jī)車不同工況行駛階段電機(jī)轉(zhuǎn)速約為900～3500r/min，其中任一相電流A的表達(dá)式為:f(t)=f(t+kT)(2)傅里葉級數(shù)展開為:式中第一項(xiàng)為直流分量，第二項(xiàng)以后為基波分量和其他高次諧波。隨著工況及車載電源的不同，礦用電動機(jī)車電源輸入端的電流通常在60A～200A之間變化，頻率范圍在45～200Hz之間，同時根據(jù)式(3)諧波電流的幅值隨諧波次數(shù)疊加而快速減小，因此6次以后的諧波對周圍電磁輻射可基本忽略，所以礦用電動機(jī)車發(fā)動機(jī)及相應(yīng)的動力電纜上產(chǎn)生的主要是低頻電磁干擾［6］。

3電磁干擾解決方案

各種可能產(chǎn)生電磁場的設(shè)備對周圍形成的干擾都需要具備三個要素:干擾源、干擾傳播路徑和易擾的敏感設(shè)備，這三個要素任何一個要素得到抑制，整個電磁兼容效果都會得到改善。由于煤礦井下生產(chǎn)特殊環(huán)境的限制，在相對狹小封閉的空間內(nèi)有大量的高壓電氣和變頻器設(shè)備并且在現(xiàn)有技術(shù)水平下不會有太大改變，所以只能接受外部干擾源的客觀存在，而解決干擾的方式就是通過結(jié)構(gòu)、材料、電氣電路等的改進(jìn)削弱干擾的傳播途徑和加強(qiáng)對敏感設(shè)備的保護(hù)，同時抑制自身內(nèi)部的干擾源的產(chǎn)生。(1)優(yōu)化傳播途徑中的干擾，首先改進(jìn)屏蔽體結(jié)構(gòu)，在裝配面涂導(dǎo)電膠并編制金屬絲線增加對干擾源的屏蔽能力;通過設(shè)計(jì)多個穿腔端子的方式使普通信號和相對高頻信號通過不同的穿腔端子實(shí)現(xiàn)各隔爆腔之間的通訊，并配置屏蔽電纜增加接地點(diǎn)，使信號間相互隔離，該種方法可以較好的解決礦用電動機(jī)車發(fā)動機(jī)所產(chǎn)生的低頻干擾。(2)增強(qiáng)易擾敏感設(shè)備的抗干擾能力，在各個易擾敏感模塊的電源端并入適量的電容，旁路開關(guān)電源和電機(jī)啟動帶來的高頻干擾，必要時加入電源濾波模塊隔離輸出的干擾信號。

4結(jié)論

經(jīng)過對已取得煤礦安標(biāo)的礦用電力無軌膠輪車整體電控系統(tǒng)電磁兼容性重新設(shè)計(jì)，礦用電力無軌膠輪車電控系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，電源管理系統(tǒng)的抗干擾能力和發(fā)動機(jī)等動力模塊的干擾抑制能力得到有效的提高。針對在礦用井下環(huán)境礦用電力無軌膠輪車的試驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，為豐富提高礦用電力機(jī)車的電磁兼容性優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步完善行業(yè)檢驗(yàn)方法的起草、檢驗(yàn)有效性閥值的選取提供理論依據(jù)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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［4］陳特放，劉騫等．電力機(jī)車用110V大功率高頻開關(guān)電源電磁兼容性［J］．中國鐵道科學(xué)，2005.26(3):100－105．

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【關(guān)鍵詞】 通風(fēng)機(jī) 在線監(jiān)測 安全生產(chǎn)

1 引言

礦用通風(fēng)機(jī)在煤礦安全生產(chǎn)中起著舉足輕重的作用，其工作性能狀況直接關(guān)系到礦井下工作人員的人身安全和煤礦企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。通風(fēng)機(jī)作為“礦井肺臟”主要作用是沖淡、排除井下有毒氣體和粉塵，提供足夠的新鮮空氣，保證不發(fā)生瓦斯毒、窒息死亡，維持井下作業(yè)人員的正常呼吸。此外，礦用通風(fēng)機(jī)還可保持井下空氣的清潔度，防止瓦斯和煤塵的爆炸改善井下作業(yè)人員的工作環(huán)境。礦用通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行一旦出現(xiàn)意外狀況，將會對井下工作人員的人身安全和正常的煤礦生產(chǎn)造成巨大的威脅。為保障通風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行，結(jié)合最新的傳感器技術(shù)、軟件技術(shù)和控制理論，為通風(fēng)機(jī)量身打造了一套專門的在線自動化監(jiān)控系統(tǒng)——KJF600礦用通風(fēng)機(jī)在線自動化監(jiān)控系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

（1）系統(tǒng)組成。系統(tǒng)主要由主機(jī)、UPS電源、避雷器、信息傳輸接口、礦用隔爆兼本安不間斷電源、煤礦用負(fù)壓傳感器、風(fēng)門開關(guān)傳感器、煤礦甲烷傳感器、煤礦用風(fēng)速傳感器、煤礦用設(shè)備開停傳感器 、電纜、打印機(jī)和其他必要設(shè)備組成。（2）硬件。中心站采用現(xiàn)在主流技術(shù)的通用產(chǎn)品，滿足可靠性、可維護(hù)性、開放性和可擴(kuò)展性等要求。（3）主機(jī)。地面中心站主機(jī)采用工控機(jī)。根據(jù)煤礦通風(fēng)機(jī)的供電電壓，利用現(xiàn)場綜合啟動柜中的電壓互感器引出被測電壓信號，連接到安裝在KJF-600通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測裝置內(nèi)部的電壓變送器上。（4）振動監(jiān)測。將振動傳感器底座用電焊機(jī)焊接在風(fēng)機(jī)外壁上，按照振動傳感器的敏感方向安裝在底座上，傳感器輸出的電信號輸入KJF-600通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測裝置。（5）溫度參數(shù)監(jiān)測。根據(jù)煤礦不同通風(fēng)機(jī)已經(jīng)在軸承和電機(jī)繞組上預(yù)埋測溫元件。選擇不同的溫度變送器型號和數(shù)量。但是要求用戶必須要有預(yù)埋測溫元件；測量范圍確定：為了適應(yīng)主、備用風(fēng)機(jī)溫度監(jiān)測需要，測溫范圍確定在-50℃～150℃；溫度采集模塊。根據(jù)預(yù)埋測溫元件的不同，選擇溫度采集模塊，要求高精度、低漂移帶有激勵電壓源驅(qū)動電橋的4～20mA變送器，變送器具有非線性補(bǔ)償，提高測量精度。變送器的輸入、輸出均用二線連接。溫度變送器箱可以接入8組溫度傳感器，輸出8路4～20mA電流信號至溫度監(jiān)測柜。（6）風(fēng)排甲烷濃度監(jiān)測。通過連續(xù)監(jiān)測主通風(fēng)機(jī)排出風(fēng)流中的甲烷濃度可以推算出礦井瓦斯涌出量（在無瓦斯抽放系統(tǒng)礦井）。瓦斯?jié)舛葴y定采用取樣監(jiān)測方法，在通風(fēng)機(jī)出風(fēng)口擴(kuò)散器上安裝取樣管，用橡膠引壓管將通風(fēng)機(jī)出風(fēng)筒中的瓦斯引到甲烷傳感器中的催化元件探頭上。（7）風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測。運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測包括主通風(fēng)機(jī)設(shè)備開停、對旋風(fēng)機(jī)兩臺電動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向監(jiān)測、反風(fēng)狀態(tài)監(jiān)測、風(fēng)硐風(fēng)門狀態(tài)監(jiān)測等。通風(fēng)機(jī)開停監(jiān)測：開停傳感器選用GKT-L煤礦用設(shè)備開停狀態(tài)傳感器2臺，分別非電接觸卡在主、備用通風(fēng)機(jī)的高壓電纜上，通過監(jiān)測電纜電流，確定設(shè)備開停；（8）傳輸介質(zhì)。MHYV傳輸電纜導(dǎo)線截面積為1.5mm2，電纜參數(shù)：分布電阻：12.8Ω/km，分布電容：0.06μF/km，分布電感：0.8mH/km，電纜應(yīng)有安標(biāo)證并在有效期內(nèi)。（9）接地措施。系統(tǒng)應(yīng)有單獨(dú)接地，不允許與其它系統(tǒng)共地。地面中心站設(shè)備的外殼和通訊電纜的屏蔽層應(yīng)接到安全保護(hù)地，接地電阻不應(yīng)大于4Ω。系統(tǒng)通訊電纜干線的屏蔽層僅允許在地面中心站機(jī)房或井口一處可靠接屏蔽地上，決不允許多點(diǎn)接地。（10）軟件。使用Windows 2003操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫：SQL Server2005，監(jiān)控軟件：KJ628礦井水文監(jiān)測系統(tǒng)，可靠性高、開放性好、易操作、易維護(hù)、安全、成熟。軟件有詳細(xì)的漢字說明和漢字操作指南。

3 基本功能

（1）數(shù)據(jù)采集、顯示。系統(tǒng)具有對礦井總負(fù)壓；通風(fēng)機(jī)風(fēng)量；通風(fēng)機(jī)供電電壓；通風(fēng)機(jī)電流；通風(fēng)機(jī)供電電壓；通風(fēng)機(jī)功率；主、備通風(fēng)機(jī)電機(jī)繞組溫度、軸承溫度；礦井風(fēng)排瓦斯?jié)舛?；通風(fēng)機(jī)開、停狀態(tài)等數(shù)據(jù)的采集、顯示及報警功能。（2）存儲和查詢系統(tǒng)具有以地點(diǎn)和名稱為索引的存儲和查詢功能。存儲記錄：即時將模擬量等存儲在磁盤等存儲介質(zhì)上；查詢：根據(jù)輸入的被查詢量和查詢時間，將查詢期間內(nèi)被查詢量顯示或打印。（3）顯示及打印。系統(tǒng)中心站能顯示和打?。焊鞅粶y量的瞬時值和歷史記錄顯示；分站巡檢及傳輸系統(tǒng)故障狀態(tài)顯示；實(shí)時時鐘顯示；數(shù)據(jù)報表顯示及打??；模擬量歷史曲線顯示；設(shè)備布置圖顯示。（4）人機(jī)對話。系統(tǒng)能用菜單式人機(jī)對話方式完成各種功能的操作。（5）設(shè)置。在各種顯示模式下都有主菜單顯示，主菜單包括：系統(tǒng)管理、基礎(chǔ)信息、實(shí)時在線、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)曲線、數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)幫助等主要功能按鈕。（6）快捷方式。在主界面模式下，均可直接進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)置、有線監(jiān)控、站點(diǎn)管理、退出系統(tǒng)等方式。（7）自診斷。系統(tǒng)應(yīng)具備自診斷功能，當(dāng)系統(tǒng)中分站等設(shè)備發(fā)生故障時，分站顏色發(fā)生變化報警并記錄故障時刻和故障設(shè)備，以供查詢及打印。（8）數(shù)據(jù)備份。系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)手動備份功能，采用人工進(jìn)行進(jìn)行數(shù)據(jù)備份。（9）模擬量曲線顯示。將模擬量監(jiān)測值隨時間變化的狀況用帶坐標(biāo)和實(shí)時值的曲線直觀地顯示出來。在主界面左邊表明監(jiān)測儀或傳感器所屬礦井、所測站點(diǎn)名稱與類別，點(diǎn)擊界面左邊的站點(diǎn)，則右邊自動出現(xiàn)相應(yīng)的站點(diǎn)曲線圖：點(diǎn)擊站點(diǎn)時，坐標(biāo)的縱軸為水位值或流量值，橫軸為時間；為便于讀值，設(shè)置工具條，點(diǎn)擊工具欄中各種工具，則可以對圖進(jìn)行放大、縮小、左移、右移、上移，下移、復(fù)原的相應(yīng)操作。

篇8

【關(guān)鍵詞】電纜；故障處理；電氣設(shè)備

電纜是工礦企業(yè)重要的電氣材料，由于電纜使用于各種機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境和場合，一些工廠、煤礦的作業(yè)環(huán)境不利，加之一些客觀的和人為的原因電纜故障時有發(fā)生，這就需要及時進(jìn)行科學(xué)有效的處理。

1、電纜的一般故障與處理方法

1.1電纜短路故障

電纜相間短路電纜放炮，是煤礦井下電纜網(wǎng)絡(luò)可能出現(xiàn)的故障之一。統(tǒng)計(jì)表明，愷裝電纜故障較多，橡套電纜較少。愷裝電纜發(fā)生電纜短路故障主要有以下原因：

（1）制作電纜頭，由于三叉處絕緣受傷或絕緣處理不當(dāng)，工藝不質(zhì)量不合格，一般在電纜頭的三叉出現(xiàn)放炮短路事故。

為避免此類事故出現(xiàn)，制作電纜頭，一定要遵守電纜頭制作的工藝要求，尤其要處理好三叉口的絕緣，不可讓潮氣進(jìn)入，破壞絕緣強(qiáng)度。

（2）電纜愷裝鋼帶裂口、鉛包裂紋，此處進(jìn)潮氣，由于絕緣破壞而導(dǎo)致放炮短路事故。主要原因是在搬運(yùn)或敷設(shè)時，電纜彎曲的半徑過小。為避免此種事故的出現(xiàn)，在搬運(yùn)和敷設(shè)時，要尤其注意電纜的彎曲半徑不可過小。

（3）因冒頂、礦車掉道等碰撞、擠壓，使電纜放炮短路，若電纜敷設(shè)吊掛適當(dāng)，就能防止此類事故的出現(xiàn)。

（4）較長時間庫存或不使用的電纜，電纜的兩個端頭未進(jìn)行鉛封，在制作電纜頭時又未把已受潮的部分截掉或截掉的長度不夠，導(dǎo)致放炮短路。避免的措施是把庫存電纜長期不使用時，對兩頭實(shí)施鉛封；制作電纜頭，要截去一段電纜，長度為一至二米即可。橡套電纜，出現(xiàn)短路故障的原因是機(jī)械損傷，如：鎬刨、放炮崩、冒頂、撞、擠等可能導(dǎo)致相間短路使用時間過長，絕緣老化就是原因之一。若電纜吊掛按規(guī)定要求做，及時檢修電纜，防止事故出現(xiàn)。

（5）對愷裝電纜和橡套電纜導(dǎo)致電纜放炮的原因，還有由于電纜制造質(zhì)量低劣、絕緣不夠或絕緣損壞造成。

1.2漏電故障

礦用電纜一相漏電接地，是井下低壓電纜網(wǎng)的故障之一。因電纜在潮濕環(huán)境中使用，或低壓動力電纜長時間浸泡在水中，可能出現(xiàn)絕緣電阻下降到危險值而漏電接地。電纜受機(jī)械損傷也會導(dǎo)致一相絕緣破壞，電纜與設(shè)備的連接頭毛刺與外殼相碰，線頭脫落接外殼，電纜熱補(bǔ)質(zhì)量差等導(dǎo)致一相漏電接地。

1.3電纜斷線故障

電纜整根被打斷故障的原因是電纜被小絞車的鋼絲繩等刮住，或被刮板輸送機(jī)的鏈板等刮住硬拉斷。導(dǎo)致這些故障的原因多是違章作業(yè)、維護(hù)不當(dāng)、選擇截面時機(jī)械強(qiáng)度不夠等。

1.4電纜著火

這種事故的原因是出現(xiàn)相同短路故障后，熔斷器、過電流繼電器等保護(hù)失靈，較大的短路電流出現(xiàn)的高溫點(diǎn)燃了橡套電纜的膠皮，導(dǎo)致火災(zāi)、防范措施：是要進(jìn)行電纜維護(hù)；加強(qiáng)過電流保護(hù)的管理；使用阻燃型電纜。

1.5橡套電纜龜裂

此類故障在煤礦井下低壓橡套電纜中也較常見，主要原因是因長期過負(fù)荷運(yùn)行，導(dǎo)致絕緣老化，芯線絕緣與芯線粘連，可能出現(xiàn)相間短路事故。故障的原因除了電纜的型號和截面選擇不當(dāng)、工程施工工藝質(zhì)量不好、電纜質(zhì)量有問題之外，一些故障都和電纜的管理、運(yùn)行和維護(hù)有關(guān)。要對電纜的選用、敷設(shè)、吊掛等都應(yīng)按《規(guī)程》相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

2、電纜與電氣設(shè)備的連接應(yīng)注意的問題

2.1低壓橡套電纜與電氣設(shè)備連接

（1）密封圈材質(zhì)用硬度為45~55的橡膠制造，要根據(jù)規(guī)定進(jìn)行老化處理。

（2）密封圈內(nèi)徑與電纜外差不應(yīng)大于1mm，密封圈外徑與裝密封圈的孔徑。配合的直徑要符合相關(guān)規(guī)定要求。

密封圈的寬度不可大于電纜外徑的0.7倍，而一定不小于10mm。密封圈無破損、不可割開使用。電纜與密封圈間不可包扎其他物體，確保密封良好。

（3）進(jìn)線嘴連接緊固。接線后的緊固程度，大嘴以抽拉電纜不串動為合格，小嘴以一只手的五指使勁壓緊螺母旋進(jìn)不超過半圈。壓盤式線嘴壓緊電纜后的壓扁量要小于電纜直徑的10%。

（4）電纜護(hù)套穿入進(jìn)線嘴長度應(yīng)為5mm~15mm。如電纜粗，穿不進(jìn)去，應(yīng)把穿入部分銼細(xì)，護(hù)套與密封圈結(jié)合部位不可銼細(xì)。

（5）電纜護(hù)套根據(jù)要求剝除后，線芯要截成一定長度，做好線頭后才可連接到接線柱上。接線要整齊、無毛刺，卡爪不壓絕緣膠皮或其他絕緣物，也不可壓住或接觸屏蔽層。地線長度應(yīng)適當(dāng)，松開接線嘴拉動電纜時，三相火線拉緊或松脫，地線不掉。

（6）在橡套電纜與各種插銷連接時，一定使插座連接在靠電源的一側(cè)。屏蔽電纜與電氣設(shè)備連接時，一定要剝除主芯線的屏蔽層，其剝除長度不可小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

2.2高壓愷裝電纜與電氣設(shè)備連接

高壓愷裝電纜與電氣設(shè)備連接時，設(shè)備引入（出）線的終端頭用線鼻子或過渡接頭接線，連接堅(jiān)固可靠，要根據(jù)規(guī)定制作電纜頭高壓隔爆開關(guān)接線盒引入愷裝電纜后，使用絕緣膠灌至電纜叉以上。

2.3電纜之間的連接

（1）不同型號電纜間不可直接連接，如紙絕緣電纜同橡套電纜或塑料電纜之間，要滿足要求的接線盒、連接器或母線盒才能連接。

（2）相同型號電纜間，要按不同型號電纜之間的連接方法進(jìn)行連接，也可直接連接，但一定遵守以下規(guī)定：①紙絕緣電纜要使用符合要求的電纜接線盒連接，高壓紙絕緣電纜接線盒要灌注絕緣充填物。②橡套電纜的連接，包括絕緣、護(hù)套已損壞的橡套電纜的修補(bǔ)，要用硫化熱補(bǔ)或同熱補(bǔ)有同等效能的冷補(bǔ)或應(yīng)急冷包。③塑料電纜連接，連接處的機(jī)械強(qiáng)度及電氣、防潮密封、老化等性能，要滿足該型礦用電纜的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。④電纜芯線的連接要采用壓接或銀銅焊接，不可綁扎。連接后的接頭電阻應(yīng)小于同長度線芯電阻的1.1倍，抗拉強(qiáng)度要大于原線芯的80％。⑤兩根電纜的愷裝、鉛包、屏蔽層和接地芯線均要有良好的電連接。⑥不同截面的橡套電纜不可直接連接，照明線上的分支接頭除外。

（3）屏蔽電纜間的連接時，一定要剝除主線芯的屏蔽層，其剝除長度為d 級絕緣材料的最小爬電距離的1.5~2倍。

2.4電纜接頭

（1）“雞爪子”。橡套電纜的連接不可用硫化熱補(bǔ)或同等效能的冷補(bǔ)者；通信、照明、信號、控制以及高低壓橡套電纜的連接不采用接線盒的接頭；愷裝電纜的連接不可采用接線盒和不灌注絕緣充填物或充填不嚴(yán)的接頭。

（2）“羊尾巴”。電纜的末端不接裝防爆電氣設(shè)備或防爆元件者為“羊尾巴”。電氣設(shè)備接線嘴2m內(nèi)不合格接頭或明線破口者均屬“羊尾巴”。

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關(guān)鍵詞:煤礦井下供電系統(tǒng);繼電保護(hù);低壓供電系統(tǒng);防爆電器安全

中圖分類號:TD611文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2010)04-0195-02

一、煤礦井下供電系統(tǒng)介紹

煤礦井下供電系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響到電網(wǎng)的安全性、可靠性、合理性和經(jīng)濟(jì)性。尤其隨著煤礦井下采掘機(jī)械化程度的提高,生產(chǎn)工作面不斷向前延伸、擴(kuò)大, 給煤礦井下安全供電帶來了許多不利的影響。目前我國煤礦井下常見的供電電壓按《煤礦井下供電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》,高壓有10kV和6kV,一般采用6kV,有10kV礦用變配電設(shè)備時,若經(jīng)濟(jì)、技術(shù)合理,可采用10kV供電;低壓有1140V、660V和380V,就高產(chǎn)高效綜采工作面而言,若工作面供電電源引自采區(qū)變電所6000分段母線上,則工作面就存在6000V,3300V,1140V和660V等4個電壓等級。

隨著煤礦井下生產(chǎn)工作面的不斷向前延伸、擴(kuò)大,高壓供電電纜及設(shè)備不斷深入末端,低壓系統(tǒng)一直向前延伸,星羅棋布的電網(wǎng)由變壓器、高低壓開關(guān)和磁力起動器相連,這些供電設(shè)備和電纜安全與否,直接關(guān)系著礦井的生產(chǎn)安全。由于煤礦井下環(huán)境條件的特殊性,在采掘過程中容易產(chǎn)生有爆炸危險的瓦斯(甲烷)和煤塵,并且由于電氣設(shè)備經(jīng)常處于溫度濕度較高的狀態(tài)下,設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生凝露現(xiàn)象比較普遍,霉菌現(xiàn)象也時有發(fā)生。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),在煤礦瓦斯、煤塵爆炸事故中,電火花引起的事故約占50%;在煤礦發(fā)生的觸電事故中,煤礦井下觸電死亡人數(shù)約占64%?？梢妼γ旱V井下進(jìn)行可靠、安全、經(jīng)濟(jì)合理的供電,有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量,經(jīng)濟(jì)效益及保證安全生產(chǎn)。為了確保安全和正常的生產(chǎn),合理優(yōu)化煤礦井下供電系統(tǒng)是十分重要的。

二、煤礦井下高壓供電系統(tǒng)

煤礦井下高壓供電線路已深入到各個采、掘負(fù)荷中心。其供電是否安全可靠,不僅影響產(chǎn)量,而且影響工程進(jìn)度,因此煤礦井下高壓供電可靠運(yùn)行在礦井供電中有很重要的地位。煤礦井下高壓供電可靠運(yùn)行不僅與系統(tǒng)本身設(shè)計(jì)有關(guān),還與組成系統(tǒng)每一組件的安全可靠性有關(guān),因?yàn)闃?gòu)成煤礦井下高壓供電系統(tǒng)中各種設(shè)備只要一個出現(xiàn)故障,整個系統(tǒng)就會終止運(yùn)行。因此不僅要關(guān)心系統(tǒng)本身的設(shè)計(jì)還要在設(shè)備易出故障的薄弱環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障前進(jìn)行預(yù)防、檢修、更換。一般煤礦井下高壓供電系統(tǒng)常出現(xiàn)的問題有以下幾種:

(一)高壓線路故障

由于煤礦井下環(huán)境的原因比較復(fù)雜,煤礦井下高壓供電系統(tǒng)中電纜線成為安全可靠性的薄弱的環(huán)節(jié)。首先,高壓鎧裝電纜外層鋼帶或鋼絲鎧裝層由于潮濕很容易銹蝕;其次,如果運(yùn)輸大巷到采掘負(fù)荷中心對空間小,高壓電纜在巷道內(nèi)運(yùn)輸時就很容易刮破、擠壞,高壓屏蔽電纜也容易被扎,從而造成高壓停電事故;再次,高壓電纜長時間處于過載狀態(tài),也很容易出現(xiàn)事故;最后,單相接地會使另兩相對地電壓升高,嚴(yán)重影響煤礦井下高壓供電系統(tǒng)的可靠性。

為了避免事故的發(fā)生,提高高壓線路的可靠性,在固定場所鋪設(shè)電纜時,應(yīng)選擇聚氯乙烯絕緣電纜、聚氯乙烯絕緣鎧裝電纜、交聯(lián)聚乙烯電纜、交聯(lián)聚乙烯護(hù)套鋼絲鎧裝電纜或其它新型高絕緣電纜。并且在選用電纜時必須保證載流量滿足現(xiàn)有設(shè)備要求,并留有一定的富余系數(shù)。

(二)高壓防爆開關(guān)故障

雖然煤礦井下礦用一般型高壓防爆開關(guān)等都具有高壓漏電和絕緣監(jiān)視保護(hù)功能,但由于變壓器高、低壓側(cè)腔體的蓋沒有有效的連鎖保護(hù)裝置,使得高壓開關(guān)與分立的變壓器、低壓饋電開關(guān)之間的保護(hù)不能形成有效的配合,致使高壓開關(guān)失去了應(yīng)有的保護(hù)功能,因此會出現(xiàn)漏電、過流和短路等問題;另外,高壓負(fù)荷開關(guān)觸頭接觸不良,產(chǎn)生弧光或放電,與高壓負(fù)荷開關(guān)帶載停送移動變電站,也會導(dǎo)致高壓斷電事故。

為加強(qiáng)煤礦井下高壓防爆開關(guān)的安全可靠性,我們在選擇高壓開關(guān)時,其斷流容量不得小于變電所母線上的實(shí)際短路容量。對分立的供電變壓器,其高、低壓側(cè)腔體蓋都應(yīng)設(shè)置連鎖開關(guān),其接點(diǎn)串接在高壓開關(guān)的監(jiān)視回路中,當(dāng)變壓器高、低壓側(cè)腔體蓋開關(guān)前及高壓橡套電纜的監(jiān)視線斷開時,高壓開關(guān)便能迅速跳閘。嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),周期對高壓防爆開關(guān)有關(guān)部件進(jìn)行耐壓試驗(yàn),避免擊穿“放炮”,引起短路故障。還要對高壓防爆開關(guān)進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)和檢修,對負(fù)荷變化了的高壓開關(guān)的保護(hù)裝置要及時重新進(jìn)行計(jì)算和整定,并且定期檢修。

(三)繼電保護(hù)問題

目前,煤礦井下高壓供電系統(tǒng)中均為6kV/10kV系統(tǒng)。較多采用的是直流操作的定時限過電流保護(hù)和瞬時電流速斷保護(hù),供電系統(tǒng)一般為單側(cè)電源輻射狀電網(wǎng),其階段式電流保護(hù)原則為:從電源端至負(fù)荷端動作電流應(yīng)從大至小逐級遞減,動作時間亦應(yīng)從長到短逐級遞減;本級電流保護(hù)的動作電流必須大于下一級線路首端的最大短路電流。現(xiàn)行的整定原則為:地面6kV處設(shè)兩段式保護(hù),A段速斷按保護(hù)本條線路電纜的50%進(jìn)行整定,B段過流按躲過最大負(fù)荷電流進(jìn)行整定,動作時限為0.95;中央變和采區(qū)變出線處A段按上一級速斷保護(hù)的0.9倍整定,B段按最大負(fù)荷電流整定;中央變進(jìn)線處只設(shè)速斷保護(hù),按上一級速斷保護(hù)的0.9倍進(jìn)行整定;采區(qū)變進(jìn)線處設(shè)兩段式保護(hù),A段按上級速斷的0.9倍進(jìn)行整定,B段按上級B段定值進(jìn)行整定。

結(jié)合煤礦井下供電的特殊性可以看出,煤礦井下供電系統(tǒng)線路保護(hù)中存在的主要問題有:

1.煤礦井下供電系統(tǒng)是一個單側(cè)電源輻射狀電網(wǎng),由于采區(qū)變電所距電源較遠(yuǎn),中間經(jīng)過的開關(guān)級數(shù)較多,需要較長的時限和較大的定值配合,而電力部門對電源保護(hù)的時限和定值已經(jīng)限定,無法更改,造成給定整定值過小,保護(hù)時限過短,保護(hù)無法配合。

2.煤礦采區(qū)變電所的整定原則是確定最遠(yuǎn)端的負(fù)荷性質(zhì)和大小,據(jù)計(jì)算結(jié)果整定供此處負(fù)荷的開關(guān)定值,然后逐級向采區(qū)變電所計(jì)算,根據(jù)所負(fù)荷中功率最大者確定過流保護(hù)定值,以最遠(yuǎn)端的短路電流整定速斷保護(hù)。依向上逐級配合,速斷保護(hù)和過載保護(hù)的定值和時限從采區(qū)變電所向下逐級降低由于目前速斷保護(hù)整定值過小,一旦出現(xiàn)短路故障,必然是所有速斷保護(hù)同時作,使得繼電保護(hù)沒有選擇性,出現(xiàn)越級跳閘,擴(kuò)大了停電故障影響范圍。

3.瞬時速斷的整定原則是先確定地面6kV處定值,依次向下按0.9倍整定。這種原則有明顯的缺陷:由于整定值過小,并且逐級減小,一旦出現(xiàn)短路故障,必然是所有速斷保護(hù)同時動作,使得保護(hù)的選擇性差,出現(xiàn)越級跳閘,從而擴(kuò)大停電故障的影響范圍。

為了避免上述安全隱患,首先可在6kV至中央變下井線路中裝設(shè)電抗器,短路電流值從電源至負(fù)荷方向?qū)⒃诰稀⒚旱V井下有明顯的差距,從而有利于速斷保護(hù)動作電流的區(qū)分。其次可通過改進(jìn)線路保護(hù)每段的整定原則和各級之間時限的配合兩個方面對煤礦供電系統(tǒng)繼電保護(hù)進(jìn)行優(yōu)化,以最大限度滿足煤礦井下供電特殊情況的要求。

三、煤礦井下低壓供電系統(tǒng)

隨著煤礦井下供電電壓等級的不斷提高,煤礦井下低壓供電系統(tǒng)的范圍也在不斷擴(kuò)大。煤礦井下低壓供電系統(tǒng)采用中性點(diǎn)不接地方式,其優(yōu)點(diǎn)是大大降低了電網(wǎng)接地電流和電容電流,提高了人身觸電安全性和供電設(shè)備的安全性。供電方式主要采用中央變電所設(shè)有主變壓器,總饋電開關(guān)向各分支開關(guān)饋電方式。但由于煤礦井下防爆電氣安全水平不高,電氣故障引起的電火引燃瓦斯煤塵爆炸事故時有發(fā)生,由此造成的傷亡人數(shù)呈逐年上升趨勢,給煤炭工業(yè)的社會聲譽(yù)和社會穩(wěn)定造成了極大的負(fù)面影響。因此,提高煤礦井下低壓供電系統(tǒng)的安全可靠性,對提高煤礦井下供電的可靠性,具有十分重要的意義。一般煤礦井下低壓供電系統(tǒng)常出現(xiàn)的問題有以下幾種:

(一)局扇供電問題

煤礦井下低壓供電系統(tǒng)中,有些掘進(jìn)工作面達(dá)不到《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的煤礦井下的局部扇風(fēng)機(jī)供電必須滿足“三專”和“雙風(fēng)機(jī)雙電源”的要求。一種情況是沒有采用專用電纜線路供電,一旦其中一臺風(fēng)機(jī)供電線路出現(xiàn)故障,馬上影響到另一臺風(fēng)機(jī)的供電,擴(kuò)大了故障的影響范圍,給人身及礦井帶來了嚴(yán)重的安全隱患。還有一種情況就是生產(chǎn)用電與局扇用電為一趟線路,沒有分開,一旦生產(chǎn)供電線路出現(xiàn)故障,會直接影響到局扇的正常運(yùn)轉(zhuǎn),甚至影響整個礦井的井下供電系統(tǒng)。

為了避免上述安全隱患,局部通風(fēng)機(jī)專用變壓器與備用電源必須分布在不同的母線上,備用電源的容量和開關(guān)整定必須滿足所帶局部通風(fēng)機(jī)及其它負(fù)荷同時運(yùn)行的需要,確保局部通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行;專用線路應(yīng)采用裝有選擇性漏電保護(hù)裝置的供電線路;通風(fēng)專用變壓器的低壓分支開關(guān)必須安裝低壓選漏,并按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定周期進(jìn)行試驗(yàn),以減小漏電線路的影響。

(二)防爆電器安全問題

礦用隔爆型低壓防爆電器是煤礦井下必備的電器設(shè)備,采用防爆外殼、本質(zhì)安全電路及各種保護(hù)裝置,這些安全措施對防止電火花引爆礦井瓦斯,保障人身安全起到了重要作用。但是由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)存在著不完善性,防爆外殼的結(jié)構(gòu)具有一定的局限性,使上述這些措施不能防止故障電火引起的瓦斯煤塵爆炸事故的發(fā)生。

為了避免上述問題的發(fā)生,對防爆電器開蓋進(jìn)行檢查、維修以及更換負(fù)荷時,應(yīng)遵守《煤礦安全規(guī)程》第445條規(guī)定的“煤礦井下不得帶電檢修、搬遷電氣設(shè)備”,即不允許帶電打開電器設(shè)備隔爆外殼。這就要求工作人員提高安全意識,克服防爆電器這一設(shè)計(jì)缺陷。

上面只談了些煤礦井下供電系統(tǒng)存在的一些主要問題。另外,制定完善健全的規(guī)章制度并認(rèn)真執(zhí)行,對于提高煤礦井下供電安全也具有十分重要的作用?？傊?只有加大煤礦井下供電系統(tǒng)管理的力度,把煤礦井下供電系統(tǒng)中存在的問題及時、合理的解決,才能保證礦井具有質(zhì)量高、更安全、更可靠的井下供電系統(tǒng)。

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篇10

關(guān)鍵詞：變頻器 電磁兼容 煤礦 抗干擾

中圖分類號：TN7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）03-0107-02

0 引言

近年來隨著微機(jī)控制技術(shù)和大功率電子元件的發(fā)展，交流電動機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)以其高效率、高性能、易維護(hù)等特點(diǎn)得以迅速發(fā)展，交流變頻調(diào)速的各行業(yè)中應(yīng)用越來越廣泛。在各種調(diào)速方式中，交流變頻調(diào)速技術(shù)已被國內(nèi)外公認(rèn)為是最理想、最有發(fā)展前途的一種調(diào)速方式了。我國煤礦井下特殊的工作環(huán)境和安全生產(chǎn)上的特殊要求，制約了變頻器在煤礦井下的推廣，隨著我國煤炭生產(chǎn)自動化程度的不斷提高，變頻器以其能實(shí)現(xiàn)大功率電機(jī)軟件啟動、多機(jī)聯(lián)動時功率平衡、節(jié)能等特點(diǎn)在煤礦井下，采、掘、運(yùn)等設(shè)備采用變頻器越來越多。作為電力電子設(shè)備，其內(nèi)部由電子器件、計(jì)算機(jī)芯片都組成，其輸入側(cè)和輸出側(cè)的電壓、電流含有高次諧波，運(yùn)行即要防止外界干擾，又要防止它干擾外界，即所謂的電磁兼容性“EMC”。電磁兼容是變頻器在煤礦應(yīng)用和推廣關(guān)鍵這一，也是礦用變頻調(diào)速傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)、應(yīng)用必須面對的問題。

1 變頻器及EMC

電磁兼容性EMC（Electro Magnetic Compatibility），是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個方面的要求：一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值；另一方面是指器具對所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度。

一般來說，電氣設(shè)備必須同時具有對高頻和低頻干擾的抑制能力。其中高頻干擾主要包括靜電放電、脈沖干擾和發(fā)射性頻率的電磁場等；而低頻干擾主要指電源電壓波動、欠壓和頻率不穩(wěn)定等。通常變頻器能夠運(yùn)行在一個可能存在著較高電磁干擾的工業(yè)環(huán)境中，它既是噪聲發(fā)射源，可能又是噪聲接受器。

1.1 變頻器所受的外部干擾

1.1.1 同網(wǎng)絡(luò)非線性負(fù)載對變頻器的干擾

同一移動變頻站供電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存在容量較大采煤機(jī)、軟啟動等的晶閘管換流設(shè)備時，這些負(fù)荷工作時都可對電網(wǎng)中的電壓、電流產(chǎn)生畸變，使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)凸凹，影響變頻器整流模塊正常工作。

1.1.2 變頻器受到來自井下電網(wǎng)的干擾

井下電網(wǎng)對變頻器干擾主要有過壓、欠壓、瞬時掉電、浪涌及尖峰電壓脈沖等。

1.1.3 補(bǔ)償電容器的投入和切出對變頻器的干擾

當(dāng)煤礦井下變電所的供電線路采用集中電容補(bǔ)償?shù)姆椒▉硖岣吖β室驍?shù)時，在補(bǔ)償電容投入和切出的暫態(tài)過程中，供電線路電壓有可能出現(xiàn)很高的峰值。其過高的反向電壓有可能擊穿變頻器的整流二極管。

1.2 變頻器對外部的干擾

礦用變頻器為電壓源型，它的主電路如圖1所示。主電路由整流、平波、逆變?nèi)糠謽?gòu)成，其中整流和逆變工作時都會產(chǎn)生干擾。

變頻器的整流橋?qū)﹄娋W(wǎng)來說是非線性負(fù)載，變頻器工作時產(chǎn)生的諧波電流輸入給電源電網(wǎng)，可導(dǎo)致輸入電流畸變，對供電電網(wǎng)造成諧波污染。其輸入電流中的5次和7次諧波的諧波分量達(dá)到20%和12%。

變頻器產(chǎn)生干擾及其形成主要有：

（1）變頻器的輸入電流和輸出電流中，都具有較強(qiáng)的高次諧波成分，它們將對其他控制設(shè)備形成干擾，影響其他設(shè)備的正常工作。

電壓型變頻器的輸入側(cè)整流和濾波兩部分構(gòu)成，當(dāng)電源的線電壓大于支持電容兩端的電壓時，整流橋中充電電流呈不連續(xù)的沖擊波形式出現(xiàn)在電源電壓的振幅值附近。它具有很高的奇次諧波成份，特別是5次和7次諧波。

（2）輸出電壓與電流的，變頻器的逆變器大多采用PWM技術(shù)，當(dāng)變頻器根據(jù)給定的頻率運(yùn)行時，IGBT工作在高速切換的開關(guān)模式，其輸出的電壓離散的，并且?guī)в信c開關(guān)頻率相應(yīng)的高次諧波群，產(chǎn)生大量耦合性噪聲。

（3）變頻器到電機(jī)的供電電纜及電機(jī)內(nèi)部存在寄生電容Cp，IGBT模塊高速切換時，變頻器的PWM輸出電壓波形的開關(guān)翼部通過寄生電容產(chǎn)生一個高頻脈沖電流Is，這時變頻器成為一個諧波干擾源。由于諧波電流Is的產(chǎn)生源是變頻器，因此它一定要流頻器。圖2中Ze為大地阻抗，Zn為動力電纜與地之間的阻抗。諧波電流流過此二阻抗所造成的電壓降，將影響到同一電網(wǎng)上的其他設(shè)備造成干擾。

2 干擾信號的傳播方式

變頻器工作時輸入和輸出電流中，都能產(chǎn)生功率較大的高次諧波成份，對系統(tǒng)內(nèi)其它設(shè)備產(chǎn)生干擾，影響其它設(shè)備正常運(yùn)行，主要分諧波干擾、電磁輻射干擾、感應(yīng)耦合。主要表現(xiàn)為：對周圍的電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射；對其驅(qū)動的電動機(jī)產(chǎn)生電磁噪聲；通過供電線路對電網(wǎng)內(nèi)其它設(shè)備產(chǎn)生干擾；對變頻器相鄰的其它線路產(chǎn)生感應(yīng)耦合干擾。

3 變頻器的抗干擾措施

3.1 安裝輸入電抗器

輸入電抗器串聯(lián)在電源與變頻器輸入側(cè)之間，可有效降低5-11次等諧波含量，減少其可能干擾其他設(shè)備的正常運(yùn)行之外，還可降低大量的無功功率，提高線路的功率因數(shù)。在變頻器輸入側(cè)安裝電抗器是抑制較低諧波電流的有效方法。輸入電抗器的主要作用如下：（1）降低變頻器產(chǎn)生的諧波，同時增加電源阻抗。（2）抑制浪涌電壓和浪涌電流，保護(hù)變頻器。（3）消弱電源電壓不平衡對變頻器的影響。

3.2 安裝濾波器

在變頻器的輸入輸出側(cè)電路中，除上述較低次的諧波成份外，還有許多頻率較高的諧波電流，輸入濾波器可以抑制干擾信號從變頻器通過電源線把干擾引導(dǎo)到移動變頻站，而使臨近或同一電網(wǎng)電氣設(shè)備不受干擾，能夠正常工作，輸入濾波器主要由電感和電容構(gòu)成，如圖3所示。

變頻器輸出端電源濾波器采用電感濾波，可以有效地削弱輸出電流中的高次諧波成分，其原理圖如圖4所示。

3.3 變頻器模塊及電纜的合理布局

布局是變頻器設(shè)計(jì)防干擾中重要環(huán)節(jié)，合理的布局可以抑制干擾，布局原則是：功率模塊與控制模塊分開，并且要有相應(yīng)的屏蔽材料進(jìn)行屏蔽處理，變頻器與動力電纜應(yīng)盡可能地遠(yuǎn)離，信號電纜和動力電纜分開走線，盡量操持距離。

（1）隔離，采用電光隔離把電路的干擾源和易受干擾的部分隔離開來，使它們不發(fā)生電的聯(lián)系，在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，變頻器控制板及PLC等控制單元要通過隔離變頻器單獨(dú)供電，避免因?yàn)閭鲗?dǎo)干擾而引起故障，電源隔離變壓器可應(yīng)用噪聲隔離變壓器，電抗器及IGBT采用物理隔離。

（2）使用屏蔽電機(jī)電纜，變頻器到電機(jī)之間的動力電纜使用MCP礦用屏蔽電纜，電纜屏蔽層連接變頻器外殼和電機(jī)外殼，使變頻器高次諧波干擾電流經(jīng)過屏蔽層構(gòu)成的通道回到變頻器，從而降低對其它設(shè)備的干擾。

（3）良好的接地及合理的布線。正確的接地既可以使系統(tǒng)有效地抑制外來干擾，又能降低設(shè)備本身對外界的干擾，確保變頻器箱體中的所有設(shè)備接地良好，使用短和粗的接地線連接到公共接地點(diǎn)或接地母排上，設(shè)備的電源線和信號線應(yīng)量遠(yuǎn)離變頻器的輸入、輸出線；電源線和信號線應(yīng)避免和變頻器的輸入、輸出線平行。

4 結(jié)語

本文通過變頻器在煤礦井下使用過程中出現(xiàn)的電磁干擾問題進(jìn)行分析，并結(jié)合井下工作條件提出了切實(shí)可行的解決問題的方法和對策，隨著新控制理論及技術(shù)在變頻器上的應(yīng)用，變頻應(yīng)用中產(chǎn)生的部分電磁兼容問題有望通過變頻器新的控制算法來解決，但目前來講，重視礦用變頻器電磁兼容性已成為變頻在煤礦推廣及設(shè)計(jì)開發(fā)過程中必須面對的關(guān)鍵問題。

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