矿井电气设备开盖断电保护设计研究

 【摘要】煤矿事故频发不仅为煤矿企业带来了经济损失，也造成了巨大的人身伤害，矿井下由于违规操作带电开启接线腔从而导致瓦斯爆炸的问题屡见不鲜，针对这一问题，必须针对性设计出一套开盖断电保护设备，从而维护矿井电气设备的安全运转，为矿井作业提供一个安全稳定的环境。本文分析了矿井电气设备开盖断电保护设计方法。 
　　【关键词】矿井；电气设备；开盖断电；保护设计 
　　我国相关法律法规明确规定，矿井中禁止一切带电操作行为，包括检修、搬运等等，非专业者不允许操作电气设备，同时要求矿井电气设备要具备必备功能，那就是：分级闭锁、选择性断电保护等等，要确保无论何种条件下，开启电源进线腔以及主腔之前，主线开关都能选择性断开，接线端口处于无电流状态，然而，实际的矿井作业施工，却往往存在诸多问题，引发诸多不安全因素，不是设备自身不合格，就是非法带电作业，引发了无形中的安全隐患问题，酿成了巨大的人身损失。 
　　一、矿井防爆启动器设计 
　　由于矿井电气设备存在诸多问题与不足，要想从根源上解决问题，减少事故的发生概率，就要先从防爆启动器入手，进行技术优化与升级，实现开盖断电保护设计，在已有的启动器开关主腔中电源侧任何一相引出一条绝缘导线，同与之相对的电阻R串联起来，然后，再将其焊接在干簧管K，也就是COM簧片极，其另外一级则在绝缘导线的连接下与主腔中的接地螺栓相连接，这样就达到了对矿井防爆启动器的优化升级。开关主腔中有上下接线腔，其中上接线腔可以同任何电源柱连接。 
　　正确连接的干簧管被牢固于端盖边缘，同时也要找准各个端盖的干簧管的定位，而且要把强磁性磁铁根据干簧管的定位来对应牢固在启动器主腔内，要确保端盖开启后，干簧管连接处能够及时断开，这其中需要干簧管以及强磁性磁铁必须牢靠。 
　　经过对启动器内部干簧管链接点进行断开设计，从而确保启动器设备具有分级闭关以及选择性断电保护作用，能够确保无论遇到任何问题，将电源进线腔以及主腔开启，其支路的上层线路开关能够达到选择性断电的目标。 
　　这其中要重点注意的是干簧管类型、质量的科学选择，同普通的开关设备对比起来，其构造精简、空间占地少、使用周期长、工作效率高等等，簧片触点通常被一些不易与外界发生反应的惰性气体所封存，具有长期稳定性，要结合电压大小来决定干簧管的实际参数。 
　　由于外按钮中的弹簧弹力程度有限，受到人为挤压时，会出现优先动作现象，如果内按钮帽的下端同下外壳碰触，如果接着进行挤压，外弹簧就会动作，从而控制了缺陷和问题，又有效维护了开关的完整度。 
　　二、开盖断电闭锁设备运行程序分析 
　　矿井电气设备处于常规运行状态时，强磁性磁铁能够同干簧管相接近，磁场会让簧片产生磁力时，公共触点COM簧片能够从N，C两个触点移动到N.O处，干簧管就会及时断开，而且不会影响电气设备任何功能与作用的发挥。 
　　当电气设备的端盖尚未盖严时，因为单相电源线从头到尾都接地，上层馈电开关不能给电，打造出一个闭锁结构，这一电气设备的电源进线一直没有电压，电气设备被盖封彻底后才能带电，也就是说，能够达到开盖断电保护的效果。 
　　三、矿井开盖断电开关的科学设计 
　　1、优化开关构造 
　　要立足于整体，对矿井开盖断电开关实施断电保护设计，为隔爆结合面中的不同部分、不同构件定夺科学的数值，从而确保设计的精准度，具体的图示如下： 
　　构件名称 表的圆柱孔 按钮轴 接触面高度 
　　设计标准 φ8 mm φ8 mm 12mm 
　　选择灌封型式来科学定位、安置引线，灌封之前必须在外盒结合面与安装架部件的四周实施硅胶封堵施工，保证灌封胶能够彻底发挥灌封作用，不会出现外渗现象。同时，也要对灌封封口加以灌封，保证封口的严密性。这其中要注重灌封胶类型的优选，一般来说常温状态下能够及时固化类型较为适合。实际的灌封中，为了确保灌封质量，必须保证迅速灌封，从而防止出现气孔或由于灌封不均匀而导致的其他问题。 
　　2、科学设计外壳 
　　必须正确而精准地算出外壳所能承受的应力大小，要保证外壳具备承受一定应力极限值的能力，外壳的设计体积同爆炸压力密切关联，对外壳设计的主要目标就是确保一旦发生爆炸时，应力能够被控制在外壳里面，所以，外壳的选择要确保其达到某种强度、具备一定承受应力的能力。众所周知，矿井中主要的隐患物质为甲烷，甲烷的爆炸压力通常为0.8兆帕，所以，要确保外壳的应力承受能力在1兆帕或1兆帕以上，总之，必须保证防爆外壳具有一定的应力承受能力。 
　　需要注意的是，为了保证隔爆外壳的无缝、高质量，要确保其能够一次铸造成型，而且必须参照其所面临的工作环境，以及使用目标等来选择外壳材料，而且要维护外壳表面的平滑度与完整度，防止出现任何划痕、变形或缝隙等等，这样才能真正从整体上保证外壳的承载力。 
　　3、安装架组件的设计 
　　从当前来看，很多矿井都选择了OMRON开关，公共触点中实施导线焊接，其中必须参照现实需要来定夺导线具体的长和宽。常开触点上要焊接铍青铜引线片，要确保牢固焊接，其常开触点则要配置于安装架中，同时，也要选择合适的装配方位，成功安装以后，要将硅胶涂抹于开关与安装架接触面，实现有效的封堵与封存，待硅胶凝结再装入外壳。同外壳设计一样，安装架也必须一次性成型，这其中最关键的是要对OMRON开关实施精准定位。 
　　4、灌封板的设计 
　　灌封板也是开盖断电开关的重要组成部分，它能够发挥牢固导线、引线的作用，同时也能够对灌封时所采用的硅胶实施引流。当无需拆装螺钉时，能够凭借向上移动固线块来牢固住外引线。 
　　总结 
　　矿井电气设备开盖断电保护设计对于电气设备的安全运行具有十分重要的意义，必须做好开盖断电保护设计，提高电气设备运行操作的安全度，从而维护矿井作业安全，提高矿井电气设备安全运行质量，从而创造一个安全的矿井工作环境，维护矿井工作安全，创造良好的工作环境。