于二利 于西广
内蒙古北联电能源开发有限责任公司高头窑煤矿 内蒙古 鄂尔多斯 014323
摘要：
高压防爆开关作为煤矿作业过程中经常被使用的设备，能在很大程度上有效保护井下相关设备的安全运行工作，并为井下工人的生命健康提供一份安全防护罩。对于高压防爆开关，其控制器作为防爆开关的核心零件，有着不同寻常的作用和意义。但随着我国科学技术的不断往前发展，控制器的研发也逐步朝着多元化方向发展，虽然时代在不断更迭，但是控制器也在不断随之更新换代，往往致使许多厂家因蝇头小利将未检验或检验不合格的产品投入市场，导致当下因高压防爆开关控制器问题带来的煤矿安全问题成为社会的关注焦点，其中所产生的影响轻则直接造成煤矿企业的经济损失，重则对国家社会经济造成一定的影响。
关键词：煤矿井下;高压防爆开关;探讨;
引言
当前煤矿井下使用的高压防爆开关与地面高压开关柜的控制电源不同。地面高压柜使用的是直流屏供电的直流电源，控制电源几乎不受电网电压的影响。而井下高压防爆开关的控制电源取自其自身的PT二次侧，井下电网发生故障时，其控制电源受电网电压的波动影响极大。
1煤矿井下高压防爆开关的现状
（1）大多数使用永磁机构，永磁控制回路没有独立的像地面用的直流屏一样可靠的控制电源。
（2）控制回路在设计上不十分合理，甚至存在缺陷。以笔者使用过的一款高压防爆开关为例，在井下诸如电缆终端头分叉处发生严重的短路故障时，电网电压下降极为严重，其电源侧的高压防爆开关均会发生拒动，从而上级的地面高压开关发生跳闸。笔者为此专门请来了保护装置的制造厂和断路器制造厂，模拟故障发生时的条件，现场试验。结果发现在将控制电压降低至50%时，断路器不跳闸，而是经过3～7秒的延时后才会跳闸。
从原理图上进行分析，发生严重的短路故障电网电压下降时，拒动的原因可能会有这样几个：a.继电器SJ1的线圈电压下降，导致串接在跳闸线圈FL上的延时触点SJ1不能保持吸合状态，从而跳闸回路不能导通；b.电解电容C11的钮子开关投入时，电容会向继电器J2的线圈放电，从而补偿线圈两端的电压，继电器J2的辅助常闭触点不能立刻闭合，致使无压释放回路不能导通；c.控制回路中有D4二极管的存在，在电网电压下降时，电解电容C10中的电力不能向控制回路放出；d.保护装置的保护触点XJ1-7、XJ1-8在电网电压下降时不能动作。
经过模拟测试，保护装置的触点XJ1-7、XJ1-8在故障时能够可靠动作。后将接线按照改造后的原理图的接法接线后，拒动现象基本消失，跳闸时间也缩短至0.17秒左右。
（3）高压防爆开关继电保护装置与机构的固有跳闸时间均比地面弹簧机构的高压开关长，容易导致发生超级跳闸.
(4)防爆电器方面存在的安全隐患.煤矿井下开采作业，涉及到大量电气设备的使用。其中防爆电器发挥着不可或缺的作用，是煤矿井下生产中十分常见的一种设备。防爆电器的主要功能在于，其能减少整个电路发生漏电的概率。因为一旦发生电路漏电的情况，很可能会引发煤尘爆炸这一更严重的安全事故。但目前市场中的防爆电器，其设计水平都还有待提升，在实际运行过程中的效果也差强人意。尤其是防爆外壳的功能发挥，远远达不到防爆要求，不能为煤矿井下生产提供理想的防爆保障。
2提高煤矿供电能力的保障措施
(1)努力提升煤矿井下开关设备的性能，提高装备制造水平，缩短断路器的固有跳闸时间。
(2)根据据矿井供电线路短、导线截面积大的现状，优化矿井电网的继电保护配置。
（3）煤矿需加大供电系统修试工作的投入力度，投入更多的人力物力去提高煤矿供电系统的可靠性。
(4)国家加大煤矿装备制造行业的监管力度，将一些制造能力低下、设备性能低劣的制造厂家淘汰出局。
(5)建立统一的规范标准由相关部门制定一系列严格的控制器的检测标准以及企业的出厂条件，提高行业的准入门槛，组织企业进行有关的工作培训，不定期对企业进行抽查，对不合格的企业及时进行清退，以确保干净的市场运行环境。除此之外，各企业之间加强联合，组织创建行业协会，建立统一的控制器级别标准，如接口、零件等，使得发生情况之时可选择不同厂不同型号的配件进行更换和调试，大大节省了企业的成本，提升了企业之间的维修效率，高标准才能促进企业友好发展。
3煤矿井下安全供电的几点探讨
3.1定期对输电设备进行检查
由于电源设备的内部结构设计复杂，因此电源设备的仪表板很多。因此，有必要提高供电设备用户的专业水平，避免人为操作造成的错误。此外，应定期对设备技术人员进行培训，以防止无证就业，并提高煤矿井下设备使用和其他煤矿井下工作人员的安全意识。有关煤矿单位应当按照我国颁发的法律法规，对井下供电设备进行定期检查和维护。为了维护一些特殊的输变电设备，煤矿单位应保持良好的技术保存。必须及时更换一些使用寿命已久的电源设备。对于地下煤矿传输设备的维护，必须有专业的维护公司。具有相关国家资质证书的维修公司应当聘请维修公司进行维修。检查后，不合格的输电设备不得下井。定期检查地下供电设备，不仅可以及时发现设备的问题，还可以使有关单位了解设备的内部情况，并反馈给设计单位，从根本上提高了输电设备安全性能。
3.2进行煤矿井下供电设备优化化
1）在传统供电系统运行过程中，经常会出现电压过低的现象，导致电压互感器跳闸，并导致小面积停电。对整个综合供电系统有负面影响。在这种情况下，应该对供电系统进行合理的改进，并采用先进的保护技术，以确保设备的各个方面的质量和效果均满足要求，而不会出现其他问题。在此期间，应根据具体情况动态分析电压电平。一旦确定了低压风险，就应立即解决以避免对整个系统的良好运行产生不利影响。2）在供电系统改造中应采取自动化技术措施，并有效运用自动化技术。除系统修改和改进外，还应避免相关的开关漏电问题，并应使用自动开关漏电保护器进行处理，以防止安全事故隐患，并有效提高整体工作效果。3）尽管自动化节省了人力和物力，但自动化和人工能源设置之间仍然存在差距。由于电压电力自动保护装置的设计缺陷，开关在使用过程中经常被多次打开和闭合。此时，无需人工操作，闭合动作将继续进行直到开关磨损。即使发生火灾，也会对地下环境造成一定的危害。在这种情况下，有必要适当地进行相应的电源自动化改造工作，根据具体情况纠正和改进自动化技术，有效提高整体工作效果，充分发挥先进技术的积极作用。
结束语
概而言之，对煤矿井下高压防爆开关进行优化设计研究，需要多方面的努力才能保证矿产企业的安全生产，即便或多或少的存在一些问题，通过对控制器加强安全升级、工人的人身安全保护以及相关规章制度的维护等，同时在传统的控制器基础上革故鼎新，不断加强科研技术的投入，摆脱原有基础上约束性因素的控制，尽最大可能地设计生产出更加高水平高标准的开关控制器，在保证煤矿井下安全以及工作效率提升的基础上，推进煤炭行业为社会创造更大的经济效益，以实现企业的效益以及价值最大化。
参考文献：
[1]牛维强.煤矿井下高压防爆开关控制器优化设计[J].机械管理开发,2020,35(09):270-272.
[2]牛军军,张乐.煤矿井下高压供电保护整定分析及应用[J].能源技术与管理,2020,45(03):188-190.
[3]李庆章.煤矿高压防爆开关保护装置设计与实现[J].机电工程技术,2019,48(08):217-219.
[4]刘宁.煤矿井下高压防爆开关保护装置的改进设计[J].水力采煤与管道运输,2019(02):14-15+19.
[5]许治慧.煤矿井下高压防爆开关保护装置的改进[J].机械管理开发,2019,34(01):149-150+152.