我是煤矿井下生产一线的一名技术员,根据在井下维修电气开关过程中遇到的实际困难,特想出一点对开关设计的小思路,请老师们批评指正。
现用的QBZ、QJZ系列真空磁力启动器及BKD、KBZ系列馈电开关都分为两个隔爆腔体:接线腔和主体腔,接线腔内有电源侧接线柱、负荷侧接线柱、接地线接线柱、远控或风电、瓦斯电闭锁接线柱;主体腔内有控制变压器、熔断器、真空接触器、隔离刀闸、电流互感器、电压互感器、中间继电器、综合保护器、漏电保护器等。接线腔内发生故障的概率较小,因为主体腔内因元件多,连线多,所以故障点多,开关的大部分故障都发生在主体腔,这也是主体腔都设置成快开式防爆外壳的原因。
检修主体腔时,停下本开关真空接触器和隔离刀闸后,主体腔隔离刀闸电源侧仍然带电,这时如果打开主体腔防爆外壳进行检修,会对检修人员造成触电威胁,如果瓦斯、煤尘超限,还可能会因裸露带电体尖端放电造成瓦斯煤尘爆炸事故。所以《煤矿安全规程》也规定:井下不准带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线。要检修开关必须要停上一级开关电源。
在掘进或采煤工作面,一般只有两级开关,下级开关是带绞车、水泵、皮带运输机、刮板运输机的,上级开关是工作面的总开关,带着工作面所有的负荷,只要停电,就意味着工作面停产。
故障开关可能在掘进迎头,而总开关在掘进巷道门口或配电硐室,距离可能比较远。为防止触电事故发生,《电业安全规程》明确规定:不能约时停送电。停电要挂停电牌,谁停电谁送电(一个班未完成检修工作时,可以将停电情况交接给下一个班的电工,也就是将送电权利进行交接),这样电工来回停送电也要浪费不少时间。下面举一个例子看一下处理一台开关故障需要多长时间:
巷道按15度下山已掘进600米,要喷浆时发现喷浆机开关无法送电,电工在3分钟内赶到故障现场,询问故障现象并检查负荷电缆有无损伤,接线喇叭口有无松动,判断为开关内部故障,用时2分钟。电工立即到总开关处停电,此地距离总开关500米,电工用了12分钟到达总开关处,停电挂牌用了1分钟,返回用了10分钟。在故障开关处检查瓦斯,然后打开故障开关,验电、放电后,经检查是保险管烧毁,更换保险管,并确认无其他异常后,合上开关,共用时4分钟。赶回总开关处送电,用时14分钟。此次故障影响喷浆46分钟,总开关停电29分钟,影响绞车运输29分钟,电工为此次故障在15度的巷道中急行1500米,慢行500米。
如果班组长急着施工,电工图省事,安检员把关不严或不在现场,电工很可能会只停下故障开关进行维修,故障开关内660V的电压成了电工身边的地雷。如果瓦斯或煤尘超限,便对在场所有施工人员的生命安全构成威胁。检修开关时,可能需要多次停送电,这就使完全按制度执行成了一件不可能的事。
如果有一种方法能实现:“不停上一级开关只停本开关也能安全地检修主体腔”,将会在本质上保证职工不违章作业,不冒险作业,更加有效地保证安全生产的正常进行。
解决方案
在接线腔与主体腔之间设置一个隔爆腔用于安装隔离刀闸腔,隔离刀闸断开电源后,主体腔便处于无电状态。各腔之间采用8mm以上钢板分开,电缆的引入接出均采用陶瓷绝缘外壳接线柱,使腔与腔之间达到隔爆标准。对隔离刀闸和主体腔快开门实现闭锁,只有停下隔离刀闸,才能打开主体腔快开门;未合上主体腔快开门,无法合隔离刀闸。为保证停止按钮与隔离刀闸的闭锁,在隔离刀闸腔内安装停止按钮。
可行性分析
煤矿安全发展要求的是管理、装备、培训并重的原则,只依靠牺牲生产效率来达到安全的严格“管理”是不科学的,只有装备的升级才是本质安全型矿井发展的必由之路。
安全为了生产,一台开关出现故障不能影响整个工作面的生产;生产必须安全,在维修人员眼前停电是最有保障的。
重点对QBZ-80,QBZ-80N常用小型开关进行改造,这类开关使用广泛,往往距离总开关较远,体积小,重量轻,增加一个腔体后也不会造成体积过大,重量过重的现象。