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關(guān)鍵詞 電纜；故障；原因；處理

中圖分類號(hào)TD623 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 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(dòng)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(shí)，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(shí)，如潮氣侵入，會(huì)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(dòng)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(shí)間長(zhǎng)，兩端鉛封不嚴(yán)，絕對(duì)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(gè)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(duì)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(shí)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(cè)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(huì)出現(xiàn)短路保護(hù)裝置熔件被燒斷或過電流繼電器動(dòng)作，使開關(guān)跳間；可以用兆歐表(搖表)測(cè)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(dòng)作饋電開關(guān)跳間或接地監(jiān)視裝量、漏電閉鎖裝置動(dòng)作，并顯示相應(yīng)的指示信號(hào)，也可使用兆歐表測(cè)量各芯線對(duì)地的絕緣電阻值或用其他測(cè)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(shí)，若用電設(shè)備是電動(dòng)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(shí)過負(fù)荷保護(hù)裝置和斷相保護(hù)裝置動(dòng)作。發(fā)生兩相和三相斷線故障時(shí)，電動(dòng)機(jī)自然會(huì)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。饋電開關(guān)或起動(dòng)控制設(shè)備在斷相保護(hù)裝置的作用下，能夠自動(dòng)跳閘。也可以用兆歐表測(cè)量。若用萬用表測(cè)量時(shí)先對(duì)電纜放電，然后測(cè)量各芯線的通斷，不通時(shí)即為斷相。

2.2 電纜故障的處理

在進(jìn)行電纜故障的探測(cè)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(shí)向個(gè)管部門或礦調(diào)度室匯報(bào)。組織有關(guān)人員進(jìn)行處理。若遇非選擇性漏電繼電器動(dòng)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(bào)時(shí)應(yīng)將這兒條線路一并匯報(bào)清楚；

2）當(dāng)電纜故障引起火災(zāi)時(shí)，應(yīng)立即切斷電纜的電源，并掛標(biāo)志牌，同時(shí)不失時(shí)機(jī)地進(jìn)行滅火救災(zāi)。若火勢(shì)蔓延較快不能立即撲火時(shí)、應(yīng)馬上通知附近人員撤離危險(xiǎn)區(qū)，并向隊(duì)、區(qū)（科）、礦匯報(bào)，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(bào)，并及時(shí)通知該工作面人員撤出；

4）當(dāng)采用地面測(cè)試的方法（直流電橋法、臨時(shí)接線測(cè)量、低壓脈沖法、音頻感應(yīng)法等）探測(cè)時(shí)，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(cè)；瓦斯?jié)舛缺仨氃?.0%以下時(shí)，方可進(jìn)行；對(duì)并下采掘作由及附近巷道，處用普通型便攜式電氣測(cè)量?jī)x表探測(cè)時(shí)，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(shí)，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(shí)，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(cè)

煤炭是我國(guó)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(shí)間內(nèi)煤炭在能源結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)地位不能動(dòng)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(guó)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(dòng)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(shí)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(duì)濕度不大于95%（+25℃）、無強(qiáng)烈顛簸和沖擊震動(dòng)、無滴水和雨雪侵入的工作場(chǎng)合。

二、礦用高壓電纜接線盒溫度監(jiān)測(cè)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(hào)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(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由DSP最小系統(tǒng)、溫度檢測(cè)單元、超溫報(bào)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(cè)單元反饋的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行計(jì)算、處理；溫度檢測(cè)單元用于接線盒內(nèi)部溫度測(cè)量，超溫報(bào)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(cè)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)之間的通訊，下邊對(duì)DSP最小系統(tǒng)、溫度檢測(cè)單元和超溫報(bào)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(hào)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(shí)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(shí)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(cè)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(cè)、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(shí)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(shí)鐘和復(fù)位電路設(shè)計(jì)

時(shí)鐘的質(zhì)量和精度直接關(guān)系到檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量精度和可靠性。本文選用30MHz有源晶振為DSP提供外部時(shí)鐘信號(hào)，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(shí)鐘信號(hào)的乘法因子得到150MHz的內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)。為了使DSP能夠在上電后自動(dòng)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(dòng)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(cè)電設(shè)計(jì)

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要對(duì)礦用高壓電纜接線盒的內(nèi)部接線端子進(jìn)行溫度測(cè)量，選用溫度傳感器AD590作為溫度測(cè)量元件，測(cè)量時(shí)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(hào)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(cè)單元電路如圖2所示。AD590是美國(guó)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(cè)溫度一定時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)恒流源，輸出1?A/K正比于絕對(duì)溫度的電流信號(hào)，具有較強(qiáng)的線性度和抗干擾能力。

2.3 超溫報(bào)警單元設(shè)計(jì)

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

三、結(jié)束語

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

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 國(guó)家安全監(jiān)管總局 國(guó)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(hào)；

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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(huì)助長(zhǎng)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(huì)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(huì)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(chǎng)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(jiǎn)單介紹一下各種電纜的性能及價(jià)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(shí)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(duì)銅護(hù)套有腐蝕作用的特殊場(chǎng)合下敷設(shè)時(shí)，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(shí)人們逃生的希望，特別適合地下建筑和人員聚集場(chǎng)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(shí)工作，而氧化鎂絕緣材料此時(shí)不會(huì)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(duì)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(duì)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(guó)家新高規(guī)及新建規(guī)的規(guī)范對(duì)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(shí)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(zhǎng)

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(zhǎng)期帶載運(yùn)行情況下會(huì)老化，在過載運(yùn)行情況下會(huì)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(zhǎng)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(jià)

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(shí)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)家對(duì)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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)EC332-1、2以及國(guó)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(shí)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)家對(duì)該產(chǎn)品的考核僅僅是考核電纜的耐火特性，目前我國(guó)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(huì)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(shí)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn),我國(guó)和國(guó)際電工委員會(huì)評(píng)價(jià)該電纜的標(biāo)準(zhǔn)有:煙霧特性：GB12666.7-90、IEC1034，鹵素含量的測(cè)定：IEC754，耐火特性：GB12666.6

4.3.2、低煙無鹵耐火電纜燃燒時(shí)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(huì)產(chǎn)生煙霧和鹵素，特別是成束敷設(shè)時(shí)，會(huì)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(duì)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(cè)950℃保持90min外,還符合國(guó)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(shí),同時(shí)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(huì)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(jià)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(jià)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(guó)家新高規(guī)及新建規(guī)的規(guī)范對(duì)消防線路的規(guī)定（以下簡(jiǎn)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(chǎng)所，要求“在外部火勢(shì)作用下，需保持線路完整性、維持通電的場(chǎng)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(jí)、一級(jí)場(chǎng)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(jí)、一級(jí)場(chǎng)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(shí)，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(chǎng)需求，該電纜1990年被列為國(guó)家級(jí)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(guó)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(jí),對(duì)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(shí)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(tái),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(jià)（含電纜本體價(jià)、安裝附件價(jià)、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(jià)比較,使用礦物絕緣電纜的造價(jià)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(gè)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(chǎng)、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(dòng)鏟運(yùn)車是礦山工作的重要設(shè)備，其工作的動(dòng)力是異步電動(dòng)機(jī)，供電設(shè)備為拖拽三相電纜，電動(dòng)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(dòng)卷筒，另外一端固定，在后退時(shí)，液壓油會(huì)進(jìn)入到濾油器中，液壓泵壓力就會(huì)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(dòng)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(dòng)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(dòng)鏟運(yùn)機(jī)的運(yùn)行成效，若電動(dòng)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(duì)電動(dòng)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(jiǎn)單，提升電動(dòng)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(zhǎng)度，就可以保障電動(dòng)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(zhǎng)度較小，只要延長(zhǎng)電源線也可以滿足工作需求，由此可見，做好礦用電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)的設(shè)計(jì)工作，在會(huì)節(jié)約成本的同時(shí)，也能夠直接影響生產(chǎn)效率。

2.礦用電動(dòng)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(dòng)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(shí)，電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)即可正常的開展工作，在電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)行的過程中，電桿滑塊會(huì)進(jìn)行同步滑動(dòng)，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(dòng)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(dòng)鏟運(yùn)機(jī)為380V鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)于此類電動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(huì)轉(zhuǎn)化為三相380V電流，此時(shí)，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(zhǎng)度，電纜長(zhǎng)度以大于車身長(zhǎng)度的三倍為宜，電纜卷筒應(yīng)該與車身縱軸線相對(duì)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(duì)簡(jiǎn)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(gè)，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(dòng)角控制在30。即可，同時(shí)，為了防止礦用電動(dòng)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(dòng)鏟運(yùn)機(jī)掉頭運(yùn)行設(shè)計(jì)方式

礦用電動(dòng)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(shí)，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(dòng)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(duì)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(huì)停留在巷道之中，在柔性電桿的影響下，鏟運(yùn)車會(huì)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(dòng)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(gè)直角專向，其轉(zhuǎn)向角度相對(duì)較小，可以看出，礦用電動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)鏟運(yùn)機(jī)對(duì)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(duì)較高，這就給設(shè)計(jì)工作帶來一些難度。電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)會(huì)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(duì)礦用電動(dòng)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(gè)方面的因素，優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果。

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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(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(hào)，將模擬量信號(hào)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(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，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(gè)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(huì)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(huì)造成信號(hào)的干擾產(chǎn)生失真現(xiàn)象，從而對(duì)可編程控制器的安裝位置也會(huì)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(gè)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(gè)報(bào)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(jí)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(hào)變送器、漏電流檢測(cè)等元器件的功能，可以獨(dú)立完成電流、電壓、線圈的對(duì)地電阻、線圈的繞組溫度信號(hào)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(hào)、溫度信號(hào)、電壓信號(hào)、對(duì)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(hào)處理成PIC單片機(jī)可以接受的標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制信號(hào)，而當(dāng)采集到的信號(hào)出現(xiàn)如下情況時(shí)，PIC單片機(jī)會(huì)輸出一個(gè)數(shù)字量的信號(hào)，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(shí)，分別執(zhí)行延時(shí)20min、4min、5s、0.4s后；當(dāng)電機(jī)的溫度開關(guān)動(dòng)作或者預(yù)埋PT100電阻值達(dá)到158Ω（即：電機(jī)溫度150°）時(shí)；當(dāng)電機(jī)的實(shí)際電壓超出85%～115%額定電壓時(shí)；當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)線圈繞組對(duì)地電阻值小于22kΩ時(shí)。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(dòng)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(duì)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(dòng)電機(jī)之前，保護(hù)裝置都會(huì)先檢測(cè)電機(jī)繞組的對(duì)地電阻值，對(duì)地電阻值大于22kΩ時(shí)，保護(hù)裝置將運(yùn)行電機(jī)啟動(dòng)，否則將禁止電機(jī)啟動(dòng)并鎖定故障。在電機(jī)啟動(dòng)后，保護(hù)裝置將斷開對(duì)地電阻檢測(cè)電纜，并對(duì)電機(jī)運(yùn)行過程中的電流、電壓和溫度信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，如無故障則每隔2小時(shí)保存一次所檢測(cè)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?hào)的電纜離采集源越遠(yuǎn)采集到的信號(hào)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(jiǎn)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。

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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(dòng)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(dòng)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(xiǎn)需要電池管理系統(tǒng)對(duì)鋰離子蓄電池進(jìn)行實(shí)時(shí)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(dòng)力裝置的整體抗電磁干擾能力，對(duì)煤礦井下安全生產(chǎn)具有極為重要的意義［1－2］。本文針對(duì)在煤礦井下電磁環(huán)境復(fù)雜條件下，為礦用動(dòng)力機(jī)車電動(dòng)力系統(tǒng)可靠運(yùn)行，采取相應(yīng)的改進(jìn)措施。

1礦用動(dòng)力機(jī)車電動(dòng)力系統(tǒng)組成

礦用機(jī)車動(dòng)力系統(tǒng)主要包括:鋰離子蓄電池組、集成發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器、發(fā)動(dòng)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(gè)大的電磁干擾源，同時(shí)煤礦井下環(huán)境相對(duì)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(duì)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(cè)試分析發(fā)現(xiàn)，開關(guān)電源和驅(qū)動(dòng)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(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力和對(duì)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(chǎng)輻射源對(duì)空間形成磁場(chǎng)輻射;各級(jí)電壓變化的節(jié)點(diǎn)，特別在車輛啟停和突然加速階段會(huì)產(chǎn)生極高的du/(dt)，整個(gè)電路中以傳導(dǎo)的方式對(duì)電池管理系統(tǒng)造成干擾并對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行輻射干擾［5］。

2.2發(fā)動(dòng)機(jī)控制器

發(fā)動(dòng)機(jī)控制器采用的是脈沖寬度調(diào)制方式對(duì)礦用電力無軌膠輪車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，同開關(guān)電源啟動(dòng)一樣會(huì)產(chǎn)生很大的高頻脈沖信號(hào)，其具有很大的du/(dt)。當(dāng)邏輯電路給驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供一個(gè)高電平的控制信號(hào)時(shí)，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(dòng)電壓提供一個(gè)低電平的控制信號(hào)時(shí)，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(dòng)機(jī)控制器不斷動(dòng)作，必然會(huì)伴隨一個(gè)瞬時(shí)的上升和下降時(shí)間，集電極和發(fā)射極之間就會(huì)形成一個(gè)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(shí)，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(dòng)機(jī)

目前礦用電力無軌膠輪車的主要?jiǎng)恿镮SG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(duì)數(shù)，通常電機(jī)對(duì)數(shù)為4;礦用電力無軌膠輪車啟動(dòng)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(jí)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(dòng)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(shí)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(duì)周圍電磁輻射可基本忽略，所以礦用電動(dòng)機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)及相應(yīng)的動(dòng)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(chǎng)的設(shè)備對(duì)周圍形成的干擾都需要具備三個(gè)要素:干擾源、干擾傳播路徑和易擾的敏感設(shè)備，這三個(gè)要素任何一個(gè)要素得到抑制，整個(gè)電磁兼容效果都會(huì)得到改善。由于煤礦井下生產(chǎn)特殊環(huán)境的限制，在相對(duì)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(huì)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(duì)敏感設(shè)備的保護(hù)，同時(shí)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(duì)干擾源的屏蔽能力;通過設(shè)計(jì)多個(gè)穿腔端子的方式使普通信號(hào)和相對(duì)高頻信號(hào)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(hào)間相互隔離，該種方法可以較好的解決礦用電動(dòng)機(jī)車發(fā)動(dòng)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(gè)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(dòng)帶來的高頻干擾，必要時(shí)加入電源濾波模塊隔離輸出的干擾信號(hào)。

4結(jié)論

經(jīng)過對(duì)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(dòng)機(jī)等動(dòng)力模塊的干擾抑制能力得到有效的提高。針對(duì)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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篇7

【關(guān)鍵詞】 通風(fēng)機(jī) 在線監(jiān)測(cè) 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(huì)對(duì)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(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)——KJF600礦用通風(fēng)機(jī)在線自動(dòng)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(chǎng)綜合啟動(dòng)柜中的電壓互感器引出被測(cè)電壓信號(hào)，連接到安裝在KJF-600通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)部的電壓變送器上。（4）振動(dòng)監(jiān)測(cè)。將振動(dòng)傳感器底座用電焊機(jī)焊接在風(fēng)機(jī)外壁上，按照振動(dòng)傳感器的敏感方向安裝在底座上，傳感器輸出的電信號(hào)輸入KJF-600通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)裝置。（5）溫度參數(shù)監(jiān)測(cè)。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(cè)溫元件。選擇不同的溫度變送器型號(hào)和數(shù)量。但是要求用戶必須要有預(yù)埋測(cè)溫元件；測(cè)量范圍確定：為了適應(yīng)主、備用風(fēng)機(jī)溫度監(jiān)測(cè)需要，測(cè)溫范圍確定在-50℃～150℃；溫度采集模塊。根據(jù)預(yù)埋測(cè)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(lì)電壓源驅(qū)動(dòng)電橋的4～20mA變送器，變送器具有非線性補(bǔ)償，提高測(cè)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(hào)至溫度監(jiān)測(cè)柜。（6）風(fēng)排甲烷濃度監(jiān)測(cè)。通過連續(xù)監(jiān)測(cè)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(cè)定采用取樣監(jiān)測(cè)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(cè)。運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)包括主通風(fēng)機(jī)設(shè)備開停、對(duì)旋風(fēng)機(jī)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向監(jiān)測(cè)、反風(fēng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、風(fēng)硐風(fēng)門狀態(tài)監(jiān)測(cè)等。通風(fēng)機(jī)開停監(jiān)測(cè)：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(tái)，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(cè)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(cè)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(duì)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(bào)警功能。（2）存儲(chǔ)和查詢系統(tǒng)具有以地點(diǎn)和名稱為索引的存儲(chǔ)和查詢功能。存儲(chǔ)記錄：即時(shí)將模擬量等存儲(chǔ)在磁盤等存儲(chǔ)介質(zhì)上；查詢：根據(jù)輸入的被查詢量和查詢時(shí)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(cè)量的瞬時(shí)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(shí)時(shí)鐘顯示；數(shù)據(jù)報(bào)表顯示及打?。荒M量歷史曲線顯示；設(shè)備布置圖顯示。（4）人機(jī)對(duì)話。系統(tǒng)能用菜單式人機(jī)對(duì)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(shí)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(shí)，分站顏色發(fā)生變化報(bào)警并記錄故障時(shí)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(dòng)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(cè)值隨時(shí)間變化的狀況用帶坐標(biāo)和實(shí)時(shí)值的曲線直觀地顯示出來。在主界面左邊表明監(jiān)測(cè)儀或傳感器所屬礦井、所測(cè)站點(diǎn)名稱與類別，點(diǎn)擊界面左邊的站點(diǎn)，則右邊自動(dòng)出現(xiàn)相應(yīng)的站點(diǎn)曲線圖：點(diǎn)擊站點(diǎn)時(shí)，坐標(biāo)的縱軸為水位值或流量值，橫軸為時(shí)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(duì)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(chǎng)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(shí)有發(fā)生，這就需要及時(shí)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(shí)，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(shí)，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(zhǎng)時(shí)間庫存或不使用的電纜，電纜的兩個(gè)端頭未進(jìn)行鉛封，在制作電纜頭時(shí)又未把已受潮的部分截掉或截掉的長(zhǎng)度不夠，導(dǎo)致放炮短路。避免的措施是把庫存電纜長(zhǎng)期不使用時(shí)，對(duì)兩頭實(shí)施鉛封；制作電纜頭，要截去一段電纜，長(zhǎng)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(shí)間過長(zhǎng)，絕緣老化就是原因之一。若電纜吊掛按規(guī)定要求做，及時(shí)檢修電纜，防止事故出現(xiàn)。

（5）對(duì)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(dòng)力電纜長(zhǎng)時(shí)間浸泡在水中，可能出現(xiàn)絕緣電阻下降到危險(xiǎn)值而漏電接地。電纜受機(jī)械損傷也會(huì)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(shí)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(zhǎng)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(hào)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(duì)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(dòng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度應(yīng)適當(dāng)，松開接線嘴拉動(dòng)電纜時(shí)，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(shí)，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(shí)，一定要?jiǎng)兂餍揪€的屏蔽層，其剝除長(zhǎng)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(shí)，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(hào)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(hào)電纜間，要按不同型號(hào)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(zhǎng)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(shí)，一定要?jiǎng)兂骶€芯的屏蔽層，其剝除長(zhǎng)度為d 級(jí)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(hào)、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”。

篇9

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(hào):TD611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):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(guó)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(shí),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(gè)電壓等級(jí)。

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(dòng)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(xiǎn)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(shí)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%。可見對(duì)煤礦井下進(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(gè)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(gè)出現(xiàn)故障,整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)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(duì)空間小,高壓電纜在巷道內(nèi)運(yùn)輸時(shí)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(zhǎng)時(shí)間處于過載狀態(tài),也很容易出現(xiàn)事故;最后,單相接地會(huì)使另兩相對(duì)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(chǎng)所鋪設(shè)電纜時(shí),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(shí)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(huì)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(dòng)變電站,也會(huì)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?cè)谶x擇高壓開關(guān)時(shí),其斷流容量不得小于變電所母線上的實(shí)際短路容量。對(duì)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(shí),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(duì)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(duì)高壓防爆開關(guān)進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)和檢修,對(duì)負(fù)荷變化了的高壓開關(guān)的保護(hù)裝置要及時(shí)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(shí)限過電流保護(hù)和瞬時(shí)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(dòng)作電流應(yīng)從大至小逐級(jí)遞減,動(dòng)作時(shí)間亦應(yīng)從長(zhǎng)到短逐級(jí)遞減;本級(jí)電流保護(hù)的動(dòng)作電流必須大于下一級(jí)線路首端的最大短路電流?，F(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(dòng)作時(shí)限為0.95;中央變和采區(qū)變出線處A段按上一級(jí)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(jí)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(jí)速斷的0.9倍進(jìn)行整定,B段按上級(jí)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(gè)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(jí)數(shù)較多,需要較長(zhǎng)的時(shí)限和較大的定值配合,而電力部門對(duì)電源保護(hù)的時(shí)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(shí)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(jí)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(jí)配合,速斷保護(hù)和過載保護(hù)的定值和時(shí)限從采區(qū)變電所向下逐級(jí)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(shí)作,使得繼電保護(hù)沒有選擇性,出現(xiàn)越級(jí)跳閘,擴(kuò)大了停電故障影響范圍。

3.瞬時(shí)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(jí)減小,一旦出現(xiàn)短路故障,必然是所有速斷保護(hù)同時(shí)動(dòng)作,使得保護(hù)的選擇性差,出現(xiàn)越級(jí)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?、煤礦井下有明顯的差距,從而有利于速斷保護(hù)動(dòng)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(jí)之間時(shí)限的配合兩個(gè)方面對(duì)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(jí)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(shí)有發(fā)生,由此造成的傷亡人數(shù)呈逐年上升趨勢(shì),給煤炭工業(yè)的社會(huì)聲譽(yù)和社會(huì)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(duì)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?！焙汀半p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(tái)風(fēng)機(jī)供電線路出現(xiàn)故障,馬上影響到另一臺(tái)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(huì)直接影響到局扇的正常運(yùn)轉(zhuǎn),甚至影響整個(gè)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(shí)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(duì)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(duì)防爆電器開蓋進(jìn)行檢查、維修以及更換負(fù)荷時(shí),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(shí),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(duì)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(shí)、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(hào)：TN7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(dòng)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(guó)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(guó)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(guó)煤炭生產(chǎn)自動(dòng)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(dòng)、多機(jī)聯(lián)動(dòng)時(shí)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(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、應(yīng)用必須面對(duì)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(duì)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(gè)方面的要求：一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過程中對(duì)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(duì)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(shí)具有對(duì)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(chǎng)等；而低頻干擾主要指電源電壓波動(dòng)、欠壓和頻率不穩(wěn)定等。通常變頻器能夠運(yùn)行在一個(gè)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(duì)變頻器的干擾

同一移動(dòng)變頻站供電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存在容量較大采煤機(jī)、軟啟動(dòng)等的晶閘管換流設(shè)備時(shí)，這些負(fù)荷工作時(shí)都可對(duì)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(duì)變頻器干擾主要有過壓、欠壓、瞬時(shí)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(duì)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(shí)，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(duì)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(shí)都會(huì)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(shí)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(duì)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(duì)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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(gè)高頻脈沖電流Is，這時(shí)變頻器成為一個(gè)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(dòng)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(hào)的傳播方式

變頻器工作時(shí)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(duì)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(duì)周圍的電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射；對(duì)其驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電磁噪聲；通過供電線路對(duì)電網(wǎng)內(nèi)其它設(shè)備產(chǎn)生干擾；對(duì)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(shí)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(duì)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(hào)從變頻器通過電源線把干擾引導(dǎo)到移動(dòng)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(dòng)力電纜應(yīng)盡可能地遠(yuǎn)離，信號(hào)電纜和動(dòng)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(dòng)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(duì)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(duì)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(hào)線應(yīng)量遠(yuǎn)離變頻器的輸入、輸出線；電源線和信號(hào)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(duì)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(duì)的關(guān)鍵問題。

參考文獻(xiàn)

[1]楊克俊.電磁兼容原理與設(shè)計(jì)技術(shù)[J].北京：人民郵電出版社，2004.