矿井局扇风机供电线路语音报警装置的研究应用

郭喜敏　贾松伟　董安华　刘城刚

【摘 要】为防止地面和井下变电所控局部扇风机的高低压开关故障跳闸后，能及时提醒变电所值班人员，尽快恢复送电或采取相应的有效措施，把停电影响局部扇风机运行的时间缩到最短，在控局部扇风机的供电线路上加装了语言报警装置，收到了良好效果。

【关键词】局扇；语音报警；应用

矿井通风设施，是保证矿井安全，改善矿工作业环境的重要举措之一，特别是井下局部扇风机的供电设备和线路一旦发生故障，会造成风机停运而导致 CH4聚集或超限，“瓦斯超限就是事故”，就会危及矿井安全和矿工的人身安全。为防止变电所控局部扇风机的高低压开关故障跳闸后，能及时提醒变电所值班人员，尽快恢复送电或采取相应的有效措施，把停电影响局部扇风机运行的时间缩到最短，我对变电所的高低压开关和装语言报警装置的技术原理及实际应用进行了分析和研究，然后根据各生产厂家制造的高低压开关的技术特点，在变电所控局部扇风机的高低压开关上加装了语言报警装置，收到了良好效果。

一、报警装置构造原理及研制

（一）语言报警装置的基本构造及原理

KXB127矿用隔爆兼本安型语音报警器适用煤矿井下有瓦斯、煤尘爆炸危险的场所，该报警器除了灯光指示功能还具有语音提示。其技术指标符合最新的《煤矿安全规程》的规定要求。本报警器一体两腔，分隔爆腔和本安腔。隔爆腔中装有电源变压器及电路板；本安腔装有指示发光管和扬声器，电路采用集成化，CPU程序控制。 本报警器有二种工作状态：一是待机状态，二是报警状态。待机时绿灯常亮，报警时红灯亮，扬声器发出的警示语。 常开触点闭合，报警器内部的程序控制器CPU驱动报警器工作，红灯亮并发出语音提示声音。供电电压：AC127V，工作电流：0.2A。

（二）报警装置在实际中的研制及应用

具体思路是：依据厂家所控局部扇风机低压馈电开关的工作原理、机械结构的动作特性，原则上不改变原开关“分”“合”闸的电动性能和手动性能，不改变电气原理，不改变原电气线路，不影响故障脱扣和试验跳闸。在这个前提下加装或改进低压馈电开关内辅助开关的无源常闭接点，对接于语音报警装置的回路，从而实现与真空断路器“分”“合”闸的同步性，而且是独立点电气回路。

二、报警装置在井下变电所低压馈电开关上的对接和应用

（一）KBZ-400型低压馈电开关的基本构造和工作原理

基本构造

壳体：采用快开门方壳结构。壳体右侧有机械闭锁装置、手把开关等；壳体左侧有开门和关门之用的铰链；电缆引入、引出之用的接线箱，两侧各有两只可供90mm2电缆引入和引出的喇叭口；前侧有六只可供信号电缆引入和引出的小喇叭口。壳体内部为手车式本体，本体前部固定有断路器、中间继电器零序电压互感器等，本体后部固定有阻容保护、电源变压器、零序互感器、电抗器等；壳体前面是门盖，上面装配有按钮、智能化保护器、观察窗等。

工作原理

开关合闸前：馈电开关对电网的电压、对地绝缘电阻、漏电等情况进行检测，当检测值符合安全因素后才能进行合闸操作，否则综合保护装置将闭锁开关合闸回路，使开关不能合闸。

开关合闸后：此时馈电开关实时检测电网中的参数，若检测到有漏电、绝缘降低、过载、短路、低电压、断相、瓦斯超限（与瓦斯断电仪配合）等情况发生，保护装置经过一定的延时后，发出保护指令，断开馈电开关断路器，同时显示故障发生的原因，以备后查。

（二）报警装置在低压馈电开关上的对接

（1）徐州煤机厂产品

该厂开关内的辅助开关常开、常闭触点已占满，没有闲置的无源接点，研究发现，原开关内辅助开关对面对称位置可以加装辅助开关，实现用无源接点安装报警装置，待请示厂家技术人员允许，并汇报我矿工程技术人员认可，从厂家直接购进原装配件（辅助开关底座、动作刀片、辅助开关），经调试后已正常使用。

（2）济源矿用厂家产品

济源矿用开关内的辅助开关，有一组闲置的常闭接点，利用这一无源接点，可以作为“报警装置”的无源接点所用，符合要求，构成语言报警装置的独立回路，现运行良好。

三、报警装置在井下变电所高爆开关上的对接和应用

（一）PBG-400/6高爆开关的基本构造和工作原理

其构造可分为隔爆箱和小车两部分。隔爆箱由壳体、箱门、后盖、（两块）、接线腔等主要部分组成。壳体为长方形结构，中间有一隔板，将箱体分为前后两腔。在前腔装有机芯小车。真空断路器、三相电压互感器、母线式穿心电流互感器、压敏电阻、微电脑综合保护装置、隔离插销动触头等，装在机芯小车上。在箱体中隔板上装有6个插销静触头座和一个穿墙式九芯接线柱。后腔的高压电缆引出口内侧装有一个零序电流互感器，底板上还装有小出线嘴，用户可以引出控制线，实现远方控制。

工作原理

6kV三相电源从配电装置的接线箱引入，经上隔离插销、真空断路器和下隔离插销，再往后腔，下室的电缆口输出到负载。真空断路器既能电动合闸和分闸，又能手动合闸和分闸及手动紧急分闸。电动合闸回路：电压互感器二次提供三相交流100V电压，给断路器智能控制器，给电容器组充电。当储能指示灯亮时，表示电容器充电储能已达规定操作电压值，此时可操作合闸按钮SB1，合闸线圈通电，断路器合闸，合闸指示灯亮，显示器显示“合闸”字样，合闸后线圈迅速断电，永磁保持在合闸状态。

电动分闸回路：处于合闸状态的断路器，如果操作分闸按钮SB2，分闸线圈通电，断路器分闸，分闸指示灯亮，显示器显示“分闸”字样，分闸后分闸线圈迅速断电，永磁保持在分闸状态。

（二）报警装置在济源华宇PBG高爆开关上的对接

PBG高爆开关的真空短路器同步“分”、“合”的辅助开关，有闲置的常闭接点，开关本体26孔过渡插头，也有闲置的，利用26孔过渡插头沿开关器壁原控制线路路径，经九心接线柱引入后腔（负荷侧出线室），构成报警装置的控制回路，经调试合格，现运行正常。

四、报警装置在地面变电所高压开关柜上的对接和应用

（一）KYN—28A高压开关柜的基本构造和工作原理

基本构造：开关设备为铠装式金属封闭结构，由柜体和可抽出部件（中置式手车）两部分组成。柜体分成手车室、主母线室、电缆室、继电器仪表室。

工作原理：手车推入时，先用手向内侧拨动锁杆与手车托盘解锁，接着将断路器小车直接推入断路器小室内，松开双手并锁定在试验/断开位置，此时可对手车进行推入操作。插入手把，即可摇动手车至工作位置。手车到工作位置后，推进手柄即摇不动，同时伴随有锁定响动声，其对应位置指示灯亦同时指示其所在位置。旋转操作按钮即可对高压开关柜进行合闸或分闸。保护动作分闸电路：当过载、短路、漏电等任一保护动作时，微机综合保护器执行继电器的常开触头将分闸线圈接通，断路器分闸。

（二）报警装置在地面6KV变电所高压开关柜上的对接

开关内的辅助开关接点是“三开” 、“三闭”式，有多余的闲置常闭接点，且额定电压为250V，外接额定电压为220V的电源，符合要求，属于独立回路，加装报警装置后，现运行良好。

五、使用效果

通过语音报警装置在地面6KV变电所，井下井底02#变电所、东三3#变电所、东延伸轨道底变电所、西区1#变电所风机专用供电开关上的安装使用，大大缩短了局扇风机断的电时间，彻底消除了过去因风机开关跳闸后送电不及时，造成CH4聚集或超限的不安隐患。目前矿井局扇线路语音报警装置已广泛应用于井下各个安装有局扇风机的供电开关上，通风系统的安全系数大大提高，确保了矿井的安全生产。