煤矿电气隔爆开关机械闭锁装置应用

王 燕

（晋能控股煤业集团大斗沟煤业公司，山西 大同 037031）

引言

煤矿电气隔爆开关的闭锁装置必须能可靠地防止擅自送电，防止擅自开盖操作，保证非专用工具不能轻易解除它的作用，即实现防爆电气设备开门前必须切断电源，隔离开关合闸后，门不能打开。目前一般的低压隔爆开关大多是采用螺杆式闭锁装置，旋转到隔离手柄一端时，前门可以打开，手柄不能合闸；旋转到前门一端时，手柄可以操作，前门不能打开，以此实现前门与手柄之间的相互闭锁功能[1]。但是，此种闭锁装置有两个技术缺陷，一是只能满足开关某一端的闭锁，不能使前门和手把同时闭锁。二是由于闭锁螺杆较长又暴露在外，运输过程中或平时操作过程中，很容易损坏螺纹或使螺杆弯曲变形，致使操作不灵活甚至失去闭锁作用，威胁到安全生产。针对这一技术难题，大斗沟矿电气队通过技术研究，决定对井下KBZ 型电气隔爆开关闭锁装置进行优化改进，安装了一套由潞安集团王庄煤矿设计的机械闭锁装置。

1 开关机械闭锁装置结构与工作原理

1.1 装置结构

1）开关机械闭锁装置主要由旋钮开关、法兰、复位弹簧、闭锁杆、换向开关操作手柄、固定螺栓、锁定杆、锁定孔、底座保护圈、旋转轴、闭锁选择开关的固定螺栓孔、套管、闭锁杆孔、指针部、锁定杆孔、锁定装置、锁舌等部分组成，如图1 所示。

图1 开关机械闭锁装置结构示意图

2）第一套管固定设置在隔爆开关外壳上，第一闭锁杆安装在第一套管内部，其一端与隔爆开关前端盖法兰上的闭锁孔配合，另一端与闭锁选择开关配合。

3）第一复位弹簧安装在第一套管内部，第一闭锁杆安装在闭锁选择开关上。换向开关闭锁装置主要由第二闭锁杆、第二套管和第二复位弹簧等部分组成，其中第二套管固定安装在隔爆开关外壳上，第二闭锁杆安装在第二套管内且一端与换向开关操作手柄上的闭锁孔配合，另一端与闭锁选择开关配合。

4）开关旋钮圆周设置成四个弧形浅槽，其中第三弧形浅槽和第四弧形浅槽，第一弧形浅槽与第二弧形浅槽的连线、第三弧形浅槽和第一凹坑部的连线及第四弧形浅槽和第二凹坑部的连线全部经过开关旋钮中心。

5）底座保护圈上安装两个闭锁杆，其端部分别穿过对应的闭锁杆孔；其中，当指针部指向标志牌停电位时，两个闭锁杆的端部分别穿过位于底座保护圈上的闭锁孔，设置在开关旋钮上的第一弧形浅槽和第二弧形浅槽内，第一弧形浅槽和第二弧形浅槽对闭锁杆起到限位的作用，此时，闭锁杆的另一个端部分别与隔爆开关前端盖法兰上和换向开关操作手柄上的闭锁孔配合，使隔爆开关盖不能打开，操作手柄不能进行送电操作[2]。

6）当指针部指向标志牌的检修位时，第一闭锁杆的第一端部卡设在开关旋钮上的第一凹坑部内，第二闭锁杆的第一端部卡设在第四弧形浅槽内，由于第一凹坑部较深，则在复位弹簧的作用下，第一闭锁杆的第二端部从隔爆开关前端盖法兰上的闭锁孔退出，可以进行开盖检修，第二闭锁杆的第一端部卡设在第四弧形浅槽内，其第二端部仍然卡设在换向开关操作手柄上的闭锁孔内，使换向开关操作手柄不能进行送电操作。

7）当指针部指向标志牌的送电位时，第一闭锁杆的第一端部卡固在开关旋钮上的第三弧形浅槽内，第二闭锁杆的第一端部卡设在第二凹坑部内，由于第二凹坑部较深，则在复位弹簧的作用下，第二闭锁杆的第二端部从换向开关操作手柄上的闭锁孔退出，可以进行送电操作，第一闭锁杆的第一端部卡设在第三弧形浅槽内，其第二端部仍然卡设在隔爆开关前端盖法兰上的闭锁孔内，使隔爆开关不能开盖。

2.2 装置工作原理

1）正常工作状态下若需要停机停电时，将旋钮式闭锁选择开关旋转至指针部指向“停电”位置，此时，端盖闭锁装置和换向开关闭锁装置的闭锁杆被开关旋钮的凸缘推出，其另一端分别插入前门端盖法兰和操作手柄的闭锁孔内，使前门端盖不能打开、操作手柄不能动作[3]。

2）如需要执行“送电”操作时，将旋钮开关顺时针旋转至指针部指向至“送电”位置，闭锁杆的位置没有发生位移，前门端盖不能被打开。而闭锁杆在复位弹簧作用下被推向旋钮开关第二凹陷部，此时闭锁杆平面端退出隔离换向开关的操作手柄的凹槽，解除隔离换向开关的操作手柄的闭锁限制，操作手柄可以进行停送电操作。

3）如需要执行“检修作业”操作时，将旋钮开关逆时针旋转至指针部指向“检修”位置，此时闭锁杆的位置没有发生位移，闭锁杆的平面端仍然插在隔离换向开关的操作手柄的闭锁孔内，隔离换向开关的操作手柄不能进行停送电操作。而闭锁杆在弹簧的作用下被推向闭锁选择开关的第一凹陷部，此时闭锁杆的平面端退出隔爆开关前门端盖法兰的凹槽，解除对前门端盖的闭锁限制，前门端盖可以打开，进行设备的内部部件检修。

4）将锁定装置锁定杆从锁定杆孔推入旋钮开关上的锁定孔内，则可以彻底防止擅自开盖擅自停送电的操作，而其他非专用工具不能轻易解除它，只有执行此项工作或持有该锁定装置专用钥匙的人员，才能打开并操作开关设备，可从装备上消除矿用开关存在的无“两防”功能隐患。

3 装置结构优缺点及实际应用效果分析

3.1 装置优缺点

1）实现了煤矿井下电气隔爆开关在停送电时开关前门与把手同时闭锁，避免了传统闭锁装置在停送电时无法同时闭锁，造成人员误操作触电事故发生。

2）该装置结构简单、操作方便、故障率低、闭锁效果好，可适用于不同型号的煤矿电气隔爆开关。

3）与传统的闭锁装置相比，机械闭锁装置主要机械结构安装在电气开关内部，避免了井下淋水影响，保证了闭锁性能同时降低了设备故障率。

4）该装置在实际应用时还存在一些不足，主要表现在以下两方面：频繁对开关进行停送电时，机械闭锁装置内的复位弹簧长期处于压缩、复位状态，导致弹簧弹性失效现象，降低了装置闭锁性能，需定期进行更换；装置安装在开关内部，一旦装置出现故障后，在检修时无法实现开关闭锁断电，需直接切断供电电源。

3.2 实际应用效果分析

为了验证机械闭锁装置实际应用效果，大斗沟矿电气队对井下采掘工作面KBZ120 A/200 A/400 A 型隔爆开关分别安装了一套机械闭锁装置，并进行现场停送电应用。应用结果表明，该装置闭锁动作灵敏可靠，动作后能够及时对前门及把手进行闭锁保护，保证了进行供电安全，杜绝“两擅”（擅自送电、擅自开盖操作）“一偷”（偷窃电气元件）引发的瓦斯煤尘爆炸事故，为安全生产增加了一道可靠的安全防线。

4 结语

大斗沟矿对井下电气隔爆开关原闭锁装置进行优化改进，安装了一套机械闭锁装置，通过实际应用效果来看，该装置结构原理简单，便于操作维护，实现双闭锁的目的，取得了显著应用成效。