KBZ系列矿用防爆低压交流真空馈电开关安全性能研究和探析.doc

KBZ系列矿用防爆低压交流真空馈电开关安全性能研究和探析 　　【摘 要】KBZ系列矿用防爆低压交流真空馈电开关在煤矿大量的使用实践中，作为配电系统总开关或分支开关，其主回路仅由一组断路器开关作为电气隔离，在煤矿井下使用，其安全性能有待进一步提升。通过升级改进可大大提高馈电开关的隔离安全功能，使井下频繁的线路作业停送电安全保障性更高。 【关键词】矿用防爆馈电开关；改进升级；提高安全性能 KBZ系列矿用防爆低压交流真空馈电开关适用于具有爆炸性危险气体（甲烷）和煤尘的矿井中，在交流50Hz，电压1140V和660V中性点不接地供电系统中，作为配电系统的总开关或分开关使用。 1 KBZ系列矿用防爆低压交流真空馈电开关结构性能。 该类馈电开关由防爆外壳与电气线路组成，电气线路由主回路、控制回路和保护电路三大部分组成。主回路是通过真空断路器接通与分断。控制回路由隔离开关、电源变压器、断路器的常开常闭触点、欠压线圈和分励线圈及控制按扭等器件组成。当出现过载、短路、欠压、漏电等故障时，控制电路可发出动作信号，使主回路按规定时间动作，同时可通过显示面板，指示出故障的类别。保护电路有漏电、过载、短路、欠压、过压等保护及漏电闭锁功能。 2 KBZ系列矿用防爆低压交流真空馈电开关安全性能分析。 该类馈电开关在煤矿供电系统中，其主要用于保护电缆线路以及在线路上作业时的隔离来使用。煤矿井下环境较恶劣，潮湿、阴暗，煤矿开采过程中巷道和线路需要不断延伸与缩短。因此在馈电开关控制的电缆线路上作业的频次比地面要多很多，而其主回路仅仅由一组断路器开关作为电气隔离，其安全性能同地面低压配电柜相比存在一定差距。 在国家电气标准术语中对断路器的释义是，“能接通、承载和分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常条件（例如短路条件）下接通、承载一定时间和分断电流的一种机械开关电器。”而隔离开关的释义是，“在断开位置上能满足对隔离器隔离要求的一种开关。”因此单纯针对在线路上作业而言，使用隔离开关断电后的安全性要远大于使用断路器断电的安全性能。 目前，地面低压配电柜作为进线和馈电使用的一次线路接线方案大多采用隔离开关和断路器开关配套的一次线路方案，而煤矿井下却仅采用利用断路器作为分断和隔离的一次线路方案。 由于煤矿生产系统是个动态的过程，井下供电系统随着掘进巷道的延伸不断延伸，随着回采巷道的缩短不断回撤。因此，在高低压馈电线路上作业现象非常频繁。为保证施工作业安全，各煤矿都制定了严格的停送电操作规程及工作票、操作票制度等一系列保证安全的技术措施。然而，由于矿用防爆低压交流真空馈电开关在停电后，从外观上很难直观判断内部断路器开关是否断开，一旦出现设备质量问题，断路器没有分断，或者真空管出现漏气现象，将不能确保对于线路安全隔离功能，存在一定的安全隐患。严重的可能会造成人身伤害事故。实际在现场使用中就曾出现过事故，以实例分析如下。 2008年某月某日，某矿井发生一起触电伤亡事故。一名电工在煤矿井下低压线路上作业时线路突然来电，导致触电死亡。原因是一台KBZ2-200/1140（660）型矿用隔爆真空馈电开关故障，电工在上级电源停电状态下完成该开关停电操作后，断路器没有正常分断，作业时，上级电源送电，该开关在停电状态下带电，造成人员伤亡。后经过调查分析认为，事故的主要原因有，一是该开关存在设计缺陷， “开关在使用中存在显示器不能真实反应真空断路器状态的现象”，不符合MT871-2000行业标准（7.1.1.5）中“闭合与断开位置开关应有清晰可靠的指示器”要求。二是存在质量缺陷，开关按照说明书中程序操作，停止后断路器却没有被可靠分断。三是电工在上级无电情况下对该馈电开关进行停电，停电后没有采取可靠措施判断该开关是否确已分断。以上多个因素结合在一起导致了事故的发生。因此，一些矿井为降低停送电的风险，甚至在制度中规定，在此类馈电开关负荷电缆线路上作业时，同时要停上级电源开关，采取双保险以实现更高的安全需求。 可见，煤矿对于馈电开关除了质量问题外，对于安全性能的设计十分重要。必威体育精装版的中国煤炭行业标准MT871-2011中，对于矿用防爆低压交流真空馈电开关有如下要求。第7.1.1.5中要求“断开后的馈电开关需满足隔离功能要求，闭合与断开位置应有清晰可靠的指示器。若通过观察窗可以从外面观察到活动触头分离，则这种指示器可以不设置。” 第7.1.1.6 要求馈电开关的“手柄在闭合和断开位置应有清晰的指示和可靠的检查方法”。而目前我国取得煤安标志的馈电开关大都采用智能显示屏来实现标准中“闭合与断开位置应有清晰可靠的指示器”。当上级开关电源停电时，该开关上无法依据显示器来判断是否停电。手柄只是控制电源开关，如果馈电开关失压保护、开关自身的