一、概述
架线式电机车以其牵引力大,动力供给方便,维护简单在低沼气煤矿井下得到广泛的应用,但其架空直流接触线分区供电开关及其过流保护一直没有得到较好的解决。大多数矿井采用HHP型隔离刀闸开关作为替代品,耐潮湿能力差,无熄灭直流电弧能力,在架空线出现短路故障时,没有办法自动切断故障线路,任凭事故扩大,维护人员在人工切断故障线路时,极易造成电弧烧伤事故。针对上述存在的问题,经多年研究,我们研制出KKZ-100/550型矿用一般型架线电机车用直流分区开关,它具有自动脱扣功能,能自动分断短路故障线路。它分断能力强,能手动分断带有载荷的直流供电线路,具有驱潮功能,能在潮湿的井下环境长期工作。该产品已获国家专利和国家煤矿产品《MA》认证。
二、工作环境及主要技术参数
1、工作环境
安装环境温度:-5℃~+40℃
安装环境相对湿度:≤95%(25℃无结露凝水)
安装环境大气压力:80~106kPa
无瓦斯和煤尘爆炸性物质场所。
2.主要技术参数
额定电压:(DC) 550V;
额定电流:(DC)200A/400A/600A;
脱扣电流:4In/10In。
三、主要功能
1、隔离开关功能
分区开关主触头采用四重分断,开距达8cm,绝缘强度高,泄露电流小,可较好的隔离供电线路。
2、自动脱扣功能
分区开关内部带有过载脱扣和短路电磁脱扣器,能自动切断短路故障线路。脱扣组件可选:100A、150A、180A、200A、225A、400A、600A。
3、手动合闸与分闸功能
分区开关带有手动操作手柄,可带载荷接通与分断供电线路。
4、带电指示功能
当直流架空线有电,分区开关合闸后,分区开关负荷侧带电指示灯点亮,指示开关负荷侧有电。当开关分断后,指示灯熄灭。
5、驱潮功能
分区开关内部设置有驱潮电路,在井下潮湿环境,驱潮电路保障潮湿空气不能侵入开关内部,保证分区开关的电气部分的绝缘强度。
四、结构、原理
1、结构
分区开关由:冷轧钢板防护外壳,进出线喇叭嘴,接线铜排,接线端子,直流断路器,驱潮电路,带电指示灯,铭牌等部分组成。分区开关结构示意图如图1所示。
图1 KKZ-600/550型架线直流分区开关
2、工作原理
分区开关核心采用国际首创专利灭弧技术CCV,即四重加速及窄缝分断消游离灭弧技术,使飞弧距离更短,分断能力更高。体积小、短路短延时准确。对于电机车架线供电线路的短路级差保护,可简化计算短路电流,不需要考虑电阻、电缆截面积、限流系数、电缆热稳定等参数。上下级分区开关只需按额定电流等级选择,就能实现全选择性三段保护。
分区开关控制手柄搬到“运行”的位置,电源由分区开关进线侧→分区开关→分区开关负荷侧,“运行”指示灯点亮。分区开关控制手柄搬到“断开”的位置,“运行”指示灯熄灭,分区开关负荷侧无电。当分区开关过流分断后,恢复送电时,向下搬动控制手柄即可将过流脱扣机构复位,再向上搬动控制手柄到合闸位置,分区开关恢复送电。分区开关设有过流脱扣试验按钮,可定期试验脱扣机构动作灵活性。
五、安装与维护
1、安装位置与数量
分区开关的安装位置要以架线电机车直流供电线路的馈电方式、检修要求为依据,尽量避开巷道顶板、帮壁淋水区,避免煤尘、粉尘污染区,实在避不开时,要采取适当防护措施,同时要考虑操作、检修人员作业方便。
分区开关设置数量要以直流架线馈电方案为依据,简化直流架线馈线连接方式,使部分供电线路检修对整体供电线路影线最小。井底车场、运输巷道三岔口及人员上下车位置可适当增加数量,平直巷道一般按200~300m设置最佳。分区开关与自动停送电开关配合,可组成完善的直流自动分区供电系统。分区开关安装如图2所示。分区自动供电系统如图3所示。
图2 分区开关安装示意图
接地线应使用不小于25mm2的铜线或50mm2的镀锌钢绞线,接地极应埋设良好或与轨道连接,接地电阻不大于2Ω。
图3 分区自动供电示意图
2.日常维护
严禁带电打开分区开关内部防护盖板,确实需要打开时,必须先分断上级总开关,并设置停电检修标志,确认总电源停电后方能打开。检修时必须挂接接地线,方能操作。
KKZ-600/550型分区开关虽然不需要特别维护,但也需定期停电检查进出线紧固螺栓无松动,压线喇叭嘴是否松动。观察开关安装处是否淋水,开关是否进水,外壳是否锈蚀,透明观察窗口是否损坏,分区开关正常送电,有电指示灯是否点亮,如有异常应及时处理。
定期试验脱扣按钮动作是否灵敏,手动分、合闸手柄是否操作灵活。
在过流脱扣后,需要停电检查触头烧蚀情况,触头接触面出现凹坑或灭弧室烧黑炭化时,应立即更换整个分区开关。
分区开关短路脱扣3次,无论触头烧蚀情况如何都必须更换整个开关,以保证供电安全。
分区开关的检修必须由取得矿井维护电工操作证的专业维护人员操作。
六、订货须知
订货时,需提供架线直流电源电源等级,额定工作电流,过流组件,数量等参数。