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單軌機(jī)車運(yùn)輸架空線供電安全控制

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單軌機(jī)車運(yùn)輸架空線供電安全控制

摘要:井下運(yùn)礦一般采用直流250~750V電力機(jī)車,電壓超出安全電壓,故井下作業(yè)人員在巷道行走作業(yè)存在觸電危險(xiǎn),有安全隱患存在。針對井下架線采取防控措施,通過阻抗檢測來控制架線通斷電,達(dá)到安全運(yùn)行和安全工作的目的。

關(guān)鍵詞:礦井架線;阻抗控制;主接觸器

金屬非金屬礦山井下大多采用單軌機(jī)車運(yùn)輸,動(dòng)力一般采用架線電機(jī)車,機(jī)車工作電壓一般采用直流250~750V。由于井下巷道圍巖不穩(wěn)定,時(shí)間久了,頂部或底板會(huì)產(chǎn)生變形,導(dǎo)致架線與軌面高差局部存在小于安全高度1.8m的情況,達(dá)不到礦山安全規(guī)程要求,作業(yè)人員在巷道行走存在觸電危險(xiǎn)。為避免架線觸電事故發(fā)生,提高設(shè)備本質(zhì)安全,將架線電源控回路進(jìn)行改造,使架線在無機(jī)車運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候處于安全電壓或無電壓,僅在機(jī)車受電弓搭上后才有250V工作電源[1-2]。經(jīng)過分析,對架線電壓的安全性采取措施,計(jì)劃通過檢測負(fù)載阻抗來決定是否吸合通電主接觸器,達(dá)到通斷電目的[3-5]。

1方案

整個(gè)直流架空線自動(dòng)控制供電系統(tǒng)組成:智能供電控制箱、主電源電纜、軌道接地及附件等。將現(xiàn)有架空線按照200~300m分段,需要增加幾根總的電纜作為總的電源線;每個(gè)分段智能控制箱從總電纜上引入電源,經(jīng)過控制輸出到所對應(yīng)的分段架空線上。根據(jù)電機(jī)車所處的位置,只給電機(jī)車當(dāng)時(shí)正在運(yùn)行的那段架空線通電,而讓其它沒有電機(jī)車運(yùn)行的架空線處于斷電狀態(tài)。也就是當(dāng)電機(jī)車進(jìn)入某一段時(shí),給該段架空線通電;當(dāng)電機(jī)車離開后,或者電機(jī)車落下受電弓后,該架空線延時(shí)斷電。具體技術(shù)內(nèi)容如下。(1)將一整條架空線分成若干段,在每段架空線分?jǐn)嗵幇惭b1臺(tái)智能控制箱。當(dāng)電機(jī)車受電弓搭上架空線,控制箱內(nèi)阻抗檢測儀檢測出是電機(jī)車對地之間的阻值,所連接的控制箱內(nèi)部接觸器閉合,給此段架空線供電,發(fā)出聲音報(bào)警,提醒在場人員注意安全;并且斷開后方那段架空線電源。(2)當(dāng)電機(jī)車進(jìn)入剛送上電的這段架空線后,控制箱檢測記憶電機(jī)車所在段。如果電機(jī)車在此段停車,并將受電弓架拉下,控制箱斷開當(dāng)前架空線電源。如果電機(jī)車需要再運(yùn)行,只要受電弓抬起接觸到架空線,控制箱的記憶探測功能立刻激活控制回路,使主回路閉合,恢復(fù)當(dāng)前架空線上的電源。如果是人員碰觸了架空線,則不會(huì)送電,保證人員安全。(3)對于沒有電機(jī)車運(yùn)行的架空線段,處于完全斷電狀態(tài),沒有任何電壓(包括低電壓),線路非常安全,即使人員直接觸碰,也不會(huì)發(fā)生觸電等安全問題。(4)控制箱總進(jìn)線采用直流斷路器,當(dāng)架空線上出現(xiàn)過流或接地等短路故障時(shí),斷路器能夠及時(shí)斷開,切斷架空線上電源,防止事故擴(kuò)大??刂葡溆凶詣?dòng)及手動(dòng)送電方式,可以根據(jù)需要選擇。

2控制原理

該控制系統(tǒng)核心部分是阻抗檢測儀(內(nèi)部包括可編程控制器),其它組成器件包括控制電源、直流接觸器、控制繼電器、控制按鈕、指示燈(圖1)。工作過程中如下。(1)當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA轉(zhuǎn)到自動(dòng)狀態(tài),受檢測體的阻抗值通過阻抗檢測儀檢測,正常人體電阻是500~1000Ω,電機(jī)車的工作電阻為40~200Ω。通過可編程控制器設(shè)定KQ閉合條件為機(jī)車阻值范圍,超出范圍KQ打開,這樣接觸器KM就失電,處于斷開狀態(tài),--250V架線就沒有電。當(dāng)受檢測體為機(jī)車受電弓接觸,阻抗檢測儀檢測到40~200Ω的阻值,可編程控制器KQ閉合,KM就通電閉合,同時(shí)控制繼電器KA有電,KA常開觸點(diǎn)閉合,達(dá)到架線有電運(yùn)行并保持狀態(tài),此段架線有電。(2)當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA轉(zhuǎn)到手動(dòng)狀態(tài),受檢測體不需要通過阻抗檢測儀檢測,直接按下啟動(dòng)按鈕SF,這樣接觸器KM就處于有電狀態(tài),KM常開觸點(diǎn)閉合,-250V架線就有電,同時(shí)控制繼電器KA有電,其常開觸點(diǎn)閉合,達(dá)到架線有電運(yùn)行并保持狀態(tài)。當(dāng)按下停止鍵SS,接觸器KM失電,其常開觸點(diǎn)斷開,常閉觸點(diǎn)閉合,達(dá)到架線失電并保持狀態(tài)。

3示例

圖2為該系統(tǒng)在安徽淮北某礦應(yīng)用時(shí)的架線示意圖,井下機(jī)車架線分為OA、AB、BC、CD4段,機(jī)車直流250V工作電源從整流柜產(chǎn)生,然后通過電纜與控制箱分別給各段供電,控制箱內(nèi)阻抗檢測儀檢測出電機(jī)車對地之間達(dá)到一定的阻值,將所連接的控制箱內(nèi)部的接觸器閉合,給電機(jī)車受電弓搭上那段架空線供電,發(fā)出聲音報(bào)警,提醒在場人員注意安全;同時(shí)當(dāng)電機(jī)車離開后,或者電機(jī)車落下受電弓后,該架空線延時(shí)斷電。當(dāng)架空線上出現(xiàn)過流或接地等短路故障時(shí),斷路器能夠及時(shí)斷開,切斷架空線上電源,防止事故擴(kuò)大。當(dāng)人員觸碰到機(jī)車架線,由于阻值不在設(shè)定值范圍,所在區(qū)段接觸器不會(huì)閉合,達(dá)到安全的目的。井下架線通過改造后,安全性大大提高,近年來該礦井下沒有發(fā)生過架線觸電事故。

4結(jié)語

本方案對架線式電機(jī)車采用阻抗檢測儀檢測受電體阻抗,以此控制架線通電與否,方案簡單可行、安全可靠,可最大限度地保障了井下人員的人身安全。

作者:郭本利 高連月 房振宇 單位:中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司