矿用防爆开关技术现状及发展趋势.

《矿用防爆开关技术现状及发展趋势.》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、我国矿用防爆开关技术现状及发展趋势0引言我省煤矿近十年来在以打造“数字化矿井”为核心的科技创新和技术改造实施过程中，整体技术水平取得了长足的进步和发展，煤矿井下使用的各种防爆开关也同样在技术水平和性能方面有了显著的提高，例如使用量较大的配电开关类产品如矿用防爆型高压真空配电装置、矿用防爆型低压真空馈电开关和控制开关类产品如矿用防爆型高低压真空电磁起动器都向“真空化、小型化、智能化、可通信”等方面快速发展，基本达到了国家宏观政策如《国家重点支持的高新技术领域》、《煤炭工业“十一五”发展规划》、《我国防爆电器行业“十一五”发展指导意见》所规划目

2、标，目前在我省煤矿井下已经形成比较完整的体系，就技术性能、品种、规格来看，基本能够满足目前煤矿井下供配电系统和各种机械、电气设备的控制和保护功能需求，预计“十二五”期间在国家宏观政策支持和防爆电器制造企业技术创新推动下，矿用防爆开关的技术水平和性能有望更进一步提升，除满足常规配电、控制和保护需求外，新的主要发展领域之一是为适用于煤矿物联网而对防爆开关设备进行科技创新和新产品开发。本文以我省目前煤矿井下常用的高低压配电开关和控制开关为例对产品技术现状和发展趋势做了分析介绍。1矿用防爆开关技术现状我省煤矿井下使用的防爆开关按照技术水平大致可分为

3、三代。第一代高低压配电开关类产品中高压配电装置的主元件为少油断路器，额定电流较低，大都在315A以下，采用老式弹簧操作机构，可靠性较低，故障率高，少油断路器本身的维护工作量大、复杂程度高，在煤矿井下特殊环境更为不便。低压馈电开关的主元件为空气断路器，电压等级较低，大都在660V及以下，采用手动进行合分闸操作，过电流保护装置为电磁式。无论是高压还是低压断路器，都存在绝缘水平、短路分断能力、动热稳定性、机械寿命、电寿命等主要技术性能指标较低的问题，不利于实现对煤矿井下电气设备和线路的可靠保护及控制。此外由于过电流保护装置整定范围小、动作整定值精

4、度低，整定值随着开关使用时间的推移会发生“漂移”，造成过电流保护误动或拒动故障较多，尤其在低压馈电开关中更为突出。控制开关类产品中高压起动器用量较少，与同时代高压配电装置的特征基本相同。低压起动器均采用空气式接触器作为主元件，多采用分立安装在平面底板上的结构形式，占用空间较大。电磁式过电流保护，总体技术性能方面存在的缺陷与配电开关基本相同。从外壳结构上看，上述各类产品都以圆筒形为主，采用旋转开盖方式。除低压可逆起动器外，所有产品均为单回路，多数低压产品自身并不具备漏电、欠压或失压保护功能。较低的额定电流等级限制了产品控制容量，整体技术性能基

5、本建立在仿造前苏联及东欧国家产品的基础上，相当于国外20世纪60年代水平，除少数小煤矿外，第一代产品目前已经基本停止使用。第二代产品中多数主元件的基本结构形式无显著变化，首先从高压配电装置开始少量采用真空断路器作为主元件，进而各类高低压防爆开关都逐渐开始采用真空断路器、真空接触器作为主元件，由于真空元器件在无电弧外露电压等级高等方面的优势，出于对煤矿井下电气设备安全运行和提高额定工作电压的需求，真空断路器、真空接触器作为防爆开关主元件的优势日益凸显，选用真空元器件替代少油或空气式元器件成为产品发展趋势，但由于当时真空元器件规格品种不全，在煤

6、矿井下适用范围很小，特别是低压真空元器件更是如此，导致煤矿井下防爆开关真空化进展缓慢。第二代产品无论是真空还是空气的元器件，额定电压、额定电流、短路分断能力和短时耐受电流等指标都有所提高，虽然低压馈电开关也开始出现配备电动操作机构，但依然不具备短时耐受电流性能，运行中时有承载大电流发生熔焊的现象发生。与第一代产品以电磁式保护的情况相比，采用分立元件或小规模集成电路的电子式保护装置设计制造技术日益成熟，并出现了专业化生产厂，电子式保护使防爆开关的保护功能增加、产品自身开始具备漏电保护或闭锁功能、电流整定精度提高、具备简单的普通发光二极管显示，

7、但因设计水平局限，几乎不具备抗干扰能力，在电磁环境较恶劣的使用场所精度下降、误动较多。制造厂机械加工水平的提高使方形外壳的防爆开关产品开始出现并且市场占有量呈逐年增加态势，方形外壳便于电子保护装置的布局安装，这一代方形外壳产品的门盖以螺栓紧固方式为主，打开、关闭门盖操作过程繁杂，螺栓紧固件拆下后容易丢失。主要技术性能指标总体相当于国外20世纪70年代末、80年代初水平。约占目前使用量60%左右。第三代产品的显著特征之一就是所有产品主元件的基本结构形式由真空断路器和真空接触器全面替代少油断路器、空气断路器和空气接触器，这完全得益于我国近二十年

8、来各类真空开关技术的全面快速发展和品种规格逐步的齐全完善。高压真空配电装置的弹簧操作机构在原有基础上经过改进后可靠性大幅提高。此外还出现了仅为弹簧操作机构20%的零件数量构成的永