架空線網(wǎng)絡(luò)無電化技術(shù)

王緒報(bào)

（山東能源集團(tuán)貴州礦業(yè)有限公司,貴陽(yáng) 550000）

1 概述

根據(jù)當(dāng)前全國(guó)安全生產(chǎn)非常嚴(yán)峻的形勢(shì)，特別是煤礦安全生產(chǎn)，越來越引起上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的重視。煤礦架空線網(wǎng)絡(luò)的永久性帶電，嚴(yán)重威脅著煤礦工人的人身安全，針對(duì)這一情況，經(jīng)過科研攻關(guān)，研究出了技術(shù)方案，并先后在進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，取得較好的應(yīng)用效果。

2 技術(shù)原理及系統(tǒng)方框圖

2.1 技術(shù)原理

針對(duì)直流架空線線路通道衰耗大，干擾大，阻抗變化大等特點(diǎn)，從制式，接收靈敏度，阻抗匹配及結(jié)構(gòu)形式等方面進(jìn)行了合理周密的考慮。通過采用了先進(jìn)的鎖相環(huán)調(diào)頻與調(diào)解技術(shù)，并由集成度和可靠性很高集成電路來完成，很好地解決了載波干擾和靈敏度的問題。

2.2 系統(tǒng)功能

250V直流電壓經(jīng)二極管隔離，電阻降壓，穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓，電容濾波，取出穩(wěn)定直流電源供主機(jī)控制模塊，斷電區(qū)架空線與控制模塊相連接，利用斷電區(qū)架線測(cè)量信號(hào)。當(dāng)電機(jī)車經(jīng)分區(qū)絕緣器進(jìn)入斷電區(qū)時(shí)，電機(jī)車上安裝的分機(jī)模塊發(fā)出一個(gè)斷電區(qū)送電信號(hào)，被斷電區(qū)架空線測(cè)量后送入控制模塊，控制模塊收到信號(hào)，證明電機(jī)車已進(jìn)入斷電區(qū)，信號(hào)經(jīng)控制模塊處理后控制直流接觸器送電，斷電區(qū)送電、電機(jī)車正常運(yùn)行。同時(shí)主機(jī)控制箱面板指示燈從無電轉(zhuǎn)換成有電，以提醒礦工注意安全。當(dāng)電機(jī)車離開斷電區(qū)時(shí)，主機(jī)控制模塊的電流測(cè)量電路，就會(huì)監(jiān)測(cè)出電機(jī)車以開出斷電區(qū)，經(jīng)過3—5秒延時(shí)后，斷電區(qū)斷電，指示燈再?gòu)挠须娹D(zhuǎn)換成無電，提示可安全行人。當(dāng)分區(qū)絕緣器漏電時(shí)，主控模塊有一專用漏電監(jiān)測(cè)電路，會(huì)自動(dòng)將漏電電壓限制在0—24V之間，使其變?yōu)榘踩妷骸?/p>

為方便其它設(shè)備或儀器使用斷電區(qū)電壓，主機(jī)模塊還具有電阻測(cè)量電路的功能。當(dāng)斷電區(qū)架線與地之間有0—1кΩ阻性負(fù)載時(shí)，主機(jī)控制模塊將控制直流接觸器送電，以便阻性負(fù)載使用斷電區(qū)電壓。利用這一功能，電阻降壓電機(jī)車可不用分機(jī)模塊也啟動(dòng)斷電區(qū)送電。主機(jī)模塊還具有電容測(cè)量電路的功能。當(dāng)斷電區(qū)架線與地之間電容容量在4.7uF以上時(shí)，能啟動(dòng)斷電區(qū)送電。利用這一功能，脈沖調(diào)速式電機(jī)車在斷電區(qū)出現(xiàn)故障，檢修時(shí)必須把電容箱里的電放掉，電機(jī)車就成了一容性負(fù)載，檢修完之后，可直接啟動(dòng)斷電區(qū)送電。主機(jī)模塊還具有電流源測(cè)量電路，當(dāng)斷電區(qū)與地之間有一個(gè)電壓25V以上、電流30mA以上的電流源，也能啟動(dòng)斷電區(qū)送電。利用這一功能，當(dāng)使用IGBT調(diào)速電機(jī)車時(shí)，電機(jī)車經(jīng)分區(qū)絕緣器進(jìn)入斷電區(qū)時(shí)，IGBT調(diào)速電機(jī)車沒有隔離二極管，由于電容箱放電太慢，電機(jī)車本身成為一個(gè)電流源，能啟動(dòng)斷電區(qū)送電。

3 架空線網(wǎng)絡(luò)無電化技術(shù)的特點(diǎn)

架空線網(wǎng)絡(luò)無電化技術(shù)的應(yīng)用，取代了過去傳統(tǒng)的只能用于上下車場(chǎng)使用的自動(dòng)開關(guān)。其主要特點(diǎn)：

3.1 安裝節(jié)省工時(shí)

一臺(tái)自動(dòng)開關(guān)，要將架空線分成三段，一段斷電區(qū)，二段觸電區(qū)。且觸電區(qū)長(zhǎng)期供電。應(yīng)用架空線無電化技術(shù)，只將架空線分成一段，既是斷電區(qū)，也是觸發(fā)區(qū)。也就是說應(yīng)用架空線無電化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在安裝上比自動(dòng)開關(guān)節(jié)省工時(shí)（自動(dòng)開關(guān)分段架空線4個(gè)點(diǎn)，而無電化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分段架空線2個(gè)點(diǎn)）。

3.2 節(jié)省材料

自動(dòng)開關(guān)一臺(tái)要用4個(gè)分區(qū)絕緣器，而用無電化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，只用2個(gè)分區(qū)絕緣器即可，且無電化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能比自動(dòng)開關(guān)節(jié)省2根觸發(fā)區(qū)電纜。

3.3 性能好、適用性強(qiáng)

自動(dòng)開關(guān)只能用到井下大巷上下車場(chǎng)。它的局限性在于只有電機(jī)車到達(dá)指定觸發(fā)區(qū)時(shí)，斷電區(qū)才能斷電，而當(dāng)電機(jī)車離開觸發(fā)區(qū)時(shí)，斷電區(qū)即可送電，也就是說斷電區(qū)基本上是長(zhǎng)期處于帶電狀態(tài)。

3.4 安全可靠

使用自動(dòng)開關(guān)，分區(qū)絕緣器的漏電，會(huì)使斷電區(qū)架空線產(chǎn)生一個(gè)接近電源電壓的漏電電壓，當(dāng)人接觸斷電區(qū)架空線時(shí)，仍然會(huì)有發(fā)生觸電事故的可能，而架空線網(wǎng)絡(luò)無電化技術(shù)的應(yīng)用，能自動(dòng)將分區(qū)絕緣器的漏電電壓降至0—24V之間，使之成為安全電壓，不易發(fā)生觸電事故。有效的降低了安全事故率。

3.5 較好的處理了安全與生產(chǎn)的關(guān)系

在使用自動(dòng)開關(guān)時(shí)，易產(chǎn)生誤觸發(fā)。由于井下的特殊環(huán)境，特別是夏季雨水多，大巷比較潮濕，分區(qū)絕緣器時(shí)常會(huì)有不同程度的漏電，這個(gè)漏電電流促使自動(dòng)開關(guān)產(chǎn)生誤動(dòng)作，使之自動(dòng)開關(guān)應(yīng)斷電時(shí)不斷電，易發(fā)生觸電事故。應(yīng)送電時(shí)不能送電，使電機(jī)車停在斷電區(qū)內(nèi)不能行駛，影響了生產(chǎn)。而架空線網(wǎng)絡(luò)無電化技術(shù)的應(yīng)用能有效的解決這一問題，該架空線網(wǎng)絡(luò)無電化技術(shù)控制板上設(shè)有一個(gè)抗干擾電路，能有效抑制，不會(huì)發(fā)生誤觸發(fā)。

3.6 克服了局限性

自動(dòng)開關(guān)是一種單一性產(chǎn)品，有很大的局限性，它的使用范圍只能用到上下車場(chǎng)。而架空線網(wǎng)絡(luò)無電化技術(shù)不僅能實(shí)現(xiàn)整個(gè)架空線的無電化，而且可使架空線網(wǎng)絡(luò)局部實(shí)現(xiàn)無電化。

3.7 使用架空線無電化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，斷電區(qū)架空線可人為地控制使之送電和停電，方便其它設(shè)備或儀器使用架空線電壓。

斷電區(qū)架線與地之間，阻性負(fù)載在0—1кΩ之間，容性負(fù)載在4.7uF以上，以及電源電壓在25V以上電流在30mA以上的電源，均能使斷電區(qū)送電。人體承阻性負(fù)載，且電阻都在1.7кΩ以上，當(dāng)接觸電壓在24V以下時(shí)，一般人體電阻為3.8кΩ—100кΩ之間，所以人體不能使斷電區(qū)送電。

4 結(jié)語(yǔ)

架空線網(wǎng)絡(luò)無電化控制器，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)架空線網(wǎng)絡(luò)無電化，也可實(shí)現(xiàn)局部架空線網(wǎng)絡(luò)無電化，如：岔口、井口、彎道、架線較低、上下車場(chǎng)或條件比較惡劣的地方。該產(chǎn)品具有性能可靠，燈光醒目，安裝方便，維修量小等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)車來有電、車去停電的功能，達(dá)到了架空線網(wǎng)絡(luò)無電化，填補(bǔ)了煤礦架空線網(wǎng)絡(luò)無電化的空白，是確保煤礦工人人身安全的一項(xiàng)先進(jìn)而可靠的技術(shù)，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。