淺談智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器在煤礦業(yè)中的應(yīng)用

劉細(xì)鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要:介紹了礦用電動(dòng)機(jī)智能綜合保護(hù)器系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，采用直接將交流信號(hào)整流、濾波、調(diào)理、采樣的方式變?yōu)槲⒖刂破髂軌蜃R(shí)別的直流信號(hào)，通過(guò)對(duì)微控制器采集到的直流信號(hào)編程判斷來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的相關(guān)保護(hù)控制、故障顯示與報(bào)警以及與上位機(jī)的通信。同時(shí)還介紹了有關(guān)礦井下電動(dòng)機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)的故障及其原因和判斷這些故障所使用的檢測(cè)和保護(hù)方法。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)；智能保護(hù)器；結(jié)構(gòu)分析；微控制器；互感器

       電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行狀態(tài)下可能會(huì)發(fā)生各種各樣的故障，這與工作環(huán)境、使用方式和維護(hù)周期等因素密切相關(guān)。特別是在煤礦井下，由于井下環(huán)境惡劣，電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間暴露在煤塵、潮濕等惡劣環(huán)境中，容易導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)散熱道堵塞等，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的燒損[1-3]。因此，電動(dòng)機(jī)智能綜合保護(hù)器的設(shè)計(jì)就顯得非常重要。

       礦用電動(dòng)機(jī)智能綜合保護(hù)器的系統(tǒng)指的是通過(guò)電流互感器和電壓互感器對(duì)煤礦井下電網(wǎng)供電系統(tǒng)進(jìn)行變壓，通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路和信號(hào)采集電路（A/D轉(zhuǎn)換電路），后轉(zhuǎn)換成微控制器能夠識(shí)別的數(shù)字信號(hào)；通過(guò)對(duì)微控制器進(jìn)行相關(guān)編程，對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行處理，判斷電動(dòng)機(jī)當(dāng)前處在什么狀態(tài)；通過(guò)對(duì)該狀態(tài)的判斷，經(jīng)由電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制電路實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)和控制。同時(shí)由于對(duì)煤礦井下電動(dòng)機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)巡檢并不是很方便，在此設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)智能綜合保護(hù)器還要加上與井上上位機(jī)通信的功能。為方便就地檢查，同樣需要在保護(hù)器上設(shè)置電動(dòng)機(jī)狀態(tài)顯示與報(bào)警界面，實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)交互，同時(shí)應(yīng)加上按鍵調(diào)節(jié)功能以適應(yīng)不同電網(wǎng)電壓等級(jí)下對(duì)電動(dòng)機(jī)不同的要求。

2.1漏電保護(hù)

       煤礦井下電動(dòng)機(jī)及其供電線路常見的漏電故障有：

       （１）電動(dòng)機(jī)或者供電線路因長(zhǎng)期暴露在潮濕環(huán)境中，導(dǎo)致其絕緣電阻下降，流向大地的對(duì)地電流變大，從而使電動(dòng)機(jī)及電氣設(shè)備外殼帶電。

       （２）電動(dòng)機(jī)或者供電線路帶電體發(fā)生部分現(xiàn)象，致使未受到高度重視的井下人員誤觸到該處，直接或者間接通過(guò)導(dǎo)體工具而致使其中相接地，造成漏電事故。

       （３）電動(dòng)機(jī)或者供電線路絕緣部分因?yàn)榫弥美匣㈦妷盒該舸┗蛘邫C(jī)械損壞等原因而發(fā)生相中的金屬性接地或弧光接地。

       人身觸電造成傷亡的危險(xiǎn)主要與流經(jīng)人身的觸電電流和流過(guò)這些電流時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)系。般在不考慮電網(wǎng)電容情況下，人體觸到相導(dǎo)線時(shí)，30mＡ為允許通過(guò)人體的大觸電電流，即30mＡ以下不至于發(fā)生生命危險(xiǎn)。井下在660V時(shí)引爆瓦斯的火花電流為50mA以下。所以，漏電臨界電流值應(yīng)該為30mA。

       在忽略電網(wǎng)對(duì)地分布電容情況下，對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中人體觸電電流計(jì)算公式為:式中：Ir為通過(guò)人體的電流，單位為Ａ；Ｅ為供電電路的相電壓，單位為Ｖ；ｒ?yàn)楣╇婋娐访肯嗟膶?duì)地絕緣電阻值，單位為Ω；Rr為人體電阻值，單位為Ω，在煤礦井下般按照低值為1kΩ計(jì)算。