PB3-6GA型高压配电装置改造.doc

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高 教 论 坛

PB3－6GA型高压配电装置改造
赵生虎 邢玉良 张文
摘 要：通过对大雁煤业集团井下PB3－6GA型高压配电装置使用状况的分析，找出其存在的主要缺点。根据现场条件提出了高压配电装置的改造方案并进行改造。阐述了改造后高压真空配电装置的特点及经济效果。通过现场使用证明了新的配电装置能够保证煤矿井下负荷的需要。本技术改造对提高企业生产效率和安全生产都具有十分重要的现实意义。
关键词：高压配电装置；性能要求；改造；应用

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1、前言
PB3－6GA型高压配电装置，是井下配电的主要设备之一，多年来，在井下配电方面起了很大作用，我局各矿井下高压电能分配、高压电动机、高压供电线路的控制和保护，绝大多数使用的是PB3－6GA型矿用隔爆高压配电装置。但是，这类配电装置大多是六、七十年代产品，很多地方与现行的安全规程不相符合，特别是与现代化矿井用新型高压配电装置相比存在以下缺点：
1.1 PB3－6GA型高压配电装置的断路器采用油断路器, 断路器的开断容量低，当油断路器触点开断1～2次短路电流后，触点严重磨损，或者油中产生杂质，绝缘强度降低，都必须对其触点进行检修，或者更换绝缘油，维修量大，费用高。

作者简介：赵生虎（1958-）男，内蒙古乌盟人，呼伦贝尔学院工程分院，教授，1982年毕业于
太原理工大学煤矿机械制造专业，主要从事煤矿机械教学与研究。发表数篇论文。

1.2 PB3－6GA型高压配电装置，只设有过流保护和失压保护，不能对供电网路发生的漏电，电缆绝缘降低及过负荷等故障进行保护和监护，不能保证安全供电的需要。
1.3 虽然该装置的各部位之间具有多种安全联锁，但易发生配电装置“瞬间”合闸送电和带负荷断开高压隔离开关的故障现象。
综上所述，对现有的PB3－6GA型矿用隔爆高压配电装置进行技术改造具有重要意义，以适应煤矿井下安全运行的需要。
2、改造方案的分析确定
2.1改造指导思想
PB3－6GA型矿用隔爆高压配电装置的改造是在基本不改变原隔爆高压配电装置，隔爆结构的基础上，采用由CKG1－250A/7.2KV型高压真空接触器本体更换原配电装置多油断路器本体，采用电动分合闸操作机构；在原控制腔内，增设DDZB-4-4型电网继电综合保护装置；它适用于具有爆炸性气体和煤尘的煤矿井下，在额定电压6千伏，额定电流小于250安培的电力线路中作为配电开关，主要用于控制和保护高压电动机等负荷；当配电线路出现短路、过载、漏电、失压故障及电缆监视线出现故障时，配电装置能自动切断电路并对故障进行显示；该配电装置所设置的高压氧化锌压敏电阻，可以保护高压电动机等负荷绝缘，免受操作过电压的损害。
2.2改造方案及要求
2.2.1把油断路器改为真空断路器，以真空绝缘代替油绝缘，具有介质强度高、电动分合闸、动作迅速、灵敏可靠等特点。
2.2.2采用高压氧化锌压敏电阻，对真空断路器主触点及所控制变压器，高压电动机等进行过电压保护。
2.2.3采用DDEB-4-4型电网继电综合保护装置，该装置具有失压、短路、过载、漏电闭锁、选择性漏电、绝缘监视等保护功能，并且DDEB-4-4型电网继电综合保护装置已在该局二矿井下使用，效果良好。
2.2.4采用防爆急停按钮作为行程开关，完善了联锁闭锁功能，以防高压配电装置带负荷分断高压隔离开关。防爆参数符合要求，并具有远方、就地启动和停止功能。
2.3高开机壳进行的部分改造：
2.3.1 油箱放油孔和油标孔进行堵焊。
2.3.2 油箱内加焊接地端子。
2.3.3 机构室（或前门主腔）隔爆外壳增设4个防爆式螺旋进线咀，母线室加装一防爆式螺旋进线咀，以供零序电流互感器、防爆行程开关、瓦斯检测及远方控制需要。
2.3.4 仪表室弹簧储能，传动机构部分拆除，其孔进行堵焊，前门机构拆除后，其孔采用防爆玻璃：Φ70mm，改为故障状态观察窗，并在前门左下面设置5个按钮孔，对高开试验及电动分合闸进行控制。
2.3.5 电压互感器中心增设一七芯接线柱孔（Φ46.20mm），以供真空接触器控制回路与前门控制腔、电压互感器腔控制回路接线需要，同时将原油丝绳孔堵焊。
3、改造后达到的性能：
改造后的高压真空配电装置，具有电动分合闸，保护齐全可靠，使用安全，方便等特点，符合防爆规程有关规定。
改造后的高压真空配电装置，其结构、配件安装位置、防爆面宽度、间隙、粗糙度、爬电距、带电体电气间隙、电气及机械闭锁等，均严格执行《煤矿防爆检验规程》的有关规定。如下表所示
序号
行为数据
规定
检测值
备注
1
防爆结合间隙（mm）
≤0.2
均≤0.2
合格
2
防爆结合面宽度（mm）
≥40
40
合格
3
防爆接合面粗糙度（μm）
≤6.3
≤6.3
合格
4
操纵杆隔爆接合面长度（mm）
≥25
28
合格
5
操纵杆与其孔直径差（mm）
≤0.4
0.2
合格
6
带电体最小电气间隙（mm）
≥60
50
不合格
7
带电体最小爬电距离（mm）
≥160
200
合格
注：上表第6项由于真空接触器结构所致，其电气间隙不合格。为此，在其机壳周围采用黄色环氧树脂电木板（δ=2mm）进行隔离，增强带电体与壳之间的绝缘，使其符合防爆要求。
高压真空配电装置改造制作后，经沈阳设计院检测人员检测验收后，其各项性能及电气参数均达到国家煤矿井下电气设备有关标准及规定，并被鉴定为符合“矿用一般型”电气设备的规定，同意改造。高压真空配电装置改造成功，更适应于煤矿井下安全运行的实际需要。
3.1配电装置适用的条件：
3.1.1周围环境温度不高于+40℃，且24h的平均值不高于+35℃，不低于-20℃；
3.1.2海拔高度不超过2000m；
3.1.3周围空气湿度不超过95%（+25℃）；
3.1.4具有爆炸气体和煤尘爆炸危险的煤矿井下；
3.1.5无足以腐蚀金属和破坏绝缘气体及蒸气的场合；
3.1.6无滴水或水侵入的地方；
3.2主要技术参数：
3.2.1额定电压：6kv；
3.2.2额定电流：250A(400A)；
3.2.3额定开断能力：2kA(3.2kA)；
3.2.4机械寿命：1000000次；
3.2.5电气寿命： 500000次；
3.2.6每相主导回路电阻不大于650微欧；
3.2.7绝缘耐压：高压主回路承受交流50HZ、电压为21KV、低压回路承受2KV，历时1分钟无击穿和闪络现象。
3.2.8配电装置的绝缘电阻符合下表数值
高压带电部分
相间、相对地
≥500MΩ
低压带电部分
相间、相对地
≥5MΩ
3.3继电保护主要参数
3.3.1过载电流整定值为电流整定值的1.2—6倍，误差不大于±10%；动作延时为反时限，过载电流与反时限延时时间符合下表：
过载电流
1.05IZ
1.21IZ
1.5IZ
2IZ
6IZ
延时时间
∞
<2min
<1min
<40s
<8s
注IZ为整定电流，由电流整定值决定。
3.3.2短路保护整定值分档按电流整定值倍数进行整定：
2、3、4、5、6、7、8、9、10倍整定，误差不大于±10%；在实际动作值1.2倍时，短路保护动作时间均小于0.1s。
3.3.3漏电保护：
零序电流整定值分别为：0.5、1、2、4、6A，整定误差不大于±10%。
动作时间分为：0.1、0.5、1.0、1.5s四档。
3.3.4电缆绝缘监视保护：
监视线回路与地线之间绝缘电阻不小于3KΩ。
3.3.5过电压保护：
操作过电压不大于3.5倍相电压峰值。
4、使用效果和经济性分析
改造后的高压真空配电装置，用真空绝缘和灭弧手段来完成交流主回路的通断，与原配电装置的多油开关比较：开断电流大，触头磨损小，寿命长，火花不外露，安全性能好，无绝缘油爆炸着火危险，调整维修简便。经现场两年多的运行，能够保证煤矿井下负荷需要。各部分均无异常现象，防爆参数和电气参数检测均符合要求，仪表声光信号齐全、（下转页72）