礦井運(yùn)輸是礦井高產(chǎn)高效不可忽視的一個重要環(huán)節(jié),架線式電機(jī)車具有馬力大和可持久運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn),因而受到了大多數(shù)礦業(yè)生產(chǎn)單位的青睞,但是傳統(tǒng)的電機(jī)車架線供電方式存在以下問題:不能實(shí)現(xiàn)區(qū)段架線無車時架線無電狀態(tài)、不能提高人身安全、不能節(jié)約電能、比如車場乘人多,人員擁擠,易發(fā)生觸電傷亡事故,這些問題嚴(yán)重影響礦井運(yùn)輸效率和安全生產(chǎn),并且成為礦山運(yùn)輸事故多發(fā)的薄弱環(huán)節(jié)。
摘要:本文分析了運(yùn)用脈沖信號檢測,觸發(fā)礦山井下電機(jī)車架線供電控制,直到電機(jī)車駛離控制區(qū)或拉下架線集電弓后,主機(jī)延時斷電的原理與應(yīng)用,解決了礦山井下電機(jī)車架線運(yùn)行時長距離,長時間帶電的弊端。是消除事故隱患,減少和避免人身觸電事故的有效措施。
關(guān)鍵詞:脈沖信號,觸發(fā),架線集電弓
1目前現(xiàn)狀及存在問題
焦家金礦也不例外,在井下運(yùn)輸環(huán)節(jié)大量使用直流架線電機(jī)車運(yùn)輸作為礦山井下的主要運(yùn)輸設(shè)備,目前架線采用統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)連續(xù)供電、長時間運(yùn)行的方式,由于架線電壓較高(DC250V以上),加上礦山井下巷道狹窄,空氣潮濕,人員與機(jī)車同行于同一條巷道,曾發(fā)生過人員誤觸架線而觸電的事故,給安全管理工作帶來極大的難度。
對此我們與徐州漢科自動化設(shè)備有限公司接觸探討研究,引進(jìn)電機(jī)車架線自動斷電系統(tǒng),設(shè)法把架線實(shí)際帶電范圍盡可能縮小,盡可能縮短架線帶電運(yùn)行的時間,使架線只在電機(jī)車運(yùn)行時帶電,電機(jī)車停運(yùn)時無電。
2電機(jī)車架線自動斷電系統(tǒng)介紹及工作原理
2.1系統(tǒng)介紹自動斷電系統(tǒng)采用脈沖信號檢測觸發(fā)架線供電,無須架設(shè)觸點(diǎn),只要在機(jī)車安裝機(jī)車位置傳感器,供電主控制器檢測到脈沖信號后即自動送電,語言聲光報警器發(fā)出“有電危險,請注意安全”提示,同時安裝在巷道內(nèi)的警示燈閃爍,提醒行人架線有電(一個區(qū)段兩臺,可以根據(jù)現(xiàn)場情況增加)。機(jī)車離開區(qū)段后,該區(qū)段延時12秒(延時時間可根據(jù)現(xiàn)場工況調(diào)節(jié))停電,做到有車送電,無車斷電功能,避免觸電事故,減少漏電流損失;并且產(chǎn)品具有手動功能,方便司機(jī)控制。
2.2工作原理當(dāng)行駛的電機(jī)車集電弓觸發(fā)停電區(qū)后,安裝在電機(jī)車上的位置傳感器引出導(dǎo)線與集電弓相連,位置傳感器發(fā)射的脈沖信號經(jīng)集電弓發(fā)送至架線傳入防觸電系統(tǒng)主機(jī)內(nèi)的接受裝置(此脈沖信號按預(yù)先設(shè)定的規(guī)律不間斷發(fā)射),經(jīng)過架線防觸電系統(tǒng)主機(jī)檢測到脈沖信號后驅(qū)動執(zhí)行電路工作,給該區(qū)域架線送電(當(dāng)架線通電后,主機(jī)停止檢測脈沖信號,從而避免250v對位置傳感器造成反向沖擊),當(dāng)該控制區(qū)域的架線有電時,語言報警器工作,揚(yáng)聲器發(fā)出“有電危險,請注意安全”的聲音信號,同時安裝在巷道內(nèi)的警示燈閃爍,提醒行人架線有電(一個區(qū)段兩臺,可以根據(jù)現(xiàn)場情況增加)。主控箱通過檢測由于機(jī)車行駛而產(chǎn)生的電流信號判斷機(jī)車是否離開該區(qū)段。當(dāng)電機(jī)車駛離控制區(qū)后,此區(qū)段架線無電流信號,主控箱經(jīng)延時約12秒后,架線控制區(qū)斷電,語言報警器停止工作,警示燈停止閃爍。供電裝置恢復(fù)靜態(tài),供電區(qū)停電。
3電機(jī)車架線自動斷電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成和特點(diǎn)
3.1結(jié)構(gòu)組成①架線防觸電系統(tǒng)主機(jī)。為該裝置的控制中心,由位置傳感器發(fā)射脈沖信號控制主機(jī)向控制區(qū)送電,直到電機(jī)車駛離控制區(qū)后主機(jī)延時12秒斷電;主機(jī)向控制區(qū)送電時,接通語言報警器和架線防觸電系統(tǒng)警示燈;主控箱下側(cè)的按鈕為人工送電按鈕,按下按鈕后,架線一直有電。②架線防觸電系統(tǒng)位置傳感器。安裝在電機(jī)車車頭上,不斷的發(fā)射脈沖信號。供電電源為24伏電池,不需要充電,該電池使用時間大約1-2年,行駛的機(jī)車通過位置傳感器發(fā)射脈沖信號,架線防觸電系統(tǒng)主機(jī)檢測到電流信號后控制送電。③架線防觸電系統(tǒng)檢修開關(guān)。在主機(jī)前端安裝的一個供檢修專用的開關(guān),開關(guān)的把手具有“鑰匙”功能。它有三個優(yōu)點(diǎn):“運(yùn)行”的功能作用是用鑰匙打到此檔后,全套系統(tǒng)工作正常,電源經(jīng)開關(guān)進(jìn)入主機(jī)為回路供電;“檢修”的功能作用是,主機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障時將開關(guān)打在此檔,使主機(jī)斷電,但架線控制區(qū)正常送電,機(jī)車可正常運(yùn)行,不影響正常生產(chǎn);“斷開”的功能作用是用鑰匙打到此檔后,主機(jī)和控制區(qū)全部斷電,維修范圍可擴(kuò)大至架線控制區(qū)。(注意:嚴(yán)禁機(jī)車在控制區(qū)范圍內(nèi)行駛時拉動轉(zhuǎn)換開關(guān))④警示燈。吊裝在架線上方的巷道頂上,當(dāng)架線有電時,揚(yáng)聲器發(fā)出“有電危險,請注意安全”的語音提示。安裝在巷道內(nèi)的警示燈閃爍,提醒行人架線有電(警示燈電源取自架線,因此不管設(shè)備處于何種狀態(tài),只要架線有電警示燈就一直閃爍)。
3.2特點(diǎn)①采用霍爾效應(yīng)電流傳感器檢測電流信號,電流傳感器內(nèi)部設(shè)有完善的過載保護(hù)線路,保證電流傳感器超載時不會燒毀,體積小,重量輕,精度高。②采用單片機(jī)編程,成本低廉。③采用機(jī)車位置傳感器觸發(fā)送電,精確設(shè)別機(jī)車位置,可靠性高,避免誤觸發(fā),杜絕因誤觸發(fā)而造成觸電事故,位置傳感器采用電池供電,即裝即用,一到兩年不用更換電池。④適用于任何型號電機(jī)車,不需要現(xiàn)場調(diào)節(jié)參數(shù),使用簡單方便。采用分體壁掛式架線裝置,操作方便,便于維護(hù)。⑤機(jī)車離開區(qū)段后,架線無電壓,做到有車有電無車無電,保證人員安全。⑥主機(jī)前加裝檢修開關(guān),當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時,強(qiáng)行送電,避免因設(shè)備故障而耽誤生產(chǎn)。⑦語言報警功能。當(dāng)控制架線區(qū)段送電時語言報警器工作,警示燈不停閃爍,同時,揚(yáng)聲器連續(xù)發(fā)出“有電危險,請注意安全”的語音報警信號,提醒人們注意安全,防止意外觸電。⑧互鎖功能。如果兩臺防觸電系統(tǒng)相鄰,可以實(shí)現(xiàn)互鎖功能,一個有電,另一個無電?梢员苊庾曹囀鹿实陌l(fā)生。⑨聯(lián)網(wǎng)和擴(kuò)展功能。防觸電系統(tǒng)可以通過工控機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,這只需要用主控箱進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,通過數(shù)據(jù)電纜與電腦連接,采用組態(tài)畫面以及相應(yīng)軟件就可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場模擬顯示,并可以對每個區(qū)段架線狀態(tài)(即有無電)進(jìn)行監(jiān)視,還可以根據(jù)電機(jī)車行駛狀況進(jìn)行停送電控制,提高整個運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)輸效率及安全性。如須增加控制范圍,只需要增加架線主控箱,并用數(shù)據(jù)電纜連接到現(xiàn)場的數(shù)據(jù)總線上就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展。
4應(yīng)用效果
本套斷電系統(tǒng)在焦家金礦焦家礦區(qū)-270中段進(jìn)行應(yīng)用研究試驗(yàn),經(jīng)過一年的試運(yùn)行,效果很好。試驗(yàn)證明該技術(shù)的成功應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了在空閑區(qū)段架空線無電壓,提高了該區(qū)段工作人員的人身安全系數(shù),避免了觸電事故發(fā)生,降低了架空線漏電和雜散電流,減少了因漏電流引起的架線氧化銹蝕,延長架線使用壽命等功能。該技術(shù)具有普遍的適用性,對減輕工人勞動強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率、促進(jìn)安全生產(chǎn),具有重要意義和良好的社會效益,極大地提高了礦山生產(chǎn)的安全性,是一種值得推廣的安全技術(shù)。
5結(jié)束語
綜上所述礦山電機(jī)車架線自動斷電系統(tǒng)能夠控制電機(jī)車架線的帶電時間和帶電距離為礦山的安全生產(chǎn)提供了有力的技術(shù)保障。為我們的企業(yè)帶來了較大的安全效益。在我們企業(yè)內(nèi)部將繼續(xù)推廣應(yīng)用。
同時對于提高礦山本質(zhì)安全化水平,降低礦山的事故發(fā)生率,消除事故隱患,減少和避免人身觸電事故的有效措施,具有明顯的實(shí)用價值及在同類企業(yè)中可以廣泛推廣。
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