矿用综合保护装置（精选4篇）
矿用综合保护装置 篇1
1. 背景技术
现有矿用电机保护技术是依靠可编程控制器、电流传感器、温度传感器、漏电流传感器以及模拟量变送器等装置构成的硬件电路, 通过电流传感器、温度传感器输出模拟量信号, 将模拟量信号送至模拟量变送器, 再由变送器变为可被可编程控制器识别的标准信号, 然后传给可编程控制器进行控制输出触点, 从而控制电机停止。
现有的技术有几个不利的因素:
(1) 增加了可编程控制器的控制点数造成经济成本的增加。
(2) 由于煤矿掘进机的电控箱体积受整机的限制, 只能做得很小, 所以增加的可编程控制器的模块 (因体积是固定的) 会造成电控箱内空间的压缩不利于其他电器元件的安装。
(3) 由于模拟量变送器和传感器之间的距离有要求, 距离大了会造成信号的干扰产生失真现象, 从而对可编程控制器的安装位置也会造成限制。
2. 结构
该电机保护装置外壳采用整体注塑形式, 在满足《GB 3836.4-2010爆炸性环境第4部分:由本质安全型“i”保护的设备》标准的冲击要求的情况下, 整体质量相比钢板焊接形式大大降低。提供4个同规格的电缆引入装置, 电缆引入装置采用航空插头形式, 可以快速完成电缆插拔工作。有一个报警故障显示窗, 采用钢化玻璃防护。外壳整体的防护等级可达到IP65。内部为一块电路板集成, 固定在底板并采用浇封形式, 抗震和散热性能良好。可以固定到矿用电机上且不需要加装减震装置。
3. 系统原理
该电机保护装置集成了电流传感器、信号变送器、漏电流检测等元器件的功能, 可以独立完成电流、电压、线圈的对地电阻、线圈的绕组温度信号的采集。由PIC16系列单片机、放大和滤波电路、光电耦合电路、MAX7219系列数码管显示电路等电子电路组成, 系统原理框图如图1所示。
该电机保护装置通过接线将电机的电流信号、温度信号、电压信号、对地阻值采集到电机保护装置中, 滤波、放大、数模转换电路将采集到的信号处理成PIC单片机可以接受的标准二进制信号, 而当采集到的信号出现如下情况时, PIC单片机会输出一个数字量的信号, 通过光电耦合电路隔离后控制中间继电器的线圈, 进而切断电机的供电电源:当电机的实际电流达到电机额定电流的1.5倍、3倍、6倍、8倍时, 分别执行延时20min、4min、5s、0.4s后;当电机的温度开关动作或者预埋PT100电阻值达到158Ω (即:电机温度150°) 时;当电机的实际电压超出85%~115%额定电压时;当电机启动线圈绕组对地电阻值小于22kΩ时。电机因上述故障被切断电源后, 在电机保护装置数码显示窗可以看到显示的故障代码, 通过故障代码可以得知电机发生的故障, 并且该故障可具有锁定功能, 必须通过控制按钮复位后才能进行下次电机启动操作。
4. 应用原理
该电机保护装置的应用原理如图2所示。将该电机保护装置固定在电机上或电机附近具有固定空间的位置, 将用于采集电流、电压、温度和对地电阻的电缆分别接到电机的相应位置上, 保护装置的输出端接到中间继电器线圈上, 电源端接到本安电源上。
在每次启动电机之前, 保护装置都会先检测电机绕组的对地电阻值, 对地电阻值大于22kΩ时, 保护装置将运行电机启动, 否则将禁止电机启动并锁定故障。在电机启动后, 保护装置将断开对地电阻检测电缆, 并对电机运行过程中的电流、电压和温度信号进行检测, 如无故障则每隔2小时保存一次所检测到的数据, 如出现故障则切断电机电源并锁定故障。
该电机保护装置必须放在电机上或电机附近, 是因为采集信号的电缆离采集源越远采集到的信号越容易失真, 这在控制过程中是不允许的。
结语
与已有技术相比, 该装置的优点在于结构简单, 效果显著, 成本低廉, 工作稳定、可靠。应用在保护矿用电机上可有效的节约成本、提高系统的稳定性、使电气安装更具有灵活性。
参考文献
[1]江和.PIC16系列单片机C程序设计与PROTEUS仿真[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2010.
[2]谢峰然.PIC单片机原理及程序设计[M].北京:清华大学出版社, 2013.
[3]丁镇生.电子电路设计与应用手册[M].北京:电子工业出版社, 2013.
[4]GB 3836.1-2010, 爆炸性环境第1部分:设备通用要求[S].
[5]GB 3836.4-2010, 爆炸性环境第4部分:由本质安全型“i”保护的设备[S].
矿用防越级跳闸保护装置的设计 篇2
从煤矿地面开闭所到井下各级变电所的线路分级越来越多,线路越来越短,各级线路间发生短路故障时,故障电流没有明显的差别,导致相邻各级综合保护装置无法按照传统的故障电流大小来判别短路故障电流是否落在本保护区,即下级线路发生故障时,上级保护装置的瞬时速断保护可能动作,从而引起越级跳闸。一旦发生越级跳闸,会造成井下停电范围扩大,轻则造成停产,重则发生重大事故。如果越级跳闸到中央变电所甚至是地面主变压器,将会使整个生产系统瘫痪。
为预防煤矿井下配电设备越级跳闸,减少事故跳闸次数,笔者利用反向闭锁式纵联保护原理,设计了矿用防越级跳闸保护装置,并通过实例分析了煤矿井下越级跳闸各级配电装置的保护机理。该防越级跳闸保护装置提高了供电系统的供电可靠性。
1 装置保护原理
矿用防越级跳闸保护装置利用了反向闭锁式纵联保护原理。反向闭锁式纵联保护通过比较线路两端电气量来判断短路故障是区内故障还是区外故障:若为区内故障,则保护装置动作,同时向上级发送闭锁信号,防止误动作;若为区外故障,则装置不动作;如果出现装置拒动情况,则由上级保护装置加速纵联动作,可以很好地解决井下越级跳闸的问题。反向闭锁式纵联保护原理如图1所示。
图1中,当供电系统正常运行或f3处发生短路故障时,流过2号开关的电流方向为线路流向母线,流过1号、3号和4号开关的电流方向为母线流向线路。假定流过开关的电流方向由母线流向线路为正,由线路流向母线为负。当f1处发生短路故障时,流过1号开关和2号开关的电流方向均为正,此时判断为区内故障,由1号开关保护装置动作,同时向上级开关发送闭锁信号;当f2处发生短路故障,即母线发生短路故障时,流过2号、3号和4号开关的电流方向均为负,3号和4号开关的电流方向与正常运行时相反,此时判断为母线故障,由2号开关纵联动作,同时向1号开关发送闭锁信号,防止1号开关误动作,若2号开关出现拒动情况,则由1号开关加速纵联动作;当f3处发生短路故障时,由3号开关纵联动作,同时向2号开关发送闭锁信号,防止其误动,若3号开关出现拒动情况,则由2号开关加速纵联动作。
连接在同一母线上的进线开关和出线开关之间的闭锁信号通过电缆传递,只需在保护装置外进行闭锁信号的合成,不需转换;在同一段线路两端开关的闭锁信号通过光纤传递,只需要在保护装置外进行信号的转换。与传统电流保护或距离保护相比,反向闭锁式纵联保护通过比较线路两侧电气量进行故障点定位,具有免除负荷电流影响、不反应系统振荡、选择性好和灵敏度高等优点,与其它数据通道相比,光纤通道具有抗电磁干扰能力强、误码率低、工作稳定的优点。
2 装置设计
2.1 硬件结构
保护装置的所有功能最终都是通过硬件电路来实现。因此,需要对防越级跳闸保护装置要实现的功能进行硬件模块化设计[1]。
防越级跳保护装置不仅要具有保护、测量和控制功能,还需要具有通信功能。其中保护功能不仅包含现有保护装置的功能,而且还增加了防越级跳闸的功能。针对井下短线路出现的越级跳闸情况,采用方向闭锁式纵联保护方法。防越级跳闸保护装置的硬件结构如图2所示。
2.2 硬件设计
本保护装置的具体硬件设计包括主控处理器的选取、模拟量输入模块、开关量输入输出模块以及硬件抗干扰模块等部分。
2.2.1 主控处理器的选取
主控处理器是保护装置的核心,一方面要进行数据采集、运算、故障判断、发出故障动作指令等,另一方面还要负责与其它设备之间的通信。
选择TMS320F2812作为装置的主控处理器,它主要集成了片外A/D、片外D/A、1路CAN总线,2路异步串口UART,1路同步串口SPI,外扩振512 KB×16位的高速SRAM,12路模拟输入,4路模拟输出,1路LCD 接口以及以太网接口等外设,从而提高了控制板的稳定性和抗干扰能力[2,3,4]。
2.2.2 模拟量输入模块
模拟量输入模块包括低通滤波电路和A/D采样转换电路2个部分,低通滤波器由二阶RC电路构成,主要对输入信号的高频部分进行滤除,A/D采样转换电路采用ADI的A/D7656芯片完成[5]。模拟量输入电路如图3所示。
滤波电路为二阶RC低通滤波电路,其截止频率为1 267.3 Hz,对1 267.3 Hz以上频率的信号具有很好的滤除作用。LM2902M在电路中起到电压跟随和阻抗匹配的作用。A/D7656片内集成6个16位ADC,吞吐速率高达250 kbit/s,可处理最高4.5 MHz的输入频率信号,利用CONVST信号和内部振荡器对转换过程和数据采集进行控制[3],3个CONVST引脚(CONVSTA、CONVSTB和CONVSTC)允许3对ADC独立地进行同步采样;另外,A/D7656具有一个高速并行接口和一个高速串行接口,为器件与DSP的接口创造条件;A/D7656模拟量输入范围通过RANGE引脚来进行控制[4]。A/D7656输出直接与TMS320F2812相连。
2.2.3 开关量输入输出模块
保护装置在运行过程中,往往需要接收一些开关量形式的信号,如断路器状态等。考虑到开关输入量信号可能含有干扰信号,干扰信号的引入可能导致保护装置误动作,为了提高装置的可靠性和抗干扰能力,所有开关输入量信号均通过光电耦合器TLP621-1之后再送入保护装置。
开关量输出电路主要完成保护器发送的合、分闸命令,在发生故障时,由TMS320F2812发出跳闸命令,通过中间继电器作用于相应断路器,使其脱扣,完成保护,在故障解除时,完成合闸命令。开关量输出电路主要包括光电耦合器、放大器和中间继电器[7,8]。
2.2.4 抗干扰措施
保护装矿用防越级跳置主要用于井下,考虑到井下空气湿度大、瓦斯和煤尘含量高,而且还有大量产生电磁干扰的电力电子设备,可能会影响到保护装置的正常工作,所以在井下,保护装置均放置于防爆箱体内部,这样不仅可以和外界隔绝,屏蔽外界的电磁干扰,还能在防爆箱体内部火灾或外部火灾时,不至于相互影响。但是由于保护装置与外界还要进行通信和数据传输,线路中也存在干扰信号,所以从保护装置自身还得考虑如何提高抗干扰的能力。
对于保护装置来说,干扰信号来源主要有3个通道:模拟量输入通道、开关量输入和输出通道、装置与外界的通信信道。针对以上3个干扰信号来源,在输入信号进入DSP之前,对信号进行了滤波,有效消除高次谐波对模拟输入信号的干扰;对开关量的输入输出,在通道上装设TLP621-1光电耦合器,使保护系统和一次系统进行隔离,不受一次系统干扰信号的影响;对于装置与外界的通信信道,在通信控制器与网络接口之间加装隔离器,如以太网隔离器H1102,使保护装置与通信总线隔离,保证装置的正常工作[3]。
3 实验与结果分析
模拟的供电系统如图4所示。
工作状况1:8号母联开关处于分位,其余开关处于合位。
(1) f1处发生短路故障时,1号开关保护装置纵联动作,出口动作时间小于60 ms,其它保护装置不动作。
(2) f2处发生短路故障时,相当于Ⅰ段母线发生短路故障,3号开关保护装置纵联动作,出口动作时间小于60 ms,1号开关保护装置因收到闭锁信号不动作。
(3) 若3号开关装置拒动作,使故障无法切除时,1号开关保护装置纵联加速动作,出口动作时间小于340 ms。
(4) 若3号开关装置因故障而拒动作时,1号开关保护装置纵联动作,出口动作时间小于60 ms。
(5) 若闭锁信号通道故障时,1号开关保护装置纵联动作,出口动作时间小于60 ms。
(6) f3处发生短路故障时,相当于出线故障,由5号开关保护装置纵联动作,出口动作时间小于60 ms,1号开关保护装置和3号开关保护装置都不动作。
(7) 若5号开关保护装置拒动作,使故障无法切除时,3号开关保护装置纵联加速动作切除故障,出口动作时间小于340 ms,1号开关保护装置因收到闭锁信号不动作。
(8) 若反向闭锁信号通道故障,则3号开关保护装置和5号开关保护装置同时动作,出口动作时间小于60 ms,但1号开关保护装置因收到3号开关保护装置的闭锁信号不动作。
工作状况2:8号母联开关处于合位,3号进线开关处于分位,其余开关处于合位。
(1) f2处发生短路故障时,相当于Ⅰ段母线发生短路故障,由8号母联开关保护装置纵联动作,出口动作时间小于60 ms,切除Ⅰ段母线,4号进线开关保护装置因收到8号母联开关保护装置的闭锁信号不动作;若8号母联开关保护装置拒动作,4号进线开关保护装置加速纵联动作,出口动作时间小于340 ms,2号开关保护装置因收到4号进线开关保护装置的闭锁信号不动作。
(2) f3处发生短路故障时,相当于出线故障,由5号开关保护装置纵联动作,出口动作时间小于60 ms,8号开关保护装置与4号开关保护装置都不动作;若5号开关保护装置拒动作,则8号开关保护装置加速纵联动作,出口动作时间小于340 ms,4号开关保护装置因收到8号开关保护装置的闭锁信号而不动作。
由实验结果可以看出,该保护装置采用方向闭锁式光纤纵联保护能可靠地防止发生短路故障时越级跳闸的问题,满足井下电网的保护要求。
4 结语
为解决井下越级跳闸问题,研究并设计了矿用防越级跳闸保护装置,对其反向闭锁式纵联保护原理以及保护装置硬件部分进行了设计,并根据现有条件,对防越级跳闸保护装置具有的功能进行了测试。实验结果表明,本装置能够完成防越级跳闸保护,具有良好的互操作性、可靠性。
摘要：根据我国煤矿井下供电系统线路分级多、线路短的特点,分析了井下供电线路出现越级跳闸的原因;采用32位TMS320F2812DSP为主控处理器,设计了采用反向闭锁式纵联的防越级跳保护装置。实验结果表明,该保护装置可以解决煤矿供电线路的越级跳闸问题,提高了供电系统的可靠性。
关键词：矿井供电,供电线路,越级跳闸,反向闭锁式纵联保护,微机保护
参考文献
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[3]WU Dugui.Development and Prospect of Microprocessor-based Protection Relays in China[C]//IEEE/PES Transmission and Distribution Conference and Exhibition,2002:618-623.
[4]王凤祥.基于IEC61850的变电站配置研究与工具开发[D].成都:西华大学,2010.
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[6]邢金岭.煤矿新型煤电钻综合保护开关的研究[D].西安:西安科技大学,2010.
[7]邢文涛.煤矿3.3kV电网漏电保护策略研究[D].徐州:中国矿业大学,2010.
[8]王超.基于DSP的异步电动机综合保护器研究[D].徐州:中国矿业大学,2011.
矿用综合保护装置 篇3
带式输送机被广泛应用于冶金、矿山、化工等行业, 具有输送能力强、输送距离长、安全可靠、运行平稳等优点, 是运煤系统不可缺少的设备。然而皮带机在现场恶劣运行条件下打滑等故障时有发生。一些矿井根据生产经验, 在矿用皮带机运行现场采用了打滑开关、跑偏开关等多种形式的电气保护装置预防打滑。带式输送机主要由胶带、托辊组、驱动电机、机架、改向滚筒、张紧装置等构成。其原理为, 皮带通过驱动滚筒、改向滚筒及张紧装置构成的封闭环, 通过张紧装置调整皮带的张紧程度, 以保证皮带和滚筒有足够的静摩擦力, 运行时通过驱动滚筒与皮带之间的摩擦力, 驱动皮带并带动煤或其它物料一同运动。
2 矿用胶带运输机胶带打滑原因及影响
矿用胶带运输机的胶带处于正常平稳运行工作状态时, 皮带机运行速度必须同驱动滚筒的运行速度相协调, 否则就会出现皮带打滑等现象, 造成能量损失。但在实际应用条件下, 因胶带拉紧力不足、胶带与滚筒间摩擦力下降、超负荷运转等诸多因素的存在, 可能会造成运输机驱动滚筒出现打滑现象。皮带打滑时会造成皮带上物料撒落伤及附近人员、磨损皮带, 电机烧毁甚至皮带断裂等严重事故, 影响带式输送机的安全稳定运行。
3 矿用胶带运输机打滑保护装置的改进设计
3.1 矿用胶带运输机的打滑保护装置设计原理
矿用胶带运输机胶带出现打滑现象的主要原因, 是胶带的运转速度与驱动滚筒的线速度不匹配, 其速率小于驱动滚筒的线速度, 两者之间的摩擦关系产生转变, 由滚动摩擦变成了滑动摩擦。而非驱动滚筒即改向滚筒的运转则是由运输机胶带与滚筒之间的静摩擦力产生动力, 促使改向滚筒进行旋转;非驱动滚筒正常工作状态下, 其表面的线速度与运输机胶带保持相同。
非驱动滚筒运行速度的检测方法:在皮带机非驱动滚筒侧焊接两块长×宽×厚=100 mm×50 mm×5 mm的钢板作为传感器感应片, 在皮带机H架上装一个接近开关的传感器, 皮带接近开关的感应端靠近感应片时, 保证接近开关与感应片的间距小于15 mm, 但不宜太近, 太近则接近开关容易损坏。根据现场的经验, 最佳距离为8 mm左右, 如图1所示。
胶带运输机打滑装置控制的工作原理为:在滚筒上装一个传感器感应片, 滚筒每运转一圈, 接近开关把感应片产生的电脉冲信号通过电缆传送到EDO信号转换器上, EDO信号转换器可将B1端子所接收的信号转换为15、16、18端子的开关信号。其面板右侧有一个调整延时的按钮, 可以调节B1端子接收到的脉冲个数。当脉冲个数不满足设定值时, 15、18端子断开的延时时间调整范围为0~40 s, 在这里设定为5 s。脉冲个数的设置是通过信号转换器面板左边的脉冲调节旋扭实现。假设信号转换器B1端子接收到的脉冲数低于设定值时, 延时开关即开始工作, 假如脉冲数在规定范围内, 转换控制器的15、18端子断开, 停机信号传送到PLC, PLC进行内部数据处理后实现停机控制。控制保护数值需要在设备投入运转前进行设定, 首先在运输机空转状态下运输机皮带能够正常运转, 不出现打滑现象, 此时把保护延时调整为0, 再调整脉冲调整旋钮, 由小到大渐渐地调整脉冲个数。EDO信号转换原理如图2所示。
3.2 采煤工作面带式输运机胶带打滑保护设计
采煤工作面皮带的打滑保护装置主要是通过监测皮带运输机上驱动滚筒和平托辊的速度来实现的, 即在平托辊侧焊接两块传感器感应片, 通过EDO信号转换器监测, 预防皮带打滑现象。
4 结语
打滑是带式输送机最常见而且最难以克服的故障, 如果能够精心检修设备、保障设备的正常运转、规范操作, 这种现象即可最大程度的避免。若发生皮带打滑现象, 通过以上传感器的应用, 可及时发现并预防事故隐患的发生, 保障其系统的安全稳定运行。煤矿应用以上传感器也可确保皮带运输的安全, 提高运输系统的稳定性。该传感器具有良好的推广应用价值。
摘要：目前运煤设施主要是带式输送机, 其运行效率的高低直接影响矿井生产。而打滑是带式输送机常见故障之一。结合皮带机生产和井下生产运行情况, 分析了胶带运输机打滑等故障的主要原因, 针对存在的问题, 提出了皮带机打滑保护装置的改进方法。实践表明, 该装置工作性能稳定, 安全性能较好。
矿用综合保护装置 篇4
关键词：矿用,皮带,保护,应用
0 引言
煤炭是我国国民经济的基础能源, 各个生产领域都在使用。近些年, 采煤作业逐步实现机械化, 带式输送机就是其中一个主要的机械设备, 但也是容易发生安全事故的生产设备。因此, 在正式开始采煤作业前, 对带式输送机的安全保护装置进行安装试验是非常有必要的。
1 综合保护装置的种类
输送机保护包括:急停、跑偏、撕带、堆煤、烟雾、速度、温度。通过发出故障信号给控制系统, 从而保护人员及设备安全。
1.1 急停保护
急停开关又叫急停闭锁开关或拉绳开关。急停开关应安装在胶带输送机机身一侧机架上, 根据设计, 一般每50m或100m安装一台, 急停开关之间用拉绳联结, 为防止拉绳垂度过大造成误动作, 应在中间间距布置吊环。急停开关的常开触点接入控制箱的“沿停”和“对地”接线端子;胶带输送机正常运转时, 急停开关摇臂置于垂直位置, 当发生人身或设备故障时, 拉动拉绳, 使急停开关摇臂带动转轴转动, 凸轮机构自锁, 并使两只微动开关动作, 发出急停停机或故障停机信号;同时急停开关动作机械装置自动闭锁。故障消除后必须人工按动复位键, 急停开关摇臂置于垂直位置, 系统才能重新起车。
1.2 跑偏保护
跑偏开关为成对使用, 对称安装在皮带两侧, 间隔一般为100m, 立滚筒与胶带带边平面垂直, 应保证带边位于立滚筒高度的1/4-1/3处, 立滚筒与胶带边距离一般应为胶带自然跑偏量加50-100mm为宜, 具体可根据实际情况调整。
1.3 撕带保护
撕裂传感器为本质安全型, 采用压敏式原理, 反应灵敏、安装方便。当皮带纵向撕裂, 传感器输出撕裂信号, 皮带机保护装置主机切断皮带机电源, 实现撕带保护, 防止事故扩大。适用于煤矿井下环境的皮带输送设备保护装置, 与皮带监控保护装置配用。
撕带传感器由导电板组件和金属固定安装支架两部分组成。胶带输送机正常工作时, 传感器送给控制箱的是高阻, 当胶带撕裂并撒煤, 撒煤量达到一定重量使传感器输出电阻值≤2kΩ时, 保护动作, 实现停机保护。传感器安装在上带下方, 通过支架固定在输送机中间架槽钢上, 沿皮带运行方向距离给料点3-5m, 在两组托辊中间偏后位置。将撕带开关的常开触点接入控制箱的“撕带”和“对地”接线端子;应定期清理撕带传感器上方的落煤等杂物, 避免造成传感器误动作。
1.4 堆煤保护
主要结构及工作原理:物料探测传感器由主体和探杆两部分组成。主体壳内有一常开触点, 悬挂的传感器是垂直的状态。当煤料上升使传感器倾斜超过动作角度时, 常开触点闭合, 开关动作发出信号;煤料下降后, 传感器恢复垂直状态, 常开触点复位。
1.5 烟雾传感器
主要结构及工作原理:煤尘等因摩擦起热或其他原因产生的烟雾进行检测, 无烟检测为5-10V, 有烟检测小于等于0.5V, 当烟雾浓度为0.1mg/m3时, 传感器其响应时间为小于等于30s。
1.6 速度保护
主要对于胶带失速或超速时, 对皮带机进行监控和保护。
1.7 温度传感器
主要结构及工作原理:外壳ABC工程塑料, 轻便, 防护性能好, 接线方便, 输出高低电平, 不正常的时候输出高电平, 正常位低电平。
1.8 声光组合信号
声光组合信号装置又叫组合扩音电话, 集打点、通讯和声光报警等多种功能于一体。声光信号装置一般安装在输送机的一侧, 每100m一台。操作发送信号时按下“打点”按钮本台和联机各台同时发出声光信号;当主控制系统发出信号输出时, 所有的声光信号装置同时发出打点信号。通话时按下“通话”按钮, 并按住不放进行讲话, 其他联机各台便能听到讲话, 此时受话机不得按通话按钮。
2 带式输送机保护装置安装及试验技术要求
2.1 速度保护
2.1.1 保护特性
当输送带速度小于或大于额定转速时, 防滑保护会立即报警, 同时终止带式输送机的运行。对带式输送机的正常启停的速度变化, 防滑保护装置不应有保护动作。
2.1.2 安装规范要求
固定带式输送机防滑保护也可安装在改向滚筒侧面, 应根据输送机综合保护器进行安装。保护应安设在改向滚筒侧面, 与滚筒侧面距离不得超过50mm, 安装防滑保护装置时, 传感器应采用标准托架固定于带式输送机大架上, 严禁用铁丝和其它物品捆扎固定。
2.2 堆煤保护
2.2.1 保护特性
堆煤保护在2s内连续监测到煤位超过预定值应报警, 终止带式输送机运行。由改变传感器的偏角或动作行程实现保护的堆煤保护装置。
2.2.2 安装规范及要求:
①两部带式输送机转载搭接时, 堆煤传感器在卸载滚筒前方吊挂, 传感器触头水平位置应在落煤点的正上方, 距下部胶带上带面最高点距离不大于500mm, 且吊挂高度不高于卸载滚筒下沿, 传感器触头位置在带面中间;安装时要考虑到洒水装置状况, 防止堆煤保护误动作。②皮带与溜煤槽搭接时, 堆煤保护传感器触头可安装在卸载滚筒一侧, 吊挂高度不高于卸载滚筒下沿, 水平位置距卸载滚筒外沿大于200mm。③胶带与煤仓直接搭接时, 分别在煤仓满仓位置及溜煤槽落煤点上方500mm各安装一个堆煤保护传感器, 两处堆煤保护传感器都必须灵敏可靠。④堆煤保护控制线应在巷道顶板垂直引下, 传感器触头垂直吊挂, 并可靠固定, 严禁随风流摆动, 以免引起保护误动作。⑤带式输送机机头安装有除铁器或其它设施, 影响堆煤保护传感器安装时, 应加工专用托架安装, 确保传感器固定牢靠。
2.3 跑偏保护
2.3.1 保护特性
①当运行的输送带跑偏超过托辊边缘70mm, 跑偏保护应报警, 经过5-15s后, 跑偏保护装置应可靠动作, 能够终止带式输送机运行。②对于使用接触式跑偏传感器之类的跑偏保护装置, 其保护动作所需作用于跑偏传感器中点正向力为20-100N。 (见图1)
2.3.2 安装规范及要求
带式输送机的跑偏保护应成对使用, 距离机头10-15m处, 当带式输送机有坡度变化时, 应在变坡位置处安装1组;在带式输送机大架或纵梁上安装跑偏保护装置, 用托架固定, 对带式输送机上皮带的跑偏情况进行保护。
2.4 烟雾保护
①保护特性。连续2s内, 烟雾浓度达到1.5%时, 烟雾保护装置应发出浓度警报, 使带式输送机紧急制停, 并自动洒水降温。②安装规范及要求。在带式输送机机头驱动滚筒下风侧5-15m处输送机正上方装配烟雾保护装置, 在距离顶板300mm处垂直安装烟雾传感器, 如果是多滚筒驱动的输送机, 则以距离机头最近的滚筒为基准。
2.5 防撕裂保护
①保护特性。当运行的胶带纵向撕裂时, 防撕裂保护应报警, 同时中止带式输送机的运行。②安装规范及要求。主运带式输送机应在胶带落煤点下方向机头方向10~15m的纵梁上装配防撕裂保护装置, 并用托架固定。防撕裂保护设在输送机上下层胶带之间, 保护方式为压电式和牵引钢丝绳式的防撕裂保护。
2.6 超温自动洒水保护
①保护特性。在测温点处, 温度超过规定时超温自动洒水应报警, 同时能启动自动洒水装置, 喷水降温。②安装规范及要求。热电偶式超温洒水传感器应固定在主传动滚筒瓦座上;采用红外线传感器时, 传感器与主传动滚筒相距300mm~500mm, 传感器发射孔与主传动滚筒对正进行检测。
2.7 皮带机沿线急停装置
①采用急停传感器配合拉线钢丝绳或安装急停按钮实现皮带机沿线急停功能。②急停装置与主机连接时, 安装在主机下腔“急停”接线端子处, 急停装置必须串入控制回路, 保证动作时皮带机停机。③沿线急停装置设置距离不大于100m/个, 自机头起安装至机尾。
2.8 保护装置试验要求
每班由带式输送机司机对带式输送机的各类安全保护装置进行检查试验, 包括保护的灵敏度、固定松动、停机延时、布置位置, 并做好每日检验记录, 每个班组接班时先查看设备、管线是否完好, 动作是否灵活, 如有异常及时上报。
3 应用效果
本综合保护装置具有先进性、可靠性、操作方便性、节能等优点。
①采用中大规模集成电路, 提高了系统的灵活性, 且功能扩展方便, 状态对位准确显示直观。②增强了面板控制功能, 使系统设置更加方便, 集控、手动两种工作方式在面板可以直接设定。③结构合理, 功能板之间连线极少, 很大程度上减少接线的故障率。④节电效果明显, 经济效益可观。
中马村矿在39皮带巷通过皮带输送机综合保护的安装使用, 皮带输送机运行半年无任何故障和易损件的损坏, 能及时显示故障, 且该保护装置成本低, 运行可靠, 现场应用效果良好, 工人非常喜欢使用本装置, 取得了较好的经济效益。
4 结束语
在煤运输系统中, 带式输送机的运行状况直接关系到生产过程中设备和人员安全, 所以, 如何使带式输送机保护装置稳定, 可靠的在运行中充分发挥安全保护作用, 有着十分重要的现实意义。带式输送机保护装置的造型和安装是一个综合性问题, 不仅是为了符合《煤矿安全规程》的规定, 同时也是为了煤矿的安全生产。事实上, 带式输送机保护装置在实际应用过程中常常存在很多问题, 其使用效果往往不能令人满意。随着科技的发展, 结合着维修手段的提高, 带式输送机的安全性能会不断地提高。
参考文献
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[2]李鸿征, 靳孝峰, 李泉溪.煤矿带式输送机保护控制装置的设计[J].矿山机械, 2009 (23) .