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    礦用防爆電器產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展趨勢

    發(fā)布:mkynyfdp 瀏覽:3723次

      礦用防爆電氣產(chǎn)品經(jīng)過這幾年的發(fā)展,已經(jīng)取得了許多的進(jìn)步,煤礦電氣自動化技術(shù),煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)等自動化產(chǎn)品達(dá)到了一定的水平,機(jī)電一體化技術(shù)、電力電子調(diào)速技術(shù)在煤礦井下運(yùn)輸機(jī)械、提升機(jī)械和采煤機(jī)械中開始得到廣泛應(yīng)用。應(yīng)該說經(jīng)過多年發(fā)展,目前已形成較完整的防爆電工產(chǎn)品的制造體系,基本上滿足了煤礦井下當(dāng)前供配電、井下機(jī)械化,及控制、保護(hù)的發(fā)展需要。

      近幾年來,礦用防爆電器產(chǎn)品在樣式、規(guī)格上得到許多擴(kuò)充,如礦用防爆高低壓軟起動器、礦用防爆變頻調(diào)速裝置、礦用防爆高低壓組合開關(guān)等一批新技術(shù)產(chǎn)品,也開始在煤礦井下得到了廣泛的應(yīng)用。由于有持續(xù)、穩(wěn)定的需求,我國的礦用電器產(chǎn)品生產(chǎn)已形成了一個(gè)較大制造產(chǎn)業(yè),同行競爭也日趨激烈。如何避開價(jià)格競爭、避開低水平重復(fù)生產(chǎn),通過技術(shù)創(chuàng)新來發(fā)展企業(yè),成為我們每個(gè)礦用電器產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)營者思考的問題。企業(yè)成功發(fā)展的路線在哪里,唯獨(dú)只有技術(shù)的創(chuàng)新,通過開發(fā)高技術(shù)、高附加值的礦用電器產(chǎn)品來贏得市場。同時(shí)從社會效益來講,也只有通過技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展采煤機(jī)械化、電氣化和自動化,才能促進(jìn)建立真正意義上的本質(zhì)安全的現(xiàn)代化礦井。

      技術(shù)創(chuàng)新,是衡量一個(gè)企業(yè)是否具有先進(jìn)性,是否具備市場競爭力,是否能不斷領(lǐng)先于競爭者的重要指標(biāo)依據(jù)。隨著我國礦用電器市場的迅猛發(fā)展,與之相關(guān)的核心生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用與研發(fā),必將成為業(yè)內(nèi)企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。了解國內(nèi)外礦用電器生產(chǎn)核心技術(shù)的研發(fā)動向、工藝裝備、技術(shù)應(yīng)用及趨勢等對于企業(yè)提升產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格,提高市場競爭力十分關(guān)鍵。雖然高低壓軟起動器、高低壓組合開關(guān)、變頻調(diào)速裝置等新產(chǎn)品的不斷開發(fā),但這些產(chǎn)品在發(fā)展上還是受到許多的制約,許多防爆電器產(chǎn)品核心的組件依然依賴國外技術(shù)。這些核心組件的生產(chǎn)水平與國外同類產(chǎn)品還是有很大的差距。技術(shù)創(chuàng)新由初始研發(fā)到走向成熟一般要經(jīng)歷三個(gè)階段:引入期、成長期和成熟期。在引入期時(shí),技術(shù)發(fā)展很慢,往往要經(jīng)過相當(dāng)長的時(shí)間才能突破;例如,我們現(xiàn)階段的變頻調(diào)速裝置,約有50%的礦用防爆企業(yè)采用直接購買國外機(jī)芯組裝生產(chǎn);40%的企業(yè)采用國內(nèi)技術(shù)加以吸收利用,只有約10%的企業(yè)能做到自主開發(fā)生產(chǎn)。同時(shí)針對變頻器的EMC性能的研究還是處于初級階段,但是這種階段給予我們挑戰(zhàn),如何克服變頻器輸出諧波對電網(wǎng)供電、監(jiān)控設(shè)備的影響,成為許多企業(yè)攻克的目標(biāo),井下電網(wǎng)諧波治理也將成為下階段發(fā)展目標(biāo)。當(dāng)技術(shù)創(chuàng)新在成長期時(shí),技術(shù)發(fā)展很快,技術(shù)性能迅速改進(jìn);例如,現(xiàn)階段的變頻牽引采煤機(jī),利用變頻恒功率調(diào)速和PLC集中控制的特性,在采煤機(jī)的應(yīng)用上日趨成熟,提高了采煤機(jī)的工作效率和可靠性,基本上取代了液壓牽引技術(shù);又如液壓絞車集電、油、氣三能源為一體,操作繁雜、落后、噪音大、維護(hù)工作量也大,采用防爆變頻器技術(shù)后完全改變了生產(chǎn)工藝,得到煤炭企業(yè)用戶的認(rèn)可。當(dāng)技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)入成熟期時(shí),技術(shù)相對穩(wěn)定,不再有大的變化,技術(shù)進(jìn)步體現(xiàn)為局部改進(jìn)。例如,現(xiàn)階段的高低壓組合開關(guān)已接近現(xiàn)有國外水平,PLC、DSP、現(xiàn)場總線等電子技術(shù)的應(yīng)用,對組合開關(guān)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了技術(shù)支持,相關(guān)電纜引入裝置也基本達(dá)到了國產(chǎn)化,組合開關(guān)的單元式結(jié)構(gòu)也取得了長足的進(jìn)步。認(rèn)識到技術(shù)創(chuàng)新的三個(gè)發(fā)展過程,才能準(zhǔn)確定位我們產(chǎn)品的發(fā)展思路。

      許多企業(yè)也認(rèn)識到技術(shù)創(chuàng)新的必要性,但又苦于找不到突破口,針對目前產(chǎn)品的狀況,我們的技術(shù)創(chuàng)新目標(biāo)在哪里呢?其實(shí),以往的起動器、饋電開關(guān)、電控箱主要以分立元件電路進(jìn)行保護(hù),存在元件不穩(wěn)定、漂移較大的缺點(diǎn),單片技術(shù)在保護(hù)器上的應(yīng)用,帶來了操作方便,性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn);人機(jī)界面的配合應(yīng)用使操作更加清晰,故障記憶功能,為煤礦企業(yè)分析問題提供了依據(jù)。技術(shù)的創(chuàng)新也是專注于自身產(chǎn)品性能的不斷提高。如某企業(yè)生產(chǎn)的GM系列采煤機(jī)用隔離開關(guān)在市場占有率已達(dá)90%以上,性能的穩(wěn)定得到同行業(yè)的認(rèn)可;某企業(yè)的小型化隔爆兼本安型水位控制起動器也得到行業(yè)和煤炭企業(yè)用戶的認(rèn)可。許多企業(yè)的成功案例都值得我們學(xué)習(xí)和借鑒,企業(yè)應(yīng)該改變盲目跟風(fēng)的思想,在產(chǎn)品上一概求全,只考慮面的覆蓋,而忽視了對自身專長產(chǎn)品性能的提高。技術(shù)創(chuàng)新,擁有自主的知識產(chǎn)權(quán),同樣也是我們礦用防爆企業(yè)發(fā)展的保障。

      把握產(chǎn)品的發(fā)展趨勢,同樣就把握了市場,針對礦用產(chǎn)品的發(fā)展趨勢,提出礦用防爆電器方面以下三點(diǎn):

      第一、電器的基礎(chǔ)性能研究

      我國80年代初開始應(yīng)用真空管,目前礦用防爆型真空開關(guān)在井下已普及使用。真空管的運(yùn)用為煤礦井下安全供電起了很大的作用,如礦用隔爆型真空電磁起動器產(chǎn)品,具有較強(qiáng)極限分?jǐn)嗄芰?,適合于礦井下電機(jī)頻繁起動,維護(hù)量少;礦用隔爆型真空饋電開關(guān)的全分?jǐn)鄷r(shí)間小,與快速漏電保護(hù)配合,提高了防觸電和防瓦斯爆炸的安全性。真空接觸器、真空斷路器的需求量非常的大,但目前市場上,真空管的質(zhì)量卻參差不齊,許多生產(chǎn)工藝還是停留在80年代初的基礎(chǔ)上,與國外的工藝比較起來還是有較大差距。在真空管的應(yīng)用上也是存在操作過電壓的影響,以及真空度的保證問題,真空度的下降,容易在井下產(chǎn)生漏電事故,影響生產(chǎn),出現(xiàn)事故,一些企業(yè)也開始致力于真空管電器的研究,以及漏氣保護(hù)的研究,在漏氣保護(hù)、真空管粘連保護(hù)方式上已取得進(jìn)展,這為今后的井下電器安全運(yùn)行提供保證。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,利用功率電子器件取代真空管實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的啟??刂疲瑢⑹前l(fā)展方向,在煤電鉆綜保的控制中已被使用,如可控硅的無觸點(diǎn)關(guān)斷控制,增加了使用壽命,安全可靠。大功率可控硅在起動器上的應(yīng)用也改變了傳統(tǒng)起動器的性能。功率電子器件運(yùn)用給防爆電氣產(chǎn)品的性能和可靠性能賦予新的生命力的同時(shí),也給產(chǎn)品的防爆和安全技術(shù)要求帶來新的課題。

      第二、低壓饋電開關(guān)的選擇性漏電研究

      漏電保護(hù)是煤礦井下電器三大保護(hù)之一,其保護(hù)的可靠性影響到煤礦安全生產(chǎn)。目前的低壓饋電開關(guān)的選擇性漏電保護(hù)原理仍基于零序電壓、零序電流的保護(hù)方式;另外采用外加直流對供電網(wǎng)絡(luò)的絕緣情況進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視方式。由于供電網(wǎng)絡(luò)的加長及屏蔽電纜的應(yīng)用,以及變頻器等功率電子器件應(yīng)用等原因,使井下供電網(wǎng)路復(fù)雜,在選擇性漏電保護(hù)上存在許多雜散性,分布電容的不確定性,這些都對漏電保護(hù)提出了要求。利用先進(jìn)的數(shù)字化采集技術(shù),如何分析井下分布電容狀況,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的選擇性跳閘切斷故障支路而不影響其他工作支路,保證井下可靠安全供電也是急需研究的新課題。

      第三、礦用交流變頻器產(chǎn)品的發(fā)展

      由于科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,大功率電子電器在井下應(yīng)用發(fā)展速度很快,其中交流變頻調(diào)速裝置具有效率高、故障率低、控制性能好等優(yōu)點(diǎn),能明顯改善生產(chǎn)工藝,越來越受煤礦生產(chǎn)行業(yè)的重視,礦用變頻調(diào)速裝置過去主要用于采煤機(jī)電牽引部件等100kW左右的調(diào)速,一般前級有專用變壓器來供電,對電網(wǎng)影響小。但隨著變頻器技術(shù)不斷成熟,從上世紀(jì)80年代電牽引采煤機(jī)成功運(yùn)用開始,煤礦生產(chǎn)設(shè)備如通風(fēng)機(jī)、絞車、提升機(jī)、空壓機(jī)等機(jī)械設(shè)備上都開始采用變頻調(diào)速技術(shù),不但改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝,主要還體現(xiàn)在高效節(jié)能上。如礦井主扇風(fēng)機(jī)選型按礦井生產(chǎn)服務(wù)年限最大風(fēng)量要求,從建井到生產(chǎn)直到礦井報(bào)廢,每個(gè)時(shí)期需風(fēng)量不同,差別很大,采用機(jī)械方式的調(diào)節(jié)風(fēng)量造成大量電能浪費(fèi),煤礦主扇風(fēng)機(jī)通過采用變頻器技術(shù)節(jié)約能量十分可觀;又如采掘工作面的局部通風(fēng)機(jī)安裝地點(diǎn)多,運(yùn)行時(shí)間長,是耗能大戶,由于煤礦開采不斷延伸,較長時(shí)間內(nèi)所需風(fēng)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于通風(fēng)機(jī)的供風(fēng)能力,針對這種大馬拉小車現(xiàn)狀,采用變頻調(diào)速技術(shù)節(jié)能效果也十分明顯,由于變頻器效率高、調(diào)速性能好,能實(shí)行電制動及無級調(diào)速節(jié)約電能,煤礦井下更廣泛采用變頻技術(shù)是必然趨勢。但目前無論產(chǎn)品開發(fā)和檢測技術(shù)都跟不上生產(chǎn)發(fā)展需要。

      按照地面變頻調(diào)速裝置應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),要用好變頻調(diào)速裝置,一定要把供電、變頻器電機(jī)、生產(chǎn)機(jī)械結(jié)合生產(chǎn)工藝作為系統(tǒng)來研究,對電網(wǎng)的諧波采取合適的抑制措施。為了適應(yīng)煤礦變頻電氣技術(shù)發(fā)展,研究礦用大功率變頻設(shè)備的性能、變頻器EMC的研究和波抑制措施的效果等技術(shù)問題,為礦用變頻器技術(shù)科研、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)領(lǐng)域,提供一個(gè)技術(shù)先進(jìn)的測試平臺迫在眉捷。

      如何進(jìn)行EMC的檢測,使得礦用變頻器能夠在煤礦井下“綠色”使用,減少對煤礦生產(chǎn)的危害也就成為下階段檢測部門研究重要課題。

      我國是世界第一產(chǎn)煤大國,煤炭是我國的第一大能源,針對以上三點(diǎn)的發(fā)展趨勢,通過技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展采煤機(jī)械化、電氣化,加快對煤礦現(xiàn)代化建設(shè)具有重要的意義。為適應(yīng)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的要求,我們檢測機(jī)構(gòu)將不斷提升能力,提供先進(jìn)的檢測手段、試驗(yàn)方法。國家安全生產(chǎn)上海礦用設(shè)備檢測中心為應(yīng)對技術(shù)發(fā)展的需要,也不斷地提高自身檢驗(yàn)?zāi)芰退?,?.4m的大規(guī)格防爆試驗(yàn)槽已列入計(jì)劃項(xiàng)目,以適應(yīng)大型礦用電氣設(shè)備的檢測需要;礦用防爆變頻器的檢驗(yàn)?zāi)芰⑻嵘?000kW的水平,以適應(yīng)大容量高壓電機(jī)、高壓變頻器的試驗(yàn)需要。我們檢測部門將以先進(jìn)檢測技術(shù)支持為手段,加強(qiáng)與企業(yè)的交流合作,為礦用防爆電器產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新和安全管理做好技術(shù)支撐。


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