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qq: 561415355礦用防爆電器產(chǎn)品的技術創(chuàng)新和發(fā)展趨勢
發(fā)布日期：[2019-04-25] 點擊率：礦用防爆電氣產(chǎn)品經(jīng)過這幾年的發(fā)展,已經(jīng)取得了許多的進步，煤礦電氣自動化技術，煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)等自動化產(chǎn)品達到了一定的水平，機電一體化技術、電力電子調(diào)速技術在煤礦井下運輸機械、提升機械和采煤機械中開始得到廣泛應用。應該說經(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前供配電、井下機械化，及控制、保護的發(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等一批新技術產(chǎn)品，也開始在煤礦井下得到了廣泛的應用。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)已形成了一個較大制造產(chǎn)業(yè)，同行競爭也日趨激烈。如何避開價格競爭、避開低水平重復生產(chǎn)，通過技術創(chuàng)新來發(fā)展企業(yè)，成為我們每個礦用電器產(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，唯獨只有技術的創(chuàng)新，通過開發(fā)高技術、高附加值的礦用電器產(chǎn)品來贏得市場。同時從社會效益來講，也只有通過技術創(chuàng)新發(fā)展采煤機械化、電氣化和自動化，才能促進建立真正意義上的本質(zhì)安全的現(xiàn)代化礦井。
技術創(chuàng)新，是衡量一個企業(yè)是否具有新型性，是否具備市場競爭力，是否能不斷領先于競爭者的重要指標依據(jù)。隨著我國礦用電器市場的迅猛發(fā)展，與之相關的核心生產(chǎn)技術應用與研發(fā)，必將成為業(yè)內(nèi)企業(yè)關注的焦點。了解國內(nèi)外礦用電器生產(chǎn)核心技術的研發(fā)動向、工藝裝備、技術應用及趨勢等對于企業(yè)提升產(chǎn)品技術規(guī)格，提高市場競爭力十分關鍵。雖然高低壓軟起動器、高低壓組合開關、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。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。技術創(chuàng)新由初始研發(fā)到走向成熟一般要經(jīng)歷三個階段：引入期、成長期和成熟期。在引入期時，技術發(fā)展很慢，往往要經(jīng)過相當長的時間才能突破；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芯組裝生產(chǎn)；40%的企業(yè)采用國內(nèi)技術加以吸收利用，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)控設備的影響，成為許多企業(yè)攻克的目標，井下電網(wǎng)諧波治理也將成為下階段發(fā)展目標。當技術創(chuàng)新在成長期時，技術發(fā)展很快，技術性能迅速改進；例如，現(xiàn)階段的變頻牽引采煤機，利用變頻恒功率調(diào)速和PLC集中控制的特性，在采煤機的應用上日趨成熟，提高了采煤機的工作效率和可靠性，基本上取代了液壓牽引技術；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、維護工作量也大，采用防爆變頻器技術后完全改變了生產(chǎn)工藝，得到煤炭企業(yè)用戶的認可。當技術創(chuàng)新進入成熟期時，技術相對穩(wěn)定，不再有大的變化，技術進步體現(xiàn)為局部改進。例如，現(xiàn)階段的高低壓組合開關已接近現(xiàn)有國外水平，PLC、DSP、現(xiàn)場總線等電子技術的應用，對組合開關的穩(wěn)定運行提供了技術支持，相關電纜引入裝置也基本達到了國產(chǎn)化，組合開關的單元式結(jié)構(gòu)也取得了長足的進步。認識到技術創(chuàng)新的三個發(fā)展過程，才能準確定位我們產(chǎn)品的發(fā)展思路。
許多企業(yè)也認識到技術創(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，我們的技術創(chuàng)新目標在哪里呢？其實，以往的起動器、饋電開關、電控箱主要以分立元件電路進行保護，存在元件不穩(wěn)定、漂移較大的缺點，單片技術在保護器上的應用，帶來了操作方便，性能穩(wěn)定的優(yōu)點；人機界面的配合應用使操作更加清晰，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系列采煤機用隔離開關在市場占有率已達90%以上，性能的穩(wěn)定得到同行業(yè)的認可；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)用戶的認可。許多企業(yè)的成功案例都值得我們學習和借鑒，企業(yè)應該改變盲目跟風的思想，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：
1、電器的基礎性能研究
我國80年代初開始應用真空管，目前礦用防爆型真空開關在井下已普及使用。真空管的運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 分斷能力，適合于礦井下電機頻繁起動，維護量少；礦用隔爆型真空饋電開關的全分斷時間小，與快速漏電保護配合，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年代初的基礎上，與國外的工藝比較起來還是有較大差距。在真空管的應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，以及漏氣保護的研究，在漏氣保護、真空管粘連保護方式上已取得進展，這為今后的井下電器安全運行提供保證。隨著電子技術的不斷發(fā)展，利用功率電子器件取代真空管實現(xiàn)對電機的啟?？刂?，將是發(fā)展方向，在煤電鉆綜保的控制中已被使用，如可控硅的無觸點關斷控制，增加了使用壽命，安全可靠。大功率可控硅在起動器上的應用也改變了傳統(tǒng)起動器的性能。功率電子器件運用給防爆電氣產(chǎn)品的性能和可靠性能賦予新的生命力的同時,也給產(chǎn)品的防爆和安全技術要求帶來新的課題。
第二、低壓饋電開關的選擇性漏電研究
漏電保護是煤礦井下電器三大保護之一，其保護的可靠性影響到煤礦安全生產(chǎn)。目前的低壓饋電開關的選擇性漏電保護原理仍基于零序電壓、零序電流的保護方式；另外采用外加直流對供電網(wǎng)絡的絕緣情況進行連續(xù)監(jiān)視方式。由于供電網(wǎng)絡的加長及屏蔽電纜的應用，以及變頻器等功率電子器件應用等原因，使井下供電網(wǎng)路復雜，在選擇性漏電保護上存在許多雜散性，分布電容的不確定性，這些都對漏電保護提出了要求。利用新型的數(shù)字化采集技術，如何分析井下分布電容狀況，實現(xiàn)精準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
由于科學技術的不斷進步和發(fā)展，大功率電子電器在井下應用發(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，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。但隨著變頻器技術不斷成熟，從上世紀80年代電牽引采煤機成功運用開始，煤礦生產(chǎn)設備如通風機、絞車、提升機、空壓機等機械設備上都開始采用變頻調(diào)速技術，不但改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，主要還體現(xiàn)在效率高節(jié)能上。如礦井主扇風機選型按礦井生產(chǎn)服務年限z大風量要求，從建井到生產(chǎn)直到礦井報廢，每個時期需風量不同，差別很大，采用機械方式的調(diào)節(jié)風量造成大量電能浪費，煤礦主扇風機通過采用變頻器技術節(jié)約能量十分可觀；又如采掘工作面的局部通風機安裝地點多，運行時間長，是耗能大戶，由于煤礦開采不斷延伸，較長時間內(nèi)所需風量遠遠小于通風機的供風能力，針對這種大馬拉小車現(xiàn)狀，采用變頻調(diào)速技術節(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是必然趨勢。但目前無論產(chǎn)品開發(fā)和檢測技術都跟不上生產(chǎn)發(fā)展需要。
按照地面變頻調(diào)速裝置應用經(jīng)驗，要用好變頻調(diào)速裝置，一定要把供電、變頻器電機、生產(chǎn)機械結(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。為了適應煤礦變頻電氣技術發(fā)展，研究礦用大功率變頻設備的性能、變頻器EMC的研究和波抑制措施的效果等技術問題，為礦用變頻器技術科研、設計和生產(chǎn)領域，提供一個技術新型的測試平臺迫在眉捷。
如何進行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1產(chǎn)煤大國，煤炭是我國的1大能源，針對以上三點的發(fā)展趨勢，通過技術創(chuàng)新發(fā)展采煤機械化、電氣化，加快對煤礦現(xiàn)代化建設具有重要的意義。為適應企業(yè)技術創(chuàng)新發(fā)展的要求，我們檢測機構(gòu)將不斷提升能力，提供新型的檢測手段、試驗方法。國家安全生產(chǎn)上海礦用設備檢測中心為應對技術發(fā)展的需要，也不斷地提高自身檢驗能力和水平，如3.4m的大規(guī)格防爆試驗槽已列入計劃項目，以適應大型礦用電氣設備的檢測需要；礦用防爆變頻器的檢驗能力將提升到1000kW的水平，以適應大容量高壓電機、高壓變頻器的試驗需要。我們檢測部門將以新型檢測技術支持為手段，加強與企業(yè)的交流合作，為礦用防爆電器產(chǎn)品技術創(chuàng)新和安全管理做好技術支撐。
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