主扇通风机低压开关柜失电语音报警装置设计

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摘 要：山西葫芦堂煤业主扇机房低压开关柜失电后，受现场噪声等影响，值班人员不能及时有效发现风机停机，并及时切换至备用风机，往往造成两台主扇风机均同时处于停机状态，影响生产且危及人身安全。针对这一现状，安装语音报警声光提示装置可以使主扇停机后被值班人员及时发现，及时启动应急机制，减小事故影响范围，保障安全生产。

关键词：主扇风机；低压开关柜；失电；语音报警

引言

煤矿井下施工和作业人员呼吸的氧气是通过主扇风机将地面的空气导入井下得到的，亦被称为“矿井肺腑”，同时，主扇风机源源不断地向井下导入空气可以降低井下煤气、瓦斯等气体的浓度，确保危险气体在安全浓度范围之内。因此，主扇风机是煤矿井最重要的安全设备之一，它直接关系到煤矿是否能够高效安全运行，也关乎煤矿的安全生产，同时也是矿井施工人员的安全保障。文章通过对对煤矿井主扇通风机低压开关柜进行深入分析，充分了解其工作原理，然后设计出科学实用的失电报警装置，帮助煤矿企业能更加安全的开展施工工作。

1 主扇通风机低压开关柜失电语音报警装置研究的目的

近年来，煤矿安全事故频发，这些事故中有很多是由煤矿主扇风机房低压开关柜失电造成主扇风机停机事故引起的。而煤矿企业的施工环境通常比较恶劣，矿井下施工复杂，传统的煤矿主扇机房电压非常不稳定，很容易出现主扇机房低压开关柜失电，由此造成主扇风机停运，危及煤矿井下作业人员的人身安全。此外，传统的主扇通风机状态在线监控系统主要监视风机的整体运行状态、风量、风压等，其系统相对复杂，传感器极易老化失效，部分关键参数如风机流量监测精度较低，监测内容不全面，误动作概率高，不能及时准确发现主扇风机单机停运等重大安全事故。所以，设计新型主扇通风机低压开关柜失电语音报警装置，可以监视每台电机的运行状态，当主扇通风机低压开关柜失电后及时报警，以便工作人员及时启动应急机制并予以维修，降低煤矿的事故发生率，确保煤矿施工人员的人身安全，降低煤矿的经济损失。

2 主扇通风机低压开关柜失电语音报警装置设计基本原理

山西葫芦堂煤业主扇通风机为抽出式对旋轴流通风机，型号为FBCDZ No-19，电机电压为380/660V，现场实际采用380V双电源供电。主扇通风机共计2台，编号为A组、B组，正常工作时会由其中一组工作，另一组备用。主扇风机还有两个旋转风门用作检修时风道的入口，在主扇风机系统中，每一台风机的两台电机扇叶的数量和角度是不同的，其中一级电机要比二级电机的扇叶数量多、角度大。

主扇通风机拥有在线监测系统，该系统可以分别对A组或B组风机的一级和二级电机的风机轴温、风量、风压和电动风门等实施实时监测和控制。主扇机房低压开关柜虽然有电压、电流等状态指示，但现场风机噪声较大，当出现两台电机中的一台停机或双机均停机时，工作人员是很难及时发现的，仅凭借工作人员的观察发现，将会造成极大的安全隐患。主扇通风机低压开关柜失电语音报警装置对开关柜内的交流接触器的吸合与分开状态进行监测，达到监视每台电机运行状态的目的。所以，主扇通风机低压开关柜失电语音报警装置的实质是对主扇机每台电机的交流接触器状态的识别，并且报警，让这种异常状态容易被工作人员发现。

相关设计原理电路图如图1所示。

我们结合山西葫芦堂煤业主扇机房低压开关柜失电后，受现场噪声等影响，值班人员不能及时有效发现风机停机，并启动应急机制，往往造成容易造成设备损坏或者两台主扇风机均同时处于停机状态，影响生产且危及人身安全这样的特殊情况，在报警器的设计上也采用了报警声音更大的报警器，同时报警灯也让亮度显著提升，这样保证在煤矿区复杂的作业工作人员可以更容易发现事故，并及时处理事故，避免损失的扩大化。此外，之前的报警装置具有一个致命的缺陷，这是因为报警装置本身的电源和主扇通风机的开关柜是相互串联的，一旦主扇通风机开关柜失电，报警装置也会因为没有供电而失灵，这样报警装置就起不到任何的报警作用。因此，在本次设计中，我们采用一个辅助继电器的常闭触点与电源、声光语言报警器和控制开关形成独立的回路，来实现主扇机房低压开关柜失电后，语音报警声光提示装置启动。

3 主扇通风机低压开关柜失电语音报警装置设计思想以及基本思路

我们以A组风机为例，当A组风机运行且需监视时，闭合控制开关，启动风机。辅助继电器的线圈电源并联且取自于风机电机启动接触器的负荷侧。当启动接触器动作，辅助继电器线圈得电，常闭触点打开，此时，语言报警电路未形成回路，报警器不响；当启动接触器断电，辅助继电器线圈失电，常闭触点动作，报警回路形成，发出报警。这种电路设计的好处是，当主扇通风机低压开关失电后，报警器将一直处于报警状态，直到电路恢复正常，这就保证主扇通风机的事故能够得到及时的处理，不至于因为工作人员的疏忽而忘掉，造成重大的安全任事故。此外，作者在报警回路的设计中加装煤矿淘汰下来的UPS电源，使得该报警装置性能更优。

4 主扇通风机低压开关柜失电语音报警装置运行效果和经济效益分析

首先，作者设计的报警装置采用一个辅助继电器的常闭触点与电源、声光语言报警器和控制开关形成独立的回路，来实现主扇机房低压开关柜失电后，语音报警声光提示装置启动，其性能稳定，报警效果良好，一旦主扇机房低压开关柜失电，声光语言报警器将迅速启动，很容易被工作人员发现，确保故障的及时维修。其次，为保证在矿井大面积断电的情况下，此报警回路亦能正常工作，我们在报警回路中加装UPS电源，既提高设计装置的可靠性，也充分利用废旧设备，避免材料的浪费。

5 结束语

通过上文的分析，我们可以看出，这种崭新的主扇通风机低压开关柜失电语音报警装置首先可以让主扇通风机低压开关柜失电后及时报警，以便工作人员及时维修，降低煤矿的事故发生率，确保煤矿施工人员的人身安全，减少煤矿的经济损失。其次，为保证在矿井大面积断电的情况下此报警回路亦能正常工作，在报警回路中加装UPS电源，既提高设计装置的可靠性，也充分利用废旧设备，避免材料的浪费。

参考文献

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