**大容量金属矿山用低压配电箱是高负荷作业的核心电力保障设备，其设计需满足高可靠性、安全性、多回路冗余及严格电压规范，以适应矿山恶劣环境并确保连续生产。**以下从技术要求、设计要点及实际应用案例三方面展开分析：

### **一、技术要求：适应矿山极端环境的硬性标准**

1. **电压等级与设备适配性**
金属矿山低压配电系统需严格遵循电压规范：
- **高压侧**：输入电压通常≤10kV（如6kV或10kV），以降低长距离输电损耗。
- **低压侧**：输出电压≤1140V（常见为660V或1140V），适配矿山大功率设备（如掘进机、提升机）。
- **特殊设备**：照明系统电压≤127V，远控线路电压≤36V，确保人员安全。
- **高电压设备**：若机械设备额定电压＞3300V，需制定专项安全措施（如隔离变压器、密钥管理）。

2. **环境适应性**
- **防爆与防护等级**：配电箱需具备防爆功能（如隔爆型ExdI），外壳防护等级≥IP54，防止粉尘、潮湿侵入。
- **耐温性能**：适应井下高温（可达40℃以上）及高湿度环境，选用耐候性材料。
- **抗振动设计**：矿山设备振动强烈，配电箱结构需加固，避免元件松动。

3. **多回路冗余设计**
- **双电源/三电源供电**：主供电线路故障时，备用线路自动切换（如司家营铁矿采用四条6kV架空线路，两两互为备用）。
- **单母线分段接线**：中压侧采用双电源单母线分段，低压侧设联络柜，实现故障隔离与快速恢复。
- **内桥接线**：大型矿山（如特大型铁矿）采用双电源内桥+多台变压器，提升供电灵活性。

### **二、设计要点：安全性与可靠性的平衡**

1. **外壳接地与防触电保护**
- 配电箱外壳必须可靠接地，形成人体与设备的并联回路，降低触电风险。
- 接地电阻≤4Ω，定期检测接地系统完整性。

2. **过载与短路保护**
- 配置智能保护装置（如BXB系列低压保护箱），实现过载、短路、漏电三级保护。
- 保护动作时间≤0.1s，确保故障快速切除。

3. **设备选型与冗余配置**
- **断路器**：选用额定电流≥3150A的中压断路器，适配大型变压器。
- **变压器容量**：单台变压器容量≤50MVA，超规模矿山采用三台主变压器并联运行。
- **电缆选型**：井下电缆需为阻燃型（如ZR-YJV），截面根据负荷电流计算，避免过热。

4. **监测与维护**
- 安装在线监测系统，实时监控电压、电流、温度等参数。
- 每月进行预防性试验（如绝缘电阻测试、直流电阻测试），确保设备健康运行。

### **三、实际应用案例：司家营铁矿的供电优化**

1. **项目背景**
司家营南区田兴铁矿为国内大型地下矿山，拥有12条竖井及1条斜坡道，生产负荷大，对供电连续性要求极高。

2. **供电方案**
- **电源引入**：从110kV变电站中压不同母线段引出四条6kV架空线路，分区域供电（西半部4条竖井由1、2#线主供，东半部7条竖井由3、4#线主供）。
- **备用电源**：两路中压线路分别引入井口变压器，低压侧设联络柜，实现故障自动切换。
- **排水系统供电**：2014年增设5、6#线路，通过配电室及联络柜为北进风井区域排水提供不间断电源。

3. **效果验证**
- 供电可靠性提升：双回路设计使单回路故障时停电时间≤15秒。
- 生产效率保障：排水系统供电稳定，避免因停电导致的淹井风险。
- 成本优化：中压双电源进线模式减少变压器投资，较单电源方案节省约20%成本。

### **四、市场产品与选型建议**

1. **主流产品类型**
- **矿用一般型低压开关柜**（如GKD系列）：适用于非爆炸危险区域，具备基本保护功能。
- **矿用隔爆型低压保护箱**（如BXB系列）：适用于爆炸危险区域，集成PLC控制，实现智能化保护。
- **移动变电站用低压保护箱**：适配移动式变电站，满足临时供电需求。

2. **选型原则**
- **认证要求**：优先选择通过矿安认证（KA/KY）的产品，确保合规性。
- **容量匹配**：根据负荷计算选择配电箱额定电流，避免“小马拉大车”。
- **品牌与售后**：选择有矿山项目经验的企业（如浙江德轩、山东源景），确保快速响应服务。