煤礦電氣控制及保護(hù)接地問題分析

摘 要：近年來煤礦企業(yè)事故頻發(fā)，所造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響極大，對其多起事故的發(fā)生原因進(jìn)行分析，現(xiàn)由于煤礦電氣系統(tǒng)故障所導(dǎo)致的事故占有很大的比例。當(dāng)前由于市場上對煤炭的需求量不斷的增加，所以需要對傳統(tǒng)的煤礦系統(tǒng)進(jìn)行有效的改進(jìn)，特別是長期以來困擾煤礦企業(yè)的電氣設(shè)備運行故障，企業(yè)需要從長遠(yuǎn)的安全角度及收益角度進(jìn)行考慮，對其電氣控制和保護(hù)接地方案進(jìn)行科學(xué)的制定，從而有效減少電氣系統(tǒng)的故障，保證煤礦企業(yè)得以安全的生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：保護(hù)接地；系統(tǒng)分類；安全用電常識

1 煤礦電氣控制電路的常見問題

煤礦企業(yè)當(dāng)中，無論是礦區(qū)還是礦井下的各項用電設(shè)備的運行，都需要利用電氣控制電路來實現(xiàn)，所以在電氣控制電路是保證煤礦安全運行的重要保證。在當(dāng)前的煤礦井下作業(yè)系統(tǒng)中，有交流供電系統(tǒng)和直流供電系統(tǒng)的存在，而在這兩個系統(tǒng)當(dāng)中存在著一些電流不經(jīng)過規(guī)定的回路導(dǎo)線和回歸線，而是分散的流經(jīng)水管、電纜外皮、瓦斯管、巖石、煤層、水溝及接地悶等，這些地流即叫雜散電流。這些雜散電流存在著礦井下，對煤炭的正常生產(chǎn)所產(chǎn)生的威脅是十分嚴(yán)重的，這些雜散電流一旦與潮濕的煤和巖壁發(fā)生接觸，則會形成導(dǎo)電體，引起兩個漏電電流相互接觸從而引發(fā)瓦斯和煤塵爆炸事故的發(fā)生，不僅造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，還會造成井下人員的傷亡事故發(fā)生。

1.1 電控系統(tǒng)失控

煤礦電氣控制電路在長期的使用過程中，需要對其定期的進(jìn)行檢查和檢測，從而及時發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行解決。因為在煤礦企業(yè)當(dāng)中，電氣控制電路控制著整個礦區(qū)的電控系統(tǒng)，通過電路為連接載體，從而實現(xiàn)對電控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作。如果電氣控制電路發(fā)生故障的，則會導(dǎo)致載體的連接中斷，使其操作命令無法傳達(dá)到電氣設(shè)備，從而導(dǎo)致整個礦區(qū)的電氣控制系統(tǒng)都會處于失控的狀態(tài)，陷入全線癱瘓，不僅使煤礦的開采工作無法順利進(jìn)行，同時也會導(dǎo)致生產(chǎn)安全受到嚴(yán)重的威脅，井下作業(yè)人員的人身安全無法保證。

1.2 引爆雷管

當(dāng)前在礦井下進(jìn)行開采的過程中，都需要利用雷管引爆來對工作面放炮，從而便于對工作面進(jìn)行開采。這樣在當(dāng)班時則會將這些雷管放在采掘工作面附件以備使用時方便。采掘工作面較為復(fù)雜，其不僅有道軌、輸送機的銅線繩、電纜等，同時還有各種管道，這些導(dǎo)體沿著巷道進(jìn)行敷設(shè)，一旦其有雜散電流通過時，則會與大地及接地體之間形成一定的電位差，即是雜散電壓。而這時如果采掘巷道內(nèi)的軌道處于不完全絕緣時，則會使雜散電壓處于一個較高的水平，如果此時雷擊的兩根腳線觸及在雜散電壓的兩極，且電流較大時，則會導(dǎo)致雷管被引爆，從而導(dǎo)致事故的發(fā)生。

1.3 腐蝕電纜外表及金屬管線

雜散電流不僅會能通赤運輸巷道中的架線及軌道進(jìn)行傳輸，同時還巷道內(nèi)還敷設(shè)有高壓電纜、風(fēng)管和水管，這些設(shè)施都是雜散電流的良好通道。當(dāng)電流從管線中流出時，其會有一個流出點，而就是通過這個流出點而使管線受到嚴(yán)重的腐蝕。另外井下作業(yè)環(huán)境較為惡劣，其水質(zhì)多數(shù)都處于酸性，酸性水在電解作用下則會導(dǎo)致金屬受到腐蝕。當(dāng)電解槽中的電流從正極板流出時，正極板失去電子而帶正電，此時則會與電解液中的硫酸根離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成硫酸鹽，而帶正電的金屬脫落于電解液中，而運輸巷道中的電纜外皮有電流流過時，則會受到腐蝕。

2 預(yù)防措施

2.1 低壓電網(wǎng)的“全方位”防爆

在傳統(tǒng)的井下低壓電網(wǎng)的電氣安全防護(hù)措施上，只局限于各自獨立的“點”防爆，而且各個獨立的“點”不能有效的結(jié)合起來形成整體的防爆體系。當(dāng)前在電氣安全防護(hù)措施上開始應(yīng)用快速斷電安全技術(shù)，這樣在電氣明火還沒有外露前即將電源切斷，從而保證了低壓供電網(wǎng)的安全，但利用此技術(shù)后還存在著一個問題，即是電氣設(shè)備上一些儲能元件，在電源切斷后，其故障的點處仍可能會有電火花和電弧產(chǎn)生，所以需要進(jìn)一步進(jìn)行研究和探索，從而將能量吸收問題進(jìn)行解決。

2.2 保護(hù)系統(tǒng)的智能化

當(dāng)前隨著科技的發(fā)展，井下的低壓電網(wǎng)也有效的應(yīng)用了微電子技術(shù)，電網(wǎng)的監(jiān)測和保護(hù)功能已開始向智能化的方向發(fā)展，不僅有效的提升其可靠性，同時功能也較多，井下低壓電網(wǎng)的微機綜合保護(hù)系統(tǒng)正在逐步的開始構(gòu)建，其集多種故障保護(hù)于一體，可以將各支路的電流、電壓、功率因素及耗電量充分的顯現(xiàn)出來，同時也能將故障時間表、電網(wǎng)對地絕緣電阻和分布電容、相間絕緣進(jìn)行顯示，從而使礦井各級變電所與井下低壓供電單元都實現(xiàn)了微機監(jiān)督和保護(hù)的功能。

2.3 漏電保護(hù)性能的完善

通過對井下低壓電網(wǎng)中的電氣故障進(jìn)行分析表明，其漏電故障占有較大的比例，所以井下供電的可靠性多數(shù)情況時是由于漏電故障所造成的。因此在井下低電電壓中進(jìn)行漏電保護(hù)，不僅可以有效的減少漏電故障的發(fā)生，同時還可以有效的提高供電可靠性。目前利用漏電保護(hù)中旁路接地分流技術(shù)可以有效的減少由于電動機反電勢及電網(wǎng)分布電容所導(dǎo)致的故障點電流的產(chǎn)生，從而使電氣運行的安全度得以提升。不斷的完善漏電保護(hù)的性能，不僅可以有效的提高潛漏電保護(hù)技術(shù)，也是有效的保證煤礦低壓電網(wǎng)的安全運行。

3 目前保護(hù)接地存在的共性問題及措施

3.1 電纜接地線的連接

高壓鎧裝電纜的外皮和橡套電纜的接地芯線有的沒有和電氣設(shè)備外殼連接或連接不標(biāo)準(zhǔn)、不規(guī)范，影響井下接地網(wǎng)的形成。

預(yù)防措施：制作高壓電纜頭和高壓電纜線的連接，必須制作接地線，并將接地線有效地和鎧裝帶連接。在高壓電纜頭和設(shè)備連接時，首先要將接地線與設(shè)備外殼相連。所有低壓動力電纜必須使用帶有接地芯線的四芯電纜。電纜線的連接和安裝首先要將接地芯線和電氣設(shè)備的金屬外殼相連。接地芯線連接時的制作要和電源線制作連接一樣，而且接地芯線要比3根電源線最長的長一些，一定要保證在任何情況下接地線都能安全接地。

3.2 主接地極和主接地母線

主接地極沒有在主、副水倉各埋設(shè)一塊，僅在主水倉埋設(shè)一塊，而且不是用耐腐蝕的鋼板制成，面積和原厚度達(dá)不到要求。主接地極和主接地母線連接不標(biāo)準(zhǔn)，不是焊接或連接處鍍鋅或錫，而是松動的連接和捆綁，而且水倉中埋設(shè)的主接地沒有安裝檢查檢修的吊裝裝置。主接地母線沒有按規(guī)定的材料和規(guī)格制作，有的遠(yuǎn)距離埋設(shè)主接地極，使主接地母線過長；有的將主接母線埋在地下，不便維修檢查。

預(yù)防措施：主接地極應(yīng)用耐腐蝕的鋼板制成，其面積不得小于0.75mm²，厚度不小于5mm。所謂耐腐蝕就是應(yīng)鍍鋅，或者與主接地母線的連接處鍍鋅或錫。主接地極應(yīng)在主、副水倉各埋設(shè)一塊，當(dāng)主、副水倉在分別清倉時，保證主接地極的正常使用。主接地極在放入主、副水倉時，應(yīng)在水倉頂部和巷道頂部設(shè)置滑輪、鋼絲繩，以便安裝、檢查、檢修。

4 結(jié)束語

安全生產(chǎn)長期以來一直是煤礦企業(yè)的生產(chǎn)宗旨，所以需要加強煤礦電氣控制電路的安全管理，及時對引發(fā)電氣控制電路的各種因素進(jìn)行深入的分析，并找出問題的解決對策，從而保證煤礦生產(chǎn)的安全，保證作業(yè)人員的生命安全。

參考文獻(xiàn)

[1]孫彥良.提高主扇風(fēng)機安全運行的一些措施.煤礦機電，2007（3）.

[2]劉加民.煤礦供電及井下電氣的技術(shù)探索.企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2010，29（7）.

作者簡介：郭良佩，1980年畢業(yè)于淮北煤礦技工學(xué)校機電專業(yè)，1996年至1999年6月在淮北教育學(xué)院半脫產(chǎn)學(xué)習(xí)礦山機電專業(yè)，現(xiàn)任皖北煤電集團(tuán)劉橋一礦電氣助理工程師。