有色金屬礦山井下供電設(shè)備電氣保護(hù)淺析

朱秀娟

【摘 要】有色金屬礦山井下作業(yè)對(duì)供電設(shè)備運(yùn)行的安全性、可靠性要求非常高，但是，礦山井下作業(yè)環(huán)境非常復(fù)雜，在眾多因素的影響下，導(dǎo)致供電設(shè)備出現(xiàn)短路、漏電等問題，嚴(yán)重的威脅作業(yè)人員的生命安全，如何處理井下供電設(shè)備的電氣保護(hù)工作，已經(jīng)成為困擾眾多有色金屬礦山采掘企業(yè)的難題。文章介紹了有色金屬礦山井下供電設(shè)備的類型，分析了有色金屬礦山井下供電設(shè)備電氣保護(hù)的要求，并提出了加強(qiáng)供電設(shè)備電氣保護(hù)的有效措施，以供參考。

【關(guān)鍵詞】有色金屬礦山 井下 供電設(shè)備 電氣保護(hù)

有色金屬礦山井下作業(yè)環(huán)境具有溫度高、濕度高、通風(fēng)條件差、高粉塵、人為干擾因素多等特點(diǎn)，井下供電設(shè)備在運(yùn)行的過程中，非常容易損壞，如供電設(shè)備燒壞、絕緣性能降低等，如果沒有采取有效的措施盡心處理，將會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)電氣安全事故、觸電事故等，嚴(yán)重的威脅井下生產(chǎn)安全和作業(yè)人員的生命安全。因此，有色金屬礦山在井下作業(yè)過程中，必須采取有效的電氣保護(hù)措施，加強(qiáng)對(duì)供電設(shè)備的安全保護(hù)，以此保證供電設(shè)備能夠安全、可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行，進(jìn)而保證井下作業(yè)生產(chǎn)的安全性和高效性。因此，文章針對(duì)有色金屬礦山井下供電設(shè)備電氣保護(hù)的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 有色金屬礦山井下供電設(shè)備的類型分析

有色金屬礦山井下供電設(shè)備的類型主要表現(xiàn)為：其一，供電電源：有色金屬礦山井下供電電源通常引自架空線路或者地表高壓配電室，電源線的連接方式采用風(fēng)井敷設(shè)至井下中央變電所或者用鎧裝電纜沿副井下至中央變電所的方式，再經(jīng)過中央變電所送至移動(dòng)變電站降壓或者直接送至采區(qū)變電所進(jìn)行降壓，以此獲得相應(yīng)等級(jí)的低壓電，通過采掘工作點(diǎn)的配電點(diǎn)，向井下機(jī)械設(shè)備等供電；其二，電源轉(zhuǎn)換裝置，電源轉(zhuǎn)換裝置是將傳遞至礦井內(nèi)的高壓電源轉(zhuǎn)化成所需電壓等級(jí)的交流電源或者直流電源，例如隔爆干式變壓器、礦用低損耗動(dòng)力變壓器以及礦用變壓器等；其三，電能傳輸介質(zhì)，電能輸送介質(zhì)指的是將地面高壓電能傳輸至礦井內(nèi)以及將低壓電傳送至用電機(jī)械設(shè)備的電纜，最常采用的電纜為架空電纜和低壓電纜；其四，電能分配裝置，電能分配裝置的作用是將經(jīng)過井下電源轉(zhuǎn)換設(shè)備轉(zhuǎn)換的低壓電分配至礦井巷道或者采掘工作面的裝置，具有接通、斷開、分配等功能，井下常用的電能分配裝置包括高壓真空配電裝置、隔爆自動(dòng)饋電開關(guān)等。

2 有色金屬礦山井下供電設(shè)備電氣保護(hù)的要求分析

2.1標(biāo)明額定電壓值

有色金屬礦山井下生產(chǎn)的多數(shù)設(shè)備，都需要配低電壓，在設(shè)備上明確標(biāo)注額定電壓值，不僅能夠避免出現(xiàn)不必要的電氣安全事故，還便于井下作業(yè)人員的操作和施工。

2.2供電設(shè)備外殼接地以及多回路性

供電設(shè)備在生產(chǎn)的過程中，采用外殼接地的方式，能夠使人體和供電設(shè)備并聯(lián)，有效的避免出現(xiàn)人體觸電的事故。多回路性指的是一旦某一條回路出現(xiàn)故障無法正常運(yùn)行，其他回路工作頂替原來的回路繼續(xù)供電，以此保證生產(chǎn)的連續(xù)性。

2.3供電設(shè)備的安全性

因?yàn)橛猩饘俚V山井下生產(chǎn)環(huán)境惡劣，作業(yè)空間相對(duì)較小，供電設(shè)備即使出現(xiàn)非常小的故障或者問題，也會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的觸電事故，嚴(yán)重的威脅作業(yè)人員的生命安全。因此，在井下生產(chǎn)過程中，為了保證井下作業(yè)的安全性，必須嚴(yán)格按照相關(guān)的安全用電規(guī)程，加強(qiáng)供電設(shè)備的安全性管理。

2.4供電設(shè)備的可靠性

為了防止出現(xiàn)供電設(shè)備突然故障或者出現(xiàn)問題引發(fā)電力安全事故或者觸電事故，應(yīng)該對(duì)井下供電設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢測(cè)，保證供電設(shè)備始終處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，避免在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)故障，這樣既能夠保證生產(chǎn)安全，又能夠加快生產(chǎn)進(jìn)程。

3 加強(qiáng)有色金屬礦山井下供電設(shè)備電氣保護(hù)的有效措施分析

3.1接地保護(hù)技術(shù)

通常狀況下，供電設(shè)備的架構(gòu)、金屬外殼不帶電，但是，當(dāng)供電設(shè)備出現(xiàn)問題，或者絕緣損壞的現(xiàn)象，將會(huì)導(dǎo)致架構(gòu)與金屬外殼帶電，當(dāng)人體接觸供電設(shè)備時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)觸電事故，威脅作業(yè)人員的生命安全。因此，為了避免出現(xiàn)架構(gòu)、金屬外殼帶電導(dǎo)致人體觸電的事故，應(yīng)該采用接地保護(hù)措施，限制通過人體的電流，將接地電阻降低至相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，當(dāng)流過人體的電流小于安全極限電流時(shí)，將不會(huì)出現(xiàn)人體觸電的事故，以此保證作業(yè)人員的生命安全。

3.2漏電保護(hù)技術(shù)

由于有色金屬礦山井下的環(huán)境非常復(fù)雜，并且供電設(shè)備在高濕、高溫的環(huán)境中作業(yè)，非常容易出現(xiàn)絕緣電阻下降的現(xiàn)象，一旦絕緣電阻降低至一定范圍，將會(huì)導(dǎo)致引發(fā)漏電火花、人身觸電的事故，因此，在井下供電設(shè)備電氣管理工作中，必須做好漏電保護(hù)工作。漏電保護(hù)裝置能夠?qū)╇娫O(shè)備以及電網(wǎng)的絕緣電阻進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦檢測(cè)出現(xiàn)絕緣電阻降低、損壞以及電網(wǎng)接地的現(xiàn)象，能夠自動(dòng)跳閘，將電源切斷，避免出現(xiàn)漏電事故或者觸電事故。同時(shí)，當(dāng)作業(yè)人員碰觸到電網(wǎng)一相時(shí)，漏電保護(hù)裝置一方面會(huì)快速的切斷電源，另一方面還能夠增加人體電容電流，以此降低通過人體的電流，避免出現(xiàn)漏電事故或者觸電事故?，F(xiàn)階段，有色金屬礦山井下供電設(shè)備最常采用的漏電保護(hù)裝置為礦用隔爆型簡(jiǎn)陋繼電器。

3.3過流保護(hù)技術(shù)

有色金屬礦山井下供電設(shè)備眾多，供電設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，供電設(shè)備在運(yùn)行的過程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)電流變化幅度大的現(xiàn)象，非常容易出現(xiàn)短路故障和過載故障，因此，必須做好短路保護(hù)和過載保護(hù)，具體表現(xiàn)為：一方面，對(duì)于短路保護(hù)，當(dāng)供電設(shè)備的絕緣保護(hù)遭到破壞之后，及時(shí)、準(zhǔn)確的將電源切斷，以此保證供電設(shè)備的安全，由于供電設(shè)備出現(xiàn)短路故障后，供電電流為額定電流的幾十倍，動(dòng)作值設(shè)定非常大，動(dòng)作時(shí)間非常短，給保護(hù)動(dòng)作預(yù)留的時(shí)間非常短，因此，有色金屬礦山井下供電設(shè)備的短路保護(hù)通常采用電子式繼電保護(hù)器、電磁式繼電保護(hù)器，兩種繼電保護(hù)裝置能夠在很短的時(shí)間內(nèi)能源切斷，避免過大的電流對(duì)供電設(shè)備造成影響；另一方面，對(duì)于過載保護(hù)，過載保護(hù)指的是采掘設(shè)備在作業(yè)的過程中負(fù)載增加、供電設(shè)備電壓降低、供電設(shè)備斷相運(yùn)行等，導(dǎo)致供電設(shè)備的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過額定電流而做出的保護(hù)動(dòng)作，由于供電設(shè)備連續(xù)作業(yè)的時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)加快供電設(shè)備內(nèi)部絕緣的損壞和老化，為了保證過載保護(hù)能夠保證供電設(shè)備的安全性，過載保護(hù)動(dòng)作時(shí)間必須和過載電流大小保持一致，過載程度會(huì)影響動(dòng)作延時(shí)，由時(shí)間繼電器對(duì)延時(shí)時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行控制，當(dāng)出現(xiàn)過載現(xiàn)象時(shí)，電流繼電器動(dòng)作并接通時(shí)間繼電器線圈，然后繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作，執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作，將主回路電源缺點(diǎn)，并發(fā)出過載保護(hù)信號(hào)，現(xiàn)階段，有色金屬礦山井下供電設(shè)備采用的過載保護(hù)裝置包括熱繼電器、電子式繼電器以及電磁式繼電器。

3.4新型綜合保護(hù)裝置的應(yīng)用

有色金屬礦山井下作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，開關(guān)設(shè)備種類和數(shù)量眾多，安裝的范圍相對(duì)有限，并且還需要做好防爆管理，通過將變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用在有色金屬礦山井下作業(yè)施工中，能夠有效的提高井下作業(yè)安全。新型的綜合保護(hù)裝置不僅具有功能眾多、性價(jià)比高、維護(hù)方便、靈活性高、可靠性高、接口規(guī)范、體積小等眾多優(yōu)點(diǎn)，在安裝范圍有限的井下作業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用，既能夠節(jié)省安裝空間，又能夠提高供電設(shè)備的安全保護(hù)水平。同時(shí)，新型綜合保護(hù)裝置還具有高效的開放式硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，既能夠?qū)崿F(xiàn)和操作人員的良好溝通，還能夠同時(shí)進(jìn)行多道程序的并行執(zhí)行，有效的提高電氣保護(hù)效率。

3.5預(yù)防電火災(zāi)

供電設(shè)備和線路出現(xiàn)短路故障，或者供電設(shè)備長(zhǎng)期過負(fù)荷運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致載流導(dǎo)體溫度升高，引發(fā)電火災(zāi)；電弧、電火花等會(huì)引燃木支架、絕緣材料，引發(fā)電火災(zāi)；導(dǎo)體連接部分電阻過大或者接觸不良，當(dāng)電流增大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致局部溫度升高，引發(fā)電火災(zāi)。為了預(yù)防電火災(zāi)應(yīng)該從以下幾個(gè)方面入手：其一，對(duì)于可能出現(xiàn)電火災(zāi)的位置，應(yīng)該做好防火處理；其二，對(duì)各種短路保護(hù)裝置進(jìn)行整定，提高各種保護(hù)裝置的靈敏性和可靠性；其三，安裝繼電保護(hù)裝置；其四，選用合適的供電線路、供電設(shè)備等，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)供電設(shè)備的檢修和保養(yǎng)，避免出現(xiàn)過負(fù)荷以及短路故障等。

3.6加強(qiáng)防范管理

為了防止有色金屬礦山井下供電設(shè)備發(fā)生電氣故障，還應(yīng)該加強(qiáng)防范管理，具體包括以下幾個(gè)方面：其一，應(yīng)該創(chuàng)建科學(xué)、完善的井下供電設(shè)備檢查制度，定期或者不定期的對(duì)供電設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢查，及時(shí)、準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)供電設(shè)備存在的各種不安全因素，并采取有效的措施進(jìn)行處理，這樣能夠有效的降低電氣故障或者問題造成的危害；其二，對(duì)井下電纜、變壓器等進(jìn)行定期的巡視，檢查電纜外皮的絕緣程度，變壓器的聲音、油位等，一旦發(fā)現(xiàn)問題，立刻采取有效的措施進(jìn)行處理，并做好記錄工作，為以后的電氣故障管理提供可靠的參考；其三，加強(qiáng)對(duì)漏電保護(hù)裝置的測(cè)試，保證所有漏電保護(hù)裝置始終處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)漏電故障時(shí)，能夠及時(shí)的切斷電源，保證供電設(shè)備和人員的安全。

4 結(jié)語

綜上所述，有色金屬礦山井下作業(yè)環(huán)境非常復(fù)雜，供電設(shè)備在運(yùn)行的過程中，在眾多因素的影響下，導(dǎo)致供電設(shè)備出現(xiàn)短路、漏電、過載等眾多問題，影響井下作業(yè)安全和人員的生命安全。因此，應(yīng)該采取多種有效的電氣保護(hù)措施，避免井下作業(yè)的過程中出現(xiàn)觸電事故、電火災(zāi)以及其他電氣事故。

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