關(guān)于煤礦供電設(shè)備電氣保護(hù)技術(shù)的思考

李笑

引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，煤炭資源消耗量也逐年增加，這就對(duì)煤礦資源的開(kāi)采增加了壓力。在煤礦開(kāi)采過(guò)程中需要用到很多電氣設(shè)備，而這些設(shè)備的性能直接決定了煤礦開(kāi)采作業(yè)是否安全。煤礦企業(yè)必須充分重視煤礦開(kāi)采的安全措施，避免電氣設(shè)備發(fā)生故障，積極優(yōu)化電器的保護(hù)，做到安全作業(yè)的要求。

1 煤礦供電設(shè)備中電氣保護(hù)的特點(diǎn)

由于煤礦井下的特殊工作環(huán)境，一旦發(fā)生意外很可能造成嚴(yán)重的安全事故，因此與其他行業(yè)供電系統(tǒng)相比，煤礦具有更高的供電系統(tǒng)安全性能要求。為向井下提供新鮮風(fēng)流，供電系統(tǒng)必須采用雙回路電源，不間斷工作。由于井下粉塵濃度高、濕度大，很容易對(duì)電氣設(shè)備造成損壞，因此除了保證井下工作人員的人身安全，還應(yīng)考慮電氣設(shè)備的安全。煤礦使用的電氣設(shè)備一般分為礦用防爆電氣設(shè)備和一般型電氣設(shè)備兩大類。一般型電氣設(shè)備因防護(hù)能力不足，通常運(yùn)用在地面供電系統(tǒng)；礦用防爆型電氣設(shè)備具有較強(qiáng)的安全防護(hù)能力，可對(duì)電氣設(shè)備引發(fā)瓦斯或粉塵爆炸進(jìn)行有效預(yù)防，多應(yīng)用于掘進(jìn)工作面、采煤工作面等瓦斯或粉塵濃度較高的區(qū)域。

2 煤礦供電設(shè)備中存在的問(wèn)題

2.1 電源設(shè)計(jì)不合理

許多煤礦企業(yè)不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，而忽略電源的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致電源在使用中存在安全漏洞，容易釀成安全事故。隨著電力設(shè)備的不斷增多，煤礦生產(chǎn)過(guò)程耗費(fèi)的電能也隨之增多，用電壓力的增大需要安全的用電環(huán)境才能保證其正常運(yùn)行，電源設(shè)計(jì)不合理會(huì)使供電安全無(wú)法得到有效保障。雙回路式線路是礦井下使用最多的電源，可確保煤礦用電安全，但很多企業(yè)受利益的驅(qū)使未按要求安裝雙回路式線路電源，為煤礦安全生產(chǎn)埋下了巨大隱患，威脅著井下員工的生命安全。

2.2 受到外部環(huán)境的影響

因礦井生產(chǎn)環(huán)境較惡劣，電氣設(shè)備時(shí)常需面對(duì)陰暗潮濕、高溫高腐蝕性氣體，這樣會(huì)大幅縮短電氣設(shè)備的正常使用壽命，使電氣設(shè)備故障率增大。當(dāng)前礦井電氣設(shè)備保護(hù)工作還存在很多問(wèn)題，如保護(hù)系統(tǒng)不完善，靈敏度差等。這樣不僅會(huì)影響礦井電能的正常供應(yīng)，而且還能導(dǎo)致電氣設(shè)備浪費(fèi)大量電能；同時(shí)礦井電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，發(fā)出的各種火花還易引發(fā)礦井瓦斯爆炸事故。因此，做好礦井電氣設(shè)備的保護(hù)工作十分重要。

2.3 電氣設(shè)備超負(fù)荷工作

很多煤礦企業(yè)都追求經(jīng)濟(jì)至上，將企業(yè)經(jīng)營(yíng)重點(diǎn)全部放在利益最大化，在配備電氣化設(shè)備及相關(guān)系統(tǒng)時(shí)希望一次投入終身使用，在這種錯(cuò)誤思想的引導(dǎo)下，很多企業(yè)都忽略了對(duì)電氣設(shè)備的后期維護(hù)，沒(méi)有將長(zhǎng)遠(yuǎn)利益考慮其中。在很多煤礦企業(yè)中都存在設(shè)備長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，此外，設(shè)備所處的運(yùn)行環(huán)境都極為惡劣，這就使得設(shè)備出現(xiàn)故障的概率更高，如果發(fā)生安全事故往往會(huì)造成非常嚴(yán)重的后果。

2.4 線路問(wèn)題

煤礦電氣設(shè)備的運(yùn)行安全受到線路影響，線路問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致安全事故發(fā)生，這一問(wèn)題在生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)中都會(huì)存在，所以重視線路問(wèn)題對(duì)電氣設(shè)備安全意義重大。電氣設(shè)備線路之間有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，如果線路問(wèn)題發(fā)生，生產(chǎn)、安全、通信等很多方面都會(huì)因此癱瘓，礦井無(wú)法繼續(xù)維持生產(chǎn)，安全事故發(fā)生概率增加，所以對(duì)于煤礦生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，要重視電氣設(shè)備線路問(wèn)題的維護(hù)，保證設(shè)備安全運(yùn)行。

3 煤礦供電設(shè)備電氣保護(hù)技術(shù)分析

3.1 煤礦高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)備電氣保護(hù)技術(shù)

高壓開(kāi)關(guān)柜是煤礦井下中央變電所及地面變電常用的供電設(shè)備，一般采用繼電保護(hù)裝置進(jìn)行電氣保護(hù)。繼電保護(hù)裝置需要根據(jù)相關(guān)規(guī)定安裝在繼電器室內(nèi)或獨(dú)立組成保護(hù)裝置屏，為高壓開(kāi)關(guān)柜的正常運(yùn)行提供有效保障。傳統(tǒng)電磁感應(yīng)式的繼電保護(hù)裝置已無(wú)法滿足煤礦生產(chǎn)需求，并逐漸被微處理機(jī)保護(hù)器所取代，微處理機(jī)保護(hù)器因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能完善的特點(diǎn)，極大地提高井下生產(chǎn)安全性，促進(jìn)了電力設(shè)備與自動(dòng)化保護(hù)裝置監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，安全高效的滿足了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)需求，減少因煤礦高壓安全柜引發(fā)的電氣事故。

3.2 煤礦低壓供電設(shè)備電氣保護(hù)技術(shù)

煤礦低壓供電設(shè)備中的電氣保護(hù)裝置主要以插件的形式安裝在開(kāi)關(guān)設(shè)備內(nèi)部，當(dāng)供電設(shè)備的開(kāi)關(guān)發(fā)生漏電現(xiàn)象時(shí)，電氣保護(hù)裝置會(huì)自動(dòng)啟用智能開(kāi)關(guān)。該種電氣保護(hù)技術(shù)可與主回路中的保護(hù)裝置相配合，共同完成對(duì)煤礦供電設(shè)備的保護(hù)作用?，F(xiàn)代低壓供電設(shè)備電氣保護(hù)裝置發(fā)展迅速，運(yùn)用了集中控制模式和零序電壓法。集中控制模式提高了判斷的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)了分散性漏電保護(hù)，而零序電壓法則可以隨時(shí)對(duì)供電設(shè)備的可疑數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析，自動(dòng)修復(fù)供電設(shè)備的電壓與電容故障，在一度程度上提高了供電設(shè)備異常的測(cè)量精度。煤礦低壓供電設(shè)備的電氣保護(hù)技術(shù)有效保證了供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，為煤礦安全生產(chǎn)提供了保障。

3.3 煤礦供電設(shè)備接地保護(hù)技術(shù)

在通常情況下，電氣設(shè)備的金屬外殼不帶電，一旦設(shè)備絕緣裝置出現(xiàn)損壞，就有可能引起觸電、漏電的危險(xiǎn)。目前，中國(guó)已經(jīng)出臺(tái)了相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)定觸電的安全極限，要求交流電值是30mA。在接通接地保護(hù)裝置時(shí)，要注意經(jīng)過(guò)人身體的電流在極限電流的范圍之內(nèi)。在進(jìn)行接地裝置的保護(hù)中最為重要的是將接地的電阻降低到規(guī)定范圍之內(nèi)，從而保證電流的安全性，降低接觸電流的危險(xiǎn)性。

3.4 煤礦供電設(shè)備漏電保護(hù)技術(shù)

如果電網(wǎng)絕緣電阻的數(shù)值低于規(guī)定的極限數(shù)值時(shí)，一旦觸及就有可能發(fā)生危險(xiǎn)，不僅會(huì)破壞設(shè)備引發(fā)短路事故，更嚴(yán)重的是發(fā)生漏電危險(xiǎn)，威脅人們的生命安全。在井下供電系統(tǒng)中，通常需安裝漏電保護(hù)裝置，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行漏電保護(hù)和絕緣監(jiān)視，并根據(jù)保護(hù)功能可將其劃分為有選擇性的漏電保護(hù)和無(wú)選擇性漏電保護(hù)兩大類。

有選擇漏電保護(hù)一般選擇了零序保護(hù)電流工作原理，其一般是在零序電流互感器的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。當(dāng)發(fā)生漏電安全事故時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一次側(cè)三相電流對(duì)稱，此時(shí)電流相加到一起是0A，而二次側(cè)不存在電流輸出現(xiàn)象，在發(fā)生電流事故時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)一次側(cè)三相電流對(duì)稱，這時(shí)電流相加不等于0A。二次側(cè)也有電流輸出，且要求分路開(kāi)關(guān)與裝置相互配合運(yùn)用，其能有效縮小用電范圍，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)容易查找故障的位置和誘發(fā)因素，因此在煤礦電氣設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。無(wú)選擇性漏電保護(hù)選擇了附加的直流電源保護(hù)原理，一般需把直流電路附加到對(duì)地絕緣電阻的檢測(cè)回路中，其能實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的有效監(jiān)視，且還能對(duì)電流變化情況直觀呈現(xiàn)，以達(dá)到監(jiān)測(cè)絕緣電阻的效果。實(shí)際上，裝置需與低壓自動(dòng)饋電總開(kāi)關(guān)一起使用。它的不足之處在于停電范圍大、不容易判斷漏電的原因和故障，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、工作可靠，雖然沒(méi)有大規(guī)模使用，但還是有一定的應(yīng)用范圍。

4 結(jié)語(yǔ)

煤礦的安全生產(chǎn)對(duì)煤炭開(kāi)采企業(yè)的發(fā)展具有舉足輕重的作用，供電設(shè)備的使用雖然提高了生產(chǎn)效率，但也為煤炭開(kāi)采作業(yè)帶來(lái)了一定隱患，因此，煤礦企業(yè)應(yīng)不斷改進(jìn)煤礦供電設(shè)備電氣保護(hù)技術(shù)。煤礦技術(shù)人員應(yīng)熟練掌握煤礦供電設(shè)備中電氣保護(hù)的要求，不斷優(yōu)化高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)備電氣保護(hù)技術(shù)、低壓供電設(shè)備電氣保護(hù)技術(shù)、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)電氣保護(hù)技術(shù)，降低供電設(shè)備安全事故出現(xiàn)的概率。