煤礦電氣設(shè)備常見(jiàn)故障及解決措施

魯海燕

（大同煤礦集團(tuán)白洞礦業(yè)公司， 山西 大同 037003）

引言

礦用電氣設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行是煤礦安全高效生產(chǎn)的重要保障，電氣設(shè)備的投入使用大大提高了煤礦自動(dòng)化水平，電氣設(shè)備主要通過(guò)內(nèi)部控制電路進(jìn)行送、放電功能，控制電路具有短路、過(guò)流、過(guò)壓、聯(lián)鎖等保護(hù)功能；但是在實(shí)際煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，受設(shè)備安裝環(huán)境、設(shè)備安裝質(zhì)量、供電網(wǎng)路穩(wěn)定性等影響，電氣設(shè)備內(nèi)控制電路經(jīng)常出現(xiàn)故障，不僅加大了電氣設(shè)備檢修難度，增加了設(shè)備維修費(fèi)用，而且很容易發(fā)生煤礦重大機(jī)電事故。根據(jù)白洞礦電氣隊(duì)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，2017年—2018 年6 月份之間，井下隔爆開(kāi)關(guān)、移動(dòng)變壓器等電氣設(shè)備共計(jì)損壞14 臺(tái)，電氣設(shè)備故障率占27%，造成經(jīng)濟(jì)損失達(dá)52.9 萬(wàn)元，嚴(yán)重威脅著煤礦安全穩(wěn)定生產(chǎn)。

1 電氣設(shè)備控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及優(yōu)點(diǎn)

煤礦電氣設(shè)備電氣控制系統(tǒng)主要由系統(tǒng)指令、判斷分析和系統(tǒng)執(zhí)行三部分組成。設(shè)備電氣系統(tǒng)功能與控制系統(tǒng)是一致的。電氣系統(tǒng)具有占用面積小、搬運(yùn)設(shè)備方便、設(shè)備防爆性強(qiáng)、對(duì)復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、外殼堅(jiān)固不易損壞的優(yōu)點(diǎn)。按照電氣系統(tǒng)的運(yùn)行方式可以將電路系統(tǒng)分為主電路和控制電路?？刂齐娐吠ǔＳ芍麟娫?、保護(hù)裝置、控制回路、按鈕、指令執(zhí)行、各類數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)設(shè)備、下游電路指令及有序電路組成。

隨著我國(guó)現(xiàn)代化礦井的不斷建成，根據(jù)使用方式的不同以及各供電系統(tǒng)間基礎(chǔ)和定義不同，電氣設(shè)備的供電系統(tǒng)具有不同的控制系統(tǒng)，可以通過(guò)電氣系統(tǒng)的集成控制來(lái)改變供電系統(tǒng)的交叉過(guò)程。

2 電氣設(shè)備常見(jiàn)故障及原因分析

2.1 短路故障

當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生短路故障后，線纜內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)大的電流。短路電流一旦超過(guò)了設(shè)備的額定電流，就會(huì)造成供電系統(tǒng)設(shè)備損壞，而且供電系統(tǒng)發(fā)生短路故障后，各類保護(hù)監(jiān)測(cè)設(shè)備會(huì)自動(dòng)跳閘斷電，將會(huì)引起整個(gè)供電系統(tǒng)癱瘓。

1）由于井下供電設(shè)備工作時(shí)間長(zhǎng)且工作環(huán)境差，很容易造成線纜由于老化造成線纜的絕緣層受到破壞，線纜內(nèi)的三相電纜發(fā)生接觸而發(fā)生短路故障。

2）供電設(shè)備在使用過(guò)程中很容易造成線纜擠壓，維修人員如沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，線纜內(nèi)的三相電纜發(fā)生接觸而發(fā)生短路故障[1-2]。

3）線纜在接入時(shí)，由于工作人員未按照接線的工藝進(jìn)行安裝，線纜內(nèi)的三相電纜發(fā)生接觸而發(fā)生短路故障。

2.2 斷路故障

1）自然故障。當(dāng)供電系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，系統(tǒng)將出現(xiàn)線纜老化、絕緣層損壞、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、螺栓松動(dòng)、絕緣性下降、線纜擠壓等情況，將會(huì)造成整個(gè)供電系統(tǒng)癱瘓。

2）人為故障。檢修人員在日常的維護(hù)及線纜的安裝時(shí)，沒(méi)有按照規(guī)程要求的工序進(jìn)行安裝，造成供電線纜達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，電纜在供電后會(huì)出現(xiàn)開(kāi)路故障。檢修人員在日常維護(hù)中未能對(duì)出現(xiàn)的故障及時(shí)處理，也會(huì)造成供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障[3-4]。

2.3 線路連接故障

只有電路的正確安裝才能保證供電系統(tǒng)正常。當(dāng)電路在接線中出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)將會(huì)導(dǎo)致供電系統(tǒng)無(wú)法供電。電氣設(shè)備搬運(yùn)過(guò)程中受到碰撞也會(huì)導(dǎo)致供電設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行。因此，為了確保供電設(shè)備正常運(yùn)行，檢修及施工人員在對(duì)供電設(shè)備安裝過(guò)程中，要嚴(yán)格按照規(guī)程要求的工序進(jìn)行，安裝完畢后參照施工圖紙進(jìn)行驗(yàn)收，確保各部位的安裝準(zhǔn)確。

2.4 電路參數(shù)不正確

設(shè)備在安裝完畢后，施工人員要對(duì)設(shè)備內(nèi)的保護(hù)參數(shù)進(jìn)行整定。如供電設(shè)備內(nèi)的保護(hù)參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤，將會(huì)造成設(shè)備無(wú)法正常工作。

3 降低電氣設(shè)備故障率的技術(shù)措施

3.1 安裝低壓電網(wǎng)防爆裝置

為了確保井下發(fā)生爆炸事故后能夠及時(shí)切斷電源，供電系統(tǒng)要保證一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的運(yùn)行方式，同時(shí)為了井下發(fā)生電路故障后不會(huì)發(fā)生爆炸，當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障后，設(shè)備的保護(hù)裝置要以最快的速度切斷電源，確保整個(gè)供電系統(tǒng)的設(shè)備不受到傷害。該裝置包括快速斷電開(kāi)關(guān)和移動(dòng)變電站。當(dāng)井下發(fā)生火災(zāi)后，操作人員可以及時(shí)切斷電源，確保工作人員的安全，防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大。

3.2 提高設(shè)備漏電保護(hù)

為了減少漏電事故的發(fā)生，需在各類開(kāi)關(guān)上安裝漏電保護(hù)，漏電保護(hù)能夠確保供電系統(tǒng)發(fā)生漏電后及時(shí)監(jiān)測(cè)并切斷上級(jí)電源。加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備的檢修力度。檢修人員在日常的檢修過(guò)程中發(fā)現(xiàn)故障隱患時(shí)及時(shí)處理，對(duì)電氣設(shè)備老化的部件及線纜及時(shí)進(jìn)行更換。

3.3 完善系統(tǒng)智能化

隨著礦井智能化水平的不斷提高，需建立礦井智能化監(jiān)測(cè)設(shè)備的投入。智能化保護(hù)設(shè)備能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)供電系統(tǒng)故障并報(bào)警，確保供電系統(tǒng)正常運(yùn)行。智能化監(jiān)測(cè)設(shè)備內(nèi)裝有先進(jìn)的保護(hù)裝置，能夠?qū)€路的過(guò)壓、漏電、短路、過(guò)載等故障及時(shí)發(fā)現(xiàn)，給檢修人員處理故障提供參考數(shù)據(jù)，縮短了事故的處理時(shí)間。

3.4 加強(qiáng)設(shè)備檢修力度

1）電氣設(shè)備管理部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的檢修力度，電氣設(shè)備在安裝前應(yīng)對(duì)設(shè)備內(nèi)部元件進(jìn)行檢查，保證設(shè)備零部件完好，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行充放電實(shí)驗(yàn)，確保設(shè)備具有隔爆、防爆性能。

2）電氣設(shè)備在安裝過(guò)程中必須由專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)安裝，對(duì)供電系統(tǒng)合理選擇合適參數(shù)的電氣設(shè)備，設(shè)備安裝后進(jìn)行供電實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行電流、電壓整定；設(shè)備在使用過(guò)程中應(yīng)定期對(duì)設(shè)備電氣系統(tǒng)、控制電路等嚴(yán)格進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行維修、更換。

4 實(shí)踐效果

白洞礦電氣隊(duì)對(duì)井下電氣設(shè)備采取預(yù)防措施后，2019 年電氣設(shè)備故障率降低至4%以下，大大降低了設(shè)備維修費(fèi)用，保證了煤礦安全生產(chǎn)，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、安全效益。