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煤矿电气设备与供电系统的保护体会

发表时间：2020/11/4 来源：《基层建设》2020年第21期作者：田利斌

[导读] 摘要：煤矿产业在我国经济发展过程中一直起着非常重要的作用，随着时间的推移，煤矿生产安全问题越来越受到人们的关注，其中涉及煤矿电气设备和供电系统的保护问题。

        陕西华电榆横煤电有限责任公司
        摘要：煤矿产业在我国经济发展过程中一直起着非常重要的作用，随着时间的推移，煤矿生产安全问题越来越受到人们的关注，其中涉及煤矿电气设备和供电系统的保护问题。本文首先概述了煤矿电气设备和供电系统，然后阐述了煤矿电气设备和供电系统保护的重要性，最后论述了煤矿电气设备和供电系统保护的具体措施和类型。煤矿正常生产过程中，煤矿供电设备及电气设备的应用对矿山安全生产具有重要意义，合理使用电气设备保护装置也是提高整个矿山安全生产效率的有效手段之一。
        关键词：煤矿；电气设备；供电系统
        由于我国目前大部分矿井井下环境比较复杂，井下回路应以双回路为主。供电系统要保证整体的安全和可靠性，不仅要在连续、满负荷和过载条件下进行供电，还要考虑员工的个人安全和设备安全。现阶段井下的电气设备包括矿用防爆电气设备和一般电气设备。其中，普通电气设备也可以提供保护功能，但本身没有防爆的能力。一般只用于井下变电站、井底停车场等。矿用隔爆型电气设备可以同时实现隔爆及保护功能，一般可以在矿山的入口胡同、通风胡同等地区内保证矿山的安全高效生产。
        一、矿井电气设备及供电保护的功能
        设备和电线之间容易出现短路，设备长期工作时，线路电流增加，线路温度升高，可能会发生火灾、瓦斯爆炸或煤尘爆炸事故。在某些情况下，如果线路接头不能正常接触，线路阻力会增加，导致温度上升的事故。为了有效降低事故发生概率，应合理选择符合生产要求的电气设备及其生产线，加强日常检查，最大限度地减少短路或超载。要在设备上安装保护装置，提高设备的整体可靠性和敏感性，有效防止矿井火灾的发生。
        井下含水量高，相对湿度一般达95%，在这种潮湿环境下工作，设备往往容易漏电。线路处于悬挂状态放置在坑道中时，电缆可能会更容易变形等情况。因此，为了井下设备的安全运行，必须在电路上安装相应的电气保护装置，如果发生电路漏电等情况，应及时监测和警告，实现保护功能。漏电保护主要由选择性和非选择性两个部分组成，主要特点如下：选择性漏电保护工作原理为零序电流保护原理，井下的电路大多属于三相电流，其中两相呈对称分布，电流属于零阶段，是无电流输出。线路出现故障时，不对称侧的电流不再处于零阶段，第二侧有电流的输出，可以在一定程度上减少漏电范围，电路检测更方便。非选择性漏电保护以额外的直流电源保护原理工作，通过外部电源实现相关功能，直流电流的变化通过绝缘电阻电路检测实现。这些保护装置通常与低压馈电开关结合，实现保护功能，整体操作简便，但短路后影响严重，给大规模停电后故障位置检测带来很大困难。
        过载通常意味着电气设备的实际工作电流大于额定，一般不能超过额定的1.5倍。另外，设备超载的原因大部分是工作时电压低、负荷大等引起的。设备超载时，可提高线路温度引起火灾。一般来说，过载时间与过载电流直接相关，过载程度越大，设备故障的可能性就越高。在这种情况下，可以安装继电保护装置来执行设备保护。设备和线路破裂时，可能会发生短路。这一段可以将瞬间电流增加到现有额定电流的数十倍，损坏设备和线路，引发火灾或气体爆炸。在这种情况下，应增加专用短路保护装置，保护时间短，动作快。
        二、供电系统保护装置
        在矿井的实际生产过程中，设备发生故障，不能正常工作时，继电保护装置起作用。设备故障时，继电保护装置可以发送开路信号，以防止严重的设备损坏。其中，断路器、接触器等多种设备可以作为矿井中常用的电气系统保护装置，保险丝在一般工作条件下可以起到保护作用，但如果电流突然增加，保护作用就会失败，接触器和继电器在矿井中的应用比较广泛。电气设备的保护装置通常由以下部分组成：
        （一）输入设备
        关于电气设备保护装置的操作，必须先在设备中输入相应的现场工作信号。这个工作过程通常使用光电隔离技术，可以有效地防止干扰信号对整个信息传输的影响。降低信号转换为更高的信号，使继电器能够合理地控制现场设备。

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        （二）测量及逻辑判断设备
        输入信号后，需要比较相关的物理参数，与标准值进行比较后，判断设备是否正常工作，提供是或非比较结果。这个信号对后续判断起着决定性的作用，通过这个判断可以决定是否需要激活保护设备。根据测量的数据对顺序和逻辑状态进行排序，然后检查保护设备的信号并发送相应的命令信号。
        （三）执行设备
        测量和判断结束后，为了达到保护目的，必须执行相应的命令。这项工作主要是及时完成对设备的现场保护，主要是跳闸等工作。设备跳闸时能及时发出故障信号，不能正常工作。
        三、煤矿电气设备与供电系统保护的具体措施和类型
        （一）加强电气设备和供电系统的保养维护力度
        电气设备和供电系统的正常运行受多种内部和外部因素的影响。如果处理过程中出现的小问题不能及时发现，随着时间的推移可能会发展成更大的故障。因此，煤矿企业应加强对电气设备及供电系统的维护和维护，定期检查电气设备及电力线路，实行管理责任制度，一旦发现电路损坏及设备故障，应在第一时间进行维修。
        （二）接地保护
        电气设备的绝缘层对防止内部电流充电起着非常重要的作用。电气设备绝缘层受损时，电气设备的绝缘层也会带电，严重损害煤矿开采人员的人身安全。因此，煤矿企业必须接地保护电气设备。电气设备外壳也能有效防止带电。否则，职员接触电器时，会严重威胁人的人身安全。接地保护对通过人体的电流有转换作用，可以最大限度地减少人体触电事故发生的概率。
        （三）失压保护
        保护装置可以在电流和电压出现异常时隔离电动机。电压恢复后，电气设备将自动启动，不仅会损坏电气设备，还会威胁煤矿工作人员的个人安全。煤矿供电系统的电气设备同时启动和运行，设备的过流会增加，可能会发生火灾事故。为此，煤矿企业技术人员恢复电压时，应使用接触装置启动电动机，充分发挥煤矿企业电压设备的电压损失保护功能。
        （四）合理利用先进技术实现自动化供电
        经济发展和科技进步给煤矿生产带来了很大的便利，煤矿企业电气设备和供电系统的安全性也有了很大的提高，自动供电系统在煤矿生产过程中的应用可以最大限度地提高电力的安全性。应用大量先进技术，可以将电力管理车辆向自动化方向发展，最大限度地减少人为因素造成的故障，有效减少煤矿企业员工的工作量，在确保电力设备和供电系统安全稳定的基础上提高煤矿生产效率。自动化电力对技术水平要求比较高，煤矿企业技术管理人员应充分掌握各种先进技术，加强对供电系统运行的管理和控制，最大限度地提高煤矿企业员工的生命安全。
        结束语：煤矿电气设备和供电系统在长期高负载运行中促进导体温度的上升，温度达到一定程度时容易发生安全事故。因此，煤矿企业必须加强对电气设备和供电系统保护的重视，引进技术水平高、性能好的电气设备，加强电气设备和电力线路的检查，定期检查和修理电气设备。电气设备的安全对整个矿山很重要，其中电气设备和供电系统的合理保护是整个电气设备保护的基础。各矿必须由专业人员负责这一部分的管理工作，确保各项工作严格按照操作程序执行。
        参考文献：
        [1]试论煤矿电气设备与供电系统的保护建议[J].贺凯.内燃机与配件.2018（15
        [2]矿井地面供电系统的分析与优化[J].唐广洲.当代化工研究.2020（08）
        [3]哈尔乌素露天煤矿联络路供电系统优化措施分析[J].范中华.能源科技.2020（04）