吕建祥
新疆天电矿业有限公司宽沟煤矿 830027
摘要：为确保煤矿井下电力系统稳定运行，其煤矿井下在开采过程中应针对电气设备进行安全管理。根据我国煤矿安全开采规程中明确规定应设置好接地保护措施，不断促进井下作业环境安全、施工安全、人员安全等，避免发生触电、爆炸等危险事故。根据分析表明应根据煤矿井下电气设备开始进行接地保护设置，其接地保护设计的合理性与规范性，是衡量煤矿井下电气设备质量标准的主要参数。因此，应加强对接地保护设置的全过程管理与接地设备的重视。基于此，本文主要分析在煤矿井下电气设备中设置接地保护的问题，并提出有效的解决措施，以此达成接地保护在煤矿井下电气设备中的合理应用，以供参考。
关键词：接地保护；煤矿；井下电气；设备；应用
引言：煤炭是我国重要的能源资源，其在煤矿开采过程中，安全体系的建立与实践关乎于煤炭企业的可持续性发展以及煤矿生产环境的安全性。因此，为确保煤矿井下电气设备安全问题，为避免电气设备发生电火花、煤尘爆炸等安全问题，应进行电气设备保护工作。其保护接地是将平时不带电的电器设备的金属外壳通过接地体与大地紧密连接。主要目的是保护煤矿开采工作人员的人身和电气设备的安全，减少电气事故发生，控制人员和财产不受损失。
1、电气设备在进行接地保护设置时遇到的问题内容
1.1井下接地网总电阻管理问题
在煤矿开采工程中，由于煤矿井下管理混乱且存在不规范操作内容，从而导致井下接地地网总电阻的定期测定无法顺利进行。在进行接地保护设置时，为确保接地网的安全与质量首先应针对接地网总电阻开展测试工作。其次应针对测试内容进行记录与管理，以此确保煤矿井下开采接地网工作可以按照记录依据顺利进行后续工作。
1.2煤矿接地保护设备设置不规范
在进行接地保护设置时，由于设置不规范从而导致主接地极没有按照要求在规定地方进行埋设，并且接地极的材料与外形若发生不符或者接地母线在连接处没有进行焊接，这些情况会导致后续容易引发质量问题。同时，导致煤矿接地保护设备设置不规范的主要原因是因为，操作人员综合业务能力不高，在进行设置时没有扎实的业务基础，并且缺乏一定的实践经验，在进行技术防范措施时不够重视，因此在设置时会产生一定的质量问题。
与此同时，煤矿在进行开采工程时电气设备的安装与使用工作也至关重要。其操作人员需要注意，在设置接地保护时应按照接地极与接地线位置进行合理埋设，应重点考虑接地极存在的位置，应避免接地极位于潮湿位置。并且在选择接地线材料时，应进行合理选择与控制，应满足于接地保护装置的各项需求，如符合局部接地对截面积和导电性的要求。总之，煤矿的安全问题与电气设备安装、使用、埋设等阶段都息息先关，因此在接地保护设置时应针对接地极进行全面的检查与管理，避免后续发生安全隐患问题[1]。
2、接地保护在煤矿井下电气设备中的应用意义
首先，接地保护的作用是利用导体将煤矿井下电气设备中存在的绝缘体或者不正常的带电装置如变压器、测量仪表外壳、配电装置构件、电缆接线等内容埋设在地下中并与接地极进行连接，其主要是为了防止在进行煤矿开采工作时施工人员人身触电的主要安全措施。
其次，在进行煤矿井下电气设备接地保护时应注意，由于接地保护是低压接地的一种，主要用于煤矿电气系统。因此，应按照我国的《煤矿用电安全规程》明确规定进行设置，其中性点直接接地的变压器及发电机不允许直接向井下供电。煤矿井下电网690kV的中性点不允许直接设置接地保护，在原来主要用消弧线圈方式接地中，目前主要采用经电阻接地方式。因此，为可以检测配电系统各回路的漏电电流，实现系统运行异常告警及选择性漏电保护功能，可监视记录单相接地故障时接地电流大小、接地时间及接地次数。也就是说，当设置中性点接地之后，发生非金属性接地时，受接地点电阻影响，流过接地点的中性点的电流比金属性接地有显著的降低，同时，健全相电压也显著的降低，零序电压约为单相金属性接地的一半。
最后，在煤矿井下电气设备中由于设置了接地保护，在产生漏电电流后是直接将经接地装置入地，在设备外壳与大地接触不良后产生电火花时由于接地保护起到了相关措施可减少电流作用，也就直接减小了电火花的产生，避免引发瓦斯与煤尘爆炸的可能性。
3、接地保护在煤矿井下电气设备中的应用内容
3.1合理选择接地材料
在进行接地保护设置时，应合理选择接地材料，其接地材料对于后续接地措施有着至关重要的作用。因此，操作人员必须加强对接地材料的重视。通常在选择接地材料时是根据接地线所处作用于位置进行选择的，一般来说可选择在截面面积30mm2左右的铜线作为主接地引线，并且应确保接地线材料为镀锌铁线。一般传统的热镀锌扁钢很难降低接地网的接地电阻，满足不了跨步电压及接触电势的要求。同时也可采用新型材料及仿形设计、极大的延长接地材料的使用寿命。
3.2规范接地保护设置流程
在进行接地保护设置时应采用焊接与螺栓连接的方式控制接地线与接地极的连接内容。因此为了确保接地保护设置流程的规范性，应针对焊接进行加固，在进行加固时应确保焊接后的接地线与接地极之间形成稳定性并确保焊接的有效性。在进行螺栓连接时，应针对螺栓直径进行控制，一般螺栓的直径应在15mm左右以此更好地发挥连接效果。并且也可确保电气设计的局部内容获得强化，在进行煤矿井下开采时也会起到充分的保护作用[2]。
3.3建立完善的井下总接地网
在煤矿井下开采中，其电气设备在进行使用与安装时应确保外壳结构、内部结构、电缆结构与专用接地结构不存在带电内容。其普通电缆的接电线或是防漏电屏蔽金属层与预埋各类接地极应形成总接地网络，并且在井底水仓中应设置主接地极与电气设备，以此不断完善井下总接地网，发挥其接地保护效用。
3.4加强对接地保护的检查
在进行接地保护设置时，其操作人员应加强对接地保护设置的检查。首先应检查电气设备与保护接地所有表面内容，若在检查过程中发现问题应及时采取有效措施进行解决，并为后续维修进行记录。其次，在安装井下新的电气设备后，应针对安装接地保护的可靠性能进行检查与测试。操作人员需要注意在安装新电气设备后不可以利用上一次使用的保护内容进行代替。对于已经安装后的电气设备应防止接地保护脱离的情况发生。最后，由于接地极一般设置在靠近水仓的地域中，因此应定期检查接地极的腐蚀情况，避免接地极出现严重腐蚀或解除不良等情况。若发现腐蚀情况应及时更换并冲洗机检查接地电阻值[3]。
3.5一次接线以及继电保护设计
在进行电气设备设计接地保护时，首先应进行一次接线以及继电保护设计。继电保护为实现切除流向故障点的电流，不仅需要依靠继电保护配置还需要其他相关设备的配合才能有效起到保护作用。
其煤矿电气设备保护接地的原理是漏电、单相短路、单相短路电流、单相短路保护元件作、迅速切断电源，以此实施的接地保护。在电源端中可设置直接接地，其电气装置在外露部分可导致电流部分直接形成接地模式，并且在此接地点中可在电气上独立进行电源端的接地点。其接地保护主要可用于中性点不接地或者是不直接接地的电网中，以此达到保护接地效用。在继电保护设计中应以泵站高压配电设备控制为主，应采用电源DC220V,设置配套的DC220V 80Ah直流电源装置供电。并且应按照主要机电设备的继电保护管理进行规范化配置，主要应对各个保护装置安装配套的微机综合保护装置。其次，在一次接线主要配置中应以35v电压及一下配置为准，在油浸式变压器中应配置差动保护(主保护)、高低压侧过电流保护(后备保护)、过负荷和单相接地、重瓦斯保护、轻瓦斯保护，并且应对每台变压器设置都设置一台主变保护屏。从而有效控制，电流速断、过电流、温度、单相接地等，并且在主电气机组中应对电流、过负荷、过电流、低电压、单相接地、温度、失磁及失步进行针对性的保护。一般有三种方式进行如TN-S系统、TN-C-S系统、TN-C系统。其TN-S系统可用于防范爆炸、火灾等危险性较大的或安全要求较高的场所中，例如独立附设变电站的车间或科研院所等，在外露导电部分与保护导体中可实现零电位保护系统。其TN-C-S系统可适用于厂内所有的总变电站，或厂内低压配电产、楼房等。其TN-C系统在爆炸、火灾等危险性不大的场所，或用电气设备较少，一般利用电线路简单安全条件的场所下可进行使用[4]。
特别注意的是，在移动电气设备中或电压等级为36v、安全电压127v（照明灯、红灯、按钮1140V、660V）或橡套电缆的接线盒等这一系列的电气设备中，需要将电缆的接地线芯线与接地网络互相连接，以此达到接地保护效用，同时不应另外设置局部接地极[5]。
3.6在设置接地极时应注意的工作施工内容
在设置接地极时操作人员应注意以下内容。首先，在设置水仓的主接地极与分区主接地极时，应对接地极钢板面积与厚度进行把控。一般情况下面积应不小于0.8平方米，厚度应不小于5毫米[6]。同时，在煤矿水质过于恶劣的情况下，在设置接地极时应考虑到腐蚀情况，应针对接地极钢板进行防腐蚀涂料处理。其次，在井下中性点设置接地极时，应对照明与信号电网中的保护装置进行捡漏试验，以此确保所使用的的接地极符合所需内容。其操作人员应认真开展接地网导通测试工作，接地装置导通测试工作是应每年进行，以此维护电力设备、电力系统安全稳定运行、保障电气设备和运行人员生命安全[7]。
3.7加强对井下操作人员的安全意识
煤矿企业应不断加强对煤矿操作人员的安全培训工作，应严格培训煤矿从业人员的法律意识、安全意识、责任意识，营造良好的煤矿井下开采安全环境。应不断提高煤矿操作人员的自身素质，要求煤矿操作人员在各项工作中以标准化、规范化、安全化的制度开展工作，在不断提高操作人员的安全意识后，促使煤矿井下开采工作不断规范化、安全化、制度化地进行，确保井下开采工作的安全井下，为保证接地设置发挥实际效用[8]。
结束语：综上所述，应合理设置接地保护措施，并加以全面防护，为提高煤炭开采环境基础设备的应用，提高煤炭企业经济效益，应以接地保护安全内容为基础，从而建立健全煤矿电气设备安全体系，有效提高煤矿开采工作的效能与电气设备的安全执行能力。
参考文献：
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