孙玉栋
国电建投内蒙古能源有限公司察哈素煤矿 内蒙古 鄂尔多斯市 017010
摘要：在社会经济发展中，煤矿产业占据非常重要的位置，煤矿井下低压供电系统及保护策略，对机械设备的安全运行发挥了重要作用。而煤矿井下低压供电机械设备不仅仅能够确保井下电网的安全合理，同时还可以使得煤矿井下电网的布置更加经济，确保煤矿井下开采活动的正常进行。因此就煤矿井下低压供电系统进行了相应的研究，并且讨论了煤矿井下低压供电系统的保护措施。
关键词：井下作业；供电系统；供电保护；煤矿供电
引言
煤矿企业在开展井下工作中，供配电稳定性是进行安全作业的基本前提。从目前的现状来看，很多矿井都配置了两条电源回路，尽可能保证，如果其中一条线路出现故障，另一线路能应急使用，并且这一条线路能对全部供电负荷进行负担。因此电力部门和矿方都要签订矿井供电协议，以此来确保井下用电的稳定。
1煤矿井下低压供电系统的特征
低压供电系统是由总配电室内的低压配电柜、低压输送电缆、用户进线总配电柜、分配电箱和机械设备等组成的，低压配电线路的主要作用就在于向低压机械设备进行电能的输送以及分配，因而对于低压供电系统而言，机械设备往往具有接头多、规格型号多、敷设方式多以及线路较长的特征，而且各个分配电箱内的控制开关的操作次数也非常的多。同时在矿井下，机械设备也具有多样性，比如说照明设备、输送设备以及钻进设备等，这些机械设备的用电特性往往也是不一样的，因而就使得煤矿井下低压供电系统容易受到多方面因素的影响，而且其系统结构往往也较为复杂。
2煤矿井下低压供电系统存在的问题
煤矿井下低压供电系统在工作过程中经常会出现漏电、过电流等现象，从而诱发人身触电、火灾等重大事故，危及着井下工作人员的生命安全。首先，漏电是指当导线或电气设备的绝缘层发生破坏，导致电源和大地形成回路，并且出现电流流过的现象。煤矿井下开采过程中常见的漏电故障包括分散性漏电和集中性漏电两类。其次，过电流通常是指流过电缆和电气设备的电流超过额定值，最常见的是过负荷、短路和断相三种现象。上述问题不仅会影响煤矿井下低压供电系统的正常运行，而且还会危及相关人员的安全，因此需要对其给予高度的重视。
3煤矿井下低压供电系统优化措施
3.1规范煤矿井下低压机械设备的实际安装
许多煤矿企业在进行煤矿生产的过程中，为了减少投资，使得自身的经济利益得到更好地保证，往往在进行井下低压供电机械设备安装的过程中，并没有进行合理地规划，并且没有对于井下低压供电机械设备地进行设计，同时在进行机械设备安装的时候，也没有严格按照相关规范来进行安装。从而使得煤矿井下低压供电系统不能够充分地发挥其作用，并且还存在着一定的安全隐患。因而，要想更好地保证煤矿井下供电系统的质量，在对机械设备进行安装的时候，必须要严格地按照设计方案和规范来进行安装。而且在整个安装过程中，都应该有效地进行监督，以确保井下低压供电系统的每一条线路和每一个设备的安装质量都是合格的，这样才能够确保煤矿井下低压供电机械设备的正常运行，为煤矿开采活动的顺利进行提供必要的保障。
3.2重视煤矿井下低压馈电开关的保护技术
首先，分散式漏电保护。
在整个电路中，电缆分布电容利用本身性质，允许交流电通过而隔离直流电，实际中的电缆分布电容的电容容量相当大，对交流电而言等同于通路。整个电路在进行工作时，随着电路中相应电阻阻值不断变小，通过继电器的电流就会越来越大，当电阻阻值小到一定程度，流经继电器的电流就会达到临界值，通过电磁原理使继电器开始工作，相关工作电路中的脱扣线圈分离，开关就会跳闸，从而完成整个漏电保护动作。其优势在于动作保护范围全面，但是也存在动作时间较长的缺陷。其次，零序电流漏电保护。
要完成漏电保护动作，就要通过打破电网三项电压之中三项负载的对称性，以使电流在零序中不再为零，才能达到漏电保护的目的。相比于分散式漏电保护技术来说，零序电流漏电保护的横向选择性更强，但是在实际应用中，如果漏电事故发生在电网之中，零序电流漏电保护就会导致整个电网停电，因此会影响正常生产，加之矿井中地形复杂，突然断电还有可能引发其他的事故。 另外，如果三相同时出现漏电情况，零序电流漏电保护就无法正常检测和完成保护动作，也就失去了漏电保护的功能。因此在实际的煤矿井中，大多采用零序电流漏电保护和其他漏电保护技术结合使用，比如常见的智能型馈电开关，就是使用零序电流漏电保护，同时附加直流检测保护，由此使得整个电压馈电开关具有选择性的漏电保护，从而达到全面漏电保护的目的。
3.3合理选择电缆设备
一般来说，井下供电都使用10kV线路下井供电，稳定供电一般都设置井下变电站和地面变电站，防止其中之一出现故障，另一变电站能够及时地为井下供电。电缆是我们重要关注的问题，往往很多故障发生都是因为电缆出现了问题。电缆是否安全不仅要从负载能力考虑，因为煤矿井下供电环境与一般日常用电不同，不能盲目选择电缆，滤芯电缆一定不能用在我们井下供电。我们选择的电缆必须是专用的，标有煤矿专用标志，因为井下环境的原因，阻燃性就非常的重要，否则就可能出现危险。一般来说，煤矿井下的各项电气设备大多使用铜材料，所以我们选用的电缆也要统一使用铜芯。铝芯电缆会使得电气设备失去防爆功能，并且铝线膨胀系数大，容易导致接头发生松动，不仅增加电阻，还会出现电缆接头处漏电、放炮、断路等情况。建议使用MVV22—8.7/10，3×95mm?型矿用聚乙烯绝缘钢丝铠装聚氯乙烯护套阻燃电力电缆。
3.4采用分离形式的机械设备供电网络
煤矿井下低压供电系统进行建设时，不能将电路都投入到同一电路之中，必须要依据矿井开采工作的实际需求灵活地分离供电线路。如在矿井下，使用通风机械，针对局部通风机械，就可使用专用的变压器，并且将其和备用电源分开，使得二者在不同的母线上面，这样就能够确保通风机械始终正常工作，同时，还必须要对于备用电源的容量及开关整定严格地进行检查，确保其能够满足局部通风机械的运行需求。
3.5供电系统保护接地
在对于煤矿井下低压供电系统进行建设的时候，为了确保其能够安全运行，还必须要重视电气设备的接地保护，在建设过程中必须要做好接地系统和电气设备的电气连接，以确保故障机械设备的漏电流通，使得漏电电流始终保持在相对安全的范围之内。保护接地对于井下低压供电系统的安全运行有着非常重要的影响，必须要依据供电系统的实际情况对其进行安装，从而避免在煤矿生产的过程中出现安全事故。
3.6加强煤矿供电系统继电保护的日常维护
煤矿的供电系统继电保护在定期检查的前提下还需要对继电保护做好日常管理，有效提高煤矿供电的安全性，加强井下继电保护管理工作，责任到人，定期开展专业技术人员的继电保护工作；做好继电保护的维护工作，定期进行全面的检修，在设备的安装和移动前做好继电保护的交接工作。
结语
由于煤矿井下低压供电系统长时间都处在一个较为复杂的环境中，在对其进行建设的过程中，必须要依据矿井下的实际情况来对相应的设备进行选择，选择最为合适的设备以确保供电系统能够正常运行，同时采取必要的机械设备保护措施有效地对于系统进行保护，避免低压供电系统受到外界因素的影响而出现故障，使煤矿开采工作顺利有效运行。
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