煤礦電氣設備與供電系統的保護探析范文

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摘要：頻繁發生的煤礦開采安全事故，觸目驚心的人身傷亡給煤礦安全生產敲響了警鐘。煤礦安全生產的眾多影響因素中，電氣設備與供電系統的安全是主要影響因素。介紹了煤礦電氣設備與供電系統，分析目前煤礦生產存在的安全問題，總結加強煤礦生產安全性的對策。

關鍵詞：煤礦生產；電氣設備；供電系統

0引言

煤炭在我國的能源結構中居于重要地位，隨著煤礦產業的發展，我國也越來越重視煤礦的安全生產，特別是煤礦電氣設備與供電系統的穩定運行，對于煤礦生產安全性有關鍵影響。管理人員應該從管理、維護、檢測等多個方面著手，對電氣設備與供電系統進行全方位監控，切實降低煤礦安全事故發生的概率，保障煤礦生產人員的人身安全。

1煤礦電氣設備與供電系統概述

與其他領域的供電系統相似，煤礦生產所用的供電系統同樣要求很高的安全性，供電系統出現問題將會導致嚴重的安全隱患，進而造成難以估量的損失。煤礦是一種相對特殊的產業，因此其供電系統也具備一定的特殊性，主要表現在：（1）煤礦生產對安全性的要求較高，因此供電系統必須24小時不間斷工作，并且要按照要求使用雙回路電源；（2）供電系統的安全性不僅影響煤礦生產人員的人身安全，還影響著供電設備運行穩定性，煤礦生產耗電量巨大，因此必須采取恰當的措施調整供電質量和供電時間，在確保煤礦安全生產的同時降低運行成本，提高煤礦的綜合效益。我國煤礦生產使用較為普遍的電氣設備有兩類，即一般的電氣設備和防爆電氣設備[1]。一般電氣設備具備一定的防護能力，主要用于確保電力系統運行正常，但是一旦發生如煤礦爆炸等重大安全事故時，此類電氣設備的防護作用得不到發揮，因此一般電氣設備往往應用在瓦斯濃度較低的礦井中；防爆電氣設備主要用于防護電氣故障引起的瓦斯爆炸事故，一般用于對安全性要求較高的位置如煤礦采掘工作面等。

2煤礦電氣設備與供電系統保護的作用

2.1降低火災發生的概率

在煤礦生產過程中，生產人員與管理人員都應有足夠的安全意識，當發現供電系統或者電氣設備可能存在短路問題時，及時報告給維修人員檢查維修。煤礦生產環境較為惡劣，電氣設備經過長時間運行，導體電阻增大，產生的熱量急劇增加，極易導致火災事故。如果發生短路，火花點燃絕緣材料甚至點燃礦井內的瓦斯氣體而導致火災。由于礦井環境潮濕，即使電氣設備涂抹了絕緣油，但是由于吸收大量水分，絕緣能力大大降低，絕緣油可能由于溫度升高或者被電火花點燃導致火災甚至爆炸[2]。為了解決這個問題，檢修人員要定期檢修供電系統和電氣設備，發現可能存在安全隱患時要及時處理，控制好電氣設備的運行功率，切忌為了提高生產效率而讓電氣設備在大功率下長時間運行，降低火災或者爆炸等安全事故發生的概率。

2.2降低漏電事故發生的概率

礦井環境濕度較大，甚至能夠達到95%以上，由于空氣中水分較多，發生漏電事故的概率也大大增加。有些礦井使用的是低壓電纜，而煤礦開采時經常會有煤礦和巖石落下，可能砸壞電纜而導致漏電事故。對于這個問題，煤礦管理人員應該加強對漏電保護裝置的監視，及時發現運行不正常的電路，及時維修確保供電的安全穩定。如果煤礦使用的供電設備是附加直流電源保護設備，管理人員和技術人員還要觀察直流電流的變化情況，監測絕緣電阻，及時發現存在漏電故障的線路[3]。在煤礦開采中，漏電問題是較為常見的，為了保證煤礦工作人員的人身安全，煤礦要使用符合生產具體情況的電氣設備，同時做好接地保護，安裝漏電保護裝置。

2.3降低發生過載的概率

煤礦生產所用的設備大部分功率較大，容易發生過載運行的問題，一旦運行電流超出額定電流1.5倍以上，就可能釀成重大安全事故，因此工作人員應該做好過載保護工作。此外，供電系統或者電氣設備出現短路現象，瞬間電流可能達到額定電流的幾十倍，嚴重損害配電線路和電氣設備，甚至引發火災和爆炸等安全事故，工作人員要根據實際情況設定短路保護動作時間，適當提高動作值，確保在短時間內能夠切斷電源。

3煤礦供電設備電氣保護應用分析

3.1礦用高壓開關柜的電氣保護

煤礦變電所和礦井中央泵房都需要使用高壓開關柜，高壓開關柜主要依靠繼電保護裝置保障自身運行安全性，繼電保護裝置利用電磁感應感知電路工作狀態，一旦出現短路、過流、短路等問題就會自動進行防護，效果良好，并且結構和操作都比較簡單，是目前煤礦應用較為廣泛的保護裝置。繼電保護裝置由電壓傳感器、電流傳感器、繼電器等裝置組成，隨著我國科學技術水平的不斷提高，繼電保護裝置使用更加先進的感應器，感應速度更快、靈敏度更高，能夠及時對電路問題進行預警，有效提高了電氣設備運行的安全性[4]。

3.2高壓防爆配電裝置的電氣保護

煤礦生產環境較為惡劣，對配電裝置提出了更高的要求。我國煤礦開采中使用的防爆配電裝置有BG系列和PB系列等。其工作原理為：當電路出現問題或者操作人員出現失誤時，機械彈簧能夠及時切斷電路，保障供電設備和操作人員的安全。但是由于環境惡劣，機械彈簧極易老化，給檢修維護工作帶來了一定困難[5]。近年來出現的新型防爆配電裝置電氣保護技術，如電能計量裝置和高壓振動斷路器等，先進設備的結合使用實現自動分閘合閘，工作方式更加穩定，效率更高，提高了配電系統的安全性。

3.3低壓供電設備的電氣保護

低壓供電設備出現問題的危害性較低，因此使用的電氣保護措施也較為簡單，一般是在開關部位安裝插件，與主電路一起保護電氣系統。

3.4煤礦供電設備的漏電保護

近年來我國著力研究供電設備的漏電保護技術，開發出多種井下和地面都能夠使用的漏電保護裝置，這些裝置的工作原理差異較小，一般是利用相敏脈沖選擇控制電流，防止電流突然增加給供電系統和電力設備造成危害，礦井變電系統使用的技術較為復雜，有短路保護、過載保護、漏電保護等。我國煤礦生產使用的繼電保護器工作原理是檢測電路供電系統的運行狀態，如果出現問題或者故障則自動切斷電路以保護電路和電氣設備，自動化程度和安全性有保障，一般的繼電器、熔斷器都能夠應用在這個系統中，但是隨著煤礦的不斷發展，熔斷器的反應速度已經難以滿足需求，因此接觸器和繼電器結合使用效果良好，被廣大煤礦企業所采用；繼電保護器的工作順序為：電路采集信號并傳輸到繼電保護器中，然后測量裝置初步檢測和判斷信號，將其轉化為數字信號，信號進入邏輯判斷裝置并進行組合運算，然后將執行指令發送給執行裝置，由執行裝置來完成漏電保護工作[6]。

4結束語

綜上，煤礦供電系統和電氣設備運行的安全性、穩定性關系到煤礦生產和工作人員的安全，定期進行電路和系統檢修，采用先進的保護技術，切實提高煤礦生產的效率和質量。

參考文獻：

［1］田慶軍，周曉娟.當前煤礦電氣設備安全管理存在的問題和對策［J］.煤炭技術，2009，28（2）：190-191.

［2］任宇航.煤礦電氣設備安全風險預控研究［J］.煤礦機電，2014（04）：49-52.

［3］石瑜昆.試論煤礦電氣設備與供電系統的保護［J］.經濟師，2015（02）：293-293.

［4］鞏和瑞.煤礦電氣設備管理問題和維修策略分析［J］.黑龍江科技信息，2016（19）：138-138.

［5］李天祥.煤礦電氣設備安全管理存在的問題和對策［J］.煤炭技術，2010（04）：48-49.

［6］付志剛.淺議煤礦電氣設備的維修與改進［J］.山西科技，2012（04）：90-91.

作者：劉曉杰 單位：大同煤礦集團有限責任公司