煤礦電氣控制及保護接地問題分析

摘 要：近年來煤礦企業事故頻發，所造成的經濟損失和社會影響極大，對其多起事故的發生原因進行分析，現由于煤礦電氣系統故障所導致的事故占有很大的比例。當前由于市場上對煤炭的需求量不斷的增加，所以需要對傳統的煤礦系統進行有效的改進，特別是長期以來困擾煤礦企業的電氣設備運行故障，企業需要從長遠的安全角度及收益角度進行考慮，對其電氣控制和保護接地方案進行科學的制定，從而有效減少電氣系統的故障，保證煤礦企業得以安全的生產。

關鍵詞：保護接地；系統分類；安全用電常識

1 煤礦電氣控制電路的常見問題

煤礦企業當中，無論是礦區還是礦井下的各項用電設備的運行，都需要利用電氣控制電路來實現，所以在電氣控制電路是保證煤礦安全運行的重要保證。在當前的煤礦井下作業系統中，有交流供電系統和直流供電系統的存在，而在這兩個系統當中存在著一些電流不經過規定的回路導線和回歸線，而是分散的流經水管、電纜外皮、瓦斯管、巖石、煤層、水溝及接地悶等，這些地流即叫雜散電流。這些雜散電流存在著礦井下，對煤炭的正常生產所產生的威脅是十分嚴重的，這些雜散電流一旦與潮濕的煤和巖壁發生接觸，則會形成導電體，引起兩個漏電電流相互接觸從而引發瓦斯和煤塵爆炸事故的發生，不僅造成嚴重的經濟損失，還會造成井下人員的傷亡事故發生。

1.1 電控系統失控

煤礦電氣控制電路在長期的使用過程中，需要對其定期的進行檢查和檢測，從而及時發現問題并進行解決。因為在煤礦企業當中，電氣控制電路控制著整個礦區的電控系統，通過電路為連接載體，從而實現對電控系統的遠程操作。如果電氣控制電路發生故障的，則會導致載體的連接中斷，使其操作命令無法傳達到電氣設備，從而導致整個礦區的電氣控制系統都會處于失控的狀態，陷入全線癱瘓，不僅使煤礦的開采工作無法順利進行，同時也會導致生產安全受到嚴重的威脅，井下作業人員的人身安全無法保證。

1.2 引爆雷管

當前在礦井下進行開采的過程中，都需要利用雷管引爆來對工作面放炮，從而便于對工作面進行開采。這樣在當班時則會將這些雷管放在采掘工作面附件以備使用時方便。采掘工作面較為復雜，其不僅有道軌、輸送機的銅線繩、電纜等，同時還有各種管道，這些導體沿著巷道進行敷設，一旦其有雜散電流通過時，則會與大地及接地體之間形成一定的電位差，即是雜散電壓。而這時如果采掘巷道內的軌道處于不完全絕緣時，則會使雜散電壓處于一個較高的水平，如果此時雷擊的兩根腳線觸及在雜散電壓的兩極，且電流較大時，則會導致雷管被引爆，從而導致事故的發生。

1.3 腐蝕電纜外表及金屬管線

雜散電流不僅會能通赤運輸巷道中的架線及軌道進行傳輸，同時還巷道內還敷設有高壓電纜、風管和水管，這些設施都是雜散電流的良好通道。當電流從管線中流出時，其會有一個流出點，而就是通過這個流出點而使管線受到嚴重的腐蝕。另外井下作業環境較為惡劣，其水質多數都處于酸性，酸性水在電解作用下則會導致金屬受到腐蝕。當電解槽中的電流從正極板流出時，正極板失去電子而帶正電，此時則會與電解液中的硫酸根離子發生化學反應形成硫酸鹽，而帶正電的金屬脫落于電解液中，而運輸巷道中的電纜外皮有電流流過時，則會受到腐蝕。

2 預防措施

2.1 低壓電網的“全方位”防爆

在傳統的井下低壓電網的電氣安全防護措施上，只局限于各自獨立的“點”防爆，而且各個獨立的“點”不能有效的結合起來形成整體的防爆體系。當前在電氣安全防護措施上開始應用快速斷電安全技術，這樣在電氣明火還沒有外露前即將電源切斷，從而保證了低壓供電網的安全，但利用此技術后還存在著一個問題，即是電氣設備上一些儲能元件，在電源切斷后，其故障的點處仍可能會有電火花和電弧產生，所以需要進一步進行研究和探索，從而將能量吸收問題進行解決。

2.2 保護系統的智能化

當前隨著科技的發展，井下的低壓電網也有效的應用了微電子技術，電網的監測和保護功能已開始向智能化的方向發展，不僅有效的提升其可靠性，同時功能也較多，井下低壓電網的微機綜合保護系統正在逐步的開始構建，其集多種故障保護于一體，可以將各支路的電流、電壓、功率因素及耗電量充分的顯現出來，同時也能將故障時間表、電網對地絕緣電阻和分布電容、相間絕緣進行顯示，從而使礦井各級變電所與井下低壓供電單元都實現了微機監督和保護的功能。

2.3 漏電保護性能的完善

通過對井下低壓電網中的電氣故障進行分析表明，其漏電故障占有較大的比例，所以井下供電的可靠性多數情況時是由于漏電故障所造成的。因此在井下低電電壓中進行漏電保護，不僅可以有效的減少漏電故障的發生，同時還可以有效的提高供電可靠性。目前利用漏電保護中旁路接地分流技術可以有效的減少由于電動機反電勢及電網分布電容所導致的故障點電流的產生，從而使電氣運行的安全度得以提升。不斷的完善漏電保護的性能，不僅可以有效的提高潛漏電保護技術，也是有效的保證煤礦低壓電網的安全運行。

3 目前保護接地存在的共性問題及措施

3.1 電纜接地線的連接

高壓鎧裝電纜的外皮和橡套電纜的接地芯線有的沒有和電氣設備外殼連接或連接不標準、不規范，影響井下接地網的形成。

預防措施：制作高壓電纜頭和高壓電纜線的連接，必須制作接地線，并將接地線有效地和鎧裝帶連接。在高壓電纜頭和設備連接時，首先要將接地線與設備外殼相連。所有低壓動力電纜必須使用帶有接地芯線的四芯電纜。電纜線的連接和安裝首先要將接地芯線和電氣設備的金屬外殼相連。接地芯線連接時的制作要和電源線制作連接一樣，而且接地芯線要比3根電源線最長的長一些，一定要保證在任何情況下接地線都能安全接地。

3.2 主接地極和主接地母線

主接地極沒有在主、副水倉各埋設一塊，僅在主水倉埋設一塊，而且不是用耐腐蝕的鋼板制成，面積和原厚度達不到要求。主接地極和主接地母線連接不標準，不是焊接或連接處鍍鋅或錫，而是松動的連接和捆綁，而且水倉中埋設的主接地沒有安裝檢查檢修的吊裝裝置。主接地母線沒有按規定的材料和規格制作，有的遠距離埋設主接地極，使主接地母線過長；有的將主接母線埋在地下，不便維修檢查。

預防措施：主接地極應用耐腐蝕的鋼板制成，其面積不得小于0.75mm²，厚度不小于5mm。所謂耐腐蝕就是應鍍鋅，或者與主接地母線的連接處鍍鋅或錫。主接地極應在主、副水倉各埋設一塊，當主、副水倉在分別清倉時，保證主接地極的正常使用。主接地極在放入主、副水倉時，應在水倉頂部和巷道頂部設置滑輪、鋼絲繩，以便安裝、檢查、檢修。

4 結束語

安全生產長期以來一直是煤礦企業的生產宗旨，所以需要加強煤礦電氣控制電路的安全管理，及時對引發電氣控制電路的各種因素進行深入的分析，并找出問題的解決對策，從而保證煤礦生產的安全，保證作業人員的生命安全。

參考文獻

[1]孫彥良.提高主扇風機安全運行的一些措施.煤礦機電，2007（3）.

[2]劉加民.煤礦供電及井下電氣的技術探索.企業技術開發，2010，29（7）.

作者簡介：郭良佩，1980年畢業于淮北煤礦技工學校機電專業，1996年至1999年6月在淮北教育學院半脫產學習礦山機電專業，現任皖北煤電集團劉橋一礦電氣助理工程師。