淺議礦用防爆電氣設(shè)備的保護(hù)技術(shù)

摘 要：文章首先闡述了礦用防爆電氣設(shè)備“三大保護(hù)技術(shù)”的基本內(nèi)容和主要性能，然后著重講述了低壓礦用防爆電氣設(shè)備保護(hù)技術(shù)的工作原理和發(fā)展方向，最后作者對(duì)于礦用防爆電氣設(shè)備的保護(hù)給出了一些建議，希望有助于我國(guó)礦用防爆電氣設(shè)備保護(hù)技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：礦用；防爆電氣設(shè)備；保護(hù)技術(shù)

采礦的工作環(huán)境惡劣、濕度大、溫差大、瓦斯和煤塵含量隨時(shí)超標(biāo)等原因?qū)鹿ぷ魅藛T的安全性和采礦作業(yè)的順利進(jìn)展有著重要影響，因而礦用防爆電氣設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)就與采礦生產(chǎn)的安全性緊密相關(guān)，那么確保礦用防爆電氣設(shè)備的技術(shù)也就具有重大意義。礦用防爆電氣設(shè)備有兩方面的特征，一方面是高強(qiáng)度的外殼保護(hù)，即使防爆電氣設(shè)備的內(nèi)部發(fā)生了爆炸，也能夠確保電氣設(shè)備的外殼沒(méi)有變形。另一方面是對(duì)于電氣結(jié)合面的間隙有非常特殊的要求，假如電氣設(shè)備的內(nèi)部產(chǎn)生了火花，為了防止火花引燃電氣設(shè)備外部的氣體而導(dǎo)致爆炸，就設(shè)置了充足的導(dǎo)熱面積將熱量轉(zhuǎn)化掉[1]。那么礦用防爆電氣設(shè)備在保護(hù)技術(shù)上也有了一些特殊的要求，例如對(duì)爬電距離、絕緣、防潮和運(yùn)行條件等。

1 礦用防爆電氣設(shè)備的“三大保護(hù)技術(shù)”

我國(guó)的礦用防爆電氣設(shè)備按照工作電壓的高低分為高壓防爆電氣設(shè)備和低壓防爆電氣設(shè)備。由于大多數(shù)的采礦電氣為一類負(fù)荷和二類負(fù)荷，因此設(shè)備在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生大量的電流和電壓，這就對(duì)于采礦電氣設(shè)備的安全性提出了很高的要求。目前對(duì)于礦用防爆電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)的技術(shù)主要是通過(guò)對(duì)井下的電網(wǎng)進(jìn)行“三大保護(hù)”，分別是指漏電保護(hù)、過(guò)流保護(hù)和保護(hù)接地。以下是對(duì)于這三大技術(shù)的簡(jiǎn)要闡述：

（1）“漏電保護(hù)”主要包括分散性的漏電保護(hù)和集中性的漏電保護(hù)這兩種。集中性的漏電保護(hù)主要包括低壓電網(wǎng)選擇性漏電保護(hù)和高壓電網(wǎng)單相接地選線保護(hù)，它屬于單相接地的漏電保護(hù)；分散性的漏電保護(hù)屬于沒(méi)有選擇性的漏電保護(hù)，只能對(duì)于附加直流電源檢漏的繼電氣進(jìn)行保護(hù)，主要是對(duì)低壓電網(wǎng)三相對(duì)地絕緣水平均勻下降引起的三相對(duì)稱性漏電故障進(jìn)行的保護(hù)。

過(guò)去的附加直流電源檢漏繼電氣必須包括連續(xù)絕緣監(jiān)視、漏電迅速跳閘和補(bǔ)償電容電流這三項(xiàng)功能，雖然它對(duì)于集中性和分散性的漏電都能進(jìn)行保護(hù)，但是卻沒(méi)有動(dòng)作的選擇性。產(chǎn)生于20世紀(jì) 80年代的單相接地漏電進(jìn)行選擇性保護(hù)技術(shù)主要包括高壓電網(wǎng)單相接地選線保護(hù)和低壓電網(wǎng)選擇性漏電保護(hù)[2]。經(jīng)過(guò)分析可以看出，單相接地漏電選擇性保護(hù)和附加直流電源檢漏保護(hù)這兩種技術(shù)雖然都具有自身的獨(dú)特性和優(yōu)點(diǎn)，但又分別具有自身的局限性和不足，因此，對(duì)于這兩種技術(shù)我們?cè)趹?yīng)用和發(fā)展方面應(yīng)該互相借鑒得到共同發(fā)展。

（2）“過(guò)流保護(hù)”主要包括短路保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)（過(guò)載保護(hù)）、斷相保護(hù)和電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)保護(hù)，其中的每一種保護(hù)都具有自身的保護(hù)特性、保護(hù)要求和保護(hù)范圍。過(guò)流保護(hù)屬于一種對(duì)于不正常狀態(tài)和超過(guò)設(shè)備額定電流的故障狀態(tài)進(jìn)行的保護(hù)。

（3）“保護(hù)接地”是指把不帶電的電氣設(shè)備外殼通過(guò)接地螺栓與井下的接地線和接地極進(jìn)行相互連接，從而形成井下保護(hù)的接地網(wǎng)。這種保護(hù)接地不僅可以通過(guò)減少人體接觸電壓來(lái)防止人身觸電傷亡，而且可以防止電氣的外殼帶電之后與大地之間產(chǎn)生電火花，從而引發(fā)瓦斯爆炸。

雖然上述“三大保護(hù)技術(shù)”不能包括所有的礦用電氣設(shè)備保護(hù)技術(shù)，但仍然是最主要和關(guān)鍵性的技術(shù)。礦用低壓防爆電氣設(shè)備的大多數(shù)保護(hù)裝置作為插件安裝在開(kāi)關(guān)設(shè)備的內(nèi)部，然后與主回路電氣相互配合來(lái)完成對(duì)防爆功能。下文將主要闡述關(guān)于低壓礦用防爆電氣設(shè)備的保護(hù)。

2 低壓礦用防爆電氣設(shè)備保護(hù)技術(shù)的工作原理和發(fā)展方向

（1）低壓防爆電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)的工作原理是在總線開(kāi)關(guān)上安裝“檢漏繼電氣”，饋電開(kāi)關(guān)內(nèi)安裝“漏電保護(hù)單元”來(lái)組成選擇性漏電保護(hù)系。如果總開(kāi)關(guān)和支路開(kāi)關(guān)之間發(fā)生了漏電或者支路發(fā)生了漏電，那么安裝在支路上的“漏電保護(hù)單元”拒動(dòng)時(shí)，“檢漏繼電氣”就會(huì)跳開(kāi)總開(kāi)關(guān)；如果支路發(fā)生了漏電，支路開(kāi)關(guān)內(nèi)安裝的“漏電保護(hù)單元”就會(huì)有選擇的跳開(kāi)漏電支路開(kāi)關(guān)[3]。目前我國(guó)大多數(shù)智能開(kāi)關(guān)中的漏電保護(hù)功能基本都是采用這種工作原理。

（2）目前我國(guó)的低壓漏電保護(hù)技術(shù)中還存在一些問(wèn)題而不能完全解決低壓漏電的問(wèn)題，以下為作者對(duì)低壓礦用防爆電氣設(shè)備保護(hù)技術(shù)發(fā)展方向的一些想法。

a.集中式的控制模式：首先要將各個(gè)支路開(kāi)關(guān)的零序電流信號(hào)集中到一個(gè)裝置里面，然后進(jìn)行裝置的改造和對(duì)各支路開(kāi)關(guān)和總開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，這種集中式的控制模式不僅有利于通過(guò)對(duì)各支路的漏電程度進(jìn)行分析和比較來(lái)大大降低誤判率，而且可以實(shí)現(xiàn)分散性的漏電保護(hù)。

b.采用零序電壓修正法對(duì)于漏電電阻進(jìn)行檢測(cè)：這種方法除了有利于采集漏電電阻的參數(shù)，而且還可以同時(shí)對(duì)系統(tǒng)電壓和系統(tǒng)電容進(jìn)行自動(dòng)修正，這樣不僅提高了反應(yīng)速度，而且有助于提高漏電電阻的測(cè)量精度。

3 礦用防爆電氣設(shè)備保護(hù)的建議

隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，我國(guó)的電氣設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)在采礦領(lǐng)域中也得到了廣泛地應(yīng)用與推廣，但是由于井下電氣設(shè)備種類繁雜，結(jié)構(gòu)多樣和空間狹小等原因，目前的礦用防爆電氣設(shè)備已經(jīng)無(wú)法滿足我國(guó)采礦事業(yè)發(fā)展的需要。因此我國(guó)應(yīng)從以下幾個(gè)方面對(duì)于礦用防爆電氣設(shè)備進(jìn)行安全控制與管理。

第一，隨著我國(guó)采礦事業(yè)的發(fā)展、采礦裝備水平的提高和現(xiàn)代各類高科技術(shù)的應(yīng)用，在有效提高防爆設(shè)備產(chǎn)品的技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，我國(guó)更要加強(qiáng)對(duì)采礦防爆電氣產(chǎn)品進(jìn)行統(tǒng)一的領(lǐng)導(dǎo)和管理，從而建立我國(guó)采礦防爆電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)體系。

第二，加強(qiáng)對(duì)采礦防爆電氣產(chǎn)品相關(guān)領(lǐng)域的監(jiān)管。一方面，采礦企業(yè)應(yīng)該建立相關(guān)的機(jī)構(gòu)和規(guī)章制度，加強(qiáng)對(duì)于采礦防爆電氣設(shè)備的安全使用、定期檢查和維護(hù)[4]。另一方面，國(guó)家相關(guān)部門應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)于礦用防爆電氣產(chǎn)品的監(jiān)管力度。例如，我國(guó)相關(guān)部門制定采礦防爆電氣產(chǎn)品的強(qiáng)制報(bào)廢制度等。

第三，加強(qiáng)防爆知識(shí)的宣傳和普及。許多采礦事故的發(fā)生與采礦從業(yè)人員缺乏防爆知識(shí)有很大的關(guān)系，因此國(guó)家的相關(guān)部門和采礦企業(yè)要加強(qiáng)對(duì)于采礦防爆知識(shí)的宣傳和培訓(xùn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，礦用防爆電氣設(shè)備的保護(hù)技術(shù)不僅對(duì)防爆電氣設(shè)備的可靠性有重要的作用，而且是采礦井下的人身安全和設(shè)備安全等的重要保障。因此為了提高我國(guó)采礦的安全性，國(guó)家和企業(yè)一定要從“安全第一”出發(fā)，將礦用防爆電氣設(shè)備在設(shè)計(jì)、研制、應(yīng)用、維修、改進(jìn)、創(chuàng)新等方面做到精益求精。

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作者簡(jiǎn)介：黃玄哲（1987-），男，籍貫：遼寧省撫順市，助理工程師，學(xué)士，研究方向：礦用電器防爆技術(shù)。