基于煤礦供電設備中電氣保護的探究

李冠群

摘 要：如今，我國煤礦科技發展十分迅猛，煤礦開采的自動化、機械化水平日新月異，與日俱增，同時這些煤礦機械設備的運作時刻都離不開電能的供應，而礦井的生產作業環境十分惡劣，不但陰暗潮濕，而且井內空氣中常常混雜著大量的易燃易爆氣體，在日常作業中，礦井供電設備很容易造成各種不確定因素的影響，出現各種各樣的機械故障。煤礦企業必須明確礦井對供電設備的安全性要求，同時做好礦井供電設備的保護工作。

關鍵詞：煤礦；供電設備；電氣保護

中圖分類號：TD611 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）33-0141-02

Abstract： Nowadays， our country's science and technology in coal mine development is swift and violent， the coal mine mining automation， the mechanization level changes with each passing day， grows day by day. At the same time these coal mine machinery equipment operation time cannot leave the electric energy supply. The operating environment of mine sanitation plant is very bad， not only dark and humid， but also the air in the shaft is often mixed with a large number of flammable and explosive gas. In daily work， the mine's power supply equipment can easily cause the impact due to various uncertain factors. There are all kinds of mechanical problems. Coal mine enterprises must be clear about the safety requirements of mine power supply equipment， and at the same time do a good job of the protection of mine power supply equipment.

Keywords： coal mine； power supply equipment； electrical protection

1 煤礦供電設備電氣保護技術的應用現狀

現如今，高壓防爆配電裝置和移動變電站等都屬于我國常用的煤礦供電設備，通過接地保護、過流保護以及漏電保護來進一步保障供電設備的安全性和可靠性。一般情況下，電氣保護裝置都是建立在電磁感應的基礎上，同時具有自我調節的優勢，不但可以有效阻止短路和瞬間電壓過大的問題，同時還具有安全可靠的優勢。在科學技術不斷進步的背景下，在進行煤礦供電設備保護時，已經廣泛采用數字式繼電器保護裝置，不但有效提升了工作效率，為煤礦企業帶來了巨大的收益，而且還能夠大幅提高供電設備的安全可靠性和保護裝置的自動化水平。

2 煤礦供電設備目前存在的缺陷和問題

2.1 電源設計有待進一步完善和改進

當前，絕大多數煤礦企業都處在擴大生產規模的階段，往往忽視了電源設計問題，從而使電源在實際應用過程中存在很多安全漏洞，同時埋下了巨大的安全隱患。在電力設備不斷增多的同時，煤礦生產過程中消耗的電能越來越多，只有在安全用電環境下，才能在巨大用電壓力的情況下，保持正常運作，而電源設備的不科學合理，將無法保障供電安全。在礦井下使用最頻繁的電源就是雙回路式線路，可以切實保障煤礦用電安全，但是，一部分企業由于抗拒不了巨大利益誘惑，在實際生產過程中，沒有嚴格按照相關要求安裝雙回路式線路電源，這樣一來，將給煤礦生產構成極大的威脅，直接危及礦上工人的人身安全以及企業的社會地位、威望。

2.2 礦井下超遠距離供電存在很大危險

在煤炭開采作業線不斷拉長的背景下，供電距離也隨之變得越來越長，因此，礦井環境很容易影響到超遠距離供電效果，同時存在諸多不利因素。這種超遠距離供電，嚴重影響了電壓的供電水平，不但增加了電能損耗成本，而且還容易影響電力供電設備的運行效率，同時很容易損傷電力設備，讓企業蒙受巨大經濟損失。礦井下超遠距離供電，使電極不能夠達到長久穩定工作。同時，既不能滿足電力設備的實際運行需求，又不能真正保障電力運行安全。此外，還加大了煤礦安全生產的風險。

2.3 電氣設備保護措施有待進一步完善

礦井內工作環境十分復雜，存在很多不確定因素，在這種環境下，供電設備承擔的相應風險和責任更大。因此，既要有效提升煤礦開采效率，又要在充滿易燃易爆氣體的環境下保證正常、安全運行，不難發現，煤礦開采過程中電氣保護設備在其中發揮了巨大作用。一旦電氣設備保護措施出現漏洞，將直接導致供電設備暴露在礦井下，不能正常供電，極易引發安全事故，從而給煤礦企業的聲譽和利益帶來巨大損失。

2.4 電氣設備超負荷工作

在這物欲橫流的社會，很多煤礦企業只追求經濟利益，將企業經營重心放在生產經營收益上，常常存在這種想法，對電氣化設備和相關系統進行一次投入，終身使用的錯誤思想，通常不夠重視電氣設備的后期維護工作，不能深謀遠慮，只貪圖眼前利益。因此，現在很多煤礦企業都存在長期超負荷運作的機器設備，與此同時，煤礦設備的運行環境通常都是十分惡劣的，很容易使設備出現各種各樣的故障，一旦事故發生，那么帶來的經濟損失將是不可估量的。

2.5 線路問題

此外，煤礦電氣設備在實際運行過程中，也常常受到線路的影響，線路一旦出現問題，很可能進一步引發安全事故，同時存在生產運行的各個環節中，所以，煤礦企業領導和相關部門必須高度重視線路問題，事關重大。電氣設備線路彼此之間存在很強的關聯性，一旦線路發生故障，整個安全、生產以及通信都會相應受到牽連，不能正常運作，導致礦井不能繼續正常作業，大大增加了安全事故發生的概率，因此，在進行煤礦生產時，必須對電氣設備的線路維護問題給予高度重視和相應支持，真正保障設備安全運行。

3 針對煤礦供電設備電氣保護技術進行詳細分析

3.1 對煤礦高壓開關設備應用電氣保護技術

高壓開關柜常常被應用于地面變電站和煤礦井下中央變電站工作中。一般而言，繼電保護裝置需要安裝在繼電工作室內或按照國家相關規定獨立構成保護屏，進而有效保障高壓開關設備。在過去開采過程中，所采用的電磁感應繼電保護裝置已經不能適應時代發展的需要，已經逐漸被微機保護裝置取而代之。新型微處理機保護器具有很多強大的優勢，不但功能強大，而且結構構造相對簡單，井下生產的安全生產十分有利，同時推動了電力設備和自動保護裝置監測技術長足發展。進而切實保障了煤礦企業生產的安全性和高效性，進而有效降低了高壓安全柜引發的電氣事故。

3.2 針對煤礦低壓供電設備采取的電氣保護技術

電氣保護裝置對于煤礦低壓供電設備來說，是不可或缺的重要組成部分，電氣保護裝置主要以插件的形式被安裝在開關設備內部結構中，倘若供電設備的開關不幸發生漏電，電氣保護裝置會立刻自動開啟智能開關來保證低壓供電設備的正常運行。電氣保護技術還可以協助主回路中的保護裝置工作，共同完成對煤礦供電設備的保護工作。現階段，低壓供電設備電氣保護裝置的發展日新月異，突飛猛進，在此期間，充分利用了零序電壓法和集中控制模式。集中控制模式對數據判斷的準確性提升大有益處，同時更加高效、順利地完成了分散性漏電保護工作，但零序電壓法雖然可以隨時收集分析供電設備的可疑數據，對于供電設備的電容和電壓故障，可以實現自動修復，大大提高了供電設備異常測量精度。煤礦低壓供電設備的電氣保護技術，真正保證了供電系統的安全運行，為煤礦事業的可持續發展奠定了堅實的基礎。

3.3 煤礦供電設備接地保護技術

大多數時候，電氣設備的金屬外殼是不帶電荷的，而設備絕緣裝置一旦出現故障損壞，很可能引發漏電、觸電的危險。現階段，我國已經頒布了相關的規范和標準，來制定觸電的安全極限，要求交流電的電流值控制在30毫安以內。在接通接地保護裝置時，需要保證經過人身體的電流控制在極限電流值內。因此，將接地的電流值控制在規定范圍內是十分關鍵的，只有這樣，才能夠確保電流的安全性，將接觸電流的危險性置于可控范圍內。

3.4 煤礦供電設備漏電保護技術

如果電源絕緣電阻的數值小于國家規定的極限值，一旦工作人員觸及，很可能造成人身危害，不但使設備遭到損壞引發短路問題，甚至會出現漏電危險，危及人身安全。在井下供電系統中，安裝漏電保護裝置顯得尤為關鍵，不但可以對整個系統進行絕緣監視，而且還可以起到漏電保護的作用，同時參照保護功能特點，分為無選擇性漏電保護和有選擇性漏電保護兩大類。

有選擇漏電保護通常都是采用零序保護電流工作原則原理，一般都是建立在零序電流互感器的基礎上逐步發展起來的。一般需要把直流電流附加到對地絕緣電阻的檢測回路中，同時可以實時監視電流，此外，還可以直觀呈現出電流的變化情況，以便實現監測絕緣電阻的效果。事實上，此裝置還需要同低壓自耦多年饋電總開關配合使用。存在不容易判斷漏電的故障和原因、停電波及范圍廣的缺陷。優點在于工作可靠性高，結構簡單，盡管不能進行大規模使用，但是還能夠應用在一定范圍內。

3.5 變電站自動化系統的電氣保護技術

時代在發展，科技在進步，供電設備的自動化水平也是芝麻開花節節高，煤礦企業也深刻意識到，只有切實保障變電站自動化系統的安全性，才能保護供電設備的安全高效運行。目前，世界各國都高度重視和關注變電站自動化系統的電氣保護工作。同時，研發出很多安全高效的電氣保護裝置，比如我國北京德威特集團的微機智能自動化保護系統DVP-600系列，已經在煤礦電氣領域發揮出自身的巨大優勢，有效降低了我國煤礦電氣安全事故的發生頻率。

3.6 礦山新型綜合保護裝置保護方法

煤礦井下的施工作業環境十分惡劣，復雜，同時開關設備的種類花樣繁出，結構復雜多樣，無形中給安裝工作加大了難度，此外，還需要做好防爆安全措施，因此，需要在煤礦企業普遍使用變電站綜合自動化系統。新型的綜合保護裝置具備很多優勢，不僅占地面積小，而且接口標準很是規范，同時保護模塊具有方便維修、高可靠性以及性價比高等諸多優勢。操作選用的儀器不但擁有高效的嵌入式系統，開放式硬件系統以及多道開發程序共同完成任務，同時利于技術人員之間的交流溝通。

4 結束語

總而言之，在煤炭開采企業的發展過程中，煤礦的安全生產在其中發揮著重中之重的作用，因此，煤礦企業需要不斷完善煤礦供電設備的電氣保護技術。同時所有相關人員必須熟練掌握煤礦供電設備中電氣保護所有相關要求，潛心專研和創新相關的煤礦供電設備中電氣保護技術，以有效避免煤礦供電設備安全事故的發生。為我國煤礦事業的順利發展，保駕護航。

參考文獻：

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