基于煤礦供電設(shè)備中電氣保護(hù)的探究

李冠群

摘 要：如今，我國(guó)煤礦科技發(fā)展十分迅猛，煤礦開(kāi)采的自動(dòng)化、機(jī)械化水平日新月異，與日俱增，同時(shí)這些煤礦機(jī)械設(shè)備的運(yùn)作時(shí)刻都離不開(kāi)電能的供應(yīng)，而礦井的生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境十分惡劣，不但陰暗潮濕，而且井內(nèi)空氣中常?；祀s著大量的易燃易爆氣體，在日常作業(yè)中，礦井供電設(shè)備很容易造成各種不確定因素的影響，出現(xiàn)各種各樣的機(jī)械故障。煤礦企業(yè)必須明確礦井對(duì)供電設(shè)備的安全性要求，同時(shí)做好礦井供電設(shè)備的保護(hù)工作。

關(guān)鍵詞：煤礦；供電設(shè)備；電氣保護(hù)

中圖分類號(hào)：TD611 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：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(shè)備電氣保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)如今，高壓防爆配電裝置和移動(dòng)變電站等都屬于我國(guó)常用的煤礦供電設(shè)備，通過(guò)接地保護(hù)、過(guò)流保護(hù)以及漏電保護(hù)來(lái)進(jìn)一步保障供電設(shè)備的安全性和可靠性。一般情況下，電氣保護(hù)裝置都是建立在電磁感應(yīng)的基礎(chǔ)上，同時(shí)具有自我調(diào)節(jié)的優(yōu)勢(shì)，不但可以有效阻止短路和瞬間電壓過(guò)大的問(wèn)題，同時(shí)還具有安全可靠的優(yōu)勢(shì)。在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的背景下，在進(jìn)行煤礦供電設(shè)備保護(hù)時(shí)，已經(jīng)廣泛采用數(shù)字式繼電器保護(hù)裝置，不但有效提升了工作效率，為煤礦企業(yè)帶來(lái)了巨大的收益，而且還能夠大幅提高供電設(shè)備的安全可靠性和保護(hù)裝置的自動(dòng)化水平。

2 煤礦供電設(shè)備目前存在的缺陷和問(wèn)題

2.1 電源設(shè)計(jì)有待進(jìn)一步完善和改進(jìn)

當(dāng)前，絕大多數(shù)煤礦企業(yè)都處在擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的階段，往往忽視了電源設(shè)計(jì)問(wèn)題，從而使電源在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在很多安全漏洞，同時(shí)埋下了巨大的安全隱患。在電力設(shè)備不斷增多的同時(shí)，煤礦生產(chǎn)過(guò)程中消耗的電能越來(lái)越多，只有在安全用電環(huán)境下，才能在巨大用電壓力的情況下，保持正常運(yùn)作，而電源設(shè)備的不科學(xué)合理，將無(wú)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(shí)保障煤礦用電安全，但是，一部分企業(yè)由于抗拒不了巨大利益誘惑，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，沒(méi)有嚴(yán)格按照相關(guān)要求安裝雙回路式線路電源，這樣一來(lái)，將給煤礦生產(chǎn)構(gòu)成極大的威脅，直接危及礦上工人的人身安全以及企業(yè)的社會(huì)地位、威望。

2.2 礦井下超遠(yuǎn)距離供電存在很大危險(xiǎn)

在煤炭開(kāi)采作業(yè)線不斷拉長(zhǎng)的背景下，供電距離也隨之變得越來(lái)越長(zhǎng)，因此，礦井環(huán)境很容易影響到超遠(yuǎn)距離供電效果，同時(shí)存在諸多不利因素。這種超遠(yuǎn)距離供電，嚴(yán)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(shè)備的運(yùn)行效率，同時(shí)很容易損傷電力設(shè)備，讓企業(yè)蒙受巨大經(jīng)濟(jì)損失。礦井下超遠(yuǎn)距離供電，使電極不能夠達(dá)到長(zhǎng)久穩(wěn)定工作。同時(shí)，既不能滿足電力設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行需求，又不能真正保障電力運(yùn)行安全。此外，還加大了煤礦安全生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 電氣設(shè)備保護(hù)措施有待進(jìn)一步完善

礦井內(nèi)工作環(huán)境十分復(fù)雜，存在很多不確定因素，在這種環(huán)境下，供電設(shè)備承擔(dān)的相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)和責(zé)任更大。因此，既要有效提升煤礦開(kāi)采效率，又要在充滿易燃易爆氣體的環(huán)境下保證正常、安全運(yùn)行，不難發(fā)現(xiàn)，煤礦開(kāi)采過(guò)程中電氣保護(hù)設(shè)備在其中發(fā)揮了巨大作用。一旦電氣設(shè)備保護(hù)措施出現(xiàn)漏洞，將直接導(dǎo)致供電設(shè)備暴露在礦井下，不能正常供電，極易引發(fā)安全事故，從而給煤礦企業(yè)的聲譽(yù)和利益帶來(lái)巨大損失。

2.4 電氣設(shè)備超負(fù)荷工作

在這物欲橫流的社會(huì)，很多煤礦企業(yè)只追求經(jīng)濟(jì)利益，將企業(yè)經(jīng)營(yíng)重心放在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)收益上，常常存在這種想法，對(duì)電氣化設(shè)備和相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行一次投入，終身使用的錯(cuò)誤思想，通常不夠重視電氣設(shè)備的后期維護(hù)工作，不能深謀遠(yuǎn)慮，只貪圖眼前利益。因此，現(xiàn)在很多煤礦企業(yè)都存在長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)作的機(jī)器設(shè)備，與此同時(shí)，煤礦設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境通常都是十分惡劣的，很容易使設(shè)備出現(xiàn)各種各樣的故障，一旦事故發(fā)生，那么帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失將是不可估量的。

2.5 線路問(wèn)題

此外，煤礦電氣設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，也常常受到線路的影響，線路一旦出現(xiàn)問(wèn)題，很可能進(jìn)一步引發(fā)安全事故，同時(shí)存在生產(chǎn)運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)中，所以，煤礦企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)部門必須高度重視線路問(wèn)題，事關(guān)重大。電氣設(shè)備線路彼此之間存在很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，一旦線路發(fā)生故障，整個(gè)安全、生產(chǎn)以及通信都會(huì)相應(yīng)受到牽連，不能正常運(yùn)作，導(dǎo)致礦井不能繼續(xù)正常作業(yè)，大大增加了安全事故發(fā)生的概率，因此，在進(jìn)行煤礦生產(chǎn)時(shí)，必須對(duì)電氣設(shè)備的線路維護(hù)問(wèn)題給予高度重視和相應(yīng)支持，真正保障設(shè)備安全運(yùn)行。

3 針對(duì)煤礦供電設(shè)備電氣保護(hù)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析

3.1 對(duì)煤礦高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備應(yīng)用電氣保護(hù)技術(shù)

高壓開(kāi)關(guān)柜常常被應(yīng)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(hù)裝置需要安裝在繼電工作室內(nèi)或按照國(guó)家相關(guān)規(guī)定獨(dú)立構(gòu)成保護(hù)屏，進(jìn)而有效保障高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備。在過(guò)去開(kāi)采過(guò)程中，所采用的電磁感應(yīng)繼電保護(hù)裝置已經(jīng)不能適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，已經(jīng)逐漸被微機(jī)保護(hù)裝置取而代之。新型微處理機(jī)保護(hù)器具有很多強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，不但功能強(qiáng)大，而且結(jié)構(gòu)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，井下生產(chǎn)的安全生產(chǎn)十分有利，同時(shí)推動(dòng)了電力設(shè)備和自動(dòng)保護(hù)裝置監(jiān)測(cè)技術(shù)長(zhǎng)足發(fā)展。進(jìn)而切實(shí)保障了煤礦企業(yè)生產(chǎn)的安全性和高效性，進(jìn)而有效降低了高壓安全柜引發(fā)的電氣事故。

3.2 針對(duì)煤礦低壓供電設(shè)備采取的電氣保護(hù)技術(shù)

電氣保護(hù)裝置對(duì)于煤礦低壓供電設(shè)備來(lái)說(shuō)，是不可或缺的重要組成部分，電氣保護(hù)裝置主要以插件的形式被安裝在開(kāi)關(guān)設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，倘若供電設(shè)備的開(kāi)關(guān)不幸發(fā)生漏電，電氣保護(hù)裝置會(huì)立刻自動(dòng)開(kāi)啟智能開(kāi)關(guān)來(lái)保證低壓供電設(shè)備的正常運(yùn)行。電氣保護(hù)技術(shù)還可以協(xié)助主回路中的保護(hù)裝置工作，共同完成對(duì)煤礦供電設(shè)備的保護(hù)工作。現(xiàn)階段，低壓供電設(shè)備電氣保護(hù)裝置的發(fā)展日新月異，突飛猛進(jìn)，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(duì)數(shù)據(jù)判斷的準(zhǔn)確性提升大有益處，同時(shí)更加高效、順利地完成了分散性漏電保護(hù)工作，但零序電壓法雖然可以隨時(shí)收集分析供電設(shè)備的可疑數(shù)據(jù)，對(duì)于供電設(shè)備的電容和電壓故障，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)修復(fù)，大大提高了供電設(shè)備異常測(cè)量精度。煤礦低壓供電設(shè)備的電氣保護(hù)技術(shù)，真正保證了供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，為煤礦事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.3 煤礦供電設(shè)備接地保護(hù)技術(shù)

大多數(shù)時(shí)候，電氣設(shè)備的金屬外殼是不帶電荷的，而設(shè)備絕緣裝置一旦出現(xiàn)故障損壞，很可能引發(fā)漏電、觸電的危險(xiǎn)?，F(xiàn)階段，我國(guó)已經(jīng)頒布了相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)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(nèi)。在接通接地保護(hù)裝置時(shí)，需要保證經(jīng)過(guò)人身體的電流控制在極限電流值內(nèi)。因此，將接地的電流值控制在規(guī)定范圍內(nèi)是十分關(guān)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(xiǎn)性置于可控范圍內(nèi)。

3.4 煤礦供電設(shè)備漏電保護(hù)技術(shù)

如果電源絕緣電阻的數(shù)值小于國(guó)家規(guī)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(shè)備遭到損壞引發(fā)短路問(wèn)題，甚至?xí)霈F(xiàn)漏電危險(xiǎn)，危及人身安全。在井下供電系統(tǒng)中，安裝漏電保護(hù)裝置顯得尤為關(guān)鍵，不但可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行絕緣監(jiān)視，而且還可以起到漏電保護(hù)的作用，同時(shí)參照保護(hù)功能特點(diǎn)，分為無(wú)選擇性漏電保護(hù)和有選擇性漏電保護(hù)兩大類。

有選擇漏電保護(hù)通常都是采用零序保護(hù)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(chǔ)上逐步發(fā)展起來(lái)的。一般需要把直流電流附加到對(duì)地絕緣電阻的檢測(cè)回路中，同時(shí)可以實(shí)時(shí)監(jiān)視電流，此外，還可以直觀呈現(xiàn)出電流的變化情況，以便實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)絕緣電阻的效果。事實(shí)上，此裝置還需要同低壓自耦多年饋電總開(kāi)關(guān)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(yōu)點(diǎn)在于工作可靠性高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，盡管不能進(jìn)行大規(guī)模使用，但是還能夠應(yīng)用在一定范圍內(nèi)。

3.5 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的電氣保護(hù)技術(shù)

時(shí)代在發(fā)展，科技在進(jìn)步，供電設(shè)備的自動(dòng)化水平也是芝麻開(kāi)花節(jié)節(jié)高，煤礦企業(yè)也深刻意識(shí)到，只有切實(shí)保障變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性，才能保護(hù)供電設(shè)備的安全高效運(yùn)行。目前，世界各國(guó)都高度重視和關(guān)注變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的電氣保護(hù)工作。同時(shí)，研發(fā)出很多安全高效的電氣保護(hù)裝置，比如我國(guó)北京德威特集團(tuán)的微機(jī)智能自動(dòng)化保護(hù)系統(tǒng)DVP-600系列，已經(jīng)在煤礦電氣領(lǐng)域發(fā)揮出自身的巨大優(yōu)勢(shì)，有效降低了我國(guó)煤礦電氣安全事故的發(fā)生頻率。

3.6 礦山新型綜合保護(hù)裝置保護(hù)方法

煤礦井下的施工作業(yè)環(huán)境十分惡劣，復(fù)雜，同時(shí)開(kāi)關(guān)設(shè)備的種類花樣繁出，結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，無(wú)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(yè)普遍使用變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。新型的綜合保護(hù)裝置具備很多優(yōu)勢(shì)，不僅占地面積小，而且接口標(biāo)準(zhǔn)很是規(guī)范，同時(shí)保護(hù)模塊具有方便維修、高可靠性以及性價(jià)比高等諸多優(yōu)勢(shì)。操作選用的儀器不但擁有高效的嵌入式系統(tǒng)，開(kāi)放式硬件系統(tǒng)以及多道開(kāi)發(fā)程序共同完成任務(wù)，同時(shí)利于技術(shù)人員之間的交流溝通。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在煤炭開(kāi)采企業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，煤礦的安全生產(chǎn)在其中發(fā)揮著重中之重的作用，因此，煤礦企業(yè)需要不斷完善煤礦供電設(shè)備的電氣保護(hù)技術(shù)。同時(shí)所有相關(guān)人員必須熟練掌握煤礦供電設(shè)備中電氣保護(hù)所有相關(guān)要求，潛心專研和創(chuàng)新相關(guān)的煤礦供電設(shè)備中電氣保護(hù)技術(shù)，以有效避免煤礦供電設(shè)備安全事故的發(fā)生。為我國(guó)煤礦事業(yè)的順利發(fā)展，保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊君.對(duì)煤礦供電設(shè)備的安全防護(hù)與電氣保護(hù)技術(shù)探索[J].價(jià)值工程，2015（34）：3-5.

[2]張升華.煤礦供電設(shè)備的安全防護(hù)與電氣保護(hù)技術(shù)分析[J].中小企業(yè)管理與科技，2016（16）：186-187.

[3]王麗娟.煤礦供電設(shè)備電氣保護(hù)技術(shù)的探討[J].江西煤炭科技，2015（3）：113-114.