鄧建忠

（潞安礦業(yè)集團王莊煤礦，山西 長治 046031）

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對于煤炭的消耗不斷的增大，這使得煤炭行業(yè)的生產(chǎn)面臨著重大的壓力。我國的煤炭生產(chǎn)的安全形勢雖然有了很大的改善，但是總體來說還是不容樂觀。煤礦的供電系統(tǒng)以及相應(yīng)的電氣設(shè)備保護對于煤炭生產(chǎn)的安全性具有直接的影響。做好相應(yīng)的電氣設(shè)備的保護工作對于確保煤炭企業(yè)的安全生產(chǎn)具有重大的意義。

在煤礦的日常生產(chǎn)和運行的過程當(dāng)中，供電系統(tǒng)以及相應(yīng)的電氣設(shè)備發(fā)揮著十分重要的作用。隨著煤炭行業(yè)相關(guān)技術(shù)的不斷的發(fā)展和進步，煤炭生產(chǎn)企業(yè)中智能化的電氣設(shè)備的使用量越來越大。比較常見的就是微處理器，具有較強的數(shù)據(jù)處理能力，對于煤炭生產(chǎn)企業(yè)的電力系統(tǒng)具有很強的保護性，能夠確保煤炭生產(chǎn)過程中電力供應(yīng)的安全和穩(wěn)定。

1 保護裝置及其原理

繼電器是煤礦供電系統(tǒng)中比較常見的電氣設(shè)備保護裝置。在煤礦的供電系統(tǒng)中廣泛的采用繼電器作為保護裝置能夠及時的對相應(yīng)的電氣異常以及設(shè)備故障做出反應(yīng)，對相應(yīng)的故障設(shè)備進行隔離，或者是及時的發(fā)出告警，能夠盡可能的降低電氣設(shè)備故障帶來的損失。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，供電設(shè)備保護裝置中開始大量的采用的相應(yīng)的技術(shù)以及智能化的設(shè)備，使得煤礦供電系統(tǒng)朝著自動化的方向發(fā)展。在煤礦的實際工作當(dāng)中由于電流不斷的增大，使得繼電器在供電系統(tǒng)中的使用十分的廣泛，繼電器具有比較多的類型，但是其基本的結(jié)構(gòu)主要包括一下幾個方面：

1.1 現(xiàn)場信號輸入部分。將電路中的相關(guān)情況的信號進行相應(yīng)的處理，然后再傳送給繼電保護裝置，從而使繼電器能夠?qū)﹄娐樊?dāng)年的情況進行相應(yīng)的了解。

1.2 測量部分。繼電器實現(xiàn)已經(jīng)設(shè)定了一定的參數(shù)，對電路中的情況進行測量和檢測，并且和預(yù)設(shè)的值進行比對，發(fā)現(xiàn)超出某個范圍則采取相應(yīng)的動作。

1.3 邏輯判斷部分。根據(jù)比對的結(jié)果進行相應(yīng)邏輯判定，然后發(fā)出相應(yīng)的動作信號，然后由執(zhí)行機構(gòu)進行執(zhí)行。

2 井下常見電氣設(shè)備的保護類型

在煤礦中使用的電氣設(shè)備除了一般的電氣設(shè)備之外，由于礦井生產(chǎn)的特殊性，還有隔爆型電氣設(shè)備。由于礦井下安全性要求相對比較高，這就使得對電氣設(shè)備的安全性要求十分的嚴(yán)格，主要采用隔爆電氣設(shè)備。由于礦井下的工作設(shè)備的功率比較大，這就使得高壓電氣設(shè)備在煤礦中的使用比較的普遍。常見的保護方式主要有以下幾種：

2.1 漏電保護

煤礦的供電系統(tǒng)中，由于絕緣層長期處于比較惡劣的工作環(huán)境中，比較容易發(fā)生磨損和老化，這就使得電路常常會發(fā)生漏電。一旦井下的作業(yè)人員不小心接觸，就會導(dǎo)致觸電事故。同時礦井之中往往存在大量的可燃性氣體和粉塵，一旦漏電出現(xiàn)電火花，就十分容易發(fā)生爆炸事故。因此要做好井下供電線路的漏電保護措施，隨時的檢測漏電的情況，發(fā)現(xiàn)漏電的地方及時的進行相應(yīng)的處理，防止釀成重大的事故。

2.2 過流保護

在井下生產(chǎn)的過程當(dāng)中，供電系統(tǒng)常常會出現(xiàn)過電流，從而導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生，而造成過電流的原因比較復(fù)雜，常見的就是短路或者是過載。這就要求采取相應(yīng)的措施防止過流得產(chǎn)生，主要由以下幾個方面的措施：

2.2.1 過載保護

在礦井之下的電流超過了電氣設(shè)備的額定電流，就是所謂的過載，如果過載的情況比較嚴(yán)重有可能縮短電氣設(shè)備的壽命或者是引發(fā)電氣設(shè)備的燒毀。導(dǎo)致電氣設(shè)備出現(xiàn)過載的原因相對比較的復(fù)雜，主要有以下幾種情況：負載瞬間增大、斷相運行或者是電網(wǎng)的電壓降低等。這就需要采用時間繼電器來對過載進行有效的防護。在出現(xiàn)過載的情況的時候，由電流繼電器接通時間繼電器，完成延時工作，斷開電路的電源。

2.2.2 短路保護

由于礦井中的電氣設(shè)備長期處于比較復(fù)雜的工作環(huán)境當(dāng)中，其絕緣層的老化或者磨損的情況往往比較嚴(yán)重，這時就有可能引起短路，在短路的過程當(dāng)中，電路中的電流會在瞬間增大，導(dǎo)致電路中的電氣設(shè)備發(fā)生損壞，嚴(yán)重的時候還會引發(fā)火災(zāi)。為了有效的防止短路帶來的損害，可以采用電子式或者是電磁繼電器。

2.3 接地保護

在正常情況下，電氣設(shè)備內(nèi)部的絕緣層能夠有效的防止內(nèi)部的電流使金屬殼帶電，但是，一旦內(nèi)部的絕緣層發(fā)生損壞，那么電氣設(shè)備的絕緣層就有可能帶電，從而造成人身的傷亡。為了防止電氣設(shè)備外殼帶電，就需要對電氣設(shè)備進行接地處理，從而防止過大的電流通過人體時給人體帶來的損傷，有效的保護操作人員的生命安全。

2.4 其它保護

2.4.1 失壓保護

電氣設(shè)備在正常工作時,如果因為電源電壓的消失而停止工作,那么在電源電壓恢復(fù)時,電氣設(shè)備的自行啟動或投入工作將造成人身事故或設(shè)備損壞。對供電系統(tǒng)來說,許多電氣設(shè)備同時啟動和工作,也會引起不允許的過電流和過大的壓降,而熱類電氣設(shè)備可能引起火災(zāi)。為防止電壓恢復(fù)時電氣設(shè)備的自行啟動或投入工作采用接觸器和按鈕控制電動機的啟動、保持、停止,就具有失壓保護作用。

2.4.2 欠壓保護

其采用鑒幅式保護原理。電動機或電器元件在有些應(yīng)用場合下,當(dāng)供電系統(tǒng)的電壓降到額定電壓的75%時,就應(yīng)能自動切除電源而停止工作,以免損壞電動機以及機械設(shè)備。欠電壓保護方法不僅可以采用接觸器和按鈕控制方式,還可以采用低壓斷路器或?qū)ｉT電磁式電壓繼電器進行欠壓保護。

2.4.3 過壓保護

其采用鑒幅式保護原理。當(dāng)供電系統(tǒng)的電壓大于額定電壓的115%時,就應(yīng)能自動切除電源而停止工作,以免損壞電動機以及機械設(shè)備。過電壓的保護方法是在線圈兩端并聯(lián)一個電阻、電阻串電容或二極管串電阻等形式,以形成一個放電回路,從而實現(xiàn)過壓保護。

2.4.4 閉鎖功能

它是實現(xiàn)系統(tǒng)安全可靠工作的重要部分之一。常用的閉鎖有漏電閉鎖、機械閉鎖、風(fēng)電閉鎖等。漏電閉鎖采用附加直流電源檢測原理實現(xiàn),在隔爆真空型電磁啟動器、低壓饋電開關(guān)中經(jīng)常使用;高壓配電箱設(shè)有機械閉鎖裝置以保證安全;風(fēng)電閉鎖功能是由分路饋電開關(guān)與風(fēng)機的控制開關(guān)配合使用實現(xiàn)的,將風(fēng)機的控制開關(guān)的常閉觸點接入分路開關(guān)的CPU回路,實現(xiàn)對分路開關(guān)的控制。

3 結(jié)語

煤礦的供電系統(tǒng)對于煤礦生產(chǎn)的順利進行以及維護生產(chǎn)的安全性具有舉足輕重的作用。這就要求相關(guān)的技術(shù)人員在設(shè)計和安裝的過程當(dāng)中要充分的考慮煤礦供電系統(tǒng)和電氣設(shè)備的特殊使用環(huán)境，做好相應(yīng)的防護工作，確保電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定的運行。隨著科學(xué)技術(shù)特別是網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，煤礦企業(yè)也越來越重視對高科技的應(yīng)用，尤其是智能型的電氣設(shè)備與供電系統(tǒng)的應(yīng)用更是非常廣泛。采用PLC、液壓技術(shù)和智能電氣設(shè)備的結(jié)合，使整個系統(tǒng)的可靠性和安全性將會得到進一步的提高和改善。

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