董磊哈爾濱煤礦機械研究所

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煤礦電氣設備與供電系統(tǒng)的保護分析

董磊
哈爾濱煤礦機械研究所

摘要：煤炭產(chǎn)業(yè)是我國重要的能源來源，我國煤炭儲量豐富，所以在我國能源結(jié)構(gòu)中煤炭占發(fā)電能源的主體位置。但是煤礦的開采事故一直我國的生產(chǎn)安全的心病，所以要各個方面加強煤礦的安全性，煤礦安全有煤礦結(jié)構(gòu)，防止瓦斯保障，以及供電安全等多個方面。本文選擇了供電安全問題作為探討的主體，討論了煤礦電氣設備的供電系統(tǒng)安全保護的問題和措施。

關(guān)鍵詞：煤礦作業(yè)；電氣設備；安全保護；保護裝置

1、煤礦電系統(tǒng)介紹

煤礦下情況復雜，煤礦的不規(guī)則性為煤礦電氣設備和供電系統(tǒng)的提供了較為惡劣的工作環(huán)境。所以對電氣設備和供電系統(tǒng)的質(zhì)量等級要遠高于地面作業(yè)的設備，對設備的可靠性有著嚴格的要求。同時煤礦內(nèi)沒有日光，比較黑暗，容易出現(xiàn)各種意外事故，設備選擇時一定要想到這方面的因素。所以對于煤礦電氣設備和供電系統(tǒng)有以下具體要求：

（1）保障供電設備為礦下提高穩(wěn)定的持續(xù)的電量。因此可以采用雙零線的方法，確保一條零線出現(xiàn)故障時。另一條可以正常工作。

（2）采用足夠的安全保護裝置。如自動電閘，保險絲等。因為礦下由燈光照明，有著光線的死角，當工人不小心觸碰帶電的設備或電線是能夠立即啟動安全保護裝置，保護礦工的安全。

2、電氣設備和供電系統(tǒng)對礦工所能造成的傷害

2.1工人觸電

因為灰暗和潮濕的工作環(huán)境，所以在礦井下比較容易發(fā)生觸電事故。觸電對人體有兩種傷害模式，電擊穿和電傷。電擊穿是電流擊穿人體，對人體臟器和組織造成嚴重的損失，對人體損害極大，經(jīng)常致人死亡。電傷是電流從人體的表面經(jīng)過，不會導致生命安全，但是會對人體的皮膚，體發(fā)造成損害，就想被熱水燙傷的情形。

2.2電氣漏電

漏電是另一個發(fā)生事故的原因，而且漏電通常會引發(fā)更大的事故，因為漏電不僅能對人體造成傷害，還可以引爆雷管、引發(fā)瓦斯爆炸等，造成巨大的災難，所以在漏電發(fā)生后應該第一時間切斷電源，然后仔細的查找漏電區(qū)域，排除危險。

2.3電氣短路

因為礦下的環(huán)境惡劣，加上檢測不方便，所以短路現(xiàn)象也是煤礦電氣經(jīng)常發(fā)生的故障之一，而且因為井下范圍大，電氣的無人監(jiān)管的地方發(fā)生短路無人知曉，由短路引發(fā)了線路火災，同時產(chǎn)生明火，燃燒的大量有毒有害氣體充斥在礦道內(nèi)，更有可能引發(fā)瓦斯爆炸等情況。造成礦井的特大安全事故。

3、電氣保護設備

近年來，我國開發(fā)了大量漏電保護裝置，其主要工作原理為補償電流型、電流方向型以及功率方向型。即使采用了不同類型的保護裝置，但其主要工作原理大體上是一樣的，即利用脈沖選擇性控制電流，能夠防止電流突然增大。地面變電所常常采用集中選線的方式，但井下變電所系統(tǒng)則相對較為復雜，主要結(jié)構(gòu)有漏電監(jiān)視、過載保護、短路保護以及綜合防爆開關(guān)等。

3.1電氣漏電檢測

煤礦漏電現(xiàn)象一般是由于煤礦中的電路電線長期處在相對惡劣的環(huán)境，或者遭到地下動物的啃咬，造成線路的老化，絕緣層破裂，從而出現(xiàn)漏電事故。漏電的檢查可以再用專業(yè)的測試工具，進程對線路進行檢查，對于快要老化的線路及時更換，同時發(fā)現(xiàn)礦道內(nèi)出現(xiàn)老鼠等嚙齒類動物及時做好相關(guān)的處理工作，同時加緊對老鼠等滅殺工作，因為老鼠啃食線路造成的各種災害的案例很多。保護線路就是保護井下工人的生產(chǎn)安全。要成立專門的部門負責線路的安全工作，切實做到線路和電氣的安全。

3.2過流保護

第一，短路保護。電器、線路的絕緣只要有所損壞，或者存在接線錯誤、負載短路等問題，就容易發(fā)生短路，產(chǎn)生的瞬時電流會超過額定電流的數(shù)十倍，在過流影響下，會損害電器設備或配電線路的電動力，甚至產(chǎn)生的電弧會造成火災。目前，常用的有電子式繼電器、電磁式繼電器等，其短路保護的動作時間短，能夠快速切斷電源。

第二，過載保護。過載是電動機或電氣設備工作電流超過額定電流的1.5倍以內(nèi)，導致電動機或電氣設備過載的原因有很多，如突然加大負載、降低電網(wǎng)電壓、斷相運行等。若電動機或電氣設備長時間保持過載的狀態(tài)，這樣其溫度就可能超出允許的范圍，從而逐步變得老化。在電氣設備中的過載電流的大小，決定著具體保護時間，因此對于動作值的設定，要小于短路的保護動作值。

第三，斷相保護。在電動機運轉(zhuǎn)過程中，如果電網(wǎng)出現(xiàn)故障，造成電源缺相，如此一來，電動機保持著低速運轉(zhuǎn)的狀態(tài)，其定子電流很大，這是引起發(fā)動機絕緣、燒組損壞等故障的主要原因。在斷相之后，燒組接法、負載大小等，會造成相電流、線電流發(fā)生一定程度的變化。從斷相保護原理來看，主要是負序保護，如果線路電流比負荷額定電流大過一定范圍，就會產(chǎn)生保護動作，目前常用的有熱繼電器、電子式繼電器等。

3.3接地保護

通常來說，電氣設備在正常工作過程中，其絕緣層能夠防止出現(xiàn)內(nèi)部電流，這樣金屬殼表面就不會帶電。若絕緣層遭到破壞，會導致電氣設備絕緣層被破壞，增加了安全隱患。為避免電氣設備金屬外殼帶電，要做好電氣設備的接地處理，防止由于電流過大對工作人員造成損害，以此有效保護人員健康安全。

3.4失壓保護

電氣設備處于工作狀態(tài)，如果停止電源供給，則會立即停止運行。之后再恢復電源供給后，電氣設備在自行啟動中除了會損害設備，還會對人員安全帶來威脅。所以，在恢復電源供給時，為避免電氣設備自動啟動，應在電氣設備工作之前，采取接觸器或按鈕控制電動機的方式，從而實現(xiàn)失壓保護的功能。

4、總結(jié)

在煤炭礦井中注意電氣和供電設備的安全是我們要去煤炭業(yè)安全生產(chǎn)的必然要求，要電氣和供電設施的安全就要明確電氣故障的原因，以及當漏電、短路的危害。在了解危害和問題原因之后對癥下藥，在電路的漏電、過壓、失壓方面安置保護裝置，同時采用先進的故障處理裝置，在事故發(fā)生后，自動切斷電路，保障礦井電氣和供電系統(tǒng)安全，同時保障礦井內(nèi)的員工安全撤離。

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