魯海燕

（大同煤礦集團白洞礦業(yè)公司， 山西 大同 037003）

引言

礦用電氣設(shè)備穩(wěn)定運行是煤礦安全高效生產(chǎn)的重要保障，電氣設(shè)備的投入使用大大提高了煤礦自動化水平，電氣設(shè)備主要通過內(nèi)部控制電路進(jìn)行送、放電功能，控制電路具有短路、過流、過壓、聯(lián)鎖等保護功能；但是在實際煤礦生產(chǎn)過程中，受設(shè)備安裝環(huán)境、設(shè)備安裝質(zhì)量、供電網(wǎng)路穩(wěn)定性等影響，電氣設(shè)備內(nèi)控制電路經(jīng)常出現(xiàn)故障，不僅加大了電氣設(shè)備檢修難度，增加了設(shè)備維修費用，而且很容易發(fā)生煤礦重大機電事故。根據(jù)白洞礦電氣隊統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，2017年—2018 年6 月份之間，井下隔爆開關(guān)、移動變壓器等電氣設(shè)備共計損壞14 臺，電氣設(shè)備故障率占27%，造成經(jīng)濟損失達(dá)52.9 萬元，嚴(yán)重威脅著煤礦安全穩(wěn)定生產(chǎn)。

1 電氣設(shè)備控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及優(yōu)點

煤礦電氣設(shè)備電氣控制系統(tǒng)主要由系統(tǒng)指令、判斷分析和系統(tǒng)執(zhí)行三部分組成。設(shè)備電氣系統(tǒng)功能與控制系統(tǒng)是一致的。電氣系統(tǒng)具有占用面積小、搬運設(shè)備方便、設(shè)備防爆性強、對復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性強、外殼堅固不易損壞的優(yōu)點。按照電氣系統(tǒng)的運行方式可以將電路系統(tǒng)分為主電路和控制電路。控制電路通常由主電源、保護裝置、控制回路、按鈕、指令執(zhí)行、各類數(shù)據(jù)監(jiān)測設(shè)備、下游電路指令及有序電路組成。

隨著我國現(xiàn)代化礦井的不斷建成，根據(jù)使用方式的不同以及各供電系統(tǒng)間基礎(chǔ)和定義不同，電氣設(shè)備的供電系統(tǒng)具有不同的控制系統(tǒng)，可以通過電氣系統(tǒng)的集成控制來改變供電系統(tǒng)的交叉過程。

2 電氣設(shè)備常見故障及原因分析

2.1 短路故障

當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生短路故障后，線纜內(nèi)產(chǎn)生強大的電流。短路電流一旦超過了設(shè)備的額定電流，就會造成供電系統(tǒng)設(shè)備損壞，而且供電系統(tǒng)發(fā)生短路故障后，各類保護監(jiān)測設(shè)備會自動跳閘斷電，將會引起整個供電系統(tǒng)癱瘓。

1）由于井下供電設(shè)備工作時間長且工作環(huán)境差，很容易造成線纜由于老化造成線纜的絕緣層受到破壞，線纜內(nèi)的三相電纜發(fā)生接觸而發(fā)生短路故障。

2）供電設(shè)備在使用過程中很容易造成線纜擠壓，維修人員如沒有及時發(fā)現(xiàn)，線纜內(nèi)的三相電纜發(fā)生接觸而發(fā)生短路故障[1-2]。

3）線纜在接入時，由于工作人員未按照接線的工藝進(jìn)行安裝，線纜內(nèi)的三相電纜發(fā)生接觸而發(fā)生短路故障。

2.2 斷路故障

1）自然故障。當(dāng)供電系統(tǒng)在長時間運行后，系統(tǒng)將出現(xiàn)線纜老化、絕緣層損壞、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、螺栓松動、絕緣性下降、線纜擠壓等情況，將會造成整個供電系統(tǒng)癱瘓。

2）人為故障。檢修人員在日常的維護及線纜的安裝時，沒有按照規(guī)程要求的工序進(jìn)行安裝，造成供電線纜達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，電纜在供電后會出現(xiàn)開路故障。檢修人員在日常維護中未能對出現(xiàn)的故障及時處理，也會造成供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障[3-4]。

2.3 線路連接故障

只有電路的正確安裝才能保證供電系統(tǒng)正常。當(dāng)電路在接線中出現(xiàn)錯誤時將會導(dǎo)致供電系統(tǒng)無法供電。電氣設(shè)備搬運過程中受到碰撞也會導(dǎo)致供電設(shè)備無法正常運行。因此，為了確保供電設(shè)備正常運行，檢修及施工人員在對供電設(shè)備安裝過程中，要嚴(yán)格按照規(guī)程要求的工序進(jìn)行，安裝完畢后參照施工圖紙進(jìn)行驗收，確保各部位的安裝準(zhǔn)確。

2.4 電路參數(shù)不正確

設(shè)備在安裝完畢后，施工人員要對設(shè)備內(nèi)的保護參數(shù)進(jìn)行整定。如供電設(shè)備內(nèi)的保護參數(shù)設(shè)定錯誤，將會造成設(shè)備無法正常工作。

3 降低電氣設(shè)備故障率的技術(shù)措施

3.1 安裝低壓電網(wǎng)防爆裝置

為了確保井下發(fā)生爆炸事故后能夠及時切斷電源，供電系統(tǒng)要保證一個相對獨立的運行方式，同時為了井下發(fā)生電路故障后不會發(fā)生爆炸，當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障后，設(shè)備的保護裝置要以最快的速度切斷電源，確保整個供電系統(tǒng)的設(shè)備不受到傷害。該裝置包括快速斷電開關(guān)和移動變電站。當(dāng)井下發(fā)生火災(zāi)后，操作人員可以及時切斷電源，確保工作人員的安全，防止事故進(jìn)一步擴大。

3.2 提高設(shè)備漏電保護

為了減少漏電事故的發(fā)生，需在各類開關(guān)上安裝漏電保護，漏電保護能夠確保供電系統(tǒng)發(fā)生漏電后及時監(jiān)測并切斷上級電源。加強機電設(shè)備的檢修力度。檢修人員在日常的檢修過程中發(fā)現(xiàn)故障隱患時及時處理，對電氣設(shè)備老化的部件及線纜及時進(jìn)行更換。

3.3 完善系統(tǒng)智能化

隨著礦井智能化水平的不斷提高，需建立礦井智能化監(jiān)測設(shè)備的投入。智能化保護設(shè)備能夠及時地發(fā)現(xiàn)供電系統(tǒng)故障并報警，確保供電系統(tǒng)正常運行。智能化監(jiān)測設(shè)備內(nèi)裝有先進(jìn)的保護裝置，能夠?qū)€路的過壓、漏電、短路、過載等故障及時發(fā)現(xiàn)，給檢修人員處理故障提供參考數(shù)據(jù)，縮短了事故的處理時間。

3.4 加強設(shè)備檢修力度

1）電氣設(shè)備管理部門應(yīng)加強對設(shè)備的檢修力度，電氣設(shè)備在安裝前應(yīng)對設(shè)備內(nèi)部元件進(jìn)行檢查，保證設(shè)備零部件完好，并對設(shè)備進(jìn)行充放電實驗，確保設(shè)備具有隔爆、防爆性能。

2）電氣設(shè)備在安裝過程中必須由專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)安裝，對供電系統(tǒng)合理選擇合適參數(shù)的電氣設(shè)備，設(shè)備安裝后進(jìn)行供電實驗，并進(jìn)行電流、電壓整定；設(shè)備在使用過程中應(yīng)定期對設(shè)備電氣系統(tǒng)、控制電路等嚴(yán)格進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時進(jìn)行維修、更換。

4 實踐效果

白洞礦電氣隊對井下電氣設(shè)備采取預(yù)防措施后，2019 年電氣設(shè)備故障率降低至4%以下，大大降低了設(shè)備維修費用，保證了煤礦安全生產(chǎn)，取得了顯著的經(jīng)濟、安全效益。