煤矿电气设备与供电系统的保护探析范文
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摘要：频繁发生的煤矿开采安全事故，触目惊心的人身伤亡给煤矿安全生产敲响了警钟。煤矿安全生产的众多影响因素中，电气设备与供电系统的安全是主要影响因素。介绍了煤矿电气设备与供电系统，分析目前煤矿生产存在的安全问题，总结加强煤矿生产安全性的对策。
关键词：煤矿生产；电气设备；供电系统
0引言
煤炭在我国的能源结构中居于重要地位，随着煤矿产业的发展，我国也越来越重视煤矿的安全生产，特别是煤矿电气设备与供电系统的稳定运行，对于煤矿生产安全性有关键影响。管理人员应该从管理、维护、检测等多个方面着手，对电气设备与供电系统进行全方位监控，切实降低煤矿安全事故发生的概率，保障煤矿生产人员的人身安全。
1煤矿电气设备与供电系统概述
与其他领域的供电系统相似，煤矿生产所用的供电系统同样要求很高的安全性，供电系统出现问题将会导致严重的安全隐患，进而造成难以估量的损失。煤矿是一种相对特殊的产业，因此其供电系统也具备一定的特殊性，主要表现在：（1）煤矿生产对安全性的要求较高，因此供电系统必须24小时不间断工作，并且要按照要求使用双回路电源；（2）供电系统的安全性不仅影响煤矿生产人员的人身安全，还影响着供电设备运行稳定性，煤矿生产耗电量巨大，因此必须采取恰当的措施调整供电质量和供电时间，在确保煤矿安全生产的同时降低运行成本，提高煤矿的综合效益。我国煤矿生产使用较为普遍的电气设备有两类，即一般的电气设备和防爆电气设备[1]。一般电气设备具备一定的防护能力，主要用于确保电力系统运行正常，但是一旦发生如煤矿爆炸等重大安全事故时，此类电气设备的防护作用得不到发挥，因此一般电气设备往往应用在瓦斯浓度较低的矿井中；防爆电气设备主要用于防护电气故障引起的瓦斯爆炸事故，一般用于对安全性要求较高的位置如煤矿采掘工作面等。
2煤矿电气设备与供电系统保护的作用
2.1降低火灾发生的概率
在煤矿生产过程中，生产人员与管理人员都应有足够的安全意识，当发现供电系统或者电气设备可能存在短路问题时，及时报告给维修人员检查维修。煤矿生产环境较为恶劣，电气设备经过长时间运行，导体电阻增大，产生的热量急剧增加，极易导致火灾事故。如果发生短路，火花点燃绝缘材料甚至点燃矿井内的瓦斯气体而导致火灾。由于矿井环境潮湿，即使电气设备涂抹了绝缘油，但是由于吸收大量水分，绝缘能力大大降低，绝缘油可能由于温度升高或者被电火花点燃导致火灾甚至爆炸[2]。为了解决这个问题，检修人员要定期检修供电系统和电气设备，发现可能存在安全隐患时要及时处理，控制好电气设备的运行功率，切忌为了提高生产效率而让电气设备在大功率下长时间运行，降低火灾或者爆炸等安全事故发生的概率。
2.2降低漏电事故发生的概率
矿井环境湿度较大，甚至能够达到95%以上，由于空气中水分较多，发生漏电事故的概率也大大增加。有些矿井使用的是低压电缆，而煤矿开采时经常会有煤矿和岩石落下，可能砸坏电缆而导致漏电事故。对于这个问题，煤矿管理人员应该加强对漏电保护装置的监视，及时发现运行不正常的电路，及时维修确保供电的安全稳定。如果煤矿使用的供电设备是附加直流电源保护设备，管理人员和技术人员还要观察直流电流的变化情况，监测绝缘电阻，及时发现存在漏电故障的线路[3]。在煤矿开采中，漏电问题是较为常见的，为了保证煤矿工作人员的人身安全，煤矿要使用符合生产具体情况的电气设备，同时做好接地保护，安装漏电保护装置。
2.3降低发生过载的概率
煤矿生产所用的设备大部分功率较大，容易发生过载运行的问题，一旦运行电流超出额定电流1.5倍以上，就可能酿成重大安全事故，因此工作人员应该做好过载保护工作。此外，供电系统或者电气设备出现短路现象，瞬间电流可能达到额定电流的几十倍，严重损害配电线路和电气设备，甚至引发火灾和爆炸等安全事故，工作人员要根据实际情况设定短路保护动作时间，适当提高动作值，确保在短时间内能够切断电源。
3煤矿供电设备电气保护应用分析
3.1矿用高压开关柜的电气保护
煤矿变电所和矿井中央泵房都需要使用高压开关柜，高压开关柜主要依靠继电保护装置保障自身运行安全性，继电保护装置利用电磁感应感知电路工作状态，一旦出现短路、过流、短路等问题就会自动进行防护，效果良好，并且结构和操作都比较简单，是目前煤矿应用较为广泛的保护装置。继电保护装置由电压传感器、电流传感器、继电器等装置组成，随着我国科学技术水平的不断提高，继电保护装置使用更加先进的感应器，感应速度更快、灵敏度更高，能够及时对电路问题进行预警，有效提高了电气设备运行的安全性[4]。
3.2高压防爆配电装置的电气保护
煤矿生产环境较为恶劣，对配电装置提出了更高的要求。我国煤矿开采中使用的防爆配电装置有BG系列和PB系列等。其工作原理为：当电路出现问题或者操作人员出现失误时，机械弹簧能够及时切断电路，保障供电设备和操作人员的安全。但是由于环境恶劣，机械弹簧极易老化，给检修维护工作带来了一定困难[5]。近年来出现的新型防爆配电装置电气保护技术，如电能计量装置和高压振动断路器等，先进设备的结合使用实现自动分闸合闸，工作方式更加稳定，效率更高，提高了配电系统的安全性。
3.3低压供电设备的电气保护
低压供电设备出现问题的危害性较低，因此使用的电气保护措施也较为简单，一般是在开关部位安装插件，与主电路一起保护电气系统。
3.4煤矿供电设备的漏电保护
近年来我国着力研究供电设备的漏电保护技术，开发出多种井下和地面都能够使用的漏电保护装置，这些装置的工作原理差异较小，一般是利用相敏脉冲选择控制电流，防止电流突然增加给供电系统和电力设备造成危害，矿井变电系统使用的技术较为复杂，有短路保护、过载保护、漏电保护等。我国煤矿生产使用的继电保护器工作原理是检测电路供电系统的运行状态，如果出现问题或者故障则自动切断电路以保护电路和电气设备，自动化程度和安全性有保障，一般的继电器、熔断器都能够应用在这个系统中，但是随着煤矿的不断发展，熔断器的反应速度已经难以满足需求，因此接触器和继电器结合使用效果良好，被广大煤矿企业所采用；继电保护器的工作顺序为：电路采集信号并传输到继电保护器中，然后测量装置初步检测和判断信号，将其转化为数字信号，信号进入逻辑判断装置并进行组合运算，然后将执行指令发送给执行装置，由执行装置来完成漏电保护工作[6]。
4结束语
综上，煤矿供电系统和电气设备运行的安全性、稳定性关系到煤矿生产和工作人员的安全，定期进行电路和系统检修，采用先进的保护技术，切实提高煤矿生产的效率和质量。
参考文献：
［1］田庆军，周晓娟.当前煤矿电气设备安全管理存在的问题和对策［J］.煤炭技术，2009，28（2）：190-191.
［2］任宇航.煤矿电气设备安全风险预控研究［J］.煤矿机电，2014（04）：49-52.
［3］石瑜昆.试论煤矿电气设备与供电系统的保护［J］.经济师，2015（02）：293-293.
［4］巩和瑞.煤矿电气设备管理问题和维修策略分析［J］.黑龙江科技信息，2016（19）：138-138.
［5］李天祥.煤矿电气设备安全管理存在的问题和对策［J］.煤炭技术，2010（04）：48-49.
［6］付志刚.浅议煤矿电气设备的维修与改进［J］.山西科技，2012（04）：90-91.
作者：刘晓杰 单位：大同煤矿集团有限责任公司
