有色金屬礦山井下供電設備電氣保護淺析

朱秀娟

【摘 要】有色金屬礦山井下作業對供電設備運行的安全性、可靠性要求非常高，但是，礦山井下作業環境非常復雜，在眾多因素的影響下，導致供電設備出現短路、漏電等問題，嚴重的威脅作業人員的生命安全，如何處理井下供電設備的電氣保護工作，已經成為困擾眾多有色金屬礦山采掘企業的難題。文章介紹了有色金屬礦山井下供電設備的類型，分析了有色金屬礦山井下供電設備電氣保護的要求，并提出了加強供電設備電氣保護的有效措施，以供參考。

【關鍵詞】有色金屬礦山 井下 供電設備 電氣保護

有色金屬礦山井下作業環境具有溫度高、濕度高、通風條件差、高粉塵、人為干擾因素多等特點，井下供電設備在運行的過程中，非常容易損壞，如供電設備燒壞、絕緣性能降低等，如果沒有采取有效的措施盡心處理，將會導致出現電氣安全事故、觸電事故等，嚴重的威脅井下生產安全和作業人員的生命安全。因此，有色金屬礦山在井下作業過程中，必須采取有效的電氣保護措施，加強對供電設備的安全保護，以此保證供電設備能夠安全、可靠、穩定的運行，進而保證井下作業生產的安全性和高效性。因此，文章針對有色金屬礦山井下供電設備電氣保護的研究具有非常重要的現實意義。

1 有色金屬礦山井下供電設備的類型分析

有色金屬礦山井下供電設備的類型主要表現為：其一，供電電源：有色金屬礦山井下供電電源通常引自架空線路或者地表高壓配電室，電源線的連接方式采用風井敷設至井下中央變電所或者用鎧裝電纜沿副井下至中央變電所的方式，再經過中央變電所送至移動變電站降壓或者直接送至采區變電所進行降壓，以此獲得相應等級的低壓電，通過采掘工作點的配電點，向井下機械設備等供電；其二，電源轉換裝置，電源轉換裝置是將傳遞至礦井內的高壓電源轉化成所需電壓等級的交流電源或者直流電源，例如隔爆干式變壓器、礦用低損耗動力變壓器以及礦用變壓器等；其三，電能傳輸介質，電能輸送介質指的是將地面高壓電能傳輸至礦井內以及將低壓電傳送至用電機械設備的電纜，最常采用的電纜為架空電纜和低壓電纜；其四，電能分配裝置，電能分配裝置的作用是將經過井下電源轉換設備轉換的低壓電分配至礦井巷道或者采掘工作面的裝置，具有接通、斷開、分配等功能，井下常用的電能分配裝置包括高壓真空配電裝置、隔爆自動饋電開關等。

2 有色金屬礦山井下供電設備電氣保護的要求分析

2.1標明額定電壓值

有色金屬礦山井下生產的多數設備，都需要配低電壓，在設備上明確標注額定電壓值，不僅能夠避免出現不必要的電氣安全事故，還便于井下作業人員的操作和施工。

2.2供電設備外殼接地以及多回路性

供電設備在生產的過程中，采用外殼接地的方式，能夠使人體和供電設備并聯，有效的避免出現人體觸電的事故。多回路性指的是一旦某一條回路出現故障無法正常運行，其他回路工作頂替原來的回路繼續供電，以此保證生產的連續性。

2.3供電設備的安全性

因為有色金屬礦山井下生產環境惡劣，作業空間相對較小，供電設備即使出現非常小的故障或者問題，也會引發嚴重的觸電事故，嚴重的威脅作業人員的生命安全。因此，在井下生產過程中，為了保證井下作業的安全性，必須嚴格按照相關的安全用電規程，加強供電設備的安全性管理。

2.4供電設備的可靠性

為了防止出現供電設備突然故障或者出現問題引發電力安全事故或者觸電事故，應該對井下供電設備的運行狀況進行檢測，保證供電設備始終處于最佳運行狀態，避免在運行的過程中出現故障，這樣既能夠保證生產安全，又能夠加快生產進程。

3 加強有色金屬礦山井下供電設備電氣保護的有效措施分析

3.1接地保護技術

通常狀況下，供電設備的架構、金屬外殼不帶電，但是，當供電設備出現問題，或者絕緣損壞的現象，將會導致架構與金屬外殼帶電，當人體接觸供電設備時，將會出現觸電事故，威脅作業人員的生命安全。因此，為了避免出現架構、金屬外殼帶電導致人體觸電的事故，應該采用接地保護措施，限制通過人體的電流，將接地電阻降低至相關標準范圍內，當流過人體的電流小于安全極限電流時，將不會出現人體觸電的事故，以此保證作業人員的生命安全。

3.2漏電保護技術

由于有色金屬礦山井下的環境非常復雜，并且供電設備在高濕、高溫的環境中作業，非常容易出現絕緣電阻下降的現象，一旦絕緣電阻降低至一定范圍，將會導致引發漏電火花、人身觸電的事故，因此，在井下供電設備電氣管理工作中，必須做好漏電保護工作。漏電保護裝置能夠對供電設備以及電網的絕緣電阻進行實時監測，一旦檢測出現絕緣電阻降低、損壞以及電網接地的現象，能夠自動跳閘，將電源切斷，避免出現漏電事故或者觸電事故。同時，當作業人員碰觸到電網一相時，漏電保護裝置一方面會快速的切斷電源，另一方面還能夠增加人體電容電流，以此降低通過人體的電流，避免出現漏電事故或者觸電事故。現階段，有色金屬礦山井下供電設備最常采用的漏電保護裝置為礦用隔爆型簡陋繼電器。

3.3過流保護技術

有色金屬礦山井下供電設備眾多，供電設備的運行環境復雜，供電設備在運行的過程中不可避免的會出現電流變化幅度大的現象，非常容易出現短路故障和過載故障，因此，必須做好短路保護和過載保護，具體表現為：一方面，對于短路保護，當供電設備的絕緣保護遭到破壞之后，及時、準確的將電源切斷，以此保證供電設備的安全，由于供電設備出現短路故障后，供電電流為額定電流的幾十倍，動作值設定非常大，動作時間非常短，給保護動作預留的時間非常短，因此，有色金屬礦山井下供電設備的短路保護通常采用電子式繼電保護器、電磁式繼電保護器，兩種繼電保護裝置能夠在很短的時間內能源切斷，避免過大的電流對供電設備造成影響；另一方面，對于過載保護，過載保護指的是采掘設備在作業的過程中負載增加、供電設備電壓降低、供電設備斷相運行等，導致供電設備的電流遠遠超過額定電流而做出的保護動作，由于供電設備連續作業的時間較長，會加快供電設備內部絕緣的損壞和老化，為了保證過載保護能夠保證供電設備的安全性，過載保護動作時間必須和過載電流大小保持一致，過載程度會影響動作延時，由時間繼電器對延時時長進行控制，當出現過載現象時，電流繼電器動作并接通時間繼電器線圈，然后繼電器觸點動作，執行保護動作，將主回路電源缺點，并發出過載保護信號，現階段，有色金屬礦山井下供電設備采用的過載保護裝置包括熱繼電器、電子式繼電器以及電磁式繼電器。

3.4新型綜合保護裝置的應用

有色金屬礦山井下作業環境復雜，開關設備種類和數量眾多，安裝的范圍相對有限，并且還需要做好防爆管理，通過將變電站綜合自動化系統應用在有色金屬礦山井下作業施工中，能夠有效的提高井下作業安全。新型的綜合保護裝置不僅具有功能眾多、性價比高、維護方便、靈活性高、可靠性高、接口規范、體積小等眾多優點，在安裝范圍有限的井下作業環境中的應用，既能夠節省安裝空間，又能夠提高供電設備的安全保護水平。同時，新型綜合保護裝置還具有高效的開放式硬件系統和軟件系統，既能夠實現和操作人員的良好溝通，還能夠同時進行多道程序的并行執行，有效的提高電氣保護效率。

3.5預防電火災

供電設備和線路出現短路故障，或者供電設備長期過負荷運行，會導致載流導體溫度升高，引發電火災；電弧、電火花等會引燃木支架、絕緣材料，引發電火災；導體連接部分電阻過大或者接觸不良，當電流增大時，會導致局部溫度升高，引發電火災。為了預防電火災應該從以下幾個方面入手：其一，對于可能出現電火災的位置，應該做好防火處理；其二，對各種短路保護裝置進行整定，提高各種保護裝置的靈敏性和可靠性；其三，安裝繼電保護裝置；其四，選用合適的供電線路、供電設備等，同時加強對供電設備的檢修和保養，避免出現過負荷以及短路故障等。

3.6加強防范管理

為了防止有色金屬礦山井下供電設備發生電氣故障，還應該加強防范管理，具體包括以下幾個方面：其一，應該創建科學、完善的井下供電設備檢查制度，定期或者不定期的對供電設備的運行狀況進行檢查，及時、準確的發現供電設備存在的各種不安全因素，并采取有效的措施進行處理，這樣能夠有效的降低電氣故障或者問題造成的危害；其二，對井下電纜、變壓器等進行定期的巡視，檢查電纜外皮的絕緣程度，變壓器的聲音、油位等，一旦發現問題，立刻采取有效的措施進行處理，并做好記錄工作，為以后的電氣故障管理提供可靠的參考；其三，加強對漏電保護裝置的測試，保證所有漏電保護裝置始終處于最佳運行狀態，當出現漏電故障時，能夠及時的切斷電源，保證供電設備和人員的安全。

4 結語

綜上所述，有色金屬礦山井下作業環境非常復雜，供電設備在運行的過程中，在眾多因素的影響下，導致供電設備出現短路、漏電、過載等眾多問題，影響井下作業安全和人員的生命安全。因此，應該采取多種有效的電氣保護措施，避免井下作業的過程中出現觸電事故、電火災以及其他電氣事故。

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