煤礦電氣設備與供電系統的保護分析

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的保護分析

董磊
哈爾濱煤礦機械研究所

摘要：煤炭產業是我國重要的能源來源，我國煤炭儲量豐富，所以在我國能源結構中煤炭占發電能源的主體位置。但是煤礦的開采事故一直我國的生產安全的心病，所以要各個方面加強煤礦的安全性，煤礦安全有煤礦結構，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安全保護的問題和措施。

關鍵詞：煤礦作業；電氣設備；安全保護；保護裝置

1、煤礦電系統介紹

煤礦下情況復雜，煤礦的不規則性為煤礦電氣設備和供電系統的提供了較為惡劣的工作環境。所以對電氣設備和供電系統的質量等級要遠高于地面作業的設備，對設備的可靠性有著嚴格的要求。同時煤礦內沒有日光，比較黑暗，容易出現各種意外事故，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有以下具體要求：

（1）保障供電設備為礦下提高穩定的持續的電量。因此可以采用雙零線的方法，確保一條零線出現故障時。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境，所以在礦井下比較容易發生觸電事故。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，經常致人死亡。電傷是電流從人體的表面經過，不會導致生命安全，但是會對人體的皮膚，體發造成損害，就想被熱水燙傷的情形。

2.2電氣漏電

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

2.3電氣短路

因為礦下的環境惡劣，加上檢測不方便，所以短路現象也是煤礦電氣經常發生的故障之一，而且因為井下范圍大，電氣的無人監管的地方發生短路無人知曉，由短路引發了線路火災，同時產生明火，燃燒的大量有毒有害氣體充斥在礦道內，更有可能引發瓦斯爆炸等情況。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，但井下變電所系統則相對較為復雜，主要結構有漏電監視、過載保護、短路保護以及綜合防爆開關等。

3.1電氣漏電檢測

煤礦漏電現象一般是由于煤礦中的電路電線長期處在相對惡劣的環境，或者遭到地下動物的啃咬，造成線路的老化，絕緣層破裂，從而出現漏電事故。漏電的檢查可以再用專業的測試工具，進程對線路進行檢查，對于快要老化的線路及時更換，同時發現礦道內出現老鼠等嚙齒類動物及時做好相關的處理工作，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，就容易發生短路，產生的瞬時電流會超過額定電流的數十倍，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，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，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。在電動機運轉過程中，如果電網出現故障，造成電源缺相，如此一來，電動機保持著低速運轉的狀態，其定子電流很大，這是引起發動機絕緣、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內部電流，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，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，從而實現失壓保護的功能。

4、總結

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安全生產的必然要求，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，在事故發生后，自動切斷電路，保障礦井電氣和供電系統安全，同時保障礦井內的員工安全撤離。

參考文獻：

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