煤礦電氣設備檢修預警系統研究與應用

康志華

（山西西山晉興能源有限責任公司斜溝煤礦，山西 興縣 033299）

隨著智慧礦山的建設步伐加快，礦井的各個系統都在進行信息化和智能化的升級，利用先進技術解決煤礦生產過程中的困難、彌補工作中的不足是智慧礦山建設的根本目的。在斜溝煤礦電氣設備的檢修工作和機電日常管理工作中就存在設備檢修不到位和制度規范執行難的情況，直接影響到礦井生產供電的安全穩定，因此引入了電氣設備檢修預警系統，目的是提高電氣設備檢修質量，優化作業流程，完善機電管理制度。該系統在應用了一段時間后取得了一定效果，對礦井安全生產具有積極作用。

1 斜溝煤礦電氣設備檢修概況及存在的問題

1.1 斜溝煤礦電氣設備檢修工作概況

斜溝煤礦10kV 供電系統共計外出線34 回以雙回路供電形式向井下供電，在高壓開關柜上通過“T”接、直供和外傳供等方式共形成了20 個井下中央變電所，地面以雙回路或單回路形式形成了16個地面配電室。各個井下中央變電所和地面配電室又分別向外供出10kV 電源至各個配電變壓器或大型設備。經統計共有高低壓開關 386 臺、移動和變壓器 68 臺及其他無功補償、直流電源設備，電氣設備整體呈現出數量多、規模大、分布廣、線路長的特點。經過多年運行，斜溝煤礦電氣設備的絕緣狀態和機械特性已經有一定的下降，在日常運行過程中還會受到短路大電流和瞬時過電壓的沖擊等不確定因素影響，為礦區電氣設備的日常維護帶來眾多難題。

按照《煤礦安全工作規程》的要求，礦井電氣設備的檢修往往采用按月或按季度的定期檢修方式，定期檢修的缺點是在兩次檢修間隔期間設備狀態是難以確定的。如何能實現設備狀態的預警提示，在即將出現故障時消除故障隱患、避免事故發生是礦井電氣設備檢修工作的重要提升方向。因此斜溝煤礦在電氣設備檢修工作中引入了設備檢修預警系統，用于實現設備故障的提前預知、標準化檢修流程、故障記錄完整等功能。

1.2 斜溝煤礦井下電氣設備檢修存在的問題

（1）電氣設備檢修管理制度還有待完善。電氣設備檢修工作只是按照規程要求進行定期檢修，或者電氣設備出線短路跳閘、裝置故障報警后才進行處理，處于一種被動檢修狀態，無法對設備故障進行預防。

（2）井下電氣設備在每次檢修完后只是將問題簡單地記錄在登記表格上，由于人員保存不當，時常發生記錄丟失現象。同時多年的記錄保存、整理和查找工作也較為困難，也不便于事故的統計分析，為設備的安全運行留下隱患。

（3）井下電氣設備的檢修記錄有時受環境所限，職工存在不記錄、應付工作隨意填寫的情況，對日后的檢修情況跟進造成困難。

（4）電氣設備的維護檢修質量沒有有效保證，責任人主體意識不強，維護檢修責任劃分不到位，存在拖延檢修的情況。

2 斜溝煤礦電氣設備預警系統的應用

為了更加科學、高效地完成礦井電氣設備的檢修工作，斜溝煤礦引入了電氣設備檢修預警系統。此套電氣設備預警系統整合錄入了斜溝煤礦井下和地面各級變電所的全部電氣設備信息，同時配備了項目進度查詢、備品配件查詢、班組人員查詢、各類報表、檢修檔案查詢、設備圖紙技術資料查詢等功能，形成了一套完整的綜合信息發布查詢系統，重點建設了電氣設備檢修預警系統和電氣設備安全等級評價系統。其各自功能如圖1 所示。

從圖1 可以看出，進入設備檢修預警系統首先需要進行用戶身份驗證，系統可以按實際工作人員類別設置各自的使用權限，避免各類人員誤填寫記錄、誤操作損壞系統、誤領取他人工作任務，做到人員分類管理。登錄用戶名后，可以進入主界面進行相應權限的操作，例如能夠進行新增檢修項目、填寫檢修記錄、顯示當前設備檢修進度、查看設備檢修預警信息、撰寫檢修總結等工作。

電氣設備檢修預警功能是整個系統的關鍵核心，其工作界面如圖2 所示，該功能界面包含了下次需要檢修的時間、工作內容、工作地點等。礦機電隊領導將每月全部的工作計劃輸入到電氣設備預警系統后，系統檢索到檢修當天無工作任務的隊組人員進行任務分配，根據職工數據庫內錄入的職業技能等級不同和職務的不同分配好檢修員、負責人、驗收員。根據檢修日期的安排，預警系統會在檢修前5d 提醒被分配任務的職工當天的檢修工作內容，預警天數也可以根據現場實際需要進行合理設置。如果到期未進行檢修工作的，系統也記錄逾期天數，每天會對分配人員進行一次提醒，直到確認工作已經完結。

圖1 電氣設備檢修預警系統程序邏輯和系統界面

圖2 電氣設備檢修預警功能工作界面

每次完成檢修后只有檢修負責人具有填寫檢修工作總結的權限，每次檢修的負責人根據電氣設備的故障填寫事故原因、處理過程、改進措施。負責人填寫完檢修總結后能永久保存在系統內，領導和其他職工都能通過煤礦內部的局域網系統瀏覽所有檢修總結，確認工作完成和學習借鑒處理方法。

每次檢修完了，系統又會設定下一次的檢修預警。技術員通過該系統還能夠隨時調取各個班組的檢修記錄和設備問題，方便統計煤礦電氣事故，極大方便了寫月度總結、半年總結、全年報告以及上級的調研報告。隊組的所有人員可以利用礦內的4G 網絡通過移動終端隨時隨地查詢系統存儲的全礦電氣設備的技術參數和相應圖紙，極大地方便了工作人員使用技術資料。

3 斜溝煤礦電氣設備檢修預警系統應用效果

斜溝煤礦在使用了電氣設備檢修預警系統后，機電隊的各項電氣設備檢修工作變得條理清晰，主要表現在以下幾個方面。

（1）做到了電氣設備的預防性檢修。根據斜溝煤礦井下各個工作面的負荷、對應電氣設備的使用年限以及設備以往故障的頻率，對每個設備進行定級，制定合理的檢修周期。例如井下11 采區的設備承擔著8 號煤生產負荷，而且設備已經運行十幾年，多次受過大的短路電流沖擊，因此斜溝煤礦增加了對該變電所的巡檢次數，還在系統中列出了手車機構、動靜觸頭、二次接線等重點檢修位置，做到不遺漏、勤保養，把故障做到可預防。

（2）做到了信息共享和技術資料數字化。斜溝煤礦整個電氣設備檢修預警系統結合當前該礦已建成的智慧礦山4G 無線網絡系統，能夠把所有的預警檢修項目在全礦發布，既有專業隊組人員去完成檢修，又有調度人員確認落實。所有人員都能利用系統得到自己所需信息，特別是技術資料的網絡查詢功能，職工可以利用井下防爆智能手機通過網絡查詢需要的資料，確保人員在井下工作時不因為忘帶技術資料而影響檢修進度。

（3）設備檢修責任落實到位，降低了設備故障的發生率。每一次的檢修任務都明確了負責人、檢修員、驗收員，當維護完設備，在下一次預警檢修前，如果所維護的設備發生問題，就能利用系統找到誰是責任人。有據可循避免了推諉扯皮，檢修人員的責任心提高了，故障率也降低了。

4 結束語

斜溝煤礦電氣設備檢修預警系統投入使用后，電氣設備沒有出現超期維護、漏維護現象，在機電管理工作方面成效顯著，檢修維護工作落實到位，責任到位。通過該系統有效減少了井下工作面因為設備故障導致的無計劃停電情況，保障了工作面生產的連續性和全礦井供電安全。