井下高壓供電技術及失壓保護技術分析研究

所愛軍

（山東黃金礦業（玲瓏）有限公司，山東 招遠 265400）

井下供電安全與礦產資源開采工作以及工作人員的生命健康安全至關重要，因此必須要提高重視加強技術創新，近些年來隨著科學技術不斷發展，相關的電子器件也不斷提升質量，為井下供電系統的穩定發展提供著有力的幫助。再判斷礦井供電質量好壞時一般從幾點因素出發，包括電流紋波、電壓紋波等等。其中電流紋波指的是井下供電系統中電流的波動，電壓紋波指的是井下供電系統中電壓的波動。當前不少礦井的井下供電設備都采用高壓供電，通過水泵、提升機等等幫助工作進行，如果電壓出現波動現象，輕則導致斷電重則導致用電設備損壞，也嚴重威脅著工作人員的生命健康安全[1]。

1 井下供電系統常見的失壓保護原因

我國地大物博、幅員遼闊，擁有非常豐富的礦產資源，在多年的礦產資源開采工作進行過程中，井下高壓供電系統出現的問題此起彼伏，在進行對比總結之后可以得出，在進行井下作業時都會遇到供電系統的施壓現象，這種情況對供電系統的安全運行以及井下開采作業都造成了不良影響，嚴重情況下還會導致嚴重的安全事故，對工作人員的生命健康安全造成了巨大的威脅。想要更好地保證井下開采作業的安全以及科學，相關礦產企業必須要注重排水設施建設，提升裝置，尤其是要保證供電系統的穩定性。以煤礦井下開采作業來分析，供電系統經常出現失壓現象，對供電系統造成了不良影響，也影響了礦產資源的開采進度。造成煤礦井下供電系統失壓的原因多種多樣，當前的礦產資源開采工作需要大量的機電設備，大型設備在運行過程中需要較大的電流，多臺機器同時運轉，將會對井下環境以及整個礦產企業帶來巨大的電降壓。

隨著社會的發展和科學的進步，不少礦產開采企業都開始在大規律機電設備上安裝系統，采用軟啟動的方式不斷降低大功率電器使用對企業電網造成的損失。隨著經驗的不斷總結，當前我國的礦產資源開采技術也不斷加深，礦產資源開采工作的機械化程度也逐漸變高，生產設備不斷增加。除了大功率大型機電之外，雨雪雷電天氣也會對電壓造成一定的影響[2,3]。

2 高壓供電中電壓以及高壓供電電流檢測

在井下供電系統出現失壓的原因中大致有以下幾種較為常見。首先就是大功率設備功率因素較低從而導致的供電失壓，其次是由于地理環境惡劣所導致的線路老化造成的供電失壓現象，然后有自然天氣所導致的供電施壓。為了更好保證井下開采作業，保證供電系統的科學性與穩定性，必須要及時檢測供電系統的電壓值，保證供電系統的平穩運行。電流與電壓在閉合路回路中相輔相成、如影隨形，在特定的電壓情況下，電流經常隨著負載波動而出現變化，因此在礦井供電系統管理維修過程中，首先要科學檢測電壓的波動，電流的大小也不容忽視，工作人員必須要提高警惕積極防控。只有各個環節共同平穩，才能夠確定穩定長久的供電系統。隨著社會發展和科學技術進步，當前可以用隔離IC 芯片對電壓進行隔離檢測，也可以通過電流傳感器來進行電流檢測方法多種多樣，工作人員要根據具體情況具體選擇。

2.1 電壓檢測

不少礦產資源開采作業由于面臨復雜多樣的工作環境，因此在工作過程中經常采用高壓電的額定工作電壓，對機械設備造成了嚴重的負荷，對于特殊的機械設備還必須要不斷升高電壓，以此來保證供電系統的運行。礦產開采井下想要平穩運行，必須要保證電壓平穩性、保障供電系統，因此應當著重注意系統電壓的檢測以及保護。

2.2 電流檢測

當前較為常用的電流檢測器件有兩種，一種是采用霍爾效應的現代電流傳感器，另一種是串聯采樣電阻檢測，這兩種方法各有千秋，都具有自身的特色，如果在工作過程中使用采樣電阻，優勢是價格相對較低，不必投入過大的人力、物力、財力，能夠降低企業的經濟投入，同時操作簡單，缺點是進行電路實現較為復雜，雖然不必要投入經費，然而過多的比較器安裝較為復雜，同時一旦出現電流較大的設備使用，非常容易出現發熱現象。與這一器件相比，另一個電流傳感器便具有一定的隔離性以及檢測性，可以直接通過低壓供電進行電流檢測，使用電路非常簡單，由于自身具有較強的隔離性以及檢測性，因此能夠保證工作人員的生命安全，然而缺點是投入經濟較多，價格較高。在礦井變頻設備中經常用到電流傳感器，能夠保證供電系統的平穩性和科學性，霍爾效應的電流傳感器不僅能夠對電量大小進行直接檢測，也具有較好的交流信號，因此在變頻設備中應用較為廣泛深受人們喜愛，一旦供電系統發生短路現象，工作人員并能夠收到相關的信息和信號，直接對系統進行補救，這樣能夠縮短供電系統維修的時間。

3 高壓供電施壓保護

由于礦產資源井下開采工作需要面臨復雜多樣的環境以及地質條件，造成高壓供電施壓的原因也有許多，針對不同的情況要具體分析，采取不一樣的措施，本文就關于日常工作過程中常見的高壓供電失壓情況進行了一定的分析和建議。

在礦產資源井下開采工作進行過程時，由于供電系統安裝時間較早或多或少會出現線路老化的問題，這些線路經常出現傳輸電壓變大的情況。此外由于工作經驗不足，因此部分線路安裝會出現接觸不良情況，必須要安排工作人員定時定期檢查和維護，這樣才能夠對井下供電系統進行清查，避免安全事故的出現。

礦產資源開采過程中進行井下作業，如果電路負荷過多也會出現一定的失壓現象，這種情況在眾多現象中較為嚴重，因此必須要對供電系統提前保護和預防，在選擇保護期間上可以選擇大功率保險絲或者空氣開關，一旦出現短路現象，必須要及時斷開線路，否則井下將會發生嚴重的火災事故。此外在井下工作過程中，由于開采量大，開采面積較廣，因此經常使用大型機電設備，設備的不斷增多，也會對井下供電系統造成一定的影響，大功率電氣設備的使用將會直接造成失壓現象。因此在設置現代化井下高壓供電系統的時候，必須要避免電壓下降現象的出現，可以通過設置軟啟動的方式來控制電路系統，在工作過程中盡量避免啟動數量較多的大型機電設備。此外必須要時刻關注線路運行，避免出現跳閘現象，可以通過延時檢測，經過0.5 秒的間隔對線路進行定期檢測，收集科學數據。這種檢測方式必須要配合科學的正常電流，一旦出現電流較小之后的電壓跌落，便可認定為大功率設備對供電系統造成了影響，必須要適當調節使用時間以及使用頻率。

此外，無功功率反饋所造成的電壓波動也經常出現，許多礦產企業大型設備往往存在著工齡數較低的現象，這樣無功功率返還到電網中，直接對電網造成一定的沖擊，這樣的情況存在著較多的危險因素，會直接造成變壓器的損壞，因此必須要不斷改變設置方式，提高功率因數，盡可能地保證線路電壓與電流同頻同相。供電系統的負載端不能有較大負荷，因此一旦出過過載現象，也會造成嚴重的失壓現象。一旦線路負載端負荷較大，將會直接出現拉低電壓的情況，不僅影響井下工作環境也會影響線路安全，如果在工作過程中發現電流過大而造成的失壓現象，必須要對線路進行檢查，關掉負載過多的線路。其他自然天氣所帶來的是壓現象也不能避免，因此在進行高壓供電系統設計時，一定要充分考慮自然因素，提前做好相關的措施預防[4]。

4 結束語

總而言之，隨著礦產資源開采工作的不斷進行，井下高壓供電系統必須要得到科學的設計以及設置，電井下高壓供電系統中經常出現的問題，相關管理人員以及工作人員必須要提高重視，為了不斷保障工作人員的生命健康安全，必須要采取科學措施，不斷降低井下停電事故發生，不斷促進我國礦產資源開采工作的進行。