煤礦電氣設備常見故障及解決措施

魯海燕

（大同煤礦集團白洞礦業公司， 山西 大同 037003）

引言

礦用電氣設備穩定運行是煤礦安全高效生產的重要保障，電氣設備的投入使用大大提高了煤礦自動化水平，電氣設備主要通過內部控制電路進行送、放電功能，控制電路具有短路、過流、過壓、聯鎖等保護功能；但是在實際煤礦生產過程中，受設備安裝環境、設備安裝質量、供電網路穩定性等影響，電氣設備內控制電路經常出現故障，不僅加大了電氣設備檢修難度，增加了設備維修費用，而且很容易發生煤礦重大機電事故。根據白洞礦電氣隊統計發現，2017年—2018 年6 月份之間，井下隔爆開關、移動變壓器等電氣設備共計損壞14 臺，電氣設備故障率占27%，造成經濟損失達52.9 萬元，嚴重威脅著煤礦安全穩定生產。

1 電氣設備控制系統結構及優點

煤礦電氣設備電氣控制系統主要由系統指令、判斷分析和系統執行三部分組成。設備電氣系統功能與控制系統是一致的。電氣系統具有占用面積小、搬運設備方便、設備防爆性強、對復雜環境適應性強、外殼堅固不易損壞的優點。按照電氣系統的運行方式可以將電路系統分為主電路和控制電路。控制電路通常由主電源、保護裝置、控制回路、按鈕、指令執行、各類數據監測設備、下游電路指令及有序電路組成。

隨著我國現代化礦井的不斷建成，根據使用方式的不同以及各供電系統間基礎和定義不同，電氣設備的供電系統具有不同的控制系統，可以通過電氣系統的集成控制來改變供電系統的交叉過程。

2 電氣設備常見故障及原因分析

2.1 短路故障

當電氣設備發生短路故障后，線纜內產生強大的電流。短路電流一旦超過了設備的額定電流，就會造成供電系統設備損壞，而且供電系統發生短路故障后，各類保護監測設備會自動跳閘斷電，將會引起整個供電系統癱瘓。

1）由于井下供電設備工作時間長且工作環境差，很容易造成線纜由于老化造成線纜的絕緣層受到破壞，線纜內的三相電纜發生接觸而發生短路故障。

2）供電設備在使用過程中很容易造成線纜擠壓，維修人員如沒有及時發現，線纜內的三相電纜發生接觸而發生短路故障[1-2]。

3）線纜在接入時，由于工作人員未按照接線的工藝進行安裝，線纜內的三相電纜發生接觸而發生短路故障。

2.2 斷路故障

1）自然故障。當供電系統在長時間運行后，系統將出現線纜老化、絕緣層損壞、設備腐蝕嚴重、螺栓松動、絕緣性下降、線纜擠壓等情況，將會造成整個供電系統癱瘓。

2）人為故障。檢修人員在日常的維護及線纜的安裝時，沒有按照規程要求的工序進行安裝，造成供電線纜達不到標準要求，電纜在供電后會出現開路故障。檢修人員在日常維護中未能對出現的故障及時處理，也會造成供電系統出現故障[3-4]。

2.3 線路連接故障

只有電路的正確安裝才能保證供電系統正常。當電路在接線中出現錯誤時將會導致供電系統無法供電。電氣設備搬運過程中受到碰撞也會導致供電設備無法正常運行。因此，為了確保供電設備正常運行，檢修及施工人員在對供電設備安裝過程中，要嚴格按照規程要求的工序進行，安裝完畢后參照施工圖紙進行驗收，確保各部位的安裝準確。

2.4 電路參數不正確

設備在安裝完畢后，施工人員要對設備內的保護參數進行整定。如供電設備內的保護參數設定錯誤，將會造成設備無法正常工作。

3 降低電氣設備故障率的技術措施

3.1 安裝低壓電網防爆裝置

為了確保井下發生爆炸事故后能夠及時切斷電源，供電系統要保證一個相對獨立的運行方式，同時為了井下發生電路故障后不會發生爆炸，當供電系統發生故障后，設備的保護裝置要以最快的速度切斷電源，確保整個供電系統的設備不受到傷害。該裝置包括快速斷電開關和移動變電站。當井下發生火災后，操作人員可以及時切斷電源，確保工作人員的安全，防止事故進一步擴大。

3.2 提高設備漏電保護

為了減少漏電事故的發生，需在各類開關上安裝漏電保護，漏電保護能夠確保供電系統發生漏電后及時監測并切斷上級電源。加強機電設備的檢修力度。檢修人員在日常的檢修過程中發現故障隱患時及時處理，對電氣設備老化的部件及線纜及時進行更換。

3.3 完善系統智能化

隨著礦井智能化水平的不斷提高，需建立礦井智能化監測設備的投入。智能化保護設備能夠及時地發現供電系統故障并報警，確保供電系統正常運行。智能化監測設備內裝有先進的保護裝置，能夠對線路的過壓、漏電、短路、過載等故障及時發現，給檢修人員處理故障提供參考數據，縮短了事故的處理時間。

3.4 加強設備檢修力度

1）電氣設備管理部門應加強對設備的檢修力度，電氣設備在安裝前應對設備內部元件進行檢查，保證設備零部件完好，并對設備進行充放電實驗，確保設備具有隔爆、防爆性能。

2）電氣設備在安裝過程中必須由專業技術人員指導安裝，對供電系統合理選擇合適參數的電氣設備，設備安裝后進行供電實驗，并進行電流、電壓整定；設備在使用過程中應定期對設備電氣系統、控制電路等嚴格進行檢查，發現問題及時進行維修、更換。

4 實踐效果

白洞礦電氣隊對井下電氣設備采取預防措施后，2019 年電氣設備故障率降低至4%以下，大大降低了設備維修費用，保證了煤礦安全生產，取得了顯著的經濟、安全效益。