煤礦井下電網(wǎng)的三大保護(hù)的研究

段鵬

摘 要：隨著煤礦開采的不斷深入，煤礦的井下用電安全成為井下作業(yè)的關(guān)鍵，井下電網(wǎng)系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定是直接關(guān)系整個(gè)煤礦供電系統(tǒng)的安全，井下的作業(yè)環(huán)境惡劣，空氣中氧氣含量少和濕度較大，導(dǎo)致電氣設(shè)備的線路受潮，造成絕緣能力下降，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，為確保煤礦供電系統(tǒng)的安全，必須要對煤礦井下三大用戶保護(hù)裝置進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，本文主要根據(jù)目前三大保護(hù)裝置進(jìn)行分析，提出保護(hù)運(yùn)行的管理措施。

關(guān)鍵詞：煤礦；三大保護(hù)；漏電保護(hù)；供電

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.061

0 引言

煤礦工作環(huán)境的特殊性，對煤礦的安全操作提出很高的要求，煤礦井下設(shè)置三大保護(hù)裝置，即過流保護(hù)、漏電保護(hù)和接地保護(hù)三種，供電三大保護(hù)中主要的保護(hù)方式是接地保護(hù)，但井下多數(shù)的供電故障是由于單一的接地漏電保護(hù)引起的，加上井下作業(yè)巷道狹窄空氣潮濕，通風(fēng)不暢，容易發(fā)生電纜間的短路和漏電危害，從而引發(fā)火災(zāi)瓦斯爆炸等事故，為保障井下供電的安全性，要求企業(yè)重視煤礦用電系統(tǒng)的安全裝置，才能保障礦井供電系統(tǒng)的政策運(yùn)行。

1 保護(hù)煤礦井下機(jī)電安全的重要性

煤礦企業(yè)的三大保護(hù)裝置在井下作業(yè)環(huán)境復(fù)雜多變的情況，由于線路受潮或電纜短路等原因造成的漏電事故屢見不鮮，造成的短路故障更是威脅企業(yè)的人身安全和經(jīng)濟(jì)效益；失去漏電保護(hù)裝置的設(shè)備容易造成短路，發(fā)生短路的電氣設(shè)備或電纜失去短路保護(hù)的作用，短路體與設(shè)備相連容易造成漏電，如果安裝了漏電保護(hù)，漏電保護(hù)可以及時(shí)切斷短路電流，避免設(shè)備表面的漏電，由此可見，漏電保護(hù)是短路保護(hù)的基礎(chǔ)；當(dāng)設(shè)備發(fā)生碰撞，漏電保護(hù)失去作用，接地保護(hù)可以及時(shí)保障人身安全，接地保護(hù)是漏電保護(hù)的保護(hù)裝置，三大保護(hù)之間相互配合缺一不可，只有三大保護(hù)裝置相輔相成才能保障井下電氣設(shè)備的用電安全。

2 簡要分析三大保護(hù)

2.1 過電流保護(hù)

過電流保護(hù)是電氣系統(tǒng)中的電纜或電氣設(shè)備的電流超過額定的電流值造成電機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)或短路，導(dǎo)致電氣系統(tǒng)過電流的原因主要是短路、過載等原因造成，過電流保護(hù)是通過斷相保護(hù)、短路保護(hù)等方式保護(hù)設(shè)備。井下常用的電流保護(hù)裝置是過流繼電器、熱繼電器等裝置，過電流保護(hù)裝置對保護(hù)裝置要求很高，要求過流保護(hù)裝置動作靈敏，可以在電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)第一時(shí)間將事故控制，同時(shí)要求過電流保護(hù)裝置可以迅速斷開故障區(qū)域，保護(hù)其他區(qū)域的正常運(yùn)行。

設(shè)備的絕緣性能下降或當(dāng)線路中的電流未經(jīng)分載，直接將兩三根導(dǎo)線短接時(shí)容易發(fā)生線路短路，此時(shí)產(chǎn)生的電流超過電路額定電流，會直接導(dǎo)致設(shè)備迅速燒毀或發(fā)生瓦斯火災(zāi)等事故，為避免此類事故的發(fā)生，需要對安裝的短路保護(hù)設(shè)備定期進(jìn)行檢查和維護(hù)，短路電流破壞大可以降低電網(wǎng)電壓，影響繼電器供電安全的是在繼電器保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障，可以迅速切斷電源，為短路保護(hù)提供保護(hù)。斷相保護(hù)的措施是為保護(hù)機(jī)電設(shè)備，主要的設(shè)備是斷容器，繼電器需要配合接觸器使用，熱繼電器的主要功能是實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)和斷相保護(hù)，當(dāng)電路或設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，熔斷器隨著電流的問題逐漸升高，當(dāng)達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)可以熔斷電路保護(hù)設(shè)備。熱繼電器的金屬片會因受熱而變形，變形后的金屬片可以迅速切斷電源，達(dá)到保護(hù)的目的。我國發(fā)明的電子繼電器具有靈敏度高、安全可靠的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。

2.2 漏電保護(hù)

（1）發(fā)生漏電的原因。煤礦井下發(fā)生漏電的原因有很多，其中主要原因分為以下三種：首先煤礦井下受地理環(huán)境和自然環(huán)境的影響形成復(fù)雜的工作環(huán)境，導(dǎo)致設(shè)備或電纜線路受潮，開采過程中的供電線路發(fā)生老化容易造成供電系統(tǒng)的漏電，設(shè)備長期處于過熱或膨脹狀態(tài)，稍不注意就容易發(fā)生漏電事故；其次復(fù)雜的工作環(huán)境下，操作人員在井下采光不良且潮濕的環(huán)境中，作業(yè)人員操作方式不當(dāng)也是引發(fā)漏電的原因之一；因此完善的工程管理可以避免漏電事故的發(fā)生，在供電系統(tǒng)投入使用前對供電系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的審查，減少井下復(fù)雜作業(yè)環(huán)境對線路的侵蝕；最后大部分煤礦企業(yè)的電網(wǎng)發(fā)生火花故障時(shí)容易遇到易燃?xì)怏w，漏電電流的數(shù)值越大會產(chǎn)生較大的電位差，容易引發(fā)爆炸事故，因此當(dāng)發(fā)生漏電事故時(shí)要及時(shí)停電，降低直接經(jīng)濟(jì)損失。

（2）預(yù)防漏電的主要措施。煤礦井下發(fā)生漏電現(xiàn)象時(shí)，漏電保護(hù)裝置選擇漏電保護(hù)可以自動切斷電源，及時(shí)保護(hù)井下作業(yè)安全，井下安裝的設(shè)備漏電保護(hù)裝置需要有合格的監(jiān)測能力，當(dāng)發(fā)生漏電時(shí)可以及時(shí)切斷電源，在第一時(shí)間縮短漏電范圍和漏電時(shí)間，保障其他區(qū)域的正常運(yùn)行。對已經(jīng)發(fā)生漏電事故的系統(tǒng)井下檢查，查找漏電原因并制定對策，井下作業(yè)人員要及時(shí)對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行定期維修和保養(yǎng)，避免設(shè)備或線路因受潮而發(fā)生的漏電，及時(shí)更換已經(jīng)松動的接頭，保障線路處于良好絕緣的狀態(tài)。

2.3 接地保護(hù)

接地保護(hù)是三大保護(hù)中的重要組成部分，井下電氣設(shè)備接地的電阻和人體構(gòu)成并聯(lián)電路，接地保護(hù)則可以將電壓分流到地下，減少通過人體的電流從而達(dá)到保護(hù)人身安全的目的，通過設(shè)置接地保護(hù)裝置，形成接地網(wǎng)，當(dāng)電氣外殼、電纜等漏電事故發(fā)生時(shí)可以降低漏電電流的電壓值，減少因漏電引發(fā)的爆炸等事故，保護(hù)接地系統(tǒng)可以將井下的電氣設(shè)備電干線和主級連接在一起，形成接地整體，也就是將設(shè)備的金屬外殼、電氣外殼等連接成整體，通過主接地線接到地上，避免人身的觸電危害，保障井下作業(yè)人員的人身安全。

接地保護(hù)設(shè)備是將設(shè)備中絕緣的部分與金屬外殼相連，達(dá)到有效控制漏電故障的范圍，在可控的電壓范圍內(nèi)，控制電壓的漏電情況，井下作業(yè)環(huán)境與供電處分散安裝，井下作業(yè)環(huán)境無法滿足一個(gè)接地裝置達(dá)到保護(hù)裝置的目的，因此可以采用多級接地裝置，多級接地裝置分主級和次級，主級鏈接中央變電器，次級鏈接其余位置，從而通過串聯(lián)形成多級井下接地保護(hù)系統(tǒng)，保障井下作業(yè)人員的安全。

3 結(jié)束語

煤礦井下復(fù)雜多變的作業(yè)環(huán)境容易發(fā)生用電事故，三大保護(hù)相輔相成，為提高井下用電安全，井下設(shè)置三大保護(hù)裝置十分必要，不僅要求井下設(shè)計(jì)人員對供電系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的信息搜集和整理，更需要企業(yè)重視三大保護(hù)的重要性，采用科學(xué)的管理辦法，積極研究引發(fā)漏電或短路的原因，積極采取相應(yīng)措施，設(shè)備完善的用戶保護(hù)裝置，才能確保井下供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

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