煤礦井下低壓供電系統(tǒng)及短路保護措施研究

【摘要】低壓供電系統(tǒng)是煤礦正常運行的基礎(chǔ)性系統(tǒng)，對于煤礦機電設(shè)備正常運行非常關(guān)鍵。但是從低壓供電系統(tǒng)運行情況來看，容易出現(xiàn)各種類型的短路故障，給低壓供電系統(tǒng)正常運行帶來較大的負面影響。本文從煤礦井下低壓供電系統(tǒng)特征分析入手，研究了煤礦井下低壓供電系統(tǒng)常見的短路問題，并針對性提出了煤礦井下低壓供電系統(tǒng)短路保護措施。

【關(guān)鍵詞】煤礦;井下低壓供電系統(tǒng);短路;保護措施;研究

煤礦井下環(huán)境相對惡劣，空氣較為潮濕，特別是很多煤礦井下涌水量較大，再加上瓦斯、煤塵的存在，采掘機電設(shè)備日常負荷偏大，且處于全天候運行狀態(tài)，不同的地質(zhì)條件下工作負荷變化較大，在開啟與運行的過程中均有可能出現(xiàn)短路問題。因此，對煤礦井下低壓供電系統(tǒng)及短路保護措施進行分析有著較為重要意義。

一、煤礦井下低壓供電系統(tǒng)特征

低壓供電系統(tǒng)主要包含有機械設(shè)備、分配電箱、總配電柜、低壓輸送電纜及低壓配電柜等設(shè)備。根據(jù)井下采掘活動安排，需要使用不同類型的機械設(shè)備，但是由于各個機電設(shè)備用點特性有著較大的不同，其中存在較為明顯的敷設(shè)方式較為復(fù)雜、規(guī)格型號相對較多且各種類型的接頭較多的問題。隨著低壓供電系統(tǒng)復(fù)雜程度的不斷增加，容易出現(xiàn)各種類型的短路故障，給低壓供電系統(tǒng)正常運行帶來了較大的負面影響。

二、煤礦井下低壓供電系統(tǒng)常見的短路問題

從當前低壓供電系統(tǒng)使用情況來看，容易出現(xiàn)的短路問題相對較多。主要包含有如下幾個方面：

首先，機電設(shè)備內(nèi)部有短路問題出現(xiàn)，例如繼電器設(shè)備、電動機設(shè)備及變壓器等，隨著使用年限的延長，再加上井下環(huán)境較為潮濕，增加了短路問題發(fā)生的概率。此外，部分機電設(shè)備在出廠階段就存在質(zhì)量問題，使用過程中容易發(fā)生短路故障。

其次，由于煤礦低壓供電系統(tǒng)中包含的機電設(shè)備較多，這些設(shè)備在使用的過程中，需要對其進行定期的維護與保養(yǎng)，在維護與保養(yǎng)的過程中，存在金屬工具遺漏在機電設(shè)備中的情況，增加了設(shè)備出現(xiàn)短路故障的概率。

第三，井下的環(huán)境相對陰暗潮濕，給機電設(shè)備絕緣性能帶來的影響明顯，隨著機電設(shè)備絕緣性能的降低，增加了設(shè)備出現(xiàn)短路故障的概率。

第四，從低壓供電系統(tǒng)中機電設(shè)備使用情況來看，出現(xiàn)三相電路、相間短路的問題相對較多。技術(shù)人員在對機電設(shè)備完成檢修之后，短路接線忘記拆卸或者拆卸不到位，均增加了短路故障出現(xiàn)的概率。

第五，煤礦井下機電設(shè)備多數(shù)情況下負載相對較大，較大的負載增加了設(shè)備故障的概率，特別是在機電設(shè)備頻繁啟動的過程中，容易出現(xiàn)短路的問題。

第六，電纜接頭容易出現(xiàn)銜接不良的問題，由于井下機電設(shè)備在使用過程中，出現(xiàn)機械擠壓的情況較多，電纜接頭在受到擠壓之后容易發(fā)生物理性損壞，導(dǎo)致電纜絕緣性出現(xiàn)較大的破壞，容易導(dǎo)致短路故障的發(fā)生。

三、煤礦井下低壓供電系統(tǒng)短路保護措施

（一）選擇使用相敏保護裝置

從當前低壓供電系統(tǒng)短路保護情況來看，選擇使用相敏保護裝置可取得較好的保護效果?？蓪崿F(xiàn)對供電線路正常啟動峰值電流故障的全面診斷，從而采取更有針對性的保護措施，對供電線路正常運行情況進行保護。特別是對煤礦低壓供電系統(tǒng)出現(xiàn)的短路電流較大，功率因數(shù)較高，由于機電設(shè)備電機頻繁啟動而導(dǎo)致出現(xiàn)短路故障等問題選擇使用相敏保護裝置均可取得較好的保護效果。

（二）選擇使用電子保護措施

在低壓供電系統(tǒng)中安裝電子保護裝置，主要是考慮到短路保護其靈敏度方面。復(fù)合式的電源保障工作，傳感器選用空心的互感器，避免了路故障的發(fā)生。同時，電子保護裝置中的溫度控制器、除濕裝置及智能操控裝置均可有效的實現(xiàn)對短路電源的控制，提升其連續(xù)供電可靠性。從當前井下供電實踐表明，選擇使用電子保護裝置，低壓供電系統(tǒng)故障率下降明顯。

（三）設(shè)置光纖縱差保護裝置

通過在低壓供電系統(tǒng)中設(shè)置礦用光纖縱差保護裝置的方式，可實現(xiàn)短路較好保護。該抱住裝置有電流速斷保護功能，可實現(xiàn)較快保護。保護裝置主要包含有井上監(jiān)控主機、監(jiān)控通訊分站、光纖通信環(huán)網(wǎng)及底層設(shè)備等。在具體運行的過程中，高爆開關(guān)、饋電開關(guān)均可通過總線聯(lián)系開展監(jiān)控，可對線路實現(xiàn)全面的保護與監(jiān)控。計算機系統(tǒng)、監(jiān)控通訊分站及光纖通信環(huán)網(wǎng)等實現(xiàn)信息的處理、存儲及采集，可實現(xiàn)對井下全網(wǎng)供電系統(tǒng)出現(xiàn)的短路問題的較好保護。

（四）采取漏電保護措施

低壓供電系統(tǒng)在運行的過程中出現(xiàn)漏電的問題也相對較多，采取針對性的漏電保護舉措非常關(guān)鍵。在具體實施的過程中，可結(jié)合低壓供電系統(tǒng)運行實際情況，采取漏電閉鎖保護或者選擇性漏電保護等方式，在出現(xiàn)了漏電故障之后，這些措施可及時將出現(xiàn)故障的部分進行隔離，同時發(fā)出對應(yīng)的故障警示，沒有出現(xiàn)故障的位置則可正常使用。

（五）對低壓設(shè)備安裝標準進行規(guī)范

低壓供電系統(tǒng)的組成單元是低壓供電設(shè)備，從當前煤礦低壓供電設(shè)備使用情況來看，必要的合理規(guī)劃標準較為缺乏，導(dǎo)致機械設(shè)備在安裝的過程中出現(xiàn)了較大的隨意性，也給低壓供電系統(tǒng)帶來了較大的安全隱患。例如，低壓供電系統(tǒng)中存在的線路隨意亂牽亂掛、機械設(shè)備未嚴格做好接地處理等。這些均增加了低壓供電系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障的概率，為了將這些問題較好從源頭上解決，降低低壓供電系統(tǒng)出現(xiàn)短路的概率。煤礦企業(yè)應(yīng)當從源頭上進行分析，結(jié)合煤礦實際，制定出具體的標準，同時開展全礦井的現(xiàn)場勘查，為各種類型的低壓供電設(shè)備的安裝設(shè)計出完善的方案，并嚴格按照設(shè)計的規(guī)范與方案開展機械設(shè)備的安裝施工。

四、結(jié)束語

綜上分析，全面做好煤礦井下低壓供電系統(tǒng)短路保護工作非常關(guān)鍵，但是從當前低壓供電系統(tǒng)運行情況來看，各種類型的短路問題仍舊存在，嚴重影響到低壓供電系統(tǒng)正常功能的發(fā)揮。因此，這就需要煤礦企業(yè)全面認識到做好低壓供電系統(tǒng)短路保護的重要性，從煤礦低壓供電系統(tǒng)運行實際出發(fā)，采取針對性的措施全面做好短路保護工作，更好保證井下生產(chǎn)的安全性。

參考文獻：

[1]史文慧.礦井低壓供電系統(tǒng)運行分析及短路保護措施研究[J].機電工程技術(shù)，2019，48（1）：135-137.

作者簡介：

崔兆麗（1978-），女，漢族，河南新蔡人，本科，平煤股份十一礦。