井下高壓供電技術(shù)及失壓保護(hù)技術(shù)分析研究

所愛軍

（山東黃金礦業(yè)（玲瓏）有限公司，山東 招遠(yuǎn) 265400）

井下供電安全與礦產(chǎn)資源開采工作以及工作人員的生命健康安全至關(guān)重要，因此必須要提高重視加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，近些年來隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，相關(guān)的電子器件也不斷提升質(zhì)量，為井下供電系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展提供著有力的幫助。再判斷礦井供電質(zhì)量好壞時(shí)一般從幾點(diǎn)因素出發(fā)，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(tǒng)中電流的波動，電壓紋波指的是井下供電系統(tǒng)中電壓的波動。當(dāng)前不少礦井的井下供電設(shè)備都采用高壓供電，通過水泵、提升機(jī)等等幫助工作進(jìn)行，如果電壓出現(xiàn)波動現(xiàn)象，輕則導(dǎo)致斷電重則導(dǎo)致用電設(shè)備損壞，也嚴(yán)重威脅著工作人員的生命健康安全[1]。

1 井下供電系統(tǒng)常見的失壓保護(hù)原因

我國地大物博、幅員遼闊，擁有非常豐富的礦產(chǎn)資源，在多年的礦產(chǎn)資源開采工作進(jìn)行過程中，井下高壓供電系統(tǒng)出現(xiàn)的問題此起彼伏，在進(jìn)行對比總結(jié)之后可以得出，在進(jìn)行井下作業(yè)時(shí)都會遇到供電系統(tǒng)的施壓現(xiàn)象，這種情況對供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行以及井下開采作業(yè)都造成了不良影響，嚴(yán)重情況下還會導(dǎo)致嚴(yán)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(yè)的安全以及科學(xué)，相關(guān)礦產(chǎn)企業(yè)必須要注重排水設(shè)施建設(shè)，提升裝置，尤其是要保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。以煤礦井下開采作業(yè)來分析，供電系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)失壓現(xiàn)象，對供電系統(tǒng)造成了不良影響，也影響了礦產(chǎn)資源的開采進(jìn)度。造成煤礦井下供電系統(tǒng)失壓的原因多種多樣，當(dāng)前的礦產(chǎn)資源開采工作需要大量的機(jī)電設(shè)備，大型設(shè)備在運(yùn)行過程中需要較大的電流，多臺機(jī)器同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，將會對井下環(huán)境以及整個(gè)礦產(chǎn)企業(yè)帶來巨大的電降壓。

隨著社會的發(fā)展和科學(xué)的進(jìn)步，不少礦產(chǎn)開采企業(yè)都開始在大規(guī)律機(jī)電設(shè)備上安裝系統(tǒng)，采用軟啟動的方式不斷降低大功率電器使用對企業(yè)電網(wǎng)造成的損失。隨著經(jīng)驗(yàn)的不斷總結(jié)，當(dāng)前我國的礦產(chǎn)資源開采技術(shù)也不斷加深，礦產(chǎn)資源開采工作的機(jī)械化程度也逐漸變高，生產(chǎn)設(shè)備不斷增加。除了大功率大型機(jī)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(tǒng)出現(xiàn)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(shè)備功率因素較低從而導(dǎo)致的供電失壓，其次是由于地理環(huán)境惡劣所導(dǎo)致的線路老化造成的供電失壓現(xiàn)象，然后有自然天氣所導(dǎo)致的供電施壓。為了更好保證井下開采作業(yè)，保證供電系統(tǒng)的科學(xué)性與穩(wěn)定性，必須要及時(shí)檢測供電系統(tǒng)的電壓值，保證供電系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)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(jīng)常隨著負(fù)載波動而出現(xiàn)變化，因此在礦井供電系統(tǒng)管理維修過程中，首先要科學(xué)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(gè)環(huán)節(jié)共同平穩(wěn)，才能夠確定穩(wěn)定長久的供電系統(tǒng)。隨著社會發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，當(dāng)前可以用隔離IC 芯片對電壓進(jìn)行隔離檢測，也可以通過電流傳感器來進(jìn)行電流檢測方法多種多樣，工作人員要根據(jù)具體情況具體選擇。

2.1 電壓檢測

不少礦產(chǎn)資源開采作業(yè)由于面臨復(fù)雜多樣的工作環(huán)境，因此在工作過程中經(jīng)常采用高壓電的額定工作電壓，對機(jī)械設(shè)備造成了嚴(yán)重的負(fù)荷，對于特殊的機(jī)械設(shè)備還必須要不斷升高電壓，以此來保證供電系統(tǒng)的運(yùn)行。礦產(chǎn)開采井下想要平穩(wěn)運(yùn)行，必須要保證電壓平穩(wěn)性、保障供電系統(tǒng)，因此應(yīng)當(dāng)著重注意系統(tǒng)電壓的檢測以及保護(hù)。

2.2 電流檢測

當(dāng)前較為常用的電流檢測器件有兩種，一種是采用霍爾效應(yīng)的現(xiàn)代電流傳感器，另一種是串聯(lián)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(yōu)勢是價(jià)格相對較低，不必投入過大的人力、物力、財(cái)力，能夠降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)投入，同時(shí)操作簡單，缺點(diǎn)是進(jìn)行電路實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，雖然不必要投入經(jīng)費(fèi)，然而過多的比較器安裝較為復(fù)雜，同時(shí)一旦出現(xiàn)電流較大的設(shè)備使用，非常容易出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象。與這一器件相比，另一個(gè)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(jìn)行電流檢測，使用電路非常簡單，由于自身具有較強(qiáng)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(diǎn)是投入經(jīng)濟(jì)較多，價(jià)格較高。在礦井變頻設(shè)備中經(jīng)常用到電流傳感器，能夠保證供電系統(tǒng)的平穩(wěn)性和科學(xué)性，霍爾效應(yīng)的電流傳感器不僅能夠?qū)﹄娏看笮∵M(jìn)行直接檢測，也具有較好的交流信號，因此在變頻設(shè)備中應(yīng)用較為廣泛深受人們喜愛，一旦供電系統(tǒng)發(fā)生短路現(xiàn)象，工作人員并能夠收到相關(guān)的信息和信號，直接對系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)救，這樣能夠縮短供電系統(tǒng)維修的時(shí)間。

3 高壓供電施壓保護(hù)

由于礦產(chǎn)資源井下開采工作需要面臨復(fù)雜多樣的環(huán)境以及地質(zhì)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(guān)于日常工作過程中常見的高壓供電失壓情況進(jìn)行了一定的分析和建議。

在礦產(chǎn)資源井下開采工作進(jìn)行過程時(shí)，由于供電系統(tǒng)安裝時(shí)間較早或多或少會出現(xiàn)線路老化的問題，這些線路經(jīng)常出現(xiàn)傳輸電壓變大的情況。此外由于工作經(jīng)驗(yàn)不足，因此部分線路安裝會出現(xiàn)接觸不良情況，必須要安排工作人員定時(shí)定期檢查和維護(hù)，這樣才能夠?qū)鹿╇娤到y(tǒng)進(jìn)行清查，避免安全事故的出現(xiàn)。

礦產(chǎn)資源開采過程中進(jìn)行井下作業(yè)，如果電路負(fù)荷過多也會出現(xiàn)一定的失壓現(xiàn)象，這種情況在眾多現(xiàn)象中較為嚴(yán)重，因此必須要對供電系統(tǒng)提前保護(hù)和預(yù)防，在選擇保護(hù)期間上可以選擇大功率保險(xiǎn)絲或者空氣開關(guān)，一旦出現(xiàn)短路現(xiàn)象，必須要及時(shí)斷開線路，否則井下將會發(fā)生嚴(yán)重的火災(zāi)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(jīng)常使用大型機(jī)電設(shè)備，設(shè)備的不斷增多，也會對井下供電系統(tǒng)造成一定的影響，大功率電氣設(shè)備的使用將會直接造成失壓現(xiàn)象。因此在設(shè)置現(xiàn)代化井下高壓供電系統(tǒng)的時(shí)候，必須要避免電壓下降現(xiàn)象的出現(xiàn)，可以通過設(shè)置軟啟動的方式來控制電路系統(tǒng)，在工作過程中盡量避免啟動數(shù)量較多的大型機(jī)電設(shè)備。此外必須要時(shí)刻關(guān)注線路運(yùn)行，避免出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，可以通過延時(shí)檢測，經(jīng)過0.5 秒的間隔對線路進(jìn)行定期檢測，收集科學(xué)數(shù)據(jù)。這種檢測方式必須要配合科學(xué)的正常電流，一旦出現(xiàn)電流較小之后的電壓跌落，便可認(rèn)定為大功率設(shè)備對供電系統(tǒng)造成了影響，必須要適當(dāng)調(diào)節(jié)使用時(shí)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(jīng)常出現(xiàn)，許多礦產(chǎn)企業(yè)大型設(shè)備往往存在著工齡數(shù)較低的現(xiàn)象，這樣無功功率返還到電網(wǎng)中，直接對電網(wǎng)造成一定的沖擊，這樣的情況存在著較多的危險(xiǎn)因素，會直接造成變壓器的損壞，因此必須要不斷改變設(shè)置方式，提高功率因數(shù)，盡可能地保證線路電壓與電流同頻同相。供電系統(tǒng)的負(fù)載端不能有較大負(fù)荷，因此一旦出過過載現(xiàn)象，也會造成嚴(yán)重的失壓現(xiàn)象。一旦線路負(fù)載端負(fù)荷較大，將會直接出現(xiàn)拉低電壓的情況，不僅影響井下工作環(huán)境也會影響線路安全，如果在工作過程中發(fā)現(xiàn)電流過大而造成的失壓現(xiàn)象，必須要對線路進(jìn)行檢查，關(guān)掉負(fù)載過多的線路。其他自然天氣所帶來的是壓現(xiàn)象也不能避免，因此在進(jìn)行高壓供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要充分考慮自然因素，提前做好相關(guān)的措施預(yù)防[4]。

4 結(jié)束語

總而言之，隨著礦產(chǎn)資源開采工作的不斷進(jìn)行，井下高壓供電系統(tǒng)必須要得到科學(xué)的設(shè)計(jì)以及設(shè)置，電井下高壓供電系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，相關(guān)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(xué)措施，不斷降低井下停電事故發(fā)生，不斷促進(jìn)我國礦產(chǎn)資源開采工作的進(jìn)行。