关于煤矿电气设备与供电系统的保护应用

乔博,杨斌

摘要：在煤矿采矿中，电气系统尤为重要。然而，我国的采矿工业取得了长足进步与发展，但从现阶段我国采矿现场情况来看，仍存在一些威胁电气设备及供电系统的问题，给采矿的正常工作带来一定影响。受自然条件的影响，我国的绝大多数煤矿属于井工煤矿，煤矿属于复杂、特殊、危险的地下环境，气体危害、水害、地质危害长期存在，煤矿采用的供电系统必须配置一级负荷电源设备，保证供电系统可靠性，必须满足电源双回路供电不间断、长时间满载运行、短时间过载冗余的条件，分析煤矿的电气系统安全，必须关注操作人员的安全，也要重视电气设备的安全。

关键词：煤矿；电气设备；供电系统；应用

引言

煤矿机电设备受供电系统稳定性的影响，为了提升煤矿机电系统的运行可靠性，必须积极做好机电设备及供电系统的保护工作，根据机电系统运行特点进行供电保护措施选择，从管理、监测、防护等多个角度安排工作。同时还应选取科学的保护装置，为煤矿机电安全运行提供基础保障。

1做好煤矿电气设备和供电系统保护的意义

（1）减少火灾发生。因电气故障引发的火灾往往会引发较大煤矿事故。煤矿的作业过程引发火灾的因素较多，常见原因包括：电源、设备间的短路；设备长时间运行导致设备温度异常；设备线夹接触不良、绝缘不足导致电火花、电弧点燃瓦斯、煤尘等。煤矿作业过程中，电气设备的电压等级、额定容量要选择正确，保护装置的灵敏性要设置合理，工作人员要加强设备巡视及维护，避免短路及严重过偏载的发生，降低电气火灾发生的条件。（2）降低漏电发生的概率。漏电具有隐蔽性，是煤矿作业人员面临的严重电气危害，导致漏电的原因有两种：第一，煤矿作业的地下环境十分潮湿，电气设备因为长期运行在空气湿度大的环境中，其绝缘性能衰减较快，极易发生漏电现象，从而对电气设备性能及使用安全造成直接影响。第二，煤矿的浅井供电系统、深井供电系统都存在大量的高压电缆、低压配电线，在长期的运行过程中，会因为煤块、岩石的外部侵害，造成线路绝缘薄弱点，该薄弱点隐蔽且易发生绝缘击穿事故。针对这一问题，故障人员要在安装漏电保护及在线监测装置的基础上，加强高压电缆路径的巡视及日常监测，实现漏电隐患的预防及合理管控。（3）减少过流情况的发生。煤矿深井供电系统为驱动大功率设备，其入井电压一般在6～10kV范围内，这些设备中的电流因操作不当或负荷过大而超出额定电流，则容易引起电流超载。如果实际电流数倍于额定电流，轻则缩短电气设备使用寿命，重则引发电气火灾，威胁井内安全。工作人员严密监视供电系统中的负荷电流值变化，做好应急预案，一旦出现紧急情况，果断采取措施，防止事故范围扩大。

2煤矿电气设备主要发生故障的主要原因

第一，电气设备自身及周围环境原因。煤矿使用的电气设备整体属于精密度相对较高的设备，特别是煤煤矿下生产负荷相对较大，在具体工作的过程中，受到外界各种类型不良环境因素及外界冲击影响，导致电气设备在使用的过程中容易发生短路或者断路，甚至漏电故障的发生，从而影响电气设备的正常使用。再加上井下环境通常复杂多变，部分工作环境表现出明显的粉尘较多、非常潮湿及温度相对较高的特点，整个工作环境非常恶劣。此外，部分煤矿已经属于老旧煤矿，这些煤矿使用的电气设备往往不能得到及时的保养，也出现了较为明显的更新换代不到位问题，增加了电气设备出现故障的概率。第二，人为因素影响。煤矿整体的作业环境较为恶劣，很多大学毕业生不愿意进入到煤矿内工作，导致煤矿整体表现出学历偏低的问题，很多人员并没有取得规定的操作许可就进入到工作岗位，增加了电气设备出现故障的概率。第三，随着煤矿内使用到的电气设备数量不断增加的实际，相关的管理制度需要进行更新，但是从具体的更新情况来看，制度建设滞后的问题突出，导致当前煤矿内实行的电气设备制度，不仅不能保证电气设备正常得到维修与维护，还在很多方面限制了电气设备正常维修工作的开展。

3煤矿供电系统及电气设备保护优化措施

3.1规范管理制度提倡科学管理

管理工作对于机电设备的正常工作十分必要。一方面需要工作人员具备管理思维与意识，加强对井下电气设备的监测；另一方面，采矿企业要建立相应的管理机制，注重开展电气设备管理的培训活动，提高一线员工的安全管理能力与意识，并通过建立安全考核机制奖励按照企业安全生产规程规范工作的员工，以此来建立现代化的采矿企业管理模式。

3.2加强质量监督

防爆电气设备质量的好坏将直接影响到企业的收益和员工的安全，因此，在进行防爆电气设备采购时，需要煤矿企业与设备供应商签订买卖合同，对设备后期的安装调试、操作说明、维护升级、交付运输、售后服务以及质量标准进行标明。防爆电气设备交付时，按照签订的合同和产品说明对设备进行质量检查，做好相应的验收工作，从而保证产品的合格性。

3.3优化矿用供电系统电气设备修程修制

考虑到煤矿供电设备的运行环境，特殊的用电负荷分级，特定的电气设备使用，其在工作现场受到复杂因素的影响，经常会出现或大或小的设备故障或缺陷，如果发生的故障没有及时排除，排查的缺陷没有及时处理，系统长期带病运行、带隐患运行，小故障就会累积成大故障，小事故就会演变成大事故，从而造成供电系统的安全性、稳定性不足。因此，煤矿企业要优化矿用电气设备修程修制结构，创新检修方式，集中检修资源，严格检修作业标准，实现矿用供电设备“状态维修、寿命管理、精准监测”的总体维修策略。煤矿供电设备修程修制除严格检修制度、检修标准、检修步骤外，还应规定相关工作人员的培训策略，以提升操作人员技能水平及安全责任心，提高煤矿供电“软实力”。

3.4加强检修管理

机电设备发生故障十分常见，其影响着生产流程和生产任务。为此，企业要做好对机电设备的维修与管理工作。(a)建立电气设备检修保护制度并严格执行，检修的内容涉及排水、通风、供电系统保护等，检修方式分简单检修和综合系统检修两种；(b)要安排专业技术人员进行电气设备与供电系统的修复与管理，例如专业的技术人员对主通风装置、主排水装置进行全面检修之后再将其投入运行。

3.5严格把控防爆设备的工作环境

煤矿下的工作环境是复杂的，随时都有可能有意外情况的发生。因此对于防爆设备的使用工作环境需要严格的按照使用规范，避免因积水过多，持续性高温，以及易燃易爆气体浓度过大导致安全事故的发生。另外，如果井下工作人员对现场情况处理不当或者没有依照生产规范进行操作，也可能使电气设备的防爆性能降低，使产品设备遭受不必要的损失，严重可导致作业人员的生命安全受到威胁。

结语

煤矿开采深度和难度的增加对井下电气设备和供电系统的技术升级带来了极大的挑战，采矿企业要紧抓发展的契机，不断加强、扩展对电气设备和供电系统的保护工作，为煤矿的安全生产和科学运行提供支撑，进而保障机电及供电系统装设合理。采矿企业不仅要安排专业的防爆、电气管理、电缆等人员进行操作，还要建立相应的责任制度进行监督与考核，使得工作的落实更加具体和有效。

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