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摘 要 :煤矿井下供电系统的漏电保护、过流保护和接地保护统称为煤矿进行电器的三大保护,它是保障进行供电系统和用电设备安全运行的有力保障.如何提高井下生产供电、用电安全一直是人们的研究热点.本文对煤矿井下机电三大保护进行了详细探讨,这对保障煤矿企业的安全生产和提高经济效益有很重要的实际意义.

关 键 词 :煤矿;井下机电设备;保护;维护与维修

前言

煤矿企业井下生产环境比较特殊,对机电设备的用电要求比较高.井下机电设备和供电系统的安全防护是煤矿企业安全稳定生产的前提和保障.随着机电设备的自动化程度不断提高,人们对进行机电设备的使用运行提出了更严格、更高的要求.如何为井下安全生产创造有力条件,提高机电设备的防爆水平成为人们的研究热点.煤矿井下机电的三大保护主要指漏电保护、过流保护和接地保护,这三大保护是保障井下供电和用电的可靠措施.本文结合作者多年的实践工作经验,对煤矿井下机电三大保护进行了详细探讨,供大家参考借鉴.

1.漏电保护分析

1.1 漏电的危害和原

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漏电故障是机电设备常见故障之一.当导线损坏或绝缘失效时,会出现电源和大地形成回路的现象,形成漏电.对于煤矿井下机电设备而言,漏电现象可以分为集中性的和分散性的.集中性漏电出现在电缆中的某一段或者某一点,而其他部分绝缘效果依然正常.分散性的漏电一般出现在整个电缆中,是整个电缆或整个电网的绝缘水平下降导致的结果.

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漏电故障不但威胁人身安全,更为井下煤矿的开采带来极大的安全隐患.当工作人员不小心接触到漏电设备或电缆时,容易出现触电伤亡事故.其次,漏电故障会产生电火花,引起井下瓦斯爆炸.如果漏电故障不能及时排除,会造成电气设备的短路故障,严重时,甚至会烧毁整个设备,引发火情.引起漏电故障的原因是多种多样的,如电缆的绝缘老化、电气设备进水或受潮、电缆线头接触不牢、电缆芯线折断刺破电缆绝缘等等.

1.2 漏电保护措施

加强煤矿井下机电设备的维护和保养,是减少漏电故障的有效途径.此外,还应采取一些漏电保护措施,如设置漏电保护装置、采取选择性漏电保护和进行漏电闭锁设计.常用的漏电保护装置种类很多,有计算机控制的,也有电子电路的.选择性漏电保护采用的主要元件是零序电流互感器,利用零序电流方向保持原理,将故障支路和非故障支路分开,达到选择性漏电保护的目的.漏电闭锁设计就是在电路闭合前,对电网的绝缘性进行检查,当测试的绝缘阻值比较低时,让开关不能闭合,起到闭锁电路的效果.根据井下机电设备的具体情况,可以综合考虑三种保护措施,能有效杜绝漏电事故的发生.

2.过电流保护分析

2.1 过电流的危害和原因

当电路中出现短路、过负荷和断相时,流过电气设备和电缆的电流会大大超出额定值,造成过电流危害.短路故障的危害极大,是由于不同相位的导线不经过用电设备直接接触造成的.短路时,电缆中的电流很大,甚至超出额定值得几十倍,能够在瞬间烧毁整个线路,引发火灾或煤尘、瓦斯气体爆炸.过负荷是指用电设备和电缆的实际电流超出了额定值,并且负荷时间也超出了额定时间,导致绝缘材料失效造成的故障.对于煤矿进行设备来说,过负荷事故是烧毁电机的主要原因.三相交流电机如果一相供电线断线,造成电机单相运行,此时转矩减小,如果负载不发生变化,就会造成断相事故,直接烧毁电机.


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2.2 过电流保护措施


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对于煤矿井下作业,过电流发生的频率很高,且危害极大,所以对电气设备采取必要的过电流保护显得必不可少.常用的保护元件有熔断器、过流继电器和热继电器等等.熔断器可以串接在保护电气的主要电路中,如果电气设备发生短路故障,熔体的温度会随电流的增大而急剧升高,最终达到熔体熔掉切断电路的目的.过流继电器可以用在矿用隔爆型自动馈电开关中,靠弹簧拉力调节动作电流的整定值.当继电器的动作电流调节好后,一旦流过继电器的电流超过整定值,继电器能迅速切断电路.在电路中设置热继电器也是过流保护的有效手段.热继电器以金属片为主体,利用金属的热惯性,当机电设备过载致使金属片发热变形时,断开触点起到保护的作用.

3.接地保护分析

漏电保护侧重漏电发生后的断电时间,以减少漏电或人身触电的时间.而接地保护则是为了限制漏电流或人身触电电流的大,降低事故的严重程度.两种保护措施都非常重要,缺一不可.对于煤矿井下工作场合来说,电气设备分布比较分散,供电距离也相对较远,无法用一个集中地接地装置达到要求.因此,一般采用主级-次级的多级结构来设置接地装置.在 变动所设置主接地级,在其他用电位置设置次级接地级,利用接地芯线将整个用电区域连成一个网络,形成一个多级的井下保护接地系统.如图1所示.

结言

提高煤矿井下供电、用电安全,加强对机电设备的维护和管理,是保障煤矿企业安全生产和提高经济效益的有效措施.管理人员要不断提高自身职业素质,认真做好机电设备的漏电保护、过流保护、接地保护三大保护工作,维护煤矿企业的安全生产.

参考文献

[1]张静.煤矿井下变电所综合自动化系统故障分析及处理[J].煤炭科技.2012(04)

[2]崔中和. 煤矿井下机电设备的维护与维修研究[J].科技与企业.2013(4)

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