煤矿井下安全供电范文

导语：如何才能写好一篇煤矿井下安全供电，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

【关键词】供电设备；瓦斯爆炸；对策

引言：

煤矿井下供电系统的优劣直接影响到企业和井下人员的生命财产安全。尤其是现在随着煤矿井下采掘机械化程度的提高，生产工作面不断向前延伸、扩大， 给煤矿井下安全供电带来了许多不利的影响。目前我国煤矿井下常见的供电电压按《煤矿井下供电设计技术规定》，高压有10kV和6kV，一般采用6kV，有10kV矿用变配电设备时，若经济、技术合理，可采用10kV供电；低压有1140V、660V和380V，就高产高效综采工作面而言，若工作面供电电源引自采区变电所6000分段母线上，则工作面就存在6000V，3300V，1140V和660V等4个电压等级。

1什么是矿井供电系统

由矿井各级变电所（地面变电所、井下中央变电所、采区变电所）的变压器、配电装置、供电线路及用电负荷，按照一定方式相互连接起来的一个整体，称为矿井供电系统。

2矿井供电系统安全管理的目的

矿井供电系统安全管理的目的主要有以下两点：

（1）保证电气设备运转的安全性和稳定性。

（2）为员工的人身安全和设备的安全性工作做保障。矿井供电系统安全管理包括三个特点：

供电安全是一个系统工程，该系统由“软件”和“硬件及“人”三部分组成。

1）“软件”：不仅仅是指各种各样设备管理、安全用电检修相关的规章制度，还包括《煤矿安全规程》里面规定的

准则。

2）“硬件”：主要是指用于保障矿井不出现安全事故的仪器、仪表、各种各样的保安工具和不同类的保护器具。仪器和仪表可以从各个方面检测进入矿井的电气设备的安全和性能；保安工具能够用于安装、维修电气设备。

3）“人”：是整个系统进行之中最重要的因素，由于系统中的各个部件和程序的操作都不能离开人来控制和使用，通常情况之下，人为因素才是造成管理系统崩溃、安全事故多次发生的关键性因素。

3矿井供电的基本要求

既然供电安全的管理对煤炭安全有着重要的意义，因此对矿井供电提出了五点基本要求：

（1）供电的可靠性。供电的可靠性是指供电系统不间断供电的可靠程度。对于煤矿，供电一旦中断，不仅影响生产，而且可能使设备损坏，甚至发生人员伤亡事故，严重时会造成整个矿井的毁坏。为了保证煤矿供电的安全性和稳定性，所有的矿井都务必要使用两回路电源线路，这样才能够保证在其中一回路出现问题导致断电的情况下另一回路能够承担起矿井的所有负荷。在一般情况下，两回路中一回路运行的话，另一回路就务必要保持有电，随时做替补。这样才能确保井下生产进行之中不会出现断电的情况。

（2）供电的安全性。安全性是指在生产过程中，不发生人身触电事故和因电气故障而引起的爆炸，火灾等重大事故。电能的特点就在于，要是在使用的过程中出现故障的话常常会引起人身触电和电火灾等安全事故。煤矿的环境局限在地下，如果有故障出现的话就会造成比地面还强很多倍的不利影响。不但是造成人员伤亡和电火灾的几率大大增加，同时还会产生瓦斯、煤尘爆炸等比较重大的安全事故。所以说，保证煤矿供电的安全性是非常重要的，务必要认真的按照《煤矿安全规程》做出的相关规定进行矿区的操作。

（3）保证供电质量达标。矿区供电的质量所允许的变动范围就是指供电频率和供电电压偏离额定值的幅度。只有保证了供电的质量是电气设备正常安全运行的必要条件，反之就会造成电气设备运行状态持续下降，在严重的时候还会造成设备的破坏。

（4）有足够的供电能力。确保供电的能力需要在电力系统或发电厂给煤矿提供需要的电量之外还要矿井供电系统的各项供电设备拥有相应的供电能力。

（5）供电的经济性。尽可能的使供电系统不要过于复杂、操作方法简单可行、降低基本建设成本和运行维护经费。

3矿井供电安全技术措施

因为矿井环境条件复杂和存在的不安全因素各不相同，导致井下电气设备和电缆线路极易被损坏。

当下主要的矿井供电安全技术措施包括：

（1）矿井应有两回路电源线路。当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。

（2）经由地面架空线路引入井下供电线路，必须在入井处装设避雷装置；由地面直接入井的轨道，露天架空引入（出）的管路，必须在井口附近将金属体进行至少两处的良好的集中接地；通信线路必须在入井处装设熔断器和避雷装置。避雷装置及保护装置必须每两年进行一次检验。

（3）电气设备不应超过额定值运行。使用和技术改造井下防爆电气设备变更额定值时只有通过国家授权的矿用产品质量监督检验部门检验达标之后才能够投入运行。

（4）防爆电气设备入井前，应检查其“产品合格证”、“防爆合格证”、 “煤矿矿用产品安全标志”及安全性能。

（5）电缆与电气设备连接，必须用与电气设备性能相符的接线盒。电缆线芯，必须使用齿形压线板（卡爪）或线鼻子与电气设备进行连接。

（6）井下供电系统必须采取漏电保护、过流保护和接地保护。

（7）井下电缆必须悬挂，悬挂点间距在水平巷道或倾斜井巷内不得超过3米，电缆不应悬挂在风筒或水管上，不得遭受淋水，穿墙敷设必须加装套管。

（8）严格落实煤矿供用电应急措施。煤矿企业务必要制定和完善供用电出现故障的应急管理、指挥、救援计划，数控系统中建立健全一个应急联动的协调机制，做好各种应急管理、指挥、救援计划的联合演练；煤矿企业要将断电情况下采取的措施落到实处，要是出现断电的情况就要立即将工作人员撤离现场，依据相应的规定对相关设备和程序进行检查和修缮，在排放瓦斯达标之后才能够正常供电。

（9）矿井必须备有井上、下配电系统图，井下电气设备布置示意图和电力、电话、信号、电机车等线路平面辐射示意图，并随着情况变化定期填绘。

5结论

安全是煤矿生产的重中之中，有安全才会有效益。怎样处理矿井供电的安全问题是一个既耗时又耗力的工作，需要经历一个比较漫长的探索过程才能将这个比较繁杂的系统工程完善好。

煤矿企业务必要提高工作人员的煤矿安全意识和供电保护意识，采取各种措施确保用电的安全性和可靠性，增加设备投入，严格管理制度，消除事故隐患。另外，应该研究和实行一些新方法、新技术，以加强对煤矿井下供电系统安全隐患及处理措施的研究。

参考文献：

[1]李义编[译].国外煤矿井下配电系统与设备[M].北京：煤炭工业出版社，1981.

篇2

【关键词】煤矿生产;供电设备;井下施工;安全技术措施

随着近几年煤矿生产所发生的瓦斯爆炸事故，人们对供电安全引起了高度重视，然而，供电设备的安全性直接关系着矿井的安全生产，因此，分析煤矿井下供电系统存在的安全隐患，包括负荷分配不均、供电电能质量水平低及设备不配套等问题，针对煤矿井下开采的实际情况来制定一套完善的煤矿井下安全供电方案，以保证煤矿井下安全、稳定生产。

一、煤矿井下供电设备供电安全性的重要意义

煤矿企业是我国国民经济发展的重要支柱，随着我国煤矿企业的发展，煤矿安全生产已成为了人们广泛关注的焦点，由于煤矿生产是一个施工复杂、井下开采具有很大局限性的工程，若开采不到位，则可能引发瓦斯爆炸、煤尘污染等问题;若出现漏电问题，则可能威胁人们的生命财产安全，因此，供电安全已作为煤矿安全生产的主要问题，注重煤矿井下供电设备的安全性和可靠性，以保证煤矿开采工作顺利进行。

二、煤矿井下供电系统存在的安全隐患

当前我国煤矿井下供电系统主要存在以下问题：

第一，主变压器容量不足，当前，随着人们对煤矿的需求不断增大，大多数煤矿企业为了扩大煤矿生产，通常采用扩建的方式，这就导致矿井的总负荷远远大于供电系统实际可以承载的容量，进而造成变电站主变压器长期处于容量不足的状态，若不予以解决，则可能发生变压器出现局部过热和绝缘老化的现象，甚至可能出现电缆发热燃烧和瓦斯爆炸等情况，这就给矿井下的工作人员带来了严重的威胁;

第二，使用淘汰设备，在相关政策法规中，要求煤矿生产过程中严禁使用分支线路空气开关，其主要原因是空气开关在生产过程中产生的能量电弧较大，若使用不到位，则会引爆狭窄矿井中充斥的易燃易爆气体，这给煤矿企业造成严重的经济损失;

第三，煤矿井下供电电能质量水平需有待提高，在信息化的时代下，先进的技术和设备在煤矿生产中得到广泛使用，例如大功率机电设备的使用，将大功率机电设备引进到煤矿井下生产中，不仅可以提高煤矿资源的开采效率，也可以提高煤炭企业的生产量，但是，大功率机电设备在运行过程中，因产生的谐波分量通过低压供电线路反馈给供电系统而发生低质量电能情况，这严重影响了煤矿开采设备、检测系统和继电保护系统的正常运转;

第四，安全监测系统自动化水平较低，受技术条件的限制，一些煤矿企业为了节省成本，在煤矿井下并没有设置安全检测系统，导致供电系统不能进行实时监测，这就导致电力调度人员无法在第一时间内掌握井下供电系统的实际运行状态，若发生安全事故，也难以采取措施将安全事故降到最低。

三、煤矿井下供电系统在运行过程中的技术要求

根据国家煤矿安全生产监督管理局和安全监察局颁布的《煤矿安全规程》，其明确规定：

第一，在煤矿井下中，应采取两回路电源供电运行方式，为了确保井下通风系统安全、稳定运行，需要将两回路供电运行方式技术规定延伸到井下采取变电所中，并且将分列运行方式技术规定延伸到局部通风机工地啊的井下变电所中，通过提高供电系统的安全可靠性，可以有效预防井下作业面上机电设备突发事故的发生;

第二，根据井下采取供电机电设备的种类和负荷等级来确定科学、合理的供电方案和运行方式，保证井下作业安全、高效、稳定运行，从而提高矿井安全生产水平。

分析井下供电优化布设方案，对于井下供电电源，其主要由地面变电所经过二台升压隔离装置向井下采区作业面进行供电;然而，地面上两台升压隔离装置的主要作用是通过双电源向井下采区作业面上的所有用电设备进行安全、可靠供电;对于井下动力电压等级，其主要是机电设备功率容量按照6.3kv、660kv、380kv进行优化布设，一般照明、煤电站等电气设备主要按照127V进行供电。因此，针对煤矿井下开采的供电供电系统，煤矿企业需要建立完善的漏电保护体系，采用低压漏电保护器馈电开关，按照规范要求进行接地网和接地极的设置，通过接地铜线、等电位联结体等构成完整的工作接地和系统接地，并将工作接地和系统接地汇集到井下主接地极中，从而构成一个完整的全矿井可靠接地网，以保证煤矿井下供电系统的安全性、可靠性。对于井下高低压电动机，一般选用矿用低压磁力启动器、真空启动器进行控制，为了避免电动机出现短路和漏电现象，应对电动机进行综合保护，这就要求需要在电机控制箱内安装继电保护系统。在采区掘进工作面上，应完善继电保护闭锁装置，实行风电、瓦斯电等闭锁工作，并在回采工作面上建立完善的防护系统，从而实现瓦斯电闭锁。另外，对于井下供电电缆的优化设计，应满足国家安全技术规程的煤矿矿用产品安全标志的阻燃性电缆，并建立完善的煤矿井下供电运行维护技术措施，确保煤矿井下的各个电气设备系统处于良好的工作状态中，从而提高井下供电的安全可靠性。

四、煤矿井下供电设备安全思路构建

（一）提高煤矿井下供电系统的供电可靠性

在煤矿井下开采中，若出现供电中断时，则可能引发人员伤亡、设备损害事故的发生，这在一定程度上造成了严重的经济损害，甚至可能造成巨大的社会负面影响，因此，确保供电的安全性和可靠性，在每一矿井采取两回电源供电的方式，在井下变电所中，采取两路互为备用电源进行供电，必须从井下供电双回路电源回路引自不同的发电厂，并设置安全可靠的自动切换装置，通过这样的装置，当电源回路发生故障时，则会通过自动切换装置来快速恢复供电，以保证煤矿井下的安全生产。但需要注意的是：对于井下供电的两回电源回路，应单独设置，不能与其他负荷进行分接共用。另外，对于一些大型煤矿，为了确保煤矿井下供电的安全可靠性，在井下供电时，可以采取两回供电电源的方式，同时设置井下柴油发电机、主通风系统、立井提升系统和主排水系统等一类负荷用电，从而有效避免两回路电源同时出现故障。

（二）完善井下供电继电保护方案

继电保护设备系统是确保煤矿井下供电安全性的关进，完善井下供电继电保护方案，并对继电保护装置进行改善，从而提高供电系统的可靠性和速动性。因此，对于高压动力设备和控制设备，如井下高压电动机、动力变压器等，其主要按照相关规范要求设置过负荷、欠压释放、短路等保护功能，然而，对于井下供电系统继电保护方案的优化设计，需要根据井下作业用电负荷类型、分布位置及保护等级有针对性地进行设计，采用各种先进的技术措施来减少供电事故的发生，提高井下供电的安全性、可靠性，以保证井下开采顺利完成。

（三）合理优化布设

由于煤矿井下施工是一项环境复杂、风险性大的工程呢，为了确保井下供电系统的安全可靠性，减少安全事故的发生，应对煤矿井下供电系统进行优化布设，采取提高井下供电电压等级、增大供电电缆经济截面、分列分段供电及合理调节供电方案等技术措施，并加大井下供电系统运行的维护力度，以保证井下供电作业安全。

（四）井下安全在线监测系统

在煤矿井下引入电气设备状态在线监测系统，实现煤矿井下供电系统全过程动态管理，利用煤矿井下电气设备在线监测系统对井下电网和电气设备运行工况等性能进行监测，根据所监测的相关特性数据来判断井下供电系统故障，通过对供电故事发生区域进行快速、准确的判断，并有针对性地提出有效的措施，及时去切断相应事故区域的电源，以保证非故障区域不受影响，进而确保非故障区域供电安全。

（五）加大供电设备的检查力度

由于煤矿井下供电设施有一定的使用年限，其会随着用电设备功率容量和性能参数的变化而变化，这就要求煤矿企业对超出使用年限的设备进行升级改造或更新换代，严格按照检修维护计划对井下供电设备进行维护和检修，在维修、检修过程中，若发现井下防爆电器设备的防爆性能下降，应对其进行更换处理，严禁不符合安全规程的机电设备在井下采取作业面上继续使用，及时进行更换处理，以减少设备安全事故的发生，提高煤矿井下供电设备的安全可靠性。然而，对于处于使用年限范围内的机械设备，应定期对其进行维修保养，检查机械设备的运行状况，及时对需要修理的电气设备进行修复，避免因安全事故的发生而造成不必要的经济损失。

另外，为了确保煤矿井下安全生产，作业人员应通过安全监测系统传输的数据资料进行故障判断，并采取有效的技术措施，以减少安全事故的发生。

五、结束语

煤矿企业在我国国民经济发展中扮演着重要角色，随着我国国民经济的发展，对煤矿生产提出了更高的要求，同时随着近几年瓦斯爆炸等事故的频繁发生，国家对煤矿安全生产引起了高度重视，然而，供电设备是煤矿井下生产的重要设备设施，其直接决定了煤矿井下的安全生产水平，因此，在实际操作过程中，应注重煤矿井下安全生产，对供电系统进行合理优化设计，在煤矿井下设置在线监测系统，加大井下供电设备的检修维修力度，并完善继电保护设备系统，提高供电设备的安全可靠性，以保证煤矿井下开采顺利进行。

参考文献

[1]徐红梅.煤矿井下供电设备监测监控系统研究[D].西安科技大学，2012.

[2]武建华.试议提高煤矿井下供电安全技术措施[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2014（02）：202+204.

[3]申志磊.煤矿井下供电安全技术措施研究[J].技术与市场，2014（03）：42+44.

[4]赵凯.煤矿井下供电系统安全隐患及处理措施研究[J].科技资讯，2011（32）：111.

[5]白宇.煤矿井下供电系统漏电原因及处理措施研究[J].科技致富向导，2012（11）：364.

篇3

关键词：供电漏电；危害；成因；措施；技术；

一 煤矿井下供电漏电的危害与成因

我国是一个产煤大国，煤炭为主要能源，现在使用的防爆开关大约为100万台。低压馈电开关是煤矿井下综采工作面使用台数最多的设备，煤矿工作面的采煤机、刮板输送机、转载机、泵站等都是由低压馈电开关直接控制而且启动频繁。供电设备运行正常与否，将直接影响到综采设备的正常运行，也直接关系到煤矿的生产和经济效益。而低压防爆开关的核心功能之一就是漏电保护。漏电保护是保证煤矿井下安全供电的三大保护(过流保护、漏电保护、接地保护)之一，漏电故障约占其井下总故障的70%，它不但会导致人身触电，而且还会形成单相接地故障，进而发展成为相间短路故障，由此引发的电弧还可能造成瓦斯和煤尘爆炸。

煤矿井下的供电方式基本上为电缆供电，而电缆经常发生单向漏电或单向接地故障，如果漏电保护措施不当，就会引起井下电气火灾、瓦斯煤尘爆炸、电雷管提前引爆以及人身触电等重大事故。（1）人一旦接触漏电设备、电缆时，会造成触电伤亡事故。（2）漏电回路中漏电点会产生电火花，可能引起瓦斯煤尘爆炸。（3）漏电回路上各点存在电位差，若电雷管引线两端接触不同电位点，可能使雷管爆炸。（4）电气设备漏电时若不及时切断电源会扩大为短路故障，烧毁设备，造成火灾。设置完善的漏电保护设备，具有快速的反应能力和较好的选择性断电，在发生故障时能够有效地切除故障支路，减小因故障而造成的停电范围，减少各用电负荷之间的相互影响，大大提高井下供电系统的安全性和可靠性。因此，研究高可靠性的漏电保护设备对井下安全和生产具有较高的应用价值和深远的影响。

（1）电气设备绝缘受潮或进水。（2）电缆和电气设备长期过负荷运行，使绝缘老化。

（3）电缆受到挤压、砍砸、过度弯曲、铁器划伤或针刺。（4）导线连接接头不牢固、有毛刺、无防松措施等。（5）在电气设备内部增加其他部件，使带电导体与外壳的电气间隙或爬电距离小于安全值时。（6）橡套电缆、铠装电缆受挤压、碰砸，产生裂口或受潮，造成芯线或绝缘损坏而漏电。（7）电气设备内部遗留导电物体或设备接线错误而造成的漏电。（8）移动频繁的电气设备的电缆反复弯曲使芯线部分折断，刺破电缆绝缘与接地芯线接触而造成漏电。（9）操作电气设备时，产生弧光放电造成一相接地而漏电。（10）设备维修时，因停、送电操作错误，带电作业或工作不慎，造成人身触及一相而漏电。

二 煤矿井下对漏电保护技术的要求

《煤矿安全规程》规定，井下低压馈电电缆上，必须装设漏电保护装置或有选择性的漏电保护装置，保证自动切断漏电的馈电线路。因此，漏电保护装置是保证煤矿井下安全供电、防止人身触电的重要措施。任何一种漏电保护装置必须考虑以下因素:

（一）安全性

漏电保护的首要任务就是保证安全供电，因此，考虑一个漏电保护装置是否合格，必须从安全出发。一般情况下安全问题包括人身安全、设备安全和矿井安全等方面的内容。从人身安全来看，要求人身触电时间尽量短，人身触电电流尽量小。若按30mAs的要求考虑，人身触电的电流越大，人身触电的允许时间应当越短。随着井下低压电网的供电电压逐步升高，人身触电电流值将会越来越大，这要求漏电保护转装置以及开关动作速度也应当相应地提高，而且越快越好。从设备的安全来看，漏电会导致电气设备的绝缘进一步恶化，甚至损坏。不过使电气设备损坏的漏电电流必然较大，而且作用时间也较长，因此，它对漏电保护装置的要求往往低于人身触电，所以在设计漏电保护装置的动作参数时，应当从人身安全的要求出发来考虑。

至于矿井安全问题，主要是指漏电电流所产生的电弧或电火花有可能引起矿井的瓦斯、煤尘爆炸。由于瓦斯爆炸所需的能量很小（0.28mJ），而且电网的电压越高，引爆瓦斯的电流也越小。此外，引爆的时间又很短，因此，如果漏电保护装置都不能完全防止这种事故的发生，后果将是灾难性的。但是，如果漏电保护装置能够迅速而可靠的动作，尽快地将漏电回路的电源切断，自然也就可以减少上述事故发生的可能性。在采用分相屏蔽电缆的情况下，不仅可以使电弧或电火花局限在电缆内部，而且还可以减少单相漏电扩大成相间短路的可能性，这对于进一步防止瓦斯煤尘爆炸更是有好处。当然，石块等砸坏电缆，造成相间短路的可能性依然存在，所以彻底解决瓦斯爆炸问题，只有采取超前切断电源的方法。

（二）选择性

选择性漏电保护系统的优点是很明显的，它可以保证只切除漏电故障线路的设备电源，而让非故障部分继续工作，这样既可以缩小停电范围，还有助于寻找漏电故障，便于迅速处理，对生产有利。此外，有了选择性漏电保护装置以后，便能够及时发现故障，停止向故障线路和设备送电，这本身对安全就有好处。因此，选择性漏电保护系统应作为发展方向来考虑。如果选择性漏电保护装置再与漏电闭锁装置配合使用，就更能够充分发挥安全作用，防止向故障线路和设备再次送电，以免事故进一步扩大。

（三）可靠性

漏电保护装置的可靠性是指，对于任何一个保护系统，在为其规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作（简称拒动）；而在其它任何情况下，包括系统正常运行时发生了该保护装置不应该动作的故障时，则不应该错误动作（简称误动）。可靠性主要是针对保护装置本身的质量和运行维护水平而言的。为了提高漏电保护装置的可靠性，除了提高漏电保护装置本身的设计、制造质量以外，还应加强对它们的运行、维护的管理。此外，采取后备保护措施，不仅可以提高漏电保护的可靠性，对于整个漏电保护系统来讲，还可以提高安全性。因此，无论是漏电保护装置或者是开关，都应当有后备，做到有备无患。除上述三方面的基本要求外，在考虑一个漏电保护系统是否合理，还应从我国的实际情况出发，既要照顾技术的先进性，还要考虑运行维护技术水平和经济效益，既不要投资过大，又要有良好的保护效果。

三 预防漏电的具体措施

（一）技术性操作要正确

严禁电气设备及电缆长期过负荷，接线要正确，接线工艺好。避免电缆、电气设备浸泡在水中，防止挤、刺电缆；维修电气设备时要严格按规程操作。不增加额外部件。适当对于电网的电容电流进行补偿。设置保护接地装置。

（二）提高漏电保护装置性能

设置漏电保护装置，为了保证漏电装置有效可靠，该装置必须具备：①安全性。包括人身安全、设备安全和整个矿井安全；②可靠性。要灵敏可靠，并有自检功能；③选择性。发生漏电时，可以有选择的切除漏电故障部分；④灵敏性；⑤全面性。保护范围覆盖供电全地区，没有动作死区。煤矿电气设备安全运行是整个煤矿安全生产的重要组成部分。

（三）使用先进的电气设备和供电系统

要想搞好井下电气安全，电气设备和供电系统的保护是基础，设备的不断更新是手段，只有使用先进的设备，各种保护才能更齐全、完善和可靠。因此，首先各矿在资金许可的条件下，应该适当加大对电气设备的投入，及时改造或更新带病运行或超期服役的电气设备以及不能可靠动作的各类安全保护装置，以确保供电系统的正常运行；其次各矿应加强基础管理，建立健全电气设备的使用、维修、检修以及责任追究等各项管理制度，并严格执行与实施，严格按照规程、制度加大日常检查和巡回检查力度；第三，各矿应加强对干部和职工的教育，使他们认识到井下电器设备安全和保护的重要性，全面提高各类人员的技术素质和业务水平是保证矿井安全供电的重要保障。

参考文献

[1]李国顺，张长勇，张鹏程，等.矿井电网选择性漏电保护实用电路的研究[J].煤炭工程.2010,(2):92-94.

篇4

关键词:煤矿;供电;高压;低压

中图分类号:TD611文献标识码:B文章编号:1009-9166(2010)023(C)-0133-01

一、概述

煤矿井下供电系统的优劣直接影响到电网的安全性、可靠性、合理性和经济性。尤其随着煤矿井下采掘机械化程度的提高,生产工作面不断向前延伸、扩大,给煤矿井下安全供电带来了许多不利的影响。因此,本文针对煤矿井下供电系统常见问题进行分析研究,从而更好的为煤矿生产服务。

二、煤矿井下供电系统

(一)煤矿井下低压供电系统。随着煤矿井下供电电压等级的不断提高,煤矿井下低压供电系统的范围也在不断扩大。煤矿井下低压供电系统采用中性点不接地方式,其优点是大大降低了电网接地电流和电容电流,提高了人身触电安全性和供电设备的安全性。供电方式主要采用中央变电所设有主变压器,总馈电开关向各分支开关馈电方式。但由于煤矿井下防爆电气安全水平不高,电气故障引起的电火引燃瓦斯煤尘爆炸事故时有发生,由此造成的伤亡人数呈逐年上升趋势,给煤炭工业的社会声誉和社会稳定造成了极大的负面影响。

1、局扇供电问题。煤矿井下低压供电系统中,有些掘进工作面达不到《煤矿安全规程》规定的煤矿井下的局部扇风机供电必须满足“三专”和“双风机双电源”的要求。一种情况是没有采用专用电缆线路供电,一旦其中一台风机供电线路出现故障,马上影响到另一台风机的供电,扩大了故障的影响范围,给人身及矿井带来了严重的安全隐患。还有一种情况就是生产用电与局扇用电为一趟线路,没有分开,一旦生产供电线路出现故障,会直接影响到局扇的正常运转,甚至影响整个矿井的井下供电系统。

2、防爆电器安全问题。矿用隔爆型低压防爆电器是煤矿井下必备的电器设备,采用防爆外壳、本质安全电路及各种保护装置,这些安全措施对防止电火花引爆矿井瓦斯,保障人身安全起到了重要作用。但是由于产品设计存在着不完善性,防爆外壳的结构具有一定的局限性,使上述这些措施不能防止故障电火引起的瓦斯煤尘爆炸事故的发生。

(二)煤矿井下高压供电系统。煤矿井下高压供电线路已深入到各个采、掘负荷中心。其供电是否安全可靠,不仅影响产量,而且影响工程进度,因此煤矿井下高压供电可靠运行在矿井供电中有很重要的地位。煤矿井下高压供电可靠运行不仅与系统本身设计有关,还与组成系统每一组件的安全可靠性有关,因为构成煤矿井下高压供电系统中各种设备只要一个出现故障,整个系统就会终止运行。因此不仅要关心系统本身的设计还要在设备易出故障的薄弱环节出现故障前进行预防、检修、更换。

1、高压防爆开关故障。虽然煤矿井下矿用一般型高压防爆开关等都具有高压漏电和绝缘监视保护功能,但由于变压器高、低压侧腔体的盖没有有效的连锁保护装置,使得高压开关与分立的变压器、低压馈电开关之间的保护不能形成有效的配合,致使高压开关失去了应有的保护功能,因此会出现漏电、过流和短路等问题;另外,高压负荷开关触头接触不良,产生弧光或放电,与高压负荷开关带载停送移动变电站,也会导致高压断电事故。为加强煤矿井下高压防爆开关的安全可靠性,我们在选择高压开关时,其断流容量不得小于变电所母线上的实际短路容量。对分立的供电变压器,其高、低压侧腔体盖都应设置连锁开关,其接点串接在高压开关的监视回路中,当变压器高、低压侧腔体盖开关前及高压橡套电缆的监视线断开时,高压开关便能迅速跳闸。

2、高压线路故障。由于煤矿井下环境的原因比较复杂,煤矿井下高压供电系统中电缆线成为安全可靠性的薄弱的环节。首先,高压铠装电缆外层钢带或钢丝铠装层由于潮湿很容易锈蚀;其次,如果运输大巷到采掘负荷中心对空间小,高压电缆在巷道内运输时就很容易刮破、挤坏,高压屏蔽电缆也容易被扎,从而造成高压停电事故;再次,高压电缆长时间处于过载状态,也很容易出现事故;最后,单相接地会使另两相对地电压升高,严重影响煤矿井下高压供电系统的可靠性。为了避免事故的发生,提高高压线路的可靠性,在固定场所铺设电缆时,应选择聚氯乙烯绝缘电缆、聚氯乙烯绝缘铠装电缆、交联聚乙烯电缆、交联聚乙烯护套钢丝铠装电缆或其它新型高绝缘电缆。并且在选用电缆时必须保证载流量满足现有设备要求,并留有一定的富余系数。为了避免上述安全隐患,首先可在6kV至中央变下井线路中装设电抗器,短路电流值从电源至负荷方向将在井上、煤矿井下有明显的差距,从而有利于速断保护动作电流的区分。其次可通过改进线路保护每段的整定原则和各级之间时限的配合两个方面对煤矿供电系统继电保护进行优化,以最大限度满足煤矿井下供电特殊情况的要求。

结束语:通过本文的论述可见,供电系统的稳定运行可以对煤矿井下进行可靠、安全、经济合理的供电,对提高产品质量,提高经济效益及保证安全生产等方面都有十分重要的意义,因此,要确保安全和正常的生产,必须要合理优化煤矿井下供电系统,这是煤矿稳定发展的必然要求。

作者单位:淮南矿业集团谢一矿综采队

参考文献:

[1]王梅义.高压电网继电保护运行技术[M].北京:电力工业出版社,1981.

[2]徐之.煤矿供电及其设备[M].北京:煤炭工业出版社,1993.

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关键词：煤矿；供电安全；现状；管理措施

前言

供电系统是确保煤矿安全生产的重要前提。煤矿企业生产过程中，需要依靠于电力系统提供的稳定电能供应，从而确保井下各种电力设备的正常运行。特别是井下通风系统和排水系统，一旦断电，则会导致通风不畅，而且地下水会大量聚集，从而给井下作业安全带来较大的威胁，严重时还会导致重大人员伤亡事故发生。因此需要进一步加强井下供电安全管理工作，有效保障矿井的生产安全，确保煤矿企业生产能力的提升。

1 矿井供电安全现状

近年来，我国煤矿企业发生的重大事故中，由于供电系统问题导致的事故发生率占较大比例。供电问题的存在，主要是由于煤矿企业在日常经营管理工作中对煤矿的供电安全缺乏有效的重视，同时供电技术管理不到位，这就导致在煤矿企业生产过程中供电系统会存在这样或那样的问题，从而导致各种安全事故的发生。

1.1 矿井的供电设备逐渐老化

目前我国大部分煤矿矿井中的供电设备都存在着老化和落后的问题，特别是在一些老矿区内，这种现象更为普遍。特别是在我国科学技术快速发展的新形势下，矿井内的电气设备由于更新缓慢，得不到及时的更新换代，这就导致其性能不断下降，再加之矿井电气设备所处环境较为恶劣，这就更导致供电设备的故障率增加，供电设备老化严重，从而对矿井的生产埋下较多的安全隐患，严重威胁着矿井的生产安全。另外，这些老化的供电设备还存在着高能耗的问题，这不仅不符合节能的思想，而且还会导致运行成本增加，不利于煤矿企业经济效益的提高。

1.2 矿区的供电电源不够合理

相关对于煤矿矿井供电设备的规定中指明矿井内需要设置两条回路线路，其中一条作为备用线路，这样即使一条线路发生故障，无法正常供电时，另一条线路可以投入使用，矿井各个系统能够保证安全运行，有利于保障人员和设备的安全，避免重大事故的发生。但当前部分矿井中往往没有进行备用线路的设置，部分矿区即使购置了发电机，但也只是为了应付上级检查，发电机的容量无法满足井下各系统的正常运行需要。部分矿区为了能够实现成本的节约，往往是将两条回路变为一条回路。这种供电电源的不科学性和不合理性给矿井的生产安全带来了较大的威胁。

1.3 对于全方面保护不到位

目前矿井中对于供电设备缺乏全方面的保护，很大一部分矿区还认识不到设备保护的重要意义，因此在对井下电线及电气设备的保护上不到位，不仅电路缺乏相匹配的避免装置，而且电气设备安装不合理，没有严格进行接地，这就导致极易出现触电事故，导致人员伤亡。另外，由于井下电气设备及设施陈旧落后，继电保护装置故障发生率也较高，这都会导致事故发生的重大安全隐患，不利于井下作业的安全。

1.4 由于长距离输电导致的井下安全隐患

在井下采煤作业过程中，需要不断扩大巷道的长度，从而扩大煤矿生产的规模，在巷道长度增加的同时，供电线路也需要随之加长，这就导致长距离输电现象在井下较为常见。但这种长距离输电极易导致电压不稳问题发生，从而引发井下各种突发性事故，对井下作业安全及煤矿的经济效益都会产生较大的影响。

2 对于煤矿的供电安全的技术管理措施

电力作为煤矿企业生产的重要动力，煤矿企业在生产过程中对供电的要求更为严格，因此为了有效提高煤矿井下作业的安全，则需要做好煤矿供电安全管理工作，确保矿井的安全能够得以有效的保障。

2.1 对于煤矿区的供电线路进行规划和建设

煤矿企业需要重视供配电设备的更新换代工作，需要加大对设备更新的资金投入，特别是对于一些存在安全隐患，会对矿井正常生产带来威胁的设备更需要及时进行淘汰，为矿井提供一个安全的生产环境。在选择电气设备时，各个煤矿需要严格按照相关的规定进行，加强对新技术和新设备的应用力度。同时要确保供电线路规划和设计的合理性，合理对线路进行分段，做好煤矿企业供电电网的建设，特别是煤矿企业要做好双回路建设工作，不能存在侥幸心理，从而有效地确保煤矿生产作业的安全性和可靠性。

2.2 对于电网的结构进行合理地构建

电网要进行合理地构建才能够使得电网能够安全地运行，对于煤矿来说，电网要以高效和简洁为中心，而且电源的设置一定要合理可靠，对于供电网络的合理性建设的重点主要是加强配网建设电网结构的合理性是电网安全稳定运行的基础。对煤矿而言，电网要精干、高效，而且电源必须可靠。煤矿企业要想有效地提高供电的可靠性，则需要加快构建科学合理的电网结构，特别是要进一步加强配网的建设工作，努力提高配网运行的可靠性，为煤矿供电可靠性的提升奠定良好基础，减少或是避免由于供电问题而导致的重大特大伤亡事故，确保煤矿企业保持正常的生产运营。

2.3 对于煤矿当中的供电设备的保护

漏电保护、过流保护、接地保护是在煤矿的供电设备和系统当中主要的三种类型的保护。对于煤炭的安全生产来说，煤矿供电系统的安全保护是十分重要的，如果不能进行有效地保护，很可能会引起大范围的停电或是漏电等多种事故，会给煤矿带来毁灭性的打击，造成严重的人员伤亡事故。所以，我们能够充分利用计算机软硬件技术、集成电路技术、可靠性还有电磁兼容技术、结构技术、液晶显示技术、网络和现场总线技术、表面贴装加工技术等一些先进的成果，研制智能保护系统，加强煤矿供电设备电器保护。

3 结束语

煤矿供电系统对煤矿企业的生产安全具有非常重要的意义。当前我国很大一部分煤矿企业中的供电系统都存在着安全隐患，因此对煤矿企业供电系统安全整治是一项长期性及持久性的工作。在当前煤矿企业生产过程中，需要充分地认识到安全供电的重要性，加大对供电设备的投入力度，努力提高供电系统保护意识，进一步完善与供电维护相关的管理制度，及时发现井下供电系统中存在的问题和安全隐患，并采取切实可行的措施加以排除，保障矿井正常供电，提高矿井安全生产的水平，为煤矿经济效益的提升奠定良好的基础。

参考文献

[1]刘俊华.煤矿安全供电的技术管理措施[J].中小企业管理与科技，2011（24）.

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关键词：煤矿 井下供电 短路 保护

随着国家的战略实施，煤矿在保障国家能源安全起到了非常关键的作用。近些年来，随着经济的快速发展，煤矿的建设发展也越来越快，正处于高速发展阶段，在煤矿安全生产中，煤矿井下供电保护具有非常重要的作用，因此必须对煤矿井下供电保护问题加以重视。

1 煤矿企业对于供电的要求

随着各行各业的快速发展，煤炭的需求量近年来呈现稳步增长的趋势。为了提高煤炭生产的效率，提升煤炭生产的安全性，机电设备在煤炭生产中得到了广泛的应用。因此，为了满足煤炭生产的要求，供电要做到可靠性高、安全性强、供电量充裕和技术经济合理。对于供电安全方面来说，在供电过程中，要保证地面受压变电所的受电线路使用的是两回独立电源，并且在线路上严禁接入其他用电负荷，这样对于供电的安全性是一个双保险；对于供电安全性的要求来说，由于煤炭生产大多所处的环境条件比较恶劣，发生供电安全事故的概率相对来说比较大，因此对于机电设备供电线路的需要采取防潮、防爆、过流保护等一些了措施； 对于供电量充裕方面的要求来说，在进行相关设计时，除了要使得设计满足现在生产设备的要求，还需要留有一定的余量，为后续生产规模的扩大做好准备；对于技术经济合理方面的要求来说，在保障供电满足安全生产要求的前提条件下，还需要对供电的质量提供保证。例如在供电过程中，要保证电压偏差在±5%以内，频率偏差不超过±0.～0.5Hz。只有这些要求得到了满足，煤矿机电设备才能高效、安全的工作，才能保证煤炭生产顺利地进行。

2 煤矿供电保护的分类

在煤矿井下，电气设备分为不具有防爆性能的矿用一般型电气设备和具有防爆和隔爆性能的矿用隔爆型电气设备。矿用一般型电气设备在没有瓦斯、煤尘爆炸危险的场所很适用；而矿用隔爆型电气设备适用于有瓦斯、煤尘爆炸危险的场所。除此之外，按工作电压的高低来说，电气设备还可以分为低压电气设备和高压电气设备。煤矿井下的电气设备属一类负荷和二类负荷的比较多，在工作时产生的电流、电压都很大，因此，为了保障煤矿井下供电系统的安全，对设备进行有效的安全保护可以保证电器设备稳定可靠工作。

2.1 漏电保护

当煤矿井下供电网的绝缘电阻小于一定数值时，会使供电设备产生进一步损坏，进而出现短路故障，如果煤矿井下的工人一旦碰触到供电设备，就会产生人身触电，漏电还会产生火花引爆瓦斯、煤尘的危险。因此，必须装设漏电保护装置，保证在井下供电系统中实现绝缘监视、漏电保护以及补偿流过人身的电容电流。

2.2 过流保护

煤矿井下供电网的过电流是过流保护电火灾产生的主要原因，而电路短路、电路过载会产生过电流，因此，防止产生过流就可以有效地防止电火灾发生。过流保护包括短路保护和过载保护。目前电磁式继电器和电子式继电器均可实现短路保护，而过载保护可由电磁式继电器、电子式继电器和热继电器实现。

2.3 接地保护

如果接地保护电气设备的绝缘发生了一定的损坏，就会使得电气设备的金属外壳和架构带电。煤矿井下的工人一旦碰触到此电气设备，触电事故就会发生。在我国30毫安被规定为触电的安全极限交流电流值。因此，我们要采取有效的接地保护限制通过人身的电流，保证这个电流在安全范围内。将保护接地装置的接地电阻降低到规定的范围内，就可以保护接地，可以使流过人体的电流不超过30 毫安，进而保证煤矿井下的电气设备的供电安全，达到安全生产的目的。

2.4 短路保护存在的主要问题

单侧电源电网的阶段式电流保护原则是：1）从电源至负荷动作电流应从大至小逐级递减，动作时间也是逐级递减；2）第一段电流保护的动作电流必须大于下一级线路首端的最大短路电流。但是，煤矿井下供电系统很多采用了铜芯电缆，这样就会产生阻抗小的现象，现有的油断路开关和电磁式继电保护也难以使动作时限小于0.5s，因此，上述的两条原则都很难达到要求。

3 煤矿井下供电短路保护措施

3.1 在煤矿井下供电短路保护中引进新技术

随着生产效率的不断提升和生产中机电设备的大量使用，对于煤矿井下供电短路保护的灵敏程度要求越来越高。为了满足煤矿井下供电短路保护对于灵敏度的要求，可以在井下供电短路保护工作中引进电子保护技术，即供电系统传感器使用空心的互感器的，电源使用复合式的电源，通过新技术的不断引进，煤矿井下供电短路保护工作的成效将得到极大的保证。

3.2 加强相关工作人员的技术培训

煤矿井下机电生产使用的机电设备数量众多，加之井下生产环境比较复杂，这造成了机电供电系统较为复杂。一旦出现井下供电短路事故，为了不对生产产生比较大的影响，需要快速、保质保量的对相关问题进行解决，这就对从事煤矿井下供电检查和维修的工人提出了更高的要求。他们一方面需要具备较强的责任意识，对于井下机电设备可能出现的再小问题都及时的排除，还需要具备良好全面地文化知识来应对井下设备越来越高科技的局面，这就需要其通过学习来不断地提升自己。但是在实际情况中，即使相关的工作人员有心想要学习相关的知识，但是也难以找到合适的途径，这就需要煤炭企业加强相关工作人员的技术培训工作，给其提供掌握专业知识，培养生产安全意识的机会。只有将这项工作进行好，相关工作人员才能胜任井下供电系统的短路保护相关的工作，从而确保煤炭生产更好地进行。

3.3 加强机电设备的维护管理工作

很多情况下，煤矿井下供电短路情况的出现时由于线路老化，设备维护不及时造成的。在今后的工作中，需要加强机电设备的维护管理工作，保证机电设备和线路可以更好地服务于煤炭生产。具体做法是对于使用中的设备要做到经常的检修维护，对于线路和设备老化情况进行及时的更换，确保这些设备和线路可以正常的工作； 对于新安装的设备，要提高相关操作人员的操作水平，强化其对设备保养和爱护的意识，保证新设备可以尽快并且长效的服务于煤炭生产。

4 结语

煤矿井下一旦发生短路事故，对于煤炭的生产和井下煤炭生产工作人员的安全都将构成极大的威胁，做好煤矿井下供电短路保护工作具有极为重要的现实意义。在实际工作中，相关工作人员需要对煤矿井下供电短路事故有清醒的认识，对于现有工作中的不足进行及时的改正，保证煤炭生产顺利地进行。

参考文献：

[1]邢东凯. 井下高压供电短路保护系统的优化[J]. 科技传播. 2014（03）

[2]杨鹏云. 煤矿井下供电短路保护方式探索[J]. 科技视界. 2014（04）

[3]马凌才. 浅谈煤矿井下供电短路保护[J]. 科技创新与应用. 2012（02）

[4]高艳，戴鹏等. 煤矿井下供电系统短路保护方法浅析[J]. 煤矿机电. 2011（02）

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关键词：矿井；供电；自动化；远程监控系统；控制系统

煤矿工人到矿井下进行采煤、运输等活动，都需要利用电能。当前，很多矿井的电能设施比较陈旧落后，跟不上现代化发展的步伐。煤矿工人在矿井下工作时经常会出现用电故障，给煤矿工人的工作带来很大的不便。为了解决矿井下的用电故障问题，在矿井下建设供电远程监测与控制系统十分有必要。

一、矿井自动化供电远程监测与控制系统的构成

当前，矿井用电故障出现比较频繁，严重影响了矿井工人的工作进度甚至会造成工人伤亡事故。为了保障矿井工人在矿井下工作的安全，有必要在矿井下建设自动化供电远程监测与控制系统。

矿井自动化供电远程监测与控制系统主要包括地面控制中心、井下N个分供电站、综保运动装置。具体的构成包括地面控制主机、采用智能化的接口设备、具有标准的 485 通讯接口、监控分站、本安电源、数字综保（高压、低压）等组成，可实现快速故障诊断，保证控制的实时性、确定性和可靠性。

二、矿井自动化供电远程监测与控制系统的特点

矿井自动化供电远程监测与控制系统是一种十分先进的智能监控系统，将该系统用于矿井工作，可以有效减少井下用电故障，实现矿井工作的稳定和高效。接下来，文章将对矿井自动化供电远程监测与控制系统的特点进行具体论述。

（一）系统易于操作。矿井自动化供电远程监测与控制系统是一种比较完善的系统。该系统在设计过程中，充分考虑到了煤矿工人的实际操作能力。为了方便煤矿工人的操作，设计人员尽量在设计中将很多复杂的结构进行简化。因此，该系统对于煤矿工人来说，是一种相对比较容易操作的系统。该系统还支持网页浏览，方便矿井工人进行学习和操作。矿井自动化供电远程监测与控制系统会随着供电网络的变化而变化，此时，使用该系统的人可以设计相对应的配电图。

（二）系统的传输速率较高。矿井自动化供电远程监测与控制系统是一种智能化的监控系统。该系统在运行过程中，传输信息的速率比较高。较高的传速速率可以使得煤矿工作者及时收到关于供电系统的相关监测信息。如果收到关于用电故障的信息，煤矿工作者可以及时作出反应，采取措施，保障了矿井工作的用电安全。

（三）系统的信息量较大。矿井自动化供电远程监测与控制系统主要采用以太网和RS485两种通讯接口。利用这两种通讯接口不仅十分方便，而且传输的信息量也比较大。正因为如此，煤矿工人才能够收到有关供电安全的更全面的信息，从而更好地保障井下的用电安全。

（四）系统的实时性很强。该系统在地面时，可以动态显示矿井下多个分供电站开关此时此刻的运行状态。矿井自动化供电远程监测与控制系统通过实时监测，可以及时而准确地将监测信息反馈给煤矿负责人，保障矿井下的供电和用电安全。

三、矿井自动化供电远程监测与控制系统的功能

矿井自动化供电远程监测与控制系统功能多样，不仅具有遥信、遥控等功能，还具有报表和自动监测等功能。矿井自动化供电远程监测与控制系统通过发挥这些功能，可以有效保障矿井的供电和用电安全。

（一）遥测功能。矿井自动化供电远程监测与控制系统可以及时地实施矿井现场的信号收集。通过该系统，可以遥测采集电能、电量、电压、峰谷值等等。通过了解这些信息，可以反应此时供电的具体情况，从而判断是否出现供电故障，维护供电安全。

（二）遥信功能。该系统传递的很多运行信息，可以帮助煤矿工作者掌握设备的运行状况。为了及时反映供电系统发生故障的具置等等，矿井自动化供电远程监测与控制系统设立了专门的报警设备。该报警设备属于声与光报警系统，并且设置了具体的报警和定位装置。定位装置可以对监测区域实现精确的定位，如果矿井下出现了供电短路、断路等情况，系统可以及时找到发生故障的具置，从而可以帮助煤矿工作者及时处理故障，提高矿井工作的安全性。

（三）遥控功能。通过识别不同的软件，矿井自动化供电远程监测与控制系统可以自动做出分闸和合闸的指令。通过这样的指令，可以遥控开关的分或合的操作。如果矿井在供电过程中出现了意外情况，那么，远程监控系统的监控开关的保护器会自动实现复位，使得煤矿工人可以及时修改开关的整定值，并及时进行相关维修。

（四）遥调功能。由地面远程设定高压开关的整定权属于地面调度中心（井上优先）或属于井下现场（井下优先），当设定为井上优先时，由地面控制中心控制综保的整定值。

（五）综合保护功能。矿井自动化供电远程监测与控制系统除了具有以上遥控、遥测等功能，还具有综合保护功能。该系统的综合保护功能主要是指在电路短路时，系统可以及时提供相应保护，除此之外，系统还可以提供过载反时限保护、电缆开路保护、高电压保护以及低电压保护等等。

（六）报表功能。矿井自动化供电远程监测与控制系统作为一种智能化的系统，还可以做一些比较琐碎的任务。系统可以及时打印参数报表、记录相关数据，以方便系统以后的各项具体工作。除了记录和打印功能，矿井自动化供电远程监测与控制系统还能够对相关记录和数据进行分析，并作出相应的判断和统计。

（七）自动检测功能。矿井自动化供电远程监测与控制系统还具有一种比较方便监控的软件，即：检测软件。检测软件具有自动监测设备状态的功能。通过该软件，系统可以及时发现故障，并定位故障发生的位置，从而可以帮助矿井工人及时对供电等故障作出反应，保障矿井工作安全运行。

四、结束语

矿井自动化供电远程监测与控制系统是一种以计算机数字通讯技术为基础的智能化的操作系统。该系统在矿井供电工程上的应用可以帮助煤矿工人及时排除供电故障，极大地提高了煤矿工人在矿井下工作的安全性。

参考文献：

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【关键词】供电优化；供电方式；保护整定；供电事故

0 前言

随着煤矿井下生产工作面不断向前延伸、扩大，高压供电电缆及设备安全与否，直接关系着矿井的生产安全。由于煤矿井下环境条件的特殊性，在采掘过程中容易产生有爆炸危险的瓦斯和煤尘，为了确保安全和正常的生产，合理优化煤矿井下供电系统是十分重要的。

1 供电优化方案研究的意义

根据我公司采场接续的要求，井下供电本着既满足生产需求，又降低供电成本提高效益的原则，我公司机电部制定了井下供电系统优化方案，该优化方案有利于解决供电负荷大带来供电电缆过热、过载，保护装置校验不灵敏，供电线路不合理，供电线路损耗大、无用功大等问题，为公司的安全供电提供有力的保障。

2 现矿井供电方式及现状分析

曹庄煤矿公司受水威胁严重，矿井主排水和供电压力日益加大，随着采场的延伸，生产战线的延长，供电设备的增加，电缆布局越来越复杂。井下6KV电源分别有35KV变电所供至各水平中央变电所，各水平中央变电所供至各采区变电所，采区变电所供至各采煤面、掘进头，树干式接线方式供电可靠性差，一个故障点可引起多个地点停点，且故障点排查难，随着2012年新采区的增加，干式变压器的更换，现供电线路、供电空间己不能满足生产需求。

井下高压供电线路己深入各个采掘负荷中心，其供电是否安全可靠，不仅影响产量，而且影响工程进度。因此井下高压供电可靠运行在矿井供电中有着很重要的地位，煤矿井下高压供电可靠运行不仅与系统设计有关，还与组成系统每个组件的安全可靠有关，因为井下高压供电系统中各种设备只要一个出现故障，整个系统就会受到影响。因此不仅要关心系统本身的设计还要在设备出现故障的薄弱环节出现故障前进行预防、检修、更换。一般煤矿井下高压供电系统常出现的问题有以下几种：

（1）高压线路故障：由于煤矿井下环境比较复杂，井下高压供电系统中电缆成了安全可靠性的薄弱环节。

（2）高压防爆开关故障：虽然井下矿用高压防爆开关都具有高压漏电和绝缘监视保护功能，但由于变压器高低压侧腔体之间没有有效的连锁保护装置，使得高压开关和变压器、低压馈电开关之间的保护不能够形成有效的配合，致使高压开关失去了应有的保护功能，因此，会出现漏电、过流和短路等问题，另外，高压负荷开关出头接触不良，产生弧光或放电，高压负荷开关带载停送变电站，也会导致高压断电事故心。

（3）继电保护故障：目前，煤矿井下高压供电系统中均为6KV系统，较多采用的是直流操作的定时限过电流保护，和瞬时电流速断保护，保护整定的计算效验起着至关重要的作用。保护定值的配合及整定不合理，在出现故障时，会出现越级动作的现象，造成事故的扩大化，影响正常的生产。

（4）变电所数量较多，管理有难度：目前采区变电所较多且为分级供电，点多面广地点分散，一旦发生供电事故影响范围较大，而且恢复供电时间较长，从而影响正常生产，对公司顺利完成生产目标有较大影响。进一步完善矿井供电，优化供电系统，采用集中供电方式，减少供电地点多而带来的检修难度以及事故后恢复供电时间长等不利因素，减少供电事故对安全生产带来的影响，对矿井安全生产具有重要意义。

3 供电系统优化方案及实施措施

3.1 优化供电方案

井下目前在用变电所分布在各个采区，为生产服务，供电方式采用一级控制一级的方式，且地点比较分散，一旦发生供电事故影响范围较大，而且恢复供电时间较长。

根据上述分析拟定井下设置两个主变电所，其中上组煤主变电所位置选择在原北翼四号机头变电所，两回路供电，分段运行。该位置处于采区的中心位置，对今后的供电延伸较为有利。下组煤主变电所位置选择在原变电所，两回路供电，分段运行，对采区及将来新采区延伸供电。该位置处于采区的中心位置，对今后的供电延伸较为有利。该方案既解决了供电地点分散的问题，而且减少了设备重复投入，提高了供电可靠性，减少了资金浪费。

3.2 措施实施

措施一：对井下供电保护整定进行重新计算，效验，严格按照计算值对保护器进行整定。制定有效的管理制度，从设计、计算、效验、安装、现场落实、日常巡检、定期检查检修等环节严格把关。

（1）为了避免电缆事故的发生，提高高压线路的可靠性，电缆在敷设时要留有一定的富余系数，敷设时要高标准、严要求，严格按照规定要求吊挂。

（2）为加强煤矿井下高压防爆开关的安全可靠性，我们在选择高压开关时，其断流容量不得小于变电所母线上的实际短路容量，严格按照《煤矿安全规程》规定的标准、周期对高压防爆开关进行耐压试验，避免击穿“放炮”引起短路故障。还要对高压防爆开关进行维护、保养、检修，对负荷变化了的高压开关的保护装置要及时重新进行计算和整定，并且定期检修。

（3）机电部安排专人负责低压电气设备和高压配电装置过流保护装置的整定和管理工作，加强对此项工作的检查和指导。

（4）新投产的采区，在采区供电设计时，对保护装置的整定值进行计算、校验，机电安装人员应按设计要求进行安装整定、调整。

（5）运行中的电气设备的保护装置，由电气维修工负责定期检查，如发现有误动作或整定值选择有差错时，应查明原因，由机电技术人员根据实际情况作必要的改动。

措施二：各采区采用移动变电站供电方式，延伸高压供电距离，缩短低压供电距离，即提高了供电质量，又减少了电缆投入。

新安采区变电所要求必须双回路供电，电缆及开关投入较多，对于满足距离较远的工作面推采需要新安变电所，投资较大，管理也增加了难度，此类情况选择移动变电站的供电方式，相对于变电所在安装难度、硐室标准要求、设备投入、安装周期等方面都将大大降低难度和成本，移动变电站靠近工作面安设，只需一根高压电缆、一台移动变电站，能够大大减少低压电缆的投入，供电距离的缩短也提高了供电质量，有效的减少了低压保护整定供电事故的发生。

措施三：采用主变电所供电方式，兼顾多采区供电，减少采区变电所个数，一旦发生供电事故即缩小了事故影响范围，又减少了供电事故影响时间。不仅减少了维修人员的检修压力，而且对安全生产提供了有力保障。

采用主变电所供电方式，减少了供电环节带来的诸多不便，设备投入少，供电集中，便于巡查、检查、检修，便于管理。

4 结语

通过供电优化改造，减少了供电环节，减少了供电事故的发生，提高了供电系统的安全可靠性，取得了显著地经济和社会效益。

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【关键词】 煤矿生产 井下作业 电气设备 电路模块

引言：

煤矿电气设备包括高压开关柜、高压防爆配电装置、磁力启动器、移动变电站等等，这些电气设备的高压开关柜主要用于煤矿地面变电所、井下中央变电、总进风巷和主要进风巷、低瓦斯矿井的井底车场等，这些电气设备的高压开关柜继电保护装置以电磁感应装置为主，对矿井电气设备具有一定的保护作用，但是结构比较简单，已经无法适应当下煤矿井下作业的要求。

因此，如何针对煤矿井下作业的要求，让电气设备继电保护装置能够符合井下作业的环境，从而有效地维护井下作业的安全性。

一、当前煤矿井下电气设备运行存在的问题

近年来，随着煤矿开采业的发展，煤矿井下作业应用的电气设备越来越多，在提高煤矿生产效率的同时，也存在一些安全隐患：比如电气设备的继电保护装置没有有效发挥保护作用，影响电气设备的正常运转，甚至造成一定的安全隐患。因此，设计一种性能稳定、保护种类齐全、保护装置灵敏度高、可靠性强的煤矿井下电气设备智能控制模块很有必要。

二、智能化电路模块设计

2.1漏电闭锁模块

漏电闭锁模块的功能主要是检测绝缘电阻，在真空接触器吸合之前或者断开之后，检测电机绕组部分电缆的绝缘性能，如果发现电缆的绝缘电阻值比动作值低，那么就启动漏电闭锁保护动作，禁止启动或者发出报警信息，液晶显示屏显示漏电故障和漏电绝缘电阻值。如果主回路的绝缘电阻值恢复到动作值的1.5倍时，漏电闭锁保住装置断开保护动作，真空接触器合闸。但是在设计的时候，漏电闭锁保护装置断开动作比主回路断开动作延时10秒。如果继电保护装置启动前没有出现漏电故障，电力系统启动后真空接触器吸合后漏电保护功能应该由上一级馈电开关完成，漏电闭锁保护模块不启动。

2.2通信模块

通信模块负责电气设备信息的传输，一旦电气设备出现故障，通信模块将设备故障及时传输到电力系统，技术人员根据故障信息，立即对设备进行检修。为了满足煤矿深井作业的需求，通信模块使用远距离数据传输的RS-485，通过它将电气设备的参数发送到矿井的局域网，矿井工作人员就能通过局域网随时了解电气设备的运行情况。通信模块分串行通信和并行通信。串行通信方式小的传输线少，适合远距离传输。并行通信传输速度快，但是所需的传输线比较多，长距离传输数据会增加成本。根据煤矿生产的实际情况，选择串行通信方式。RS-485串行通信必须按照RS-485通信接口标准进行设计。

2.3联控模块

联控模块是电气设备智能控制系统中重要的组成部分。当电气设备控制系统设计为联控模式以后，整个电力系统只需要一台主机，通过主机就可以控制其他机器。

整个联控系统可以由一台主机控制开启和关闭，同时每一台机器都可以单独启动和停止。如果联控装置出现故障，那么系统会自动停机，将停机信息传输到液晶显示屏上。如果联控系统出现问题，首先要立即排除故障，让每一台机器恢复正常运行。 联控装置的命令通过频率完成，每一台机器和控制命令对应一定的频率脉冲，如果机器需要向下机位发送命令只需要发送一定的频率脉冲就可以实现，下机位接受到信息以后进行解码，自动识别上机位的指令。

2.4电源模块设计

智能继电保护装置的电源电路包括电网供电电路和电池供电电路，这两种供电方式通过把闭合开关自由切换。如果是在电网上运行，则采取电网供电方式，电源控制由继电开关电源供电，如果系统停止运行时，按照煤矿生产的规范和用电要求，井下不允许带电打开隔爆外ぃ所以将供电方式切换成电磁供电，这个时候，电气设备的智能控制系统由外接蓄电池提供电源。此外，为了避免蓄电池发生电极短路的现象，要做好蓄电池的保护措施，比如在靠近电极两端的地方串接200毫安的快速熔断式，可以避免蓄电池电极短路故障的发生。

三、结束语

在提高煤矿生产的效率和质量的同时，电气设备运行过程中存在的安全隐患给煤矿安全生产带来一定的影响，并直接威胁到煤矿工人的生产安全。因此，做好煤矿井下电气设备功能电路模块智能化设计，有利于提高电气设备的安全性和可靠性，避免电气设备故障的发生，从而保证煤矿安全生产。

参 考 文 献

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关键词 矿井漏电；原因分析；预防措施

中图分类号TD611 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）65-0147-02

1 煤矿井下漏电的原因

由于煤矿井下的特殊环境：如空气不流通、潮湿、空间狭小、条件恶劣及设备本身等原因，漏电事故的发生是难以避免的，发生漏电事故的原因主要有以下几方面：

1）设备本身的原因

在设备方面，往往由于供电设备、线路本身的质量不好，不到报废年限，就可能发生破损、脱落、老化等现象，造成漏电事故发生。还有一种情况就是，某些供电设备、线路等超出报废年限，没有及时更换，却仍在使用，这也是发生漏电事故的原因之一。

另外，由于井下特殊的环境，致使供电设计、线路长期处于潮湿的环境中，导致设备的内部元件绝缘不好，致使设备漏电；还有是因为真空开关没有进行阻容保护，在分断时容易产生过电压，从而使设备在瞬间击穿而产生漏电。

2）管理不当的原因

由于企业内部管理不当，制度不健全，对于用电安全没有详备的规章制度在根本上进行约束，致使一些安装工人在操作上不规范。比如，对于长期处于潮湿环境中电缆、电线等，有些工人员只是在接头部分进行了简单的防漏电处理；对于浸泡在水中的电缆，不经过特殊处理，致使其长期受井下水的酸、碱性物质的腐蚀，造成绝缘表面被破坏而导致漏电事故发生；

没有严格的管理制度制约对于长期处理密封、潮湿环境下的电气设备进行定期、及时的检修、更换，使一些部件的老化现象没有及时被发现并处理等。

3）工作人员操作规范

由于操作人员的失误，也是导致漏电的一个重要原因。在施工过程中，常见的操作不当有：电缆接线错误，如零线未接地，通电后会导致漏电发生；电缆接头违反接线要求，如不使用线缆接线盒而采用明线接头，这种做法容易使线缆在潮气的环境下发生漏电事故；电缆、电线与设备相连接时，接头接处不牢固、压板不紧、封堵不严等，设备移动或长期使用过程中接头部分易松动或脱落，使电缆、电线接地或直接搭接而导致漏电引发事故。

4）维修过程中的损坏

有些工作人员在移动设备时过度用力，使电线、电缆受到拉、压、挤、绞等作用，也会造成漏电现象；工作人员在工作过程中不小心将电缆碰伤，没有引起注意；还有就是工作人员检修不彻底，遗留在设备内的金属碎片、线头等没有完全清除干净，或将小零件等忘在设备内部，这些东西碰到设备内的电线接头，通电后也非常容易发生漏电。

另外由于意外事故引起的漏电也时有发生，应该引起足够的重视。

2 煤矿井下电网漏电造成的危害

煤矿井下电网在开采区分布及为广泛，环境潮湿，通风条件差，同时煤矿井下又是生产设备和工作人员非常集中的地区，如果发生漏电事故，将会导致很大的危害，主要表现在以下几个方面：

1）人员方面。当线路或设备绝缘受到损坏而导致设备外壳带电或环境内的金属物品带电时，接触到设备或物品的工作人员会发生人身触电事故，轻者造成人身伤害重者甚至造成人员伤亡；

2）引起沼气或煤尘爆炸。国内大部分煤矿普遍存在有一定量的沼气和煤尘，当井下空间的沼气活或煤尘达到一定浓度时，就会有爆炸的危险。而井下的火源相当一部分是电火花，而由于漏电产生的电火花就占有非常大的比例，当设备单相碰壳或电网单相接地时，在接地点往往会产生一定量的电火花，当电火花达到足够能量时，沼气和煤尘被点燃的可能性将会大大增加；

3）电线、电缆、电气设备老化，引起火灾。电线、电缆、电气设备长期暴露在潮湿、不通风的环境里，恶劣的环境里，老化使其存在的一定的漏电电流，而漏电电流在通过设备老化损坏处时散发出大量的热，使老化处进一步受到损害，甚至引起火灾；

4）短路引发的事故。通过对煤矿井下事故的统计分析，我们不难看出，约有 30%的单相接地故障最终发展成为短路事故，从而产生更大的电气故障，严重威胁矿井安全；

5）事故影响生产效益。按煤矿管理有关规定，煤矿一旦发生漏电事故，必须停电整顿、处理，这将对整个煤矿生产造成很大影响，直接导致煤矿企业经济效益的降低。而一般漏电事故的处理少则数小时，多则达几个班次甚至几天。另一方面，停电又会使局部，通风条件更加恶化，沼气积聚，这无疑又对矿井的安全构成了一定威胁。

3 煤矿井下预防漏电的措施

由于煤矿井下特殊的工作，漏电发生的几率远远高于一般其他企业。所以，必须及时采取有效措施，严防漏电事故的发生。结合煤矿井下的实现情况，主要通过以下措施加以预防。

1）对从事煤矿井下工作的矿业工作人员定期进行安全教育，对于电力工作人员进行专业培训，保证他们在工作中严格遵守安全法规，杜绝由于安全知识掌握不到位造成的漏电事故的发生；2）严格要求煤矿井下电力工作人员按操作范进行接线，确保电气接头部位密封，防止潮湿造成电气内部短路受潮引发事故；全部电缆、电线及电气设备的接头全部土封闭在线盒内，尽量使接线部位不暴露在潮湿环境下；对井下电缆、电线进行整齐、有序悬挂，严禁出现“压、挤、淋、埋、摩、砸”的现象，从而大大有效减少漏电事故的发生；3）对煤矿井下电缆、电线及正在使用的电气设备的及时维护，对电气设备定期进行检查，对设备的现状、性能指标所查项目做好记录，对于未达到要求的，及时更换，做到防患于未然；4）随时检查手持式电动工具绝缘把手上的绝缘材料，要求工作人员保证做到每次工具使用前，都要先对工具进行检查，对于有安全隐患的工具拒绝使用，以防止由于工具不安全造成的漏电事故的发生；5）保证煤矿井下通风设备的安全正常运转，确保各个通风口在任何情况下的畅通，尽量改善井下环境潮湿的不利条件，避免由于潮湿导致的漏事故的发生。

4 结论

实践证明，只有充分认识到煤矿井下漏电事故的危害，切实加强防范措施，才能提高井下供电系统的安全性和供电质量，减轻井下供电线路的漏电故障，从而减少职工伤亡事件的发生，降低企业财产损失。

参考文献

[1]郝声云.中国矿难频发原因及对策研究[J].前沿，2007.