電氣設備保護裝置在煤礦供電系統中的應用
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摘要：在煤礦的正常生產過程中，煤礦供電設備及電氣設備的應用對礦井安全生產意義重大，合理使用電氣設備保護裝置也是提升整個礦井安全生產效率的有效手段之一。
關鍵詞：煤礦;供電系統;電氣設備;保護裝置
由于我國目前的大多數礦井的井下環境較為復雜，因此井下的電路應當以雙回路為主。而對于供電系統需要保證其整體的可靠性，保證能夠提供連續、滿載及過載條件下的供電，也應當考慮工作人員的人身安全及設備安全。
現階段井下的電氣設備包括礦用防爆型電氣設備及一般型電氣設備，其中，一般型電氣設備雖然也能提供保護功能，但其自身不具備防爆的能力，一般僅用于井下變電所、進回風巷、井底車場等位置;礦用隔爆型電氣設備能夠同時實現隔爆及保護的功能，一般用于礦井的進風巷、回風巷等區域內，能夠有效保證礦井的安全高效生產。
1 礦井電氣設備及供電保護的功能
1.1 防止火災
設備與電線之間很容易出現短路的情況，當設備長期工作時會導致線路中的電流增加，隨之體現為線路溫度的升高，最終引發火災、瓦斯爆炸或煤塵爆炸事故。有時，大概線路接頭接觸不良時也會導致線路電阻增加而使溫度上升引發相應的事故。為有效降低事故的發生概率，需要合理選擇適合生產要求的電氣設備及對應的線路，加強日常檢查力度，盡量避免出現短路或過載的情況，在設備中安裝保護裝置以提高設備整體的可靠性及靈敏性，從而有效防止礦井火災的發生。
1.2 防止漏電
井下含水量較高，相對濕度一般可達95%，而在這種潮濕環境下作業，設備很容易出現漏電的情況。而當線路是以懸掛的狀態布置于巷道中時，電纜更容易出現變形等情況。因此，為保證井下設備的安全運行需要在線路中安裝對應的電氣保護裝置，當線路出現漏電等情況時能夠及時監測、報警，實現保護功能。關于漏電保護主要包含選擇性及非選擇性兩種，主要特征包含以下幾點：1選擇性漏電保護工作原理為零序電流保護原理，井下的電路大多屬于三相電流，而其中的兩相是對稱型分布，電流屬于零相位且沒有電流的輸出。當線路出現故障時，不對稱一側的電流不再是零相位，二次級一側有電流的輸出，這種裝置可以在一定程度上減少漏電范圍，線路的監測更為便捷;2非選擇性漏電保護的工作原理為附加直流電源保護原理，通過外接電源實現相關功能，直流電流的變化通過絕緣電阻回路監測實現。這種保護裝置一般結合低壓饋電開關實現保護功能，整體操作簡便，但短路后影響嚴重，大規模斷電后給監測故障位置造成了很大的難度。
1.3 防止過流
過載一般是指電氣設備的實際工作電流大于其額定值，一般不應當超過額定值的1.5倍。此外，設備的過載原因大多是由于操作時的電壓較低、負荷較大等情況而導致。當設備處于過載時，會使線路的溫度升高而引發火災。一般來說，過載時間與過載電流與有直接的相關性，過載的程度越大，其設備出現故障的可能性也就越高。這種情況下可以通過安裝繼電保護裝置實現設備保護。當設備以及線路出現破皮的情況時會出現短路的情況，這種短路可以使瞬間電流增大到原有額定電流的幾十倍，損壞設備及線路，引發火災甚至瓦斯爆炸，這種情況應當增加專用的短路保護裝置，要求保護時間短且動作要快。
1.4 防止電氣設備故障
煤礦井下的爆炸事故很多是由于電氣設備的故障造成的。因此，電氣設備自身應當避免出現電火花以及火弧，在瓦斯、煤塵濃度較高的區域應當使用礦用隔爆型電氣設備，設備的外殼要有一定的抗爆強度，發生事故時不會發生變形，能夠有效實現整個設備的安全保護。
2 供電系統保護裝置
在礦井的實際生產過程中，當設備出現故障以及運行不正常的情況時，繼電保護裝置便會發生作用。設備故障時，繼電保護裝置能夠發出斷路信號，避免設備出現嚴重的損壞。其中，斷路器、接觸器等各種設備都能夠作為礦井常用的電氣系統保護裝置，熔斷器在一般的工作條件下能夠起到保護的作用，但當電流突然增大時則保護作用失靈，接觸器與繼電器在礦井的應用相對來說較為廣泛。而電氣設備的保護裝置一般包括以下幾個部分：
2.1 輸入設備
關于電氣設備保護裝置的運行，首先需要向設備輸入對應的現場工作信號，這一工作過程一般采用光電隔離技術，能夠有效避免干擾信號對整體信息傳輸的影響，同時能夠將較低的信號轉換為較高的信號，使繼電器對于現場設備合理控制。
2.2 測量及邏輯判斷設備
當信號輸入后需要對相關物理參量進行比對，與標準值比較之后判斷設備是否處于正常的運行狀態，從而給出是或非的比較結果。這種信號對后續的判斷會有決定性的作用，能夠經過這一判斷來決定是否需要啟用保護設備。根據測量得到的數據對其進行順序及邏輯狀態的排序，隨后對保護裝置的信號進行確認，傳輸相應的命令信號。
2.3 執行設備
測量及判斷結束后，需要對相應的命令進行執行以實現保護的目的，這一操作主要是對裝置實行現場保護，主要為及時完成跳閘等操作。當設備調跳閘時能夠及時發出故障信號，正常時不工作。
3 結語
井下電氣設備的安全工作對于整個礦井極其重要，其中電氣設備及供電系統的合理保護，是整個電氣設備保護的基礎。各個礦井都應當由專職人員負責這一部分的管理工作，保證各項操作能嚴格按照操作規程執行。
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