對(duì)井下安全供電和保護(hù)探析

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1、對(duì)井下安全供電和保護(hù)探析　　摘要本文主要介紹了應(yīng)用較多的三種井下安全供電方式，并對(duì)每個(gè)供電方式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)述。在此基礎(chǔ)上，探討可能導(dǎo)致井下供電安全的各種影響因素，最后介紹了一種通用的保證井下供電安全的技術(shù)：分級(jí)閉鎖選擇性斷電技術(shù)。關(guān)鍵詞煤礦；井下供電；安全中圖分類號(hào)TD82文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1674-6708（2013）96-0045-020引言安全生產(chǎn)是對(duì)所有行業(yè)的共同要求，尤其在類似與煤礦等高危產(chǎn)業(yè)，我國(guó)有煤礦1萬(wàn)多座，更加不能掉以輕心。其中井下作業(yè)是事故發(fā)生率較高的工作內(nèi)容，正是由于其作業(yè)環(huán)境比較特殊，因此需要大量的

2、照明、爆破與運(yùn)輸?shù)容o助設(shè)備。井下供電就是其中最為重要的內(nèi)容之一。1井下安全供電方式的選擇當(dāng)前我國(guó)煤礦井下供電主要采用以下三種方式。1.1IT供電方式6IT供電系統(tǒng)在類型上屬于三相三線制系統(tǒng)，其主要應(yīng)用了電源中性點(diǎn)不接地并在此基礎(chǔ)之上，把全部金屬設(shè)備的外露部位通過保護(hù)線直接和地面連通進(jìn)行供電。IT供電方式比較適合應(yīng)用于供電距離較短的情況下，其主要優(yōu)點(diǎn)為良好的供電穩(wěn)定性與安全性。按煤礦的井下工作中，其對(duì)供電系統(tǒng)的性能要求較高，通常不允許斷電情況的發(fā)生，在必須斷電時(shí)，也要采用替代設(shè)備以滿足通風(fēng)機(jī)用電的基本需求。當(dāng)負(fù)載導(dǎo)致短路故障或漏電

3、事故引起機(jī)械外殼帶電時(shí)，漏電的電流就會(huì)通過大地這一天然導(dǎo)體形成電壓，工作人員也會(huì)因此形成跨步電壓，對(duì)其生命安全具有巨大的危害。因此，IT供電方式主要適用于中小型礦井中的短距離供電系統(tǒng)中。1.2TT供電方式6IT供電系統(tǒng)在類型上屬于三相四線制系統(tǒng)，其主要應(yīng)用了電源中性點(diǎn)直接接地并在此基礎(chǔ)之上，全部金屬設(shè)備的外露部位皆通過各自的保護(hù)線和大地直接相連。其供電系統(tǒng)的顯著特征主要有以下三點(diǎn)：1）若系統(tǒng)中電氣設(shè)備屬于金屬質(zhì)外殼，當(dāng)由于電氣設(shè)備的內(nèi)部而發(fā)生漏電故障時(shí)，系統(tǒng)能夠借助接地盡可能的降低觸電事故的發(fā)生。在煤礦的井下供電過程中，如果遇到

4、井下地面潮濕，TT供電方式就會(huì)將大地對(duì)人的導(dǎo)電性放大，產(chǎn)生較高的危險(xiǎn)性；2）如果漏電的電流較小，那么熔斷器就無(wú)法及時(shí)熔斷，因此還需要增加漏電保護(hù)器進(jìn)行保護(hù)。有時(shí)為了保證最大程度上的安全，還可以選擇性的配置智能漏電保護(hù)線路系統(tǒng)，主要由總保護(hù)、分支保護(hù)、二總線通信接口三個(gè)部分構(gòu)成。每個(gè)分支保護(hù)檢測(cè)得到的井下數(shù)據(jù)能夠夠經(jīng)二總線加以通信；3）在進(jìn)行TT系統(tǒng)接地的安裝時(shí)，需要耗用的材料尤其是鋼材相對(duì)較多，且使用后很難回收再利用。因此，這種供電方式在當(dāng)前煤礦礦井中的應(yīng)用范圍有限。1.3TN供電方式TN供電方式是一種三相電網(wǎng)系統(tǒng)，也稱為保護(hù)接

5、零，指的是以一個(gè)中性點(diǎn)接地為基礎(chǔ)，系統(tǒng)中所有的電氣設(shè)備的外露與導(dǎo)電部位皆連接在總保護(hù)線上，電源和保護(hù)線的中性接地點(diǎn)交互連接[1]。若電氣設(shè)備由于某些故障導(dǎo)致金屬外殼帶電時(shí)，造成零線與火線短路的直接回路，又因?yàn)槠浠芈返碾娮韬苄?，就?huì)致使回路中電流過大，使得熔斷器快速熔斷或引起空氣自動(dòng)開關(guān)跳閘，切斷電源。在不斷的發(fā)展過程中，TN供電系統(tǒng)又延伸出了TN-S供電方式、TN-C-S供電方式和TN-C三種供電方式，其中的TN-C-S供電方式的線路設(shè)置最為簡(jiǎn)單，且具有較高的安全性，目前被廣泛的應(yīng)用在煤礦井下供電系統(tǒng)中[2]。2確保安全用電的保

6、護(hù)措施2.1動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在煤礦井下供電系統(tǒng)中的應(yīng)用煤礦的井下施工需要功率較大的電機(jī)，由于供電線路的各種限制，導(dǎo)致工作中的大功率電機(jī)和地面供電系統(tǒng)產(chǎn)生除大量的無(wú)功功率，導(dǎo)致電能的有用功率大大縮小，對(duì)生產(chǎn)效率造成一定的影響。6這時(shí)，動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)就成為系統(tǒng)的關(guān)鍵，它不但能夠保障電路的供應(yīng)，穩(wěn)定電壓，還能夠降低大量的無(wú)功功率。通常，根據(jù)其補(bǔ)償位置的不同，又可以將補(bǔ)償方式細(xì)分為集中補(bǔ)償方式、就地補(bǔ)償方式和分散補(bǔ)償方式三種。2.1.1集中補(bǔ)償從位置上看，集中補(bǔ)償?shù)奈恢弥饕谧儔浩鞯谋韷禾?，有時(shí)出現(xiàn)在高壓降壓器的母線之上。其主要優(yōu)點(diǎn)為

7、維護(hù)簡(jiǎn)單，能夠有效降低配電網(wǎng)、用戶變壓器和專用線路上的無(wú)功負(fù)荷，降低電能損耗。2.1.2分散補(bǔ)償此種補(bǔ)償方式的安裝位置有高壓供電線路與低壓供電線路兩種，若其安裝位置在低壓線路上，則具體位置應(yīng)該為低壓線路的母線之上，這樣就可以有效提高功率因數(shù)，降低線路中電流，從而降低電損。2.1.3就地補(bǔ)償6就地補(bǔ)償主要是把補(bǔ)償位置直接和大功率用電機(jī)械進(jìn)行并聯(lián)，并安裝在其周圍，主要的作用就是將無(wú)功量經(jīng)補(bǔ)償裝置就地供給至電動(dòng)機(jī)。同時(shí)此種補(bǔ)償方式也是以上三種補(bǔ)償方式中最具節(jié)能功能的方式。煤礦井下供電系統(tǒng)，一般線路都比較長(zhǎng)，而且其中的主要大功率用電設(shè)備

8、一般位于供電線路的終端，因此可以選用井下電網(wǎng)終端的負(fù)荷中心就地補(bǔ)償?shù)姆绞?，能夠有效做到就地平衡無(wú)功電流，穩(wěn)定供電電壓的功能，就地補(bǔ)償是當(dāng)前的井下供電系統(tǒng)中最為常見的補(bǔ)償方式[3]。2.2常見供電故障及保護(hù)措施對(duì)于煤礦生產(chǎn)企業(yè)而言，安全是企業(yè)的重要內(nèi)容之一，而井下