神华神东煤炭集团寸草塔二矿内蒙古鄂尔多斯017209
摘要：煤矿属于社会重要能源之一，对于推动我国的社会经济发展具有着非常重要的意义，但是煤矿的开采属于一项非常危险的工作，属于我国高危行业之一，一般情况下煤矿的矿井中布满了煤尘，尤其是井下电气设备，极易堆积煤尘、受到机械伤害、受潮等，导致电气设备的绝缘性能下降，这种情况不仅影响到电气设备在实际使用中的性能，给供电系统的运行造成很大的干扰，甚至会引发煤矿的重大安全生产事故，直接威胁着煤矿工作人员的生命安全；随着技术水平的提高，越来越多的现代化供电技术及设备应用到了煤矿开采中，高新科技技术的设备在应用中对供电的质量以及供电的安全程度有更严格的要求，同时，为保证煤矿主通风机、压风自救、主排水泵、人员提升设备等一类负荷的供电可靠性，这就对煤矿电气保护技术提出更高的要求。
关键词：煤矿设备；电气保护技术；供电；安全生产
随着社会科学技术的不断发展，煤矿行业中也有越来越多的现代化的设备应用到了实际的工作中，在煤矿开采的工作中一定要做好供电安全工作和电气保护相关工作，进而才能做好煤矿中供电设备的安全管理，保证煤矿的安全生产。煤矿开采的井下工作具有很强的特殊性，地下的工作环境非常恶劣，符合波动比较大，瓦斯和煤尘积聚的比较多，工作状况十分不稳定，出现滴水、冒顶、片帮情况很容易降低电气设备的绝缘强度。如果工作人员在对于电气设备的维护工作不恰当、进行错误的操作，或者出现电路的断裂情况，就会出现严重的漏电现象或者单相电接地的故障，如果不能及时对故障进行排除，会导致电网一直运行在低线电压下[1]，严重发展会导致绝缘击穿，甚至发生短路情况，因此，为了尽量避免各种事故的发生，保护好采矿工作人员的生命安全，尽可能的缩小事故范围，要着重进行供电设备电气保护工作的研究，保证煤矿企业的安全运行。
1煤矿供电保护的现行情况
在煤矿电力供应设备中主要应用的设备有磁力启动器和移动变电站、高压防爆配电装置、一般高压型开关柜、馈电开关等，每种电气保护装置的类型都不一样，同样每种保护装置的功能和品质也都不一样[2]。但基本都把漏电保护、接地保护、过流保护等电气保护技术应用在了保护装置中。
1.1高压防爆配置电装置中的电气保护
高压防爆配电装置主要的应用场地是在煤矿矿井下的中央变电所和盘区变电所，其主要进行的工作是保护高压漏电绝缘监视器的失压脱扣和过流保护。因为机械中的弹簧结构极容易产生老化疲劳的情况，造成整理固定保护不准确或者出现误动等情况，加上操作并不十分便利，使用起来更加困难。
高压防爆装置是这些年比较普遍应用的保护装置，大多采取的都是综合保护器、真空高压断路器等，能够同时兼顾失压、漏电、过流及过压等保护功能。保护器可记录电压、电流、电阻等电气参数，可以清楚查阅出现问题的时参数情况，方便维护和故障处理。这种断路器基既能通过电动控制合闸分闸又能进行手动控制，在使用上更加简单便捷[3]。
1.2一般高压型开关柜的电气保护
煤矿中应用电磁感式的保护装置一般是总的进风风流所通过的巷道和主要进风风流所通过的巷道、地面上的变电所、低瓦斯矿井、煤矿井底的停车场等，在这些地方使用电磁感应式继电装置进行保护，主要是为了实现时限特性的过电流保护、相反性时限的电流过载、失去电压（或电压过低）、漏电以及瞬间短路等作用。这种开关具有很简单的结构，工作性能较为可靠，具备一定的现场维护水平。
继电保护系统主要由电流互相感应器、继电气、断路感应器及电压相互感应器等部分组成，由于社会科学技术的不断更新换代，电力系统结构也在发生着巨大的变化，电气保护的方式和电气保护设备也从以往的电力熔断器向着电磁感应、集成电路式继电气、电磁吸引柱塞、晶体管、微小种类处理仪器数位以及继电气数字等类型改进[4]，已经突破了以往的继电气保护形式，不仅提高了保护装置的可靠性，还推动了电力监控向自动化的快速发展。
1.3低压供电设备电气保护
矿井下低电压的供电系统中的电力系统相关保护装置大多数都是安装在开关内部，以插件的形式进行保护工作的，和主要电气回路相互牵制来完成其所负责的主要的电力设备的保护工作。
2漏电保护装置应用
由于煤矿井下的存在甲烷等爆炸性气体、环境潮湿，工况差，所以对漏电保护的要求较高，近些年来，我国在漏电保护方面做了很多的研究工作，研制出了很多种地面上以及矿井下进行使用的高压检漏的保护装置，同时还设计了多种相关的监视保护装置。主要的工作原理包含了电流方向型、功率方向型和补偿电流型三种[5]。在煤矿地表和矿井下改变电压的场所使用比较多的就是把分散的线路综合在一起进行线路选择；运用于采区变电所的一般都包含漏电观察、断开计量回路、电路中出现短接的保护以及电压承载过量的全面型安全防护的装置进行协调使用。多种具有独特性的高压检漏设备设施。
我国国内生产的低压检漏继电器，大多数都是矿用隔爆型的，大多数继电器采用的都是附加直流电源原理，用这种原理来进行漏电保护[6]。也有部分检漏装置会设置成选择性对漏电情况进行安全防护的形式，延时电路中整体反馈的电力开关漏电中仍然在继续使用的是增加直流电源的形式进行保护。选择性漏电安全防护大多采用是零序方向电流原理，就是根据零序方向电流对故障支路进行判断。
3煤矿供电系统中存在的安全隐患
在我国现阶段煤矿供电系统中还存在着一些很明显的问题，直接影响着供电设备电气保护的工作，首先，最大的问题就是供电系统的机构不合理，供电安全的可靠性较低，现在煤矿工程中普遍存在的就是单侧电源辐射供电系统，一旦发生故障很容易引起大面积的停电情况，影响整个煤矿的工作；其次，就是继电保护的原理和技术还比较落后，主要的不足是整定配合难和继电保护工作差，产生这两个问题的主要原因就是因为现在采用的多是单端电气量的电流保护系统进行供电系统的保护，加上电线路段和供电级数的增多以及有关部门对电流相关供应的限制[7]；另外一个重要的问题就是对于信息的检测不全面，导致无法对煤炭供电系统进行全面可靠地分析和比较，因此，无法制定完善的解决方案；此外，井下电气设备种类、型号、厂家众多，各厂家的设备存在差异，电气保护之间的相互配合能力不足；最后还有一个问题就是我国现阶段的水平对于供电系统状态评估和故障综合分析的能力还不够强，目前采用的各种装置并不能达到相应的要求，达不到足够的实用性和智能型，所以，会出现供电实际使用的安全性能和质量达不到规定标准的情况。
4新型电气保护装置的应用
4.1强化装置性能、增强实用性
煤矿中使用的新型安全防护装置应同时具备安全防护、监控检测和通讯性能，要达到综合安全防护设备的要求。
4.1.1移动变电站中的高压馈电开关中漏电安全防护设备上，一定要有可以进行自主设置跳闸情况的唯一连接地下的保护功能；安装设定在馈电线上的高压型的安全保护设备要有选择性漏电保护功能。
4.1.2在低电压反馈电开关中安装设置的综合保护装置中，要具有限制负荷、漏电和电路短路的保护功能，此设备一定要有检漏安全防护功能或者可以进行自主调节的漏电安全防护功能，要保证自动断电的检漏馈电线路[8]。
4.1.3在低电压的磁动力启动器中设计安装的综合安全防护设施设备中，要具备一方面独立断电、漏电闭锁、控制符合、远程操作及电路短路安全防护功能，此设施设备的漏电安全防护一定要具有检漏安全防护功能或者可以进行调节性的漏电安全防护功能，保证自动断电的检漏馈电线路。
4.1.4在煤矿中电钻的整体安全防护设施设备中必须要有以上所介绍的所有功能，并且还要有比较强的抗干扰能力和电磁兼容性功能，能够进行本机故障自诊，可以进行自我保护以及断电长期记忆查询的功能。
5、在煤矿供电网络中的装置要具备显示当前电压、电流数值的功能，并且能够显示出测量参数和工作状态，能够将故障类型进行明确指示功能，并且能够将故障情况进行记录和打印。另外此类装置中还应具备标准的通讯接口，有必要的时候能够对电网中的关键看管进行实施监控管理。
4.2严控装置实效性
在煤矿供电设备电气保护的工作中要重点关注电气保护的实效性，首先应积极吸纳先进的科学技术，使此装置不仅性能高、可靠性强并且具有很强的灵活性等多种特点；其次要针对施工的现场进行有效的把控，煤矿井的实际工作环境一般都比较差，主要的干扰因素有潮湿、低温、高温、电磁干扰、煤尘、有害气体等，在对综合装置进行设计的时候一定要结合现场的实际环境，保证设备能够正常运行；另外还要及时对煤炭生产技术进行改进和更新，建议在煤矿相关的装置设计时要结合新的技术，保证电气保护的相关装置能够跟上供电系统的发展。综合装置在现场使用时也要注意进行科学化的管理，作为电气设备的安全底线，保护装置的正常运行直接关系着煤炭工作的正常运行，针对煤矿开采行业的所有工作人员都要进行专业的培训，从意识上提高整体工作人员对电气安全防护的注意，严格按照规定进行检查、监控并及时维修，尽最大努力减少电气事故，保障好我国煤矿工作人员的生命财产安全。
5结语
综上可知，随着时代的发展，煤矿中大量现代化设备的应用，导致煤矿工程中对电力系统的要求越来越高，智能化发展将是一个必然的发展趋势，同时对电气保护的工作越来越重要，电气保护也将逐步进行智能化，因此，高新科学技术以及全新观念在电气保护工作中也有味重要，对新型实用性技术进行广泛的推广和应用，有利于将整个社会的生产力提升一大步，促进我国煤炭行业快速发展。
参考文献：
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[5]杨国新.煤矿电气设备与供电系统的保护分析[J].科学技术创新，2016（9）：129-129.
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[7]任凌杰.煤矿供电系统和电气设备的保护探析[J].机械管理开发，2016，31（9）：131-132.
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