有色金属矿山井下供电设备电气保护浅析

朱秀娟

【摘 要】有色金属矿山井下作业对供电设备运行的安全性、可靠性要求非常高，但是，矿山井下作业环境非常复杂，在众多因素的影响下，导致供电设备出现短路、漏电等问题，严重的威胁作业人员的生命安全，如何处理井下供电设备的电气保护工作，已经成为困扰众多有色金属矿山采掘企业的难题。文章介绍了有色金属矿山井下供电设备的类型，分析了有色金属矿山井下供电设备电气保护的要求，并提出了加强供电设备电气保护的有效措施，以供参考。

【关键词】有色金属矿山 井下 供电设备 电气保护

有色金属矿山井下作业环境具有温度高、湿度高、通风条件差、高粉尘、人为干扰因素多等特点，井下供电设备在运行的过程中，非常容易损坏，如供电设备烧坏、绝缘性能降低等，如果没有采取有效的措施尽心处理，将会导致出现电气安全事故、触电事故等，严重的威胁井下生产安全和作业人员的生命安全。因此，有色金属矿山在井下作业过程中，必须采取有效的电气保护措施，加强对供电设备的安全保护，以此保证供电设备能够安全、可靠、稳定的运行，进而保证井下作业生产的安全性和高效性。因此，文章针对有色金属矿山井下供电设备电气保护的研究具有非常重要的现实意义。

1 有色金属矿山井下供电设备的类型分析

有色金属矿山井下供电设备的类型主要表现为：其一，供电电源：有色金属矿山井下供电电源通常引自架空线路或者地表高压配电室，电源线的连接方式采用风井敷设至井下中央变电所或者用铠装电缆沿副井下至中央变电所的方式，再经过中央变电所送至移动变电站降压或者直接送至采区变电所进行降压，以此获得相应等级的低压电，通过采掘工作点的配电点，向井下机械设备等供电；其二，电源转换装置，电源转换装置是将传递至矿井内的高压电源转化成所需电压等级的交流电源或者直流电源，例如隔爆干式变压器、矿用低损耗动力变压器以及矿用变压器等；其三，电能传输介质，电能输送介质指的是将地面高压电能传输至矿井内以及将低压电传送至用电机械设备的电缆，最常采用的电缆为架空电缆和低压电缆；其四，电能分配装置，电能分配装置的作用是将经过井下电源转换设备转换的低压电分配至矿井巷道或者采掘工作面的装置，具有接通、断开、分配等功能，井下常用的电能分配装置包括高压真空配电装置、隔爆自动馈电开关等。

2 有色金属矿山井下供电设备电气保护的要求分析

2.1标明额定电压值

有色金属矿山井下生产的多数设备，都需要配低电压，在设备上明确标注额定电压值，不仅能够避免出现不必要的电气安全事故，还便于井下作业人员的操作和施工。

2.2供电设备外壳接地以及多回路性

供电设备在生产的过程中，采用外壳接地的方式，能够使人体和供电设备并联，有效的避免出现人体触电的事故。多回路性指的是一旦某一条回路出现故障无法正常运行，其他回路工作顶替原来的回路继续供电，以此保证生产的连续性。

2.3供电设备的安全性

因为有色金属矿山井下生产环境恶劣，作业空间相对较小，供电设备即使出现非常小的故障或者问题，也会引发严重的触电事故，严重的威胁作业人员的生命安全。因此，在井下生产过程中，为了保证井下作业的安全性，必须严格按照相关的安全用电规程，加强供电设备的安全性管理。

2.4供电设备的可靠性

为了防止出现供电设备突然故障或者出现问题引发电力安全事故或者触电事故，应该对井下供电设备的运行状况进行检测，保证供电设备始终处于最佳运行状态，避免在运行的过程中出现故障，这样既能够保证生产安全，又能够加快生产进程。

3 加强有色金属矿山井下供电设备电气保护的有效措施分析

3.1接地保护技术

通常状况下，供电设备的架构、金属外壳不带电，但是，当供电设备出现问题，或者绝缘损坏的现象，将会导致架构与金属外壳带电，当人体接触供电设备时，将会出现触电事故，威胁作业人员的生命安全。因此，为了避免出现架构、金属外壳带电导致人体触电的事故，应该采用接地保护措施，限制通过人体的电流，将接地电阻降低至相关标准范围内，当流过人体的电流小于安全极限电流时，将不会出现人体触电的事故，以此保证作业人员的生命安全。

3.2漏电保护技术

由于有色金属矿山井下的环境非常复杂，并且供电设备在高湿、高温的环境中作业，非常容易出现绝缘电阻下降的现象，一旦绝缘电阻降低至一定范围，将会导致引发漏电火花、人身触电的事故，因此，在井下供电设备电气管理工作中，必须做好漏电保护工作。漏电保护装置能够对供电设备以及电网的绝缘电阻进行实时监测，一旦检测出现绝缘电阻降低、损坏以及电网接地的现象，能够自动跳闸，将电源切断，避免出现漏电事故或者触电事故。同时，当作业人员碰触到电网一相时，漏电保护装置一方面会快速的切断电源，另一方面还能够增加人体电容电流，以此降低通过人体的电流，避免出现漏电事故或者触电事故。现阶段，有色金属矿山井下供电设备最常采用的漏电保护装置为矿用隔爆型简陋继电器。

3.3过流保护技术

有色金属矿山井下供电设备众多，供电设备的运行环境复杂，供电设备在运行的过程中不可避免的会出现电流变化幅度大的现象，非常容易出现短路故障和过载故障，因此，必须做好短路保护和过载保护，具体表现为：一方面，对于短路保护，当供电设备的绝缘保护遭到破坏之后，及时、准确的将电源切断，以此保证供电设备的安全，由于供电设备出现短路故障后，供电电流为额定电流的几十倍，动作值设定非常大，动作时间非常短，给保护动作预留的时间非常短，因此，有色金属矿山井下供电设备的短路保护通常采用电子式继电保护器、电磁式继电保护器，两种继电保护装置能够在很短的时间内能源切断，避免过大的电流对供电设备造成影响；另一方面，对于过载保护，过载保护指的是采掘设备在作业的过程中负载增加、供电设备电压降低、供电设备断相运行等，导致供电设备的电流远远超过额定电流而做出的保护动作，由于供电设备连续作业的时间较长，会加快供电设备内部绝缘的损坏和老化，为了保证过载保护能够保证供电设备的安全性，过载保护动作时间必须和过载电流大小保持一致，过载程度会影响动作延时，由时间继电器对延时时长进行控制，当出现过载现象时，电流继电器动作并接通时间继电器线圈，然后继电器触点动作，执行保护动作，将主回路电源缺点，并发出过载保护信号，现阶段，有色金属矿山井下供电设备采用的过载保护装置包括热继电器、电子式继电器以及电磁式继电器。

3.4新型综合保护装置的应用

有色金属矿山井下作业环境复杂，开关设备种类和数量众多，安装的范围相对有限，并且还需要做好防爆管理，通过将变电站综合自动化系统应用在有色金属矿山井下作业施工中，能够有效的提高井下作业安全。新型的综合保护装置不仅具有功能众多、性价比高、维护方便、灵活性高、可靠性高、接口规范、体积小等众多优点，在安装范围有限的井下作业环境中的应用，既能够节省安装空间，又能够提高供电设备的安全保护水平。同时，新型综合保护装置还具有高效的开放式硬件系统和软件系统，既能够实现和操作人员的良好沟通，还能够同时进行多道程序的并行执行，有效的提高电气保护效率。

3.5预防电火灾

供电设备和线路出现短路故障，或者供电设备长期过负荷运行，会导致载流导体温度升高，引发电火灾；电弧、电火花等会引燃木支架、绝缘材料，引发电火灾；导体连接部分电阻过大或者接触不良，当电流增大时，会导致局部温度升高，引发电火灾。为了预防电火灾应该从以下几个方面入手：其一，对于可能出现电火灾的位置，应该做好防火处理；其二，对各种短路保护装置进行整定，提高各种保护装置的灵敏性和可靠性；其三，安装继电保护装置；其四，选用合适的供电线路、供电设备等，同时加强对供电设备的检修和保养，避免出现过负荷以及短路故障等。

3.6加强防范管理

为了防止有色金属矿山井下供电设备发生电气故障，还应该加强防范管理，具体包括以下几个方面：其一，应该创建科学、完善的井下供电设备检查制度，定期或者不定期的对供电设备的运行状况进行检查，及时、准确的发现供电设备存在的各种不安全因素，并采取有效的措施进行处理，这样能够有效的降低电气故障或者问题造成的危害；其二，对井下电缆、变压器等进行定期的巡视，检查电缆外皮的绝缘程度，变压器的声音、油位等，一旦发现问题，立刻采取有效的措施进行处理，并做好记录工作，为以后的电气故障管理提供可靠的参考；其三，加强对漏电保护装置的测试，保证所有漏电保护装置始终处于最佳运行状态，当出现漏电故障时，能够及时的切断电源，保证供电设备和人员的安全。

4 结语

综上所述，有色金属矿山井下作业环境非常复杂，供电设备在运行的过程中，在众多因素的影响下，导致供电设备出现短路、漏电、过载等众多问题，影响井下作业安全和人员的生命安全。因此，应该采取多种有效的电气保护措施，避免井下作业的过程中出现触电事故、电火灾以及其他电气事故。

参考文献：

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