煤矿井下低压供电系统及短路保护措施研究

【摘要】低压供电系统是煤矿正常运行的基础性系统，对于煤矿机电设备正常运行非常关键。但是从低压供电系统运行情况来看，容易出现各种类型的短路故障，给低压供电系统正常運行带来较大的负面影响。本文从煤矿井下低压供电系统特征分析入手，研究了煤矿井下低压供电系统常见的短路问题，并针对性提出了煤矿井下低压供电系统短路保护措施。

【关键词】煤矿;井下低压供电系统;短路;保护措施;研究

煤矿井下环境相对恶劣，空气较为潮湿，特别是很多煤矿井下涌水量较大，再加上瓦斯、煤尘的存在，采掘机电设备日常负荷偏大，且处于全天候运行状态，不同的地质条件下工作负荷变化较大，在开启与运行的过程中均有可能出现短路问题。因此，对煤矿井下低压供电系统及短路保护措施进行分析有着较为重要意义。

一、煤矿井下低压供电系统特征

低压供电系统主要包含有机械设备、分配电箱、总配电柜、低压输送电缆及低压配电柜等设备。根据井下采掘活动安排，需要使用不同类型的机械设备，但是由于各个机电设备用点特性有着较大的不同，其中存在较为明显的敷设方式较为复杂、规格型号相对较多且各种类型的接头较多的问题。随着低压供电系统复杂程度的不断增加，容易出现各种类型的短路故障，给低压供电系统正常运行带来了较大的负面影响。

二、煤矿井下低压供电系统常见的短路问题

从当前低压供电系统使用情况来看，容易出现的短路问题相对较多。主要包含有如下几个方面：

首先，机电设备内部有短路问题出现，例如继电器设备、电动机设备及变压器等，随着使用年限的延长，再加上井下环境较为潮湿，增加了短路问题发生的概率。此外，部分机电设备在出厂阶段就存在质量问题，使用过程中容易发生短路故障。

其次，由于煤矿低压供电系统中包含的机电设备较多，这些设备在使用的过程中，需要对其进行定期的维护与保养，在维护与保养的过程中，存在金属工具遗漏在机电设备中的情况，增加了设备出现短路故障的概率。

第三，井下的环境相对阴暗潮湿，给机电设备绝缘性能带来的影响明显，随着机电设备绝缘性能的降低，增加了设备出现短路故障的概率。

第四，从低压供电系统中机电设备使用情况来看，出现三相电路、相间短路的问题相对较多。技术人员在对机电设备完成检修之后，短路接线忘记拆卸或者拆卸不到位，均增加了短路故障出现的概率。

第五，煤矿井下机电设备多数情况下负载相对较大，较大的负载增加了设备故障的概率，特别是在机电设备频繁启动的过程中，容易出现短路的问题。

第六，电缆接头容易出现衔接不良的问题，由于井下机电设备在使用过程中，出现机械挤压的情况较多，电缆接头在受到挤压之后容易发生物理性损坏，导致电缆绝缘性出现较大的破坏，容易导致短路故障的发生。

三、煤矿井下低压供电系统短路保护措施

（一）选择使用相敏保护装置

从当前低压供电系统短路保护情况来看，选择使用相敏保护装置可取得较好的保护效果。可实现对供电线路正常启动峰值电流故障的全面诊断，从而采取更有针对性的保护措施，对供电线路正常运行情况进行保护。特别是对煤矿低压供电系统出现的短路电流较大，功率因数较高，由于机电设备电机频繁启动而导致出现短路故障等问题选择使用相敏保护装置均可取得较好的保护效果。

（二）选择使用电子保护措施

在低压供电系统中安装电子保护装置，主要是考虑到短路保护其灵敏度方面。复合式的电源保障工作，传感器选用空心的互感器，避免了路故障的发生。同时，电子保护装置中的温度控制器、除湿装置及智能操控装置均可有效的实现对短路电源的控制，提升其连续供电可靠性。从当前井下供电实践表明，选择使用电子保护装置，低压供电系统故障率下降明显。

（三）设置光纤纵差保护装置

通过在低压供电系统中设置矿用光纤纵差保护装置的方式，可实现短路较好保护。该抱住装置有电流速断保护功能，可实现较快保护。保护装置主要包含有井上监控主机、监控通讯分站、光纤通信环网及底层设备等。在具体运行的过程中，高爆开关、馈电开关均可通过总线联系开展监控，可对线路实现全面的保护与监控。计算机系统、监控通讯分站及光纤通信环网等实现信息的处理、存储及采集，可实现对井下全网供电系统出现的短路问题的较好保护。

（四）采取漏电保护措施

低压供电系统在运行的过程中出现漏电的问题也相对较多，采取针对性的漏电保护举措非常关键。在具体实施的过程中，可结合低压供电系统运行实际情况，采取漏电闭锁保护或者选择性漏电保护等方式，在出现了漏电故障之后，这些措施可及时将出现故障的部分进行隔离，同时发出对应的故障警示，没有出现故障的位置则可正常使用。

（五）对低压设备安装标准进行规范

低压供电系统的组成单元是低压供电设备，从当前煤矿低压供电设备使用情况来看，必要的合理规划标准较为缺乏，导致机械设备在安装的过程中出现了较大的随意性，也给低压供电系统带来了较大的安全隐患。例如，低压供电系统中存在的线路随意乱牵乱挂、机械设备未严格做好接地处理等。这些均增加了低压供电系统出现短路故障的概率，为了将这些问题较好从源头上解决，降低低压供电系统出现短路的概率。煤矿企业应当从源头上进行分析，结合煤矿实际，制定出具体的标准，同时开展全矿井的现场勘查，为各种类型的低压供电设备的安装设计出完善的方案，并严格按照设计的规范与方案开展机械设备的安装施工。

四、结束语

综上分析，全面做好煤矿井下低压供电系统短路保护工作非常关键，但是从当前低压供电系统运行情况来看，各种类型的短路问题仍旧存在，严重影响到低压供电系统正常功能的发挥。因此，这就需要煤矿企业全面认识到做好低压供电系统短路保护的重要性，从煤矿低压供电系统运行实际出发，采取针对性的措施全面做好短路保护工作，更好保证井下生产的安全性。

参考文献：

[1]史文慧.矿井低压供电系统运行分析及短路保护措施研究[J].机电工程技术，2019，48（1）：135-137.

作者简介：

崔兆丽（1978-），女，汉族，河南新蔡人，本科，平煤股份十一矿。