对煤矿电气系统相关问题的探讨
【摘要】煤矿井下机电设备及电气系统的安全、高效运行是确保矿井稳定生产和煤企经济效效力的重要保障之一。随着生产技术水平的不断发展与进步，煤矿井下电气设备应用程度越来越高，如果使用管理不当必然会对井下生产和生产人员的安全构成严重威胁。因此，探讨煤矿井下电气系统的管理与使用具有十分重要的现实意义。
【关键词】煤矿；电气系统；电气设备特点；管理关键环节；故障预防措施
由于煤矿井下生产条件相对特殊，工作条件也较为恶劣，特别在井下空气潮湿、空间狭窄的前提下，采煤工作面电气系统极易出现损坏现象。这不仅对矿井的经营效益产生影响，甚至还会危胁到井下生产人员的生命安全。因此，有必要深入探讨煤矿井下电气系统的高效管理与使用。
1.煤矿电气系统设备的特点与类型分析
煤矿用电气设备是电气控制电路主要操纵的部分，也是实现煤矿内各项工作有序进行的先决条件之一。煤矿用电气设备是指使用在煤矿井下的各种电气设备。由于井下的特殊工作条件，煤矿用电气设备的构造特点如下：a.体积小。因为井下工作空间狭窄，要求电气设备在保证足够容量的情况下体积尽可能小；b.便于移动。由于采区设备移动频繁，必须随工作面的推进而移动；c.坚固的外壳。由于工作面爆破以及岩石、煤块塌落容易砸坏设备，因此井下电气设备应有坚固的外壳。
我国生产的矿用电气设备可分为矿用一般型和矿用防爆型电气设备。
1.1矿用一般型电气设备
矿用一般型电气设备是专为煤矿井下生产的不防爆的电气设备，与地面使用的普通型电气设备不同。矿用一般型电气设备外壳坚固以保护内部机构；与电缆的连接要用电缆接线盒或插销装置，杜绝明接头，有机械闭锁及电气闭锁装置保证在设备带电情况下不能打开外装置或插销以及防止在外装置未盖好时送电。
1.2矿用防爆型电气设备
矿用防爆型电气设备的特点是有隔爆外壳隔爆外壳具有耐爆和隔爆的性能，能承受内部瓦斯爆炸的压力，保证外壳在内部瓦斯爆炸时不被破坏，并不致引起外部瓦斯燃烧和爆炸。为了保证隔爆外壳的耐爆性，隔爆外壳要有足够的机械强度。
2.煤矿电气系统管理中的几个关键环节
2.1煤矿电气系统管理中必须确保使用电缆的质量
具体措施如下：①切实加强电缆管理,制定管理措施并严格落实,避免砸伤、挤伤等损坏电缆事故;②做各种电缆接头要按工艺要求进行,并在运行前灌注绝缘胶;③定期检查高压线头与高防开关等设备的压线是否紧固,避免线头松动造成事故;④更换或新安装的电缆,投入运行前按规定进行电气试验,不合格不准使用;⑤盘放电缆应成“8”字形,各类电缆应有足够的弯曲半径;⑥各种电缆接线盒、连接器的放置高度应略高于电缆悬挂高度,以防电缆上的水滴沿电缆渗入;⑦各种电缆只能在规定的电压等级及条件下使用,严禁超过安全载流量;⑧定期进行各类设备的电缆绝缘测试,对绝缘值低于安全值以下的电缆应检查、处理。需要更换时必须更换。
2.2对井下电动机应合理选择并予以必要的保护很必要
对井下电动机进行合理选择，并采用合适的技术手段加强对电动机的保护很是必要。以往矿井下使用的是磁力开关来控制电动机，磁力开关的优点是有效保护电机短路，但不能很好地控制过载与缺相，而实际上后者才是目前电动机出现故障的最常见原因。在电气化技术日渐成熟的今天，真空开关控制电动机的优势日渐显现，因其技术上的优势逐渐在机械化程度高的大型煤矿推广应用，如对大功率电动机采用TTQ400/1140(660)矿用隔爆兼本质安全型调压调频软起动器，在加强了过载、欠压、断相、主回路漏电闭锁保护的同时，可以在电动机额定起动力矩起动电动机，而使电流小于4倍的额定电流，或者在达到被控电机额定力矩的1.4倍，而使起动电流小于4倍电机额定电流，满足井下电动机带负载起动的要求。
2.3做好电气系统的保护接地工作
保护接地工作原理：在变压器中性点不直接接地的电网中,若人接触带电外壳,电流则通过人体流入大地,再经过其它两相对地绝缘阻抗。当电网对地绝缘阻抗较低时,则通过人身的电流将远远超过安全值(30mA或50mA),造成人身触电事故,特别在煤矿井下,碰壳处出现的漏电电流还可能引起瓦斯、煤尘爆炸。
保护接地电阻越小越好,所以必须控制接地电阻的数值范围。矿井接地网总接地电阻要专人定期测定,确保安全可靠性。要求从任何一个局部接地装置处所测得的接地系统总接地电阻不得超过2Ω,每一移动式电气设备与接地系统或局部接地极之间的接地芯线电阻不得超过1Ω。接地极、地面用扁铁截面48mm2或钢管壁厚3.5mm以上的导体。井下在主、副水仓敷设地点各一块,面积不得小于0.75m2厚度大于5mm钢板。接地母线与主接地极、局部接地极的连接要用焊接,扁铁的搭接长度为宽度的2倍,圆铁搭接长度为直径的6倍。接地导线与接地母线,用不小于10mm镀锌螺栓并加防松设置拧紧连接。连接处还应镀锌或镀锡,各种接地装置严禁用铝导线连接。
接地体有良好的导电连续性、连接可靠性,并有足够的机械强度、导电能力和热稳定性。防止机械损伤和防腐蚀。接地体应有足够的埋设深度,一般最高点离地面深度不应小于600mm,避雷接地装置距离大于3m。接地线的安全要求:
（1）接地线的截面积大小应满足接地电流的需要,一般为相线截面的1/3～1/2,但最小截面不得小于:钢线12mm2、裸铝线6mm2、裸铜线4mm2。
（2）接地线中间不得有接点,且连续牢固。
（3）接地线应尽量短,以降低接地阻,任何一台设备的连接线不得串联。
3.煤矿电气系统常见故障预防措施探讨
3.1预防电气系统电流故障措施探讨
预防电流故障的主要措施是：使用过流保护装置；用配电网路的最大三相短路电流校验开关设备的分断能力和动热稳定性以及电缆的热稳定性；用最小两相短路电流校验保护装置的可靠动作系数；对所使用的过流保护装置严格按规定定期进行校验和调整；当负荷发生变化时，及时调整过流保护装置的整定值，以确保其可靠性；加强日常检修和巡回检查。
3.2预防电气系统火灾的措施探讨
预防电火灾的主要措施有：正确选择和安装使用电气设备及供电线路，并在运行中加强维护检修，防止短路故障和过负荷情况发生；装设继电保护装置；对各类短路保护装置进行合理的整定，确保其灵敏可靠；在可能发生电火灾的地点，采取相应的防火措施。
3.3预防电气系统设备失爆的措施探讨
预防电气设备失爆的主要措施是：对于开关电器和电机等动力设备，可采取隔爆外壳防爆，外壳具有足够的强度，既使在壳内发生瓦斯爆炸，也不致变形，并且从间隙逸出壳外的火焰应受到足够的冷却，不足以点燃壳外的瓦斯、煤尘；采用本质安全电路和设备；采用超前切断电源，使电气设备在正常和故障状态下产生的热源或电火花在尚未引起瓦期爆炸之前，即自行切断电源达到防爆目的；严格按照防爆电气设备标准，进行日常检查和巡回检查。
4.结语
煤矿电气系统煤矿安全、稳定生产的重要保障之一。只有做好煤矿电气系统管理和使用工作，才能有效避免和减少煤矿井下生产事故的发生，为提升煤企经济效益提供有力支撑。 [科]
【参考文献】
［１］屈雁芳．浅析煤矿电气设备与供电系统的保护[J]．煤，2011（9）．
［２］刘岩．浅谈煤矿电气设备管理要点[J]．煤炭技术，2011（9）．