漏电保护器在煤矿井下供电中的应用.pdf

收稿日期 2013 06 10 下转第 159 页 漏电保护器在煤矿井下供电中的应用 陈文建 神华集团 乌达五虎山矿业公司 内蒙古 乌海 016042 摘要 煤矿生产自动化是行业发展的必然趋势 通过采用各类矿用机械设备辅助井内的采掘生产 可全面提升煤矿井作业的采 掘效率 电气系统是井下供输电控制的主要平台 用其可合理地调配固有电能资源 维持了煤矿井内作业流程的规范化 漏电保护 器是电气系统不可缺少的装置 可针对频频发生的漏电事故及时启用保护 本次分析了漏电保护器的应用功能 对其在煤矿井下供 电作业中的应用进行介绍 关键词 漏电保护 煤矿井 安全供电 应用 doi 10 3969 j issn 1008 0155 2013 09 089 中图分类号 F406 3 TM774文献标志码 B文章编号 1008 0155 2013 09 0151 01 新时期煤炭科技取得了优异的发展成就 着重表 现于各类矿用机械的联合应用 开辟了煤炭联合采掘 模式的推广使用 电源是维持矿用设备持续运转的前 提条件 为了防止矿井内供电作业出现异常情况 需安 装使用漏电保护器作为安全控制装置 煤炭企业要注 重漏电保护系统的自动化改造 创造安全可靠的井内 供电环境 一 矿井漏电的危害性 矿井采煤是煤炭开发与利用的主要模式 由于地 表原煤开采量的持续增加 露天采矿的可利用量逐渐 减少 未来我国将重点编制矿井采煤作业方案 矿井 储藏了大量的原煤资源 但其实际开发将面临着很多 的难点 尤其是距离地表几百至几千米的垂直深度 给煤炭企业生产控制造成了较大的阻碍 漏电是矿井 采煤的常见问题 其具有明显的危害性 1 安全事故 经过很长时间的改革发展 煤炭行 业基本实现了采煤自动化 各类型机械设备在矿井作 业中的应用十分普遍 现有矿用机械包括 采矿机械 选矿机械等 涉及了采煤机 掘进机 运输机 液压支架 等 电源持续供电是设备正常运转的根本 而一旦发 生漏电问题势必造成严重的安全事故 例如 井内漏 电扰乱了矿用设备的运行秩序 供输电线路出现短路 过载等问题 对设备 人员都是极大的危害 2 阻碍生产 电气控制是协调机械设备运行的核 心部分 可根据井内生产要求分配电源能量 保持了井 内设备作业的安全运行 漏电事故发生之后原有电能 供应系统被扰乱 井内供电流程无法按照预期的方案 执行 阻碍了井内采煤生产的稳定性 例如 漏电事故 易中断采煤机 掘进机等主要设备 其线路被烧坏后便 失去了生产功能 必须要等电工检修人员处理完毕 才 可持续采掘或洗选 耽误了企业预期的生产计划 二 漏电保护器构成及应用功能 漏电保护器是用来在设备发生漏电故障时以及对 有致命危险的人身触电进行保护 电气设备漏电时 将呈现异常的电流或电压信号 煤炭信息化是行业生 产的先进趋势 融入了三大信息科技作为技术引导 为 煤矿井安全生产提供了可靠的保障 漏电事故防御系 统用于矿区生产 可准确地执行采煤作业程序 保障了 煤炭资源的可持续开采 结合信息科技的应用 漏电 保护器的结构及其功能如下 1 检测元件 检测元件可以说是一个零序电流互 感器 如果发生了漏电 相线 中性线的电流向量和不 等于零 就产生感应电动势 这个信号就会被送到中间 环节进行进一步的处理 供电控制系统是计算机技术 的应用典范 其可以按照矿区地质分布格局实施全面 性的控制 加快了井内采掘流程的规范化 矿井涉及 的采煤面积较广 单一控制模式已经无法适应供输电 要求 选用漏电保护器方案 对采煤点进行系统性的 调度 借助检测元件可发现供电作业的安全隐患 降低 了供输电作业的事故风险 2 中间环节 中间环节通常包括放大器 比较器 脱扣器 当中间环节为电子式时 中间环节还要辅助电 源来提供电子电路工作所需的电源 中间环节的作用 就是对来自零序互感器的漏电信号进行放大和处理 并输出到执行机构 理论上来说 漏电保护器是针对 某种设备的电源保护 由计算机主控制器为调度元件 按照生产要求对设备提供必要的电源协助 漏电保护 中间环节是井内生产的安全监控中心 将供电信息或 漏电故障以数字信号的方式传输 经过计算机控制器 为中转点 对电流或电压信号实施全面性的处理 3 执行机构 该结构用于接收中间环节的指令信 号 实施动作 自动切断故障处的电源 基于煤炭科技 成果的优化发展 新型采煤作业系统开始形成并实施 加快了煤炭生产模式的智能化改造 对于矿井采煤生 产来说 选用的漏电保护器必须符合井内作业环境要 求 同时适应现有安全供电系统的使用要求 漏电保 护器执行机构正朝着信息化方向法子 主要功能包括 电信号采集 电信号传输 电信号检测等 方便了煤矿 井下供电作业的有序进行 提前做好了故障电压或电 源的优化处理 4 试验装置 漏电保护器是一个保护装置 因此 应定期检查其是否完好 可靠 试验装置就是通过试 验按钮和限流电阻的串联 模拟漏电路径 以检查装置 能否正常动作 以计算机平台为支撑 151 目前我国对煤炭企业安全投入的监管力量不足 表面在监管人员数量少 专业性不强 加上有些监管 人员本身工作不负责 思想麻痹 管理停留于表面 造 成事故发生 对于一些矿主秘密组织非法生产 监管部 门更是鞭长莫及 四 煤矿安全建议 1 加大煤矿安全投入 国家对煤矿安全要加大投资 特别是安全科研项 目 结合高校 研究单位的研发能力 开发创新安全产 品 在安全生产设施装备上 帮助企业技术改造 对使 用煤矿安全产品技术的企业进行奖励 实施补助政策 使安全生产落到实处 2 监督安全投资的实施 在监督和审查机制下 按照规定提取一定的安全 费用 并确保安全专项资金的专款专用 其中包括安 全文化宣传 安全教育培训 防护用品投入 安全定位 系统装备等等 在法律上全面规定安全费用的使用范 围 才能避免有些企业将安全费用挪用的违规做法发 生 同时矿区安全监管人员必须是代表政府机构的执 法人员 独立于矿山企业进行管理 对违法现象有罚款 权利 有令企业停产关闭的权限 3 加强从业人员的培训 煤矿从业人员必须熟悉安全生产经济政策 矿井 生产的规章制度 掌握生产工艺和技术 熟习设备的性 能 并把安全意识牢记于心 这需要定期对企业职工 进行各项培训 包括安全培训 事故分析 安全器械使 用 逃生训练等等 对于理论和实践均合格的从业人员 发放从事资格证书 提高从业人员的素质 五 投资初期的安全预算 1 项目预算必须考虑的因素 投资项目的初期成 本测算 除了考虑资源投资成本 运输成本 环保治理 成本 劳动力成本 基建成本 建设周期等因素外 也要 全面考虑安全的投入 其中包括安全管理机制的投入 引入成熟的职业健康 安全体系的投入 劳保用品的投 入 安全保护防范设备的投入 引进安全管理人才的投 入 科学技术创新课题的投入 从业人员教育培训的投 入等等 环环相扣 不可缺失 2 采用先进设备和工艺 采用先进安全防范设备 如采煤机均安装有瓦斯报警仪 有害气体瓦斯色谱检 查仪 井下定点安装的瓦斯被动抑爆器 为每位矿工配 置自救器 警报器 定位器 在煤矿开采工艺上 积极 推行长壁式等正规采煤方法 引进小型割煤机开采技 术和综采技术 通过提高机械化程度 提高生产效益 从而减少矿工从业人数 全面防范 尽最大可能减少矿 难的发生 3 依据国际惯例做好安全成本测算 煤炭投资成 本的依据很多 传统的决策理论主要包括 I 法 回收 期法 收益指数法 NPV 法 层次分析法 AHP Karmar Kar 的内点算法等不同的分析方法 但不管采用哪种方 面测算 都必须把安全分成若干细项纳入其中 针对每 一细项提取的费用 也要做到专款专用 同理在矿山 的投资考察期 建设期 生产期 都要针对具体的项目 情况 做好项目可行性研究和预算 矿山项目起步时 做好安全投资预算 力争安全生 产 生产安全 责任编辑 班雨春 上接第 151 页 把计算机控制技术与漏电保护技术联合使用 从根本 上实现了井内漏电事故的安全防御 例如 机电一体 化将诸多矿用机械联合起来 再通过漏电保护器反馈 出设备的供电动态 开辟了煤炭生产与漏电防范的新 模式 随着煤矿井下采掘规模的扩大 漏电保护器应 用功能也更加全面 严格检测了电流或电压信号的异 常状况 三 常见漏电保护器在煤矿井下的应用 1 继电器 传统井下供电模式已经无法适应新煤 矿生产方案的要求 选用信息技术为支撑的漏电保护 系统 能及时地反映井内采煤状况 为煤炭企业供电指 导提供了依据 继电器是指具有对漏电流检测和判断 的功能 而不具有切断和接通主回路功能的漏电保护 装置 漏电保护继电器由零序互感器 脱扣器和输出 信号的辅助接点组成 它可与大电流的自动开关配 合 作为低压电网的总保护或主干路的漏电 接地或绝 缘监视保护 2 开关 漏电保护器应用于井内采煤作业中 不 仅方便了矿用机械设备用电信号的传输 也实现了井 内电能供输操作的规范化 漏电保护开关是指不仅它 与其他断路器一样可将主电路接通或断开 而且具有 对漏电流检测和判断的功能 当主回路中发生漏电或 绝缘破坏时 漏电保护开关可根据判断结果将主电路 接通或断开的开关元件 它与熔断器 热继电器配合 可构成功能完善的低压开关元件 3 插座 伴随着煤炭生产的信息化改造 应用开 关技术维护电流或电压信号的安全传输 极大地控制 了井内漏电事故的发生率 漏电保护插座是指具有对 漏电流检测和判断并能切断回路的电源插座 其额定 电流一般为 20A 以下 漏电动作电流 6 30mA 灵敏度 较高 常用于手持式电动工具和移动式电气设备的保 护 保护插座用于煤矿井下的供电