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篇1

煤礦井下空氣比較潮濕,電氣設(shè)備和電纜的絕緣容易受潮,再加上井下空間相對狹窄,掩飾（煤塊）垮落和礦車掉道時有發(fā)生,電氣設(shè)備和電纜的絕緣也易遭到機械損傷,因而發(fā)生漏電和觸電的可能性遠比地面大。漏電的存在不僅會增加觸電的危險,而且是引起井下沼氣煤塵爆炸、提前引爆電雷管以及釀成井下電火災(zāi)的重要原因之一。由此可見,為確保煤礦安全生產(chǎn),對井下的觸電和漏電,必須有完善的防護措施。

1、煤礦井下電網(wǎng)漏電的原因

煤礦井下漏電主要是交流電網(wǎng)漏電和直流雜散電流,此兩種漏電造成的危害最大。

1.1 交流漏電的原因

井下產(chǎn)生交流漏電的根本原因是由于電網(wǎng)絕緣電阻降低所造成的,具體來說主要有以下幾個方面的原因:

(1)對電氣設(shè)備、電纜的檢查維護部及時,使用操作不當(dāng)。1)電纜在井下被砸,過分彎曲而使電纜外皮出現(xiàn)裂隙。2)開關(guān)、電動機受潮或進水,而使絕緣降低。3)設(shè)備、電纜不能定期升井檢修干燥,常年在井下使用使絕緣降低。

(2)電氣設(shè)備、電纜選擇不合適,造成長期過負荷而發(fā)熱使絕緣下降。

(3)兩臺變壓器并聯(lián),電纜線路長度太長,開關(guān)、電動機等設(shè)備臺數(shù)很多也會使絕緣電阻下降。

1.2 直流雜散電流的產(chǎn)生的原因

煤礦井下雜散電流分為直流和交流兩種,但以直流雜散電流較嚴重。直流雜散電流主要是由電機車的牽引網(wǎng)絡(luò)所致。

在電機車牽引網(wǎng)路中,軌道是作為回電的導(dǎo)電體,處負荷狀態(tài)。即電流時通過牽引變流所得正極,流向架空線,經(jīng)電機車流向軌道,返回牽引變流所的負極,構(gòu)成牽引網(wǎng)路的供電回路。因為軌道與大地是接觸的,軌道之間也有接頭間隙、井下的路基及空氣較為潮濕,所以總有一部分電流流向巷道的四面八方。而管路和電纜與大地也不是絕對的絕緣。所以它們就構(gòu)成了牽引網(wǎng)路外的導(dǎo)電體,也經(jīng)管線和電纜返回牽引變流所的負極,即整個井下大巷是一個空間電流場,這些經(jīng)管路、電纜外皮及大地流回牽引變流所的電流即為雜散電流。

2、漏電的危害

電網(wǎng)漏電又分為集中性漏電和分散性漏電。集中性漏電,是指在變壓器中性點不接地的電網(wǎng)中,由于電網(wǎng)某處（或某點）的絕緣損傷而發(fā)生的漏電。分散性漏電則是由于整條線路或整個電網(wǎng)的絕緣水平降低,而沿整條線路或整個電網(wǎng)發(fā)生的漏電。無論是集中性漏電或是分散性漏電,漏電電流增大,都會增加人身觸電和引起沼氣煤塵燃燒爆炸的危險。長期漏電,會使絕緣發(fā)熱、老化,進而擴大成兩相短路。此外,漏電發(fā)生在爆破作業(yè)的工作面附近,由于漏電電流在它通過的路徑上要產(chǎn)生電壓降,漏電電流越大,電壓降也越大,因而當(dāng)電雷管兩端的引爆線不慎與漏電電路上具有一定電位差的兩點相接觸時,就可能造成電雷管先期爆炸事故。因為井下漏電具有以上各項危害,所以煤礦井下必須要有漏電保護。簡單地分為以下幾種:

(1)人身觸電。當(dāng)電氣設(shè)備的外殼受到損壞而不能產(chǎn)生絕緣作用時,而工作人員又接觸此外殼時,就可能發(fā)生人身觸電事故。此時入地電流的一部分將從人體流過,其數(shù)值達到一定程度就會給造成工作人員帶來傷害,甚至威脅他們的生命。

(2)引起短路事故。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計,約有30%的單相接地故障發(fā)生為短路,從而造成更大的電氣故障。

(3)引爆電雷管。漏電電流在其通過的路徑上會產(chǎn)生電位差,如果電雷管兩端引線不慎與漏電回路上具有一定電位差的兩點相接觸,就可能引爆電雷管,發(fā)生爆炸事故。

(4)引起瓦斯及煤塵爆炸。我國大部分煤礦都有瓦斯和煤塵爆炸的危險,當(dāng)井下空氣中瓦斯或煤塵達到爆炸濃度且有能量達到或超過0.28mj的點火源時,就會發(fā)生瓦斯或煤塵爆炸。

(5)引起火災(zāi)。長期存在的漏電電流,尤其是兩相經(jīng)過渡電阻接地的漏電電流,在通過設(shè)備絕緣損壞處時將散發(fā)出大量的熱,使絕緣進一步損壞,甚至使可燃性材料(如非阻燃性套電纜)著火燃燒。

3、預(yù)防漏電的措施

(1)加強煤礦井下電氣設(shè)備的管理和維護,工作人員應(yīng)定期對電氣備進行檢查和試驗,性能不達標的立即給予更換。確保設(shè)備的達標率為100%。

(2)將帶電導(dǎo)體、電纜接頭和電氣元件等,都封閉在堅固的外殼內(nèi)。在電氣設(shè)備的外殼與蓋子間設(shè)置可靠的機械閉鎖裝置,采取這一措施能有效地防止因帶電檢修造成的人身觸電事故。

(3)對于那些不能封閉在外殼內(nèi)的帶電裸導(dǎo)體,如電機車用的架空導(dǎo)線應(yīng)按照《煤礦安全規(guī)程》第三百六五十條規(guī)定:應(yīng)將其安裝在一定的高度,以避免人身接觸可能。

(4)加強手持式電動工具把手的絕緣。這類把手在正常時本來是不帶電的,但是當(dāng)帶電部分的絕緣損壞時,手便有可能帶電而引起觸電事故。因此必須在把手上再加一層絕緣套,以形成雙重保護。

(5)對人員接觸機會較多的電氣設(shè)備,采用較低的額定電壓。例如手持式電鉆、 照明設(shè)備及信號裝置等的額定電壓不得超過127V,而井下各種電氣控制回路的額定電壓則限制在12～42V安全電壓內(nèi)。

(6)井下配電變壓器的中性點禁止直接接地,以減小漏電或觸電電流。井下若采用中性點直接接地的供電系統(tǒng),則發(fā)生漏電或人身觸電的情況就有所不同,此時,漏電或觸電電流入地后就直接經(jīng)過接地極回到變壓器的中性點。由于接地極的電阻很小(數(shù)歐姆),使得電源相電壓幾乎全部加在漏電過渡電阻或人體電阻上,危險性極大。

4、結(jié)語

總之,煤礦井下電網(wǎng)一旦發(fā)生漏電,將會給煤礦帶來極大地災(zāi)害,必須認清漏電產(chǎn)生的危害,并熟練掌握相關(guān)的預(yù)防措施,堅持不懈地用用漏電保護裝置,以確保井下用電的安全,從而促進煤礦健康、安全、和諧、持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

篇2

中圖分類號:TD611 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)09(c)-0091-01

北聯(lián)電能源公司高頭窯礦井設(shè)有地面35kV主變電所一座,承擔(dān)礦井全部供電負荷。由于礦井目前為單回路供電,設(shè)計采用柴油發(fā)電機作為礦井的應(yīng)急供電電源。

1 使用環(huán)境條件

(1)安裝場所:簡易彩板房。(2)海拔高度:1300m。(3)環(huán)境溫度:上限+35℃,下限-20℃(室內(nèi))。(4)相對濕度:日平均值不大于95%,月平均值不大于90%。(5)地震烈度不超過8度。(6)沒有火災(zāi)、爆炸危險、嚴重污穢、化學(xué)腐蝕及劇烈震動的場所。

2 設(shè)備選型計算

2.1 高頭窯煤礦應(yīng)急供電負荷

總負荷為1387kW,其中主排水及通風(fēng)設(shè)備為一級負荷,工作面排水設(shè)備為二級負荷,地面生活用電為三級負荷,供電時可根據(jù)發(fā)電設(shè)備的狀況逐級加減負荷。

2.2 發(fā)電機設(shè)備選取

根據(jù)負荷統(tǒng)計表的情況,選取3臺380V、500kW柴油發(fā)電機與1臺380V、800 kW柴油發(fā)電機并網(wǎng)運行,運行方式為三用一備。柴油發(fā)電機發(fā)出的380V電壓經(jīng)升壓變壓器升壓至10kV后,輸入高頭窯35kV變電所10kV母線側(cè),運行方式為4臺發(fā)電機同時并網(wǎng)運行。

發(fā)電機總功率計算,3臺原有發(fā)電機已進行過大修,經(jīng)實際使用測量現(xiàn)有效率為60%左右,800kW新發(fā)電機的效率為90%,3臺發(fā)電機功率計算:

800×90%+500×3×60%=1620kW

滿足應(yīng)急設(shè)備運行需求。

3 發(fā)電設(shè)備技術(shù)要求

3.1 柴油發(fā)電機技術(shù)要求

(1)柴油發(fā)電機必須能與煤礦現(xiàn)有3臺HX500GF型發(fā)電機可靠并網(wǎng)運行。(2)柴油發(fā)動機采用重慶康明斯柴油發(fā)動機,型號:KTAA19-G6A。四沖程,帶廢氣渦輪增壓,電調(diào)式柴油引擎。自帶風(fēng)扇水箱閉式水冷散熱,采用電子調(diào)速器調(diào)速,噴油方式直噴式。(3)交流發(fā)電機廠采用中美合資馬拉松交流發(fā)電機,型號:MP-800-4A/S。

3.2 箱式變電站技術(shù)要求

4臺并網(wǎng)柜、升壓變壓器共同組成1臺箱式變電站,為煤礦提供10kV電源。

3.2.1 并網(wǎng)柜技術(shù)要求

(1)4臺并網(wǎng)柜能實現(xiàn)煤礦原有的3臺380V、500kW發(fā)電機組與新采購的1臺380V、800kW發(fā)電機組可靠并網(wǎng)運行。并網(wǎng)柜為下電纜進線,上銅母排出線。(2)并網(wǎng)柜可實現(xiàn)手動、自動并聯(lián),可實現(xiàn)發(fā)電機組的自動開機/停機、數(shù)據(jù)測量、報警保護及“三遙”功能?？刂破鞑捎么笃聊灰壕?LCD)顯示,可選擇中英文操作界面,保證操作簡單,運行可靠?？刂破鲬?yīng)具有控制GOV和AVR的功能,可以自動同步及負荷均分,和發(fā)電機組進行并聯(lián)?？刂破髂軠蚀_監(jiān)測發(fā)電機組的各種工作狀態(tài),當(dāng)發(fā)電機組工作異常時自動關(guān)閉發(fā)電機組,并將故障狀態(tài)顯示在LCD上。(3)可以檢測所有發(fā)電機組相關(guān)的電參量及非電參量。(4)在自動狀態(tài)下具有以下工作模式:不帶載運行,帶載運行,按需求并聯(lián)運行。(5)具有解列時負載轉(zhuǎn)移功能。(6)具有定時帶載/不帶載試機功能,可實現(xiàn)每周/月循環(huán)開機/停機。(7)運行過程中機組控制器實時監(jiān)控柴油機及發(fā)電機的運行工況:當(dāng)發(fā)生輸出電壓過高或過低、輸出短路、及柴油機機油壓力偏低、冷卻水高溫、超速故障時立即報警停機(所有故障顯示均自動鎖定)。停機的同時立即啟動備用機組,并切換至備用機組供電。(8)對柴油發(fā)電機組的電參量及水溫、油壓、油位等實時監(jiān)測。(9)實現(xiàn)柴油發(fā)電機組自動開機/停機、同步并聯(lián)、負荷均分及報警保護功能。(10)具有機組保養(yǎng)/維護時間到警告/停機功能。(11)保證輸出電壓、工頻波動在允許范圍內(nèi),能實現(xiàn)人工啟動、自動并機、自動負荷分配。(12)并機柜配置有隔離開關(guān)、斷路器,其額定電流及電壓符合發(fā)電機的相應(yīng)要求。

3.2.2 升壓變壓器的技術(shù)要求

(1)變壓器應(yīng)符合的標準:IEC。

(2)變壓器名稱:環(huán)氧樹脂澆注絕緣干式三相雙繞組無勵磁變壓器。

(3)型號:SCB10-2500/10 10.5±2×2.5％/0.4kV 2500kVA。

(4)額定頻率:50Hz。

(5)額定容量:2500kVA。

(6)額定電壓比:0.4kV/10.5±2×2.5%。

(7)系統(tǒng)最高運行電壓:

高壓側(cè):10.5kV:12kV；

低壓側(cè):0.4kV:0.42kV。

(8)變壓器損耗保證值:

空載損耗:≤3050W；

負載損耗:≤14450W(120℃)。

(9)調(diào)壓方式:10kV側(cè)中性點無勵磁調(diào)壓。

(10)調(diào)壓范圍:10.5±2×2.5％。

(11)阻抗電壓:6％。

(12)聯(lián)結(jié)組標號:D,yn11。

(13)中性點運行方式:10kV為不接地系統(tǒng)。

(14)冷卻方式:AN/AF。

(15)絕緣方式:環(huán)氧樹脂澆注絕緣。

(16)絕緣水平:F級絕緣。

(17)繞組材料:銅。

(18)鐵芯材料:優(yōu)質(zhì)冷軋硅片。

(19)安裝形式:

變壓器帶外柜體,低壓側(cè)母排進線,高壓側(cè)電纜出線,(與低壓柜平行布置),上進下出。

(20)外罩防護等級:IP20,采用優(yōu)質(zhì)鋼材制作,并做防腐處理。

(21)變壓器本體應(yīng)設(shè)溫度控制器,測量變壓器繞組溫度并進行顯示,溫控器設(shè)有通訊接口滿足與變電所綜合自動化系統(tǒng)通訊,采用485接口。每臺變壓器外罩安裝低噪聲風(fēng)機,配合溫度控制器實現(xiàn)自動和手動開啟。

(22)變壓器外罩門應(yīng)設(shè)機械閉鎖

3.2.3 其它技術(shù)要求

(1)箱式變電站4臺并網(wǎng)柜與升壓變壓器共用400V母線排,母線排采用銅板,其截面積及載流量應(yīng)符合4臺發(fā)電機同時運行的要求。(2)整體箱式變電站具備完善五防功能。(3)箱式變電站箱體具有防雨、防曬、防銹及通風(fēng)散熱等功能。各室考慮溫度自動控制裝置。保溫層彩鋼板厚度不小于2mm,彩鋼板之間的保溫層厚度不小于120mm。

綜上所述:為了解決礦井單回路供電,擬采用柴油發(fā)電機作為礦井的應(yīng)急供電電源,從技術(shù)要求、運行方式及容量等各方面能滿足礦井通風(fēng)及排水等功能,從安全方面也保證了礦井的應(yīng)急措施。

參考文獻

篇3

隨著煤礦生產(chǎn)水平的提高，電力就成了主要生產(chǎn)能源。合理供電、安全生產(chǎn)、經(jīng)濟運行，已成為煤礦高產(chǎn)高效的重要課題。

1 礦山企業(yè)供電的重要性及基本要求

電力是礦山生產(chǎn)的主要能源。對礦山進行可靠、安全、經(jīng)濟的供電，對提高經(jīng)濟效益及保證安全生產(chǎn)等方面都有十分重要的意義。因此.礦山企業(yè)對供電提出以下基本要求：

1.1 供電可靠

供電可靠就是要求供電不間斷。在礦山企業(yè)中，各種電力負荷對供電可靠性的要求是不同的。

1.1.1 一類負荷

凡因突然中斷供電.可能造成人身傷亡事故或重大設(shè)備損壞.給國民經(jīng)濟造成重大損失的或在政治上產(chǎn)生不良影響的負荷.均屬一類負荷 如礦井的主通風(fēng)設(shè)備一旦停電.可能導(dǎo)致瓦斯爆炸及井下人身傷亡等重大事故 一類負荷中影響人身與設(shè)備安全的負荷又叫保安負荷 對一類負荷應(yīng)由兩個獨立電源供電：對有特殊要求的一類負荷，兩個獨立電源應(yīng)來自不同地點.以保證供電的絕對可靠。

1.1.2 二類負荷

凡因突然停電.造成大量減產(chǎn)或生產(chǎn)大量廢品的負荷。如礦井集中提煤設(shè)備、空壓機及采區(qū)變電所等。

1.1.3 三類負荷

三類負荷是指除一類、二類負荷外的其他負荷，如礦山企業(yè)的附屬車場。對三類負荷供電一般采用單回路供電方式，不考慮備用電源，根據(jù)需要各負荷還可用一條輸電線路 對電力負荷分類的目的是為了便于合理地供電。在供電系統(tǒng)運行，確保一類負荷的供電不間斷；保證二類負荷的用電：而對三類負荷則更多地考慮供電的經(jīng)濟性。

1.2 供電安全

供電安全就是在電能的分配、供應(yīng)和使用過程中，不應(yīng)發(fā)生人身觸電事故和設(shè)備事故，也不致引起電火災(zāi)和爆炸事故。尤其是礦井井下，工作環(huán)境特殊，特別容易發(fā)生上述事故。因此，必須嚴格按照《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行.確保安全供電。煤礦安全供電的三大任務(wù)是防爆、防火、防觸電。

1.3 供電質(zhì)量

用電設(shè)備在額定參數(shù)下運行時勝能最好。因此，要向用戶供應(yīng)質(zhì)量合格的電能.其電壓和頻率必須穩(wěn)定。對于額定頻率為50Hz的交流電.其頻率偏差不允許超過一50～+50Hz。供電頻率由發(fā)電廠保證，用電企業(yè)無法改變。

1.4 供電經(jīng)濟

供電的經(jīng)濟性一般考慮三個方面：盡量降低企業(yè)變電所與電網(wǎng)的基本建設(shè)投資：盡可能降低設(shè)備、材料及有色金屬的消耗量；盡量降低供電系統(tǒng)的電能損耗及維護費用。

2 控制煤礦供電事故的對策

2.1 構(gòu)建合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)。對煤礦而言.不但要求電網(wǎng)精干、高效而且電源要求可靠.設(shè)計采用雙電源、雙回路供電是提高可靠性、減少供電事故發(fā)生的最有效的措施之一。

為此應(yīng)做到以下幾點：礦井應(yīng)有兩路獨立電源線路，當(dāng)任何一回路發(fā)生故障時，另一回路應(yīng)能擔(dān)負礦井全部負荷。礦井的兩回路電源線路上都不得分接任何負荷：對于井下各水平中央變電所、帶掘進工作面局部扇風(fēng)機的采區(qū)變電所。帶主排水泵房和下山開采的采區(qū)泵房供電線路不少于兩回路；對主要通風(fēng)機、提人絞車、瓦斯抽放泵等重要一類設(shè)備必須有專用雙回路。其輔助設(shè)備及控制回路與主設(shè)備有同等可靠的雙電源；及時調(diào)整采區(qū)供電系統(tǒng)，對系統(tǒng)進行簡化優(yōu)化。減少過渡環(huán)節(jié)和冗余線路.杜絕迂回供電線路；適當(dāng)增大線路截面，打通系統(tǒng)瓶頸、阻滯環(huán)節(jié)。提高供電能力；變電所和配電點的設(shè)置應(yīng)遵循靠近負荷中心設(shè)計原則.壓縮無人職守變電所的數(shù)量.盡可能縮小電網(wǎng)調(diào)度操作半徑。

2.2 確定合理的電網(wǎng)運行方式

建立合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)后.正確統(tǒng)一安排系統(tǒng)運行方式非常重要。其原則是：一要可靠。二要經(jīng)濟。可靠是前提，經(jīng)濟是目的。要注意以下幾點：對放射式雙回路要求采用分列運行方式，對環(huán)網(wǎng)供電則要求采用開環(huán)運行方式。防止系統(tǒng)事故時影響兩路電源，造成事故范圍擴大化；要強化對運行方式的調(diào)度管理，變電所母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)的分合閘狀態(tài)，要始終處于調(diào)度監(jiān)控之中。大型設(shè)備應(yīng)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)解算，以減少損耗。實現(xiàn)經(jīng)濟運行：對于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)應(yīng)考慮系統(tǒng)最大負荷要求，是否利于繼電保護設(shè)置和滿足整定要求，是否便于調(diào)度管理。

3 增加投入提高電網(wǎng)裝備水平

井下采掘工作面的電氣設(shè)備隨采掘設(shè)備的更新也在逐步更新.但有相當(dāng)一部分礦井井下電氣設(shè)備非常落后，甚至不符合現(xiàn)行《煤礦安全規(guī)程》要求。高隱患非安全型或是高耗能型應(yīng)淘汰的設(shè)備，掛網(wǎng)運行后將直接影響供電系統(tǒng)安全可靠和經(jīng)濟運行。因此必須下大力氣加大投入，更新改造或淘汰此類設(shè)備。

4 加強影響電網(wǎng)可靠性的災(zāi)害防治

加強對風(fēng)、雨、雪、雷電、洪水、地震等災(zāi)害的預(yù)報，做好防范措施，特別要提高供電系統(tǒng)抗雷擊和內(nèi)外過電壓能力：電容電流對礦井電網(wǎng)危害較大，礦井定期測試電容電流，及時采取限制措施，進行補償；定期檢測礦井電網(wǎng)諧波.嚴格控制諧波源設(shè)備入網(wǎng).網(wǎng)絡(luò)諧波超標時及時進行消諧處理.確保系統(tǒng)安全：針對煤礦井下的特殊環(huán)境和地面人文環(huán)境.采取對應(yīng)措施和管理辦法.加強和地方用電管理部門的溝通.協(xié)調(diào)處理矛盾.及時消除安全隱患

篇4

中圖分類號：F842 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）19-0056-01

1 礦井供電系統(tǒng)的分類和等級劃分

1.1 供電系統(tǒng)的分類 在滿足電力用戶對供電可靠性要求的同時，又照顧供電的經(jīng)濟性，這是合理的供電原則之一。無論在國民經(jīng)濟中還是煤礦企業(yè)中，不同的用電戶對供電的可靠性要求不完全相同，因此通常將它們分為三類：一類負荷、二類負荷、三類負荷。

一類負荷：凡因突然中斷供電會導(dǎo)致人身傷亡事故，或損壞重要設(shè)備且難以修復(fù)，或給國民經(jīng)濟帶來很大損失者，均屬于這一類。顯然煤礦屬于一類負荷。煤礦中的通風(fēng)、排水、升降人員、抽放瓦斯、醫(yī)院等也都屬于一類負荷，又稱保安負荷。因此是煤礦中最重要的用戶，要求供電絕對可靠。為此，對這類用戶的供電，必須設(shè)有備用電源和備用供電線路。

二類負荷：凡因突然中斷供電會造成大量減產(chǎn)者。如煤礦中專門用于提升煤和物料的提升設(shè)備、壓風(fēng)機、井底車場、采區(qū)變電所等。

三類負荷：凡因突然中斷供電對生產(chǎn)沒有直接影響者。

1.2 供電電壓等級的劃分 目前，煤礦井下采用交流電電壓等級有：6000V、1140V、660V、380V、127V、36V。

6000V―為礦區(qū)內(nèi)高壓配電電壓或動力電壓。

660V―為井下低壓配電電壓或動力電壓。

1140V―為采煤機的專用電壓。

127V―為井下照明、手持式電鉆的電壓。

36V―為控制電壓，也叫安全電壓。

直流電壓有：250V或550V為井下架線電機車的電壓。

2 井下電氣設(shè)備的三大保護

2.1 過電流保護 過電流簡稱過流。凡是流過電氣設(shè)備和電纜的電流超過了它們的額定電流。

電氣設(shè)備和電纜出現(xiàn)過流后，一般會引起它們過流，嚴重時會將它燒毀，甚至引起電火災(zāi)和井下瓦斯、煤塵的爆炸。由此可見，電氣設(shè)備和電纜的過流是一種不正常狀態(tài)。井下常見的過流故障為短路、過負荷、斷相三種。

2.1.1 短路 短路是指電流不經(jīng)過負載，而是經(jīng)過電阻很小的導(dǎo)體直接形成回路，其特點是電流很大，可達到額定電流的幾倍、十幾倍、幾十倍，甚至更大。因為電流很大，發(fā)熱劇烈，如不及時切除，不僅會迅速燒毀電氣設(shè)備和電纜，甚至引起絕緣油和電纜著火釀成火災(zāi)，還會引起瓦斯、煤塵爆炸。

2.1.2 過負荷（過載） 過負荷不僅是指它們的電流超過了額定數(shù)值，而且過電流的延續(xù)時間也超過了允許的時間。

電氣設(shè)備和電纜過流后，絕緣繞組和絕緣導(dǎo)體的電流密度增加，發(fā)熱加劇。如果過流的延續(xù)時間很短，不超過允許的時間，電氣設(shè)備和電纜的溫度不會超過它們所用絕緣材料的最高允許溫度，因而不會被燒毀，允許繼續(xù)運行，這種情況稱為允許的過載。但是，如果延續(xù)時間超過了允許的時間，電氣設(shè)備和電纜的溫度將升高到足以損壞它們的絕緣，如不及時切斷電源，將會發(fā)展成漏電和短路故障，因此也要加以預(yù)防和保護。

引起電纜和電氣設(shè)備過負荷的原因，主要有兩個方面：一是電氣設(shè)備和電纜的容量選擇過小。另一個是對生產(chǎn)機械的錯誤操作，此外，電機的端電壓過低或電機堵轉(zhuǎn)時，將長期通過電機的啟動電流，因而是最嚴重的過負荷。

2.2 漏電保護 電網(wǎng)的漏電又分為集中性和分散性漏電。集中性漏電是指在變壓器中性點不接地的電網(wǎng)中，由于某處（或某點）的絕緣損傷而發(fā)生的漏電。分散性漏電則是由于整個電網(wǎng)或整條線路的絕緣水平降低，而沿整條線路或整個電網(wǎng)發(fā)生的漏電。

漏電的危害：①增加人身觸電的危險；②增加引起瓦斯、煤塵爆炸的危險；③可能造成電雷管先期爆炸事故；④可能引起電火災(zāi)；

漏電保護的類型有漏電閉鎖和漏電跳閘兩種。

所謂漏電閉鎖，是指在開關(guān)合閘之前對電網(wǎng)的絕緣電阻進行檢測，如果電網(wǎng)的對地絕緣電阻值低于規(guī)定的漏電閉鎖動作電阻值，則使開關(guān)不能合閘，起閉鎖作用。其多裝在用于直接控制和保護電機的磁力起動器上。漏電跳閘保護通常是由檢漏保護裝置配合自動開關(guān)來實現(xiàn)。

2.3 保護接地 保護接地就是把電氣設(shè)備的金屬外殼和框架，用導(dǎo)線與埋在地下的接地極連接起來的一種保護措施。轉(zhuǎn)貼于 233網(wǎng)校論文中心 http：//

2.3.1 保護接地的作用：主要起著分流的作用，可以減少通過人體的電流和產(chǎn)生電火花的能量，從而避免人身觸電事故和瓦斯、煤塵爆炸事故的發(fā)生。

2.3.2 保護接地網(wǎng) 從保護接地的原理可以得知，保護接地裝置的保護作用是否可靠，關(guān)鍵在于是否能將它的電阻值降低到規(guī)定的范圍以內(nèi)。我們通常把單個電氣設(shè)備的接地極稱為局部接地極。在安裝時也要采取一些措施來降低接地極的電阻。但仍往往降低不到需要的數(shù)值，使它滿足規(guī)定的要求。因此為可靠地預(yù)防人身觸電和瓦斯、煤塵爆炸事故的發(fā)生，對井下電氣設(shè)備要求建立保護接地網(wǎng)。

2.3.3接地保護研究

電氣接地本身是一個大概念，按其作用分為電氣功能性接地和電氣保護性接地兩大類。電氣功能性接地是保證系統(tǒng)能夠成立.設(shè)備能夠正常運行所必須的，例如變壓器中性點接地.電子設(shè)備專用工作接地等。電氣保護性接地是保證系統(tǒng)和設(shè)備運行安全及保證相關(guān)人員與財產(chǎn)安全，如防雷接地.用電設(shè)備正常不帶電金屬部分接地.架空線N線重復(fù)接地等。在保護性接地概念中，用電設(shè)備可以分為接零和接地兩種保護性接地形式。有些現(xiàn)場施工人員對于接地（接零）和輔助等電位聯(lián)結(jié)的概念容易混淆，其實兩者并不是一個概念。

保護接地（接零）的范圍是：①變壓器.電動機及電器；②電力設(shè)備的傳動裝置；③室內(nèi).室外配電裝置的金屬構(gòu)架.鋼筋混凝土構(gòu)架的鋼筋及靠近帶電部分的金屬圍欄等；④配電裝置與控制裝置的框架；⑤電纜的金屬外皮及電纜接線盒.終端盒；⑥電力線路的金屬保護管.各種金屬接線盒（如開關(guān).插座等金屬接線盒）.敷線的鋼索及起重運輸設(shè)備的軌道；⑦在非瀝青地面場所的小接地短路電流系統(tǒng)架空電力線路的金屬桿塔；⑧安裝在電力線路桿塔上的開關(guān).電容器等電力設(shè)備及其支架等。

3、結(jié)束語

煤礦井下是一個特殊的工作環(huán)境，有易燃、易爆可燃性氣體和腐蝕性氣體，潮濕、淋水、礦塵大、電網(wǎng)電壓波動大、空間狹小、機電設(shè)備啟動頻繁等，因此，對煤礦進行可靠、安全、經(jīng)濟、合理的供電，對提高煤礦經(jīng)濟效益和保證安全生產(chǎn)方面有著十分重要的意義。作者簡介：石金森，男，39歲，大專學(xué)歷礦山機電專業(yè)，現(xiàn)在龍煤集團鶴崗分公司益新煤礦機電科任主任工程師，主要從事礦井高壓供電及井下采掘區(qū)低壓供電方面的技術(shù)管理工作，工作期間主要參與了新一變電所搬遷期間益新礦高壓供電線路調(diào)整改造工程，新副井高、低壓配電室安裝工程，益新礦北部配電所低壓配電室的安裝工程，益新礦C擴主扇熱風(fēng)爐供電系統(tǒng)改造工程，中部廣場輔助電纜橋架設(shè)計安裝等工程，通過各項工作的開展，在礦井安全、高效供電方面積累一定的經(jīng)驗。

參考文獻

篇5

1.保護接地的必要性

在煤礦井下總接地電網(wǎng)是高、低壓電氣設(shè)備共用的高壓電網(wǎng)的單相接地電流遠大于低壓電網(wǎng)，因此，井下總接地網(wǎng)電阻主要取決于高壓電網(wǎng)的單相接地電流。但在中性點不接地系統(tǒng)中，此電流又與高壓電網(wǎng)對地電容有關(guān)，電網(wǎng)愈大(包括電纜、架空線路)，電容就愈大。若此電容大至使單相接地電流超過20A（《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定此電流應(yīng)不大于20A)，則將超過人身允許的最大接觸電壓 40V（《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定接地網(wǎng)上任一保護接地點的接地電阻值不得超過2Ω，每一移動式和手持式電氣設(shè)備至局部接地極之間的保護接地用的電纜芯線和接地連接導(dǎo)線的電阻值，不得超過1Ω。)，將威脅到人身安全。為此，應(yīng)根據(jù)單相電流的大小，適當(dāng)降低總接地網(wǎng)的電阻值；或采用其它措施以減小電網(wǎng)對地的電容電流。目前常用中性點經(jīng)消弧圈接地方式來補償電網(wǎng)對地的電容電流。

2.接地保護的電阻計算

2.1 單根垂直接地體的接地電阻

單根垂直接地體的接地電阻的理論計算公式：

R=0.366 Lg ， (1)

式中，R 為接地體接地電阻，Ω；L 為接地體長度，m；ρ 為土壤電阻率，Ω；d 為接地體的外徑或等效外徑，m。常用的簡化公式有：

R≈0.3ρ (2)

R≈ρ/L (3)

式中的符號含義同前。

在實際工程中，接地體的材料有角鋼、圓鋼和鋼管三種，(2)式、(3)分別簡化為：

2.1.1 角鋼接地體

取 L=2.5，規(guī)格 40mm ×40mm ×4mm ，即寬b=40mm ，等效為 0.84b=0.0336m ，代入式(1)計算可得：R=0.36ρ，或 R=0.91ρ/L。

2.1.2 圓鋼接地體

取 L=2.5m ，d=0.025m ，代入式(1)計算可得：R=0.38ρ，或 R=0.95ρ/L2.1.3 管體接地。取 L=2.5，d=0.6m ，代入(1)式可得：R=0.32ρ 或 R=0.81ρ/L。

為切實保證接地裝置接地電阻的要求，接地電阻計算值寧可適當(dāng)偏大而不宜偏小。如果接地電阻計算偏小，則設(shè)計出來的接地裝置可能達不到限定的接地電阻值要求。建議單根垂直接地體的電阻簡化計算公式采用式(2)。

2.2 單根水平接地體的電阻計算

單根水平接地體接地電阻的理論計算公式為：

R=0.366 Lg，(4)

式中，h為水平接地體埋地深度，其它符號的含義同前。

在工程中，常用的簡化計算公式也有兩個：

R≈0.03ρ (5)

R≈2ρ/L (6)

2.3主接地極的接地電阻計算

主接地極的接地電阻可按下式計算：

R=0.25ρ/A (7)

式中，A 為鋼板的面積，m2；其它符號的含義同前。

3.井下低壓系統(tǒng)中接地保護應(yīng)注意的問題

3.1 礦山企業(yè)工作環(huán)境差，用電設(shè)備由于生產(chǎn)需要經(jīng)常移動，對地電位時有變化。有些礦山企業(yè)不僅有使用交流電源的生產(chǎn)設(shè)備，而且還有使用直流電源的生產(chǎn)設(shè)備。因此，解決好礦山設(shè)備的保護接地問題是非常必要的。

3.2 目前礦山企業(yè)的供配電系統(tǒng)，多是中性點不接地系統(tǒng)。在該系統(tǒng)下出現(xiàn)的單相短路電流，與整個電網(wǎng)(高、低壓電網(wǎng))- 特別是高壓電網(wǎng)對地電容有關(guān)，即與電容電流相等。電網(wǎng)愈大電容電流就愈大。為減少系統(tǒng)的電容電流，常采用中性點經(jīng)消弧線圈接地的方式。

3.3 單根垂直接地體或水平接地體的接地電阻值計算，工程設(shè)計中使用簡化計算公式時，應(yīng)采用計算值偏大的計算公式。

3.4 井下低壓中性點不接地系統(tǒng)中，除了設(shè)置接地保護裝置外，還應(yīng)在配電系統(tǒng)中加設(shè)漏電斷路器，才能真正做到保護人身安全，消除單相接地事故隱患。

中性點不接地系統(tǒng)的單相接地電流，主要是電網(wǎng)對地電容的電流。由于井下單臺變壓器容量有限，低壓電網(wǎng)的供電范圍不大，電容電流較小(不足 1A)。配合井下保護接地電阻不大于 2Ω，接觸電壓遠低于安全值。而這個“安全值”往往使人們產(chǎn)生麻痹大意，單相接地故障實際未得到排除，也就是說，接地保護裝置的設(shè)置，僅僅是解決了(電流小時)人身安全問題，隨著時間的推移，它會逐步擴大發(fā)展成更大事故。

4.結(jié)束語

由于井下這一特殊環(huán)境，單相接地故障時有發(fā)生。近年來漏電保護器發(fā)展迅速，井下漏電保護的最佳方式是：末端漏電保護+ 分干線或或干線漏電保護+總漏電保護，組成多級漏電保護體系，并能有選擇地切斷故障線路，在徹底根絕井下單相接地故障存在的同時，也可保證無故障線路用電不會受到影響。過去由于某些原因，礦山單相接地保護中，主要利用附加直流電源檢漏繼電器的方式進行保護，沒有全面推廣使用漏電斷路器保護器，只要電源總開關(guān)處設(shè)置直流檢測繼電器，沒有選擇性，在事故跳閘時影響面很大，給工人帶來精神傷害和國家財產(chǎn)的巨大損失，因此，在設(shè)計中采用一些措施和保證，在井下配電系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)大力推廣使用漏電斷路器、漏電保護器。我國目前礦山所采用的配電系統(tǒng)多為中性點不接地(即 TT)系統(tǒng)，在中性點不接地的供電系統(tǒng)中，人身觸電電流值 IH 的大小，取決于電網(wǎng)的電壓值，電網(wǎng)對地的電容值和絕緣電阻值。由于礦山井下工作環(huán)境惡劣，礦井巷道狹窄，地面潮濕，礦山設(shè)備隨作業(yè)面的變化需經(jīng)常移動，對地電位有變化，礦山供電系統(tǒng)中還混合使用交流電和直流電，更使這個問題復(fù)雜。因此，解決好礦山設(shè)備的接地保護也更具有一定的現(xiàn)實意義。

【參考文獻】

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篇6

中圖分類號：TP11 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）23-0250-01

一、當(dāng)前國內(nèi)提升機的現(xiàn)狀

礦井提升機是礦山最重要的設(shè)備，肩負著礦石、物料、人員等的運輸責(zé)任。傳統(tǒng)的礦井提升機控制系統(tǒng)主要采用繼電器-接觸器進行控制，這類提升機通常在電動機轉(zhuǎn)子回路中串接附加電阻進行啟動和調(diào)速。這種控制系統(tǒng)存在可靠性差、操作復(fù)雜、故障率高、電能浪費大、效率低等缺點。因此對礦井提升機控制系統(tǒng)進行研究具有現(xiàn)實意義，也是國內(nèi)相關(guān)行業(yè)專家學(xué)者的一個研究課題。在國外科學(xué)技術(shù)突飛猛進發(fā)展的時候，由于的影響，我國沒有掌握世界上的技術(shù)發(fā)展動向，國內(nèi)有些很有作為的技術(shù)人員花許多精力在研究金屬水冷電阻之類的技術(shù)上，以至國內(nèi)這段時間在提升機電控技術(shù)方面沒有多少進展，我國提升機電控系統(tǒng)很長時間都處于落后的狀況。改革開放以來，由于某些工程的急需，我國曾以很昂貴的價格從國外引進一些提升機電控設(shè)備，這些引進的提升機電控設(shè)備，有的是晶閘管數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)，有的是交一交變頻的現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)。但使用這些國外先進技術(shù)的礦井提升機電控系統(tǒng)畢競是少數(shù)，直到目前為止，我國正在服務(wù)的礦井提升機電控系統(tǒng)大多數(shù)還是轉(zhuǎn)子回路串金屬電阻的交流調(diào)速系統(tǒng)，只有少數(shù)是電動機一發(fā)電機或晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)。即使后者就其控制技術(shù)而言，也依然是陳舊的，和國外相比，我們存在很大的差距。

近年來交流變頻調(diào)速技術(shù)迅速發(fā)展起來，調(diào)速方式的不斷進步使得運用于提升機系統(tǒng)的交流調(diào)速技術(shù)不僅僅局限于傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子串電阻方式，變頻調(diào)速技術(shù)也越來越多地在提升機控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，充分發(fā)揮出交流調(diào)速的優(yōu)勢。

二、提升機在礦井中的應(yīng)用及原理

礦井提升機是礦井井下和地面的工作機械，是一種大型絞車。用鋼絲繩帶動容器（罐籠或箕斗）在井筒中升降，完成輸送物料和人員的任務(wù)。礦井提升機是由原始的提水工具逐步發(fā)展演變而來?，F(xiàn)代的礦井提升機提升量大，速度高，已發(fā)展成為電子計算機控制的全自動重型礦山機械。

礦井提升機主要由電動機、減速器、卷筒（或摩擦輪）、制動系統(tǒng)、深度指示系統(tǒng)、測速限速系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)等組成，采用交流或直流電機驅(qū)動。按提升鋼絲繩的工作原理分纏繞式礦井提升機和摩擦式礦井提升機。纏繞式礦井提升機有單卷筒和雙卷筒兩種，鋼絲繩在卷筒上的纏繞方式與一般絞車類似。單筒大多只有一根鋼絲繩，連接一個容器。雙筒的每個卷筒各配一根鋼絲繩，連接兩個容器，運轉(zhuǎn)時一個容器上升，另一個容器下降。纏繞式礦井提升機大多用于年產(chǎn)量在120萬噸以下、井深小于400米的礦井中。摩擦式礦井提升機的提升繩搭掛在摩擦輪上，利用與摩擦輪襯墊的摩擦力使容器上升。提升繩的兩端各連接一個容器，或一端連接容器，另一端連接平衡重。摩擦式礦井提升機根據(jù)布置方式分為塔式摩擦式礦井提升機（機房設(shè)在井筒頂部塔架上）和落地摩擦式礦井提升機（機房直接設(shè)在地面上）兩種。按提升繩的數(shù)量又分為單繩摩擦式礦井提升機和多繩摩擦式礦井提升機。后者的優(yōu)點是：可采用較細的鋼絲繩和直徑較小的摩擦輪，從而機組尺寸小，便于制造；速度高、提升能力大、安全性好。年產(chǎn)120萬噸以上、井深小于2100米的豎井大多采用這種提升機。

三、當(dāng)前礦井提升機電控系統(tǒng)的分類

傳統(tǒng)的礦井提升機的電控系統(tǒng)主要有以下幾種方案：轉(zhuǎn)子回路串電阻 的交流調(diào)速系統(tǒng)、直流發(fā)電機與直流電動機組成的 G-M 直流調(diào)速系統(tǒng)和 晶閘管整流裝置供電的 V-M 直流調(diào)速系統(tǒng)等。 礦井提升機電控系統(tǒng)分為礦井提升機直流電控系統(tǒng)和礦井提升機交流 電控系統(tǒng)。交流提升機電控系統(tǒng)的類型很多，目前國產(chǎn)用于單繩交流提升機的電控系統(tǒng)主要有 TKD-A 系列、TKDG 系列、JTKD-PC 系列，用于多繩交 流提升機的電控系統(tǒng)主要有：JKMK/J-A 系列、JKMK/J-NT 系列、JKMK/J-PC 系列等。單繩提升機電控系統(tǒng)又分為繼電器控制和 PLC 控制。 提升機交流電控系統(tǒng)主要由高壓開關(guān)柜 〔空氣或真空〕 高壓換向柜 、 〔空 氣或真空〕 、轉(zhuǎn)子電磁控制站、制動電源、操縱臺、液壓站、油與制動 液泵站、啟動電阻運行故障診斷與報警裝置等電氣設(shè)備組成。主要完成礦 井提升機的啟動、制動、變速及各種保護。

四、PLC 控制提升機交流電控系統(tǒng)組成、功能、原理

1、PLC 控制提升機交流電控系統(tǒng)的構(gòu)造

PLC 控制提升機交流電控系統(tǒng)由可編程序控制器、輸入輸出轉(zhuǎn)換繼電 器、KT-DLZD 可調(diào)閘動力制動電路模塊、TSZX-01 型提升機綜合顯示控制儀 電路、YTX-1 語言報警通信電路、CL-1 電流檢測模塊、電氣保護電路、加 速接觸器柜組成。

2、PLC 控制提升機交流電控系統(tǒng)的原理

篇7

中圖分類號：TU74文獻標識碼： A

一、前言

在生產(chǎn)過程中安全的保證是最為重要的，在煤礦井下相關(guān)工作進行中，雜散電流是影響其安全施工的重要因素，相關(guān)部門必須加強對其的重視，為安全施工的實現(xiàn)提供條件，本文就煤礦井下雜散電流有效的控制方法進行討論。

二、對煤礦井下雜散電流的相關(guān)討論

礦井雜散電流是指在規(guī)定的電路或意圖電路之外流動的電流。礦井雜散電流主要產(chǎn)生在采區(qū)，它對礦井安全生產(chǎn)及設(shè)備的正常使用會產(chǎn)生很大的危害，不僅能導(dǎo)致雷管發(fā)生早爆現(xiàn)象，還能引起瓦斯爆炸，腐蝕電纜外皮和風(fēng)、水管路，甚至導(dǎo)致井下漏檢裝置發(fā)生誤動作，影響井下通信系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計，在我國煤礦機電事故中，雜散電流引發(fā)的火災(zāi)和瓦斯爆炸事故占25％～35％。因此，研究相應(yīng)的檢測方法對礦井雜散電流的防治具有重要的現(xiàn)實意義。目前，國內(nèi)外在雜散電流檢測方面使用較多的是基于極化電位檢測的標準半電池電位法，這種檢測方法的準確度和穩(wěn)定性受參比電極的壽命和穩(wěn)定性等因素的影響，而且檢測對象也以城市埋地管道和鐵軌為主。近年來，基于磁光效應(yīng)的雜散電流檢測法是雜散電流檢測研究的一個新方向，但是光纖纏繞式的檢測方式會受到井下各種環(huán)境因素的制約，對井下因電纜漏電和電磁感應(yīng)產(chǎn)生的雜散電流并不適用。基于磁阻效應(yīng)的雜散電流檢測法是一種非接觸式的檢測方法，我國在地面及管道雜散電流檢測和防腐方面已有初步應(yīng)用但在井下應(yīng)用較少。

三、雜散電流的危害

1、出現(xiàn)瓦斯煤塵的爆炸。

因為瓦斯等氣體會出現(xiàn)在煤礦井下，與此同時，也存在著煤塵，如果礦井的通風(fēng)性比較差，從而使得煤塵和瓦斯等積聚，這就會導(dǎo)致爆炸事故的出現(xiàn)。這樣，混合氣體當(dāng)中會引進電火花，從而出現(xiàn)瓦斯煤塵的爆炸。

2、饋電開關(guān)和漏電保護設(shè)施的誤動作

在礦井作業(yè)的時候，倘若電機車離采區(qū)比較遠，通過絕緣電阻的雜散電流就會到達低壓電網(wǎng)，且經(jīng)過零序電抗線圈和三相抗電器流到繼電器，最后流到接地網(wǎng)，且通過電點回流向負母線回流。這樣，在當(dāng)電流通過繼電器的過程中，會在瞬間加大繼電器線圈的電流，進而出現(xiàn)饋電開關(guān)和漏電保護設(shè)施的誤動作。

3、金屬的腐蝕

因為在大地流入雜散電流之后，電纜外皮與金屬管道的電阻值比較小，所以在電纜與金屬管道的外皮當(dāng)中會流入電流，倘若在回電點的位置流出電流，然后通過電纜外皮與金屬管道到達大地，再到達軌道，此時，陰極區(qū)(電流流入)在電纜與管道的一側(cè)形成，而陽極區(qū)(電流流出)在電纜與管道的另外一側(cè)形成，這樣，電解槽就在軌道與管道大地形成，從而導(dǎo)致金屬的腐蝕。

四、加強對煤礦井下雜散電流控制的有效方法

1、加強檢測系統(tǒng)的建立

（一）基于磁阻效應(yīng)的散亂電流檢測系統(tǒng)

（1）測量方法根據(jù)《井下牽引網(wǎng)絡(luò)雜散電流防治技術(shù)規(guī)范》(以下簡稱規(guī)范)規(guī)定的井下各地點的雜散電流允許值，又按牽引網(wǎng)絡(luò)電壓降和軌道接縫電阻的設(shè)計要求，對澄合礦務(wù)局下屬的某煤礦測試點進行連續(xù)多次測量(井下火藥庫、煤倉、巷道、采取工作面、掘進面)，并進行雜散電流評估。

根據(jù)圖1的簡化電路，按式(1)計算出雜散電流值。決定雜散電流IS的因素是:整流變輸出總的電流IT;機車到整流變的鋼軌電阻RN;鋼軌對地絕緣電阻RS;機車電阻RL。由式(1)可知，只要減小IT和RN，或增大RS，便可減小雜散電流IS。

測試方法如圖2所示，使用SL8086型礦用雜散電流測定儀測量，儀器的X1端子接鋼軌或金屬護網(wǎng)，X2端子接總接地網(wǎng)，記錄其最大值。

架空線路電壓降可用精度為0．5%+3的數(shù)字萬用表進行測量，紅表筆接架線，黑表筆接鋼軌。鋼軌接縫電阻要用兩塊規(guī)格一致、精度為0．5%的電磁系毫伏表同時測量1m鋼軌(包括接縫和不包括接縫)的電壓，測量方法見圖3。測試前要用銼刀打磨鋼軌露出金屬光澤測量，否則會因阻抗增大而影響測量結(jié)果。

根據(jù)規(guī)程，軌道接縫電阻值按式(2)計式中，V1為1m鋼軌(包含接縫)電阻上的電壓降，mV;V2為1m鋼軌(不包含接縫)電阻上的電壓降，mV;R為1m鋼軌的電阻值。

加強檢測系統(tǒng)的建立2.1基于磁阻效應(yīng)的雜散電流檢測系統(tǒng)的系統(tǒng)原理磁阻效應(yīng)是指某些金屬或半導(dǎo)體的電阻值隨外加磁場變化而變化的現(xiàn)象［7］。磁阻傳感器是根據(jù)磁性材料的磁阻效應(yīng)制成的，可以分為半導(dǎo)體磁阻式傳感器和薄膜磁阻式傳感器。

磁阻傳感器內(nèi)部有一個惠斯通電橋，當(dāng)磁阻傳感器置于外部磁場中時，根據(jù)磁阻效應(yīng)的原理，4個橋臂的電阻值會發(fā)生變化，磁性金屬電阻的變化就會轉(zhuǎn)變成差分電壓信號輸出，值為式中：

VCC為電源電壓；R1，R2，R3，R4為電橋電阻在外部磁場作用下的值。

在測量范圍內(nèi)，電橋的差分輸出與外部的磁場強度成線性關(guān)系，即（式中：K1，K2為常數(shù)；B為外部磁場強度。

通過磁阻傳感器檢測雜散電流在檢測點處產(chǎn)生的磁場強度B，然后用公式推算出相應(yīng)位置的雜散電流I，當(dāng)導(dǎo)線、電纜或管道為無限長時，I的推算公式為式中：

r為雜散電流發(fā)出點到磁阻傳感器之間的直線距離；μ0為真空磁導(dǎo)率。

（2）系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基于磁阻效應(yīng)的礦井雜散電流檢測系統(tǒng)硬件電路包括磁信號檢測電路、傳感器電路、單片機模塊、RS485通信模塊、電源模塊等，如圖所示。磁信號檢測電路將電流磁場信號轉(zhuǎn)換成差分電壓信號，傳感器電路對其進行差分放大和濾波，處理后的信號進入單片機C805F020實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換及實時存儲功能，RS485通信模塊將數(shù)字信號傳輸給監(jiān)控中心，實現(xiàn)磁場和電流的實時顯示。

磁信號檢測電路磁信號檢測電路選用HMC1001/2磁阻傳感器。HMC1001為單軸型，HMC1002為雙軸型，它們相互搭配可以同時檢測3個方向的磁場，HMC100/2檢測的磁場范圍為±2*10-100，單軸分辨率為27*10-10t。

HMC1002是由2個垂直的HMC1001搭建而成，每個HMC1001內(nèi)置一個置位／復(fù)位電流帶和偏置電流帶。置位／復(fù)位電流帶的作用是使傳感器輸出電壓反相偏轉(zhuǎn)。當(dāng)給傳感器施加置位脈沖后，輸出按照正斜率線作出響應(yīng)；當(dāng)施加復(fù)位脈沖后，輸出按照負斜率線作出響應(yīng)，這樣可以保證傳感器得到最佳的靈敏度，單軸傳感器的輸出曲線如圖3所示，其中交點O為調(diào)零零點。偏置電流帶產(chǎn)生的偏置電流用以抵消每軸的干擾磁場，偏置電流帶每產(chǎn)生50mA的電流，可提供10-4T的磁場，以此來計算檢測現(xiàn)場每軸需要添加的偏置電流，偏置電流帶阻值在3．5Ω左右。

軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件用C語言和匯編語言編寫，程序主要有兩部分：一部分包括傳感器信號采集、濾波、分析計算和顯示等程序；另一部分包括系統(tǒng)時鐘、頻率、A／D模塊、晶振電路、定時器參數(shù)設(shè)置程序和其他中斷的入口子程序等。

（二）基于嵌入式TCP/IP協(xié)議單片機技術(shù)的檢測系統(tǒng)

（1）在目前的煤礦監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計中，系統(tǒng)通信方式基本上是以光纖的工業(yè)以太網(wǎng)有線網(wǎng)絡(luò)為主體并結(jié)合現(xiàn)場總線技術(shù)。該網(wǎng)絡(luò)具有傳輸方式穩(wěn)定、傳輸速率高等優(yōu)點。但是在煤礦特殊區(qū)域中，如廢棄的礦井、開采面以及狹小巷道等工作面，對這種有線的傳輸方式提出了很大挑戰(zhàn)。這些區(qū)域存在著大量的不確定非安全因素等，發(fā)生事故時容易對有線網(wǎng)絡(luò)造成致命的破壞，不利于井下環(huán)境的實時監(jiān)測。ZigBee網(wǎng)絡(luò)具有自組織、低功耗、結(jié)構(gòu)簡單、成本低等特點，采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)煤礦監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計，可以很好地解決井下近距離通信問題，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)某掷m(xù)性、系統(tǒng)的可靠性。雜散電流監(jiān)控系統(tǒng)分為兩大部分，一部分為現(xiàn)有雜散電流監(jiān)控系統(tǒng)，第二部分為擴展雜散電流監(jiān)控系統(tǒng)。本文將對擴展雜散電流監(jiān)控系統(tǒng)進行設(shè)計。擴展雜散電流監(jiān)控系統(tǒng)由兩部分組成，第一部分為ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)雜散電流檢測、轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)傳輸;第二部分為由ARM11構(gòu)成的嵌入式網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)ZigBee與TCP/IP或CAN等多種協(xié)議間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。ZigBee網(wǎng)絡(luò)包含以下3種設(shè)備:①協(xié)調(diào)器(PANcoordinator)，負責(zé)建立和維護網(wǎng)絡(luò)，承擔(dān)無線網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)關(guān)的連接;②路由器執(zhí)行路由功能，也稱全功能設(shè)備(fullfunctiondevice，F(xiàn)FD);③終端節(jié)點作用為執(zhí)行基本功能，也稱精減功能設(shè)備(reducedfunctiondevice，RFD)。

（2）ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點硬件設(shè)計①雜散電流檢測信號處理電路由于雜散電流含有直流雜散電流與交流雜散電流，因此，采用探針法與近參比法相結(jié)合的方法測取雜散電流波形，并通過電壓信號的形式反映出來。在雜散電流檢測信號處理電路中，低通濾波電路與LM324AD電壓跟隨電路組合成一階低通有源濾波電路，在信號放大前濾波，防止噪聲進入放大器。低功耗高精度單電源供電放大器OPA335對交流電流進行偏置放大，得到對應(yīng)波形的直流信號。低通一階濾波電路與OPA335電壓跟隨電路組成一階低通有源濾波電路，濾除放大器產(chǎn)生的噪聲，并將信號送至CC2530進行A/D轉(zhuǎn)換。

②網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理單元硬件設(shè)計ZigBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理單元主要是依靠FFD與RFD設(shè)備中所包含的微處理器進行數(shù)據(jù)運算及處理。

因此，所有ZigBee網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理依靠FFD與RFD節(jié)點中的CC2530核心板完成。

③節(jié)點電源ZigBee節(jié)點采用干電池供電方式。為保證A/D轉(zhuǎn)換基準參考電壓恒定在4．5V，采用REF5045對干電池電源進行轉(zhuǎn)換，為CC2530A/D轉(zhuǎn)換提供基準參考電壓。CC2530具有電源管理功能，可以實現(xiàn)對電源供電進行監(jiān)測和管理，當(dāng)供電不足時，向網(wǎng)關(guān)發(fā)送電量不足信息，提醒更換電池。CC2530芯片擁有4種供電模式，可在低至0．4μA供應(yīng)電流下響應(yīng)外部中斷。

（3）嵌入式網(wǎng)關(guān)軟件設(shè)計a、協(xié)調(diào)器節(jié)點(FFD)與ARM核心板通過URAT進行通信。協(xié)調(diào)器節(jié)點的功能為:①負責(zé)建立并維護整個ZigBee網(wǎng)絡(luò);②將ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通過URAT傳送至ARM網(wǎng)關(guān)。

b、ARM核心板作為網(wǎng)關(guān)節(jié)點核心，主要實現(xiàn)以下功能:①與ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器節(jié)點通過UART與ZigBee網(wǎng)絡(luò)進行實時通信;②建立TCP/IP總線服務(wù)，將ZigBee網(wǎng)絡(luò)檢測數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機或者將上位機命令送至ZigBee網(wǎng)絡(luò);③對雜散電流超標區(qū)域進行預(yù)警。

（4）ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點軟件設(shè)計RFD設(shè)備主要負責(zé)雜散電流信號的檢測并轉(zhuǎn)發(fā)至ZigBee網(wǎng)絡(luò)。RFD啟動，完成初始化，加入附近的ZigBee網(wǎng)絡(luò)并建立連接，完成對檢測到的雜散電流的A/D轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過無線發(fā)送至最近的父節(jié)點。檢查并接收來自父節(jié)點的消息，根據(jù)父節(jié)點指令作出相應(yīng)動作或周期性地進入休眠狀態(tài)。

2、加強對屏蔽電纜的使用

屏蔽電纜的應(yīng)用目前形勢下，我國礦井生產(chǎn)所應(yīng)用的橡膠電纜往往會出現(xiàn)三相導(dǎo)線對地電容不相同的情況，而應(yīng)用屏蔽電纜能夠使得電容的電流經(jīng)過屏蔽層向電網(wǎng)當(dāng)中回流，這不再外泄零序電流，從源頭上阻止了雜散電流。

3、改變兩個電阻值

(一)減少軌道接頭電阻值"加強軌道接頭的維護，保持良好的電氣連接，確保接頭電阻符合《煤礦安全規(guī)程》(2013年版)第354條明文的規(guī)定:焊接長軌，是減少軌道接頭電阻極為有效的措施。

(二)增大軌道與大地間的接觸電阻。

保持軌道清潔、干燥是增大接觸電阻的主要措施"對沿線管路和金屬鎧裝電纜鋪設(shè)支點施加絕緣，也是增加雜散電流過渡電阻、減少雜散電流的重要措施。

4、加強諧波電流的預(yù)防

（一)在補償電容器上進行電抗器濾波的有效串聯(lián)。這種方法主要是對電容器電抗器的過載能力進行充分的利用，有效實現(xiàn)電容器回路的增大來達到對諧波進行分流的目的。

（二)對濾波器進行有效的調(diào)諧。這種方法是將電容電路以及電抗器進行一定的串聯(lián)，并把這個電路直接串聯(lián)在電網(wǎng)上，讓供電系統(tǒng)電網(wǎng)中的等效電阻產(chǎn)生一定的變化。當(dāng)供電系統(tǒng)的電網(wǎng)中的某個諧波和這個濾波支路的阻抗相同時，這條支路對于諧波的阻抗有著最小值，這時諧波當(dāng)中的大部分電流被短路，實現(xiàn)了顯著防治的效果。

（三)對供電系統(tǒng)電網(wǎng)中等效阻抗的位置進行一定的移動。

通過電抗器和電容器的串聯(lián)形成濾波器，按照一定的要求來對調(diào)諧電網(wǎng)中各個支路的頻率進行有效的調(diào)節(jié)，有效實現(xiàn)對供電系統(tǒng)電網(wǎng)中等效阻抗最小值在頻率軸上位置的移動。

5、使加載軌道負荷電流減少

（一）敷設(shè)回流線的策略可以將廢舊鋼絲繩順著巷道敷設(shè)，以此充當(dāng)回流線將雜散的電流收集起來，從而屏蔽金屬管線及電纜，且能夠有效地減少牽引網(wǎng)絡(luò)回路的電阻值，改善架線電機車的技術(shù)水平。

（二）雙線供電接正負極的策略在運輸系統(tǒng)雙線供電的過程中，可以將一架線接負極，而另外的一架線接正極，在它的正負極間接軌道，如果重車道上的負荷相同的過程中，電流是不經(jīng)過軌道的，這就不會出現(xiàn)雜散電流。

五、結(jié)束語

本文就煤礦井下的散亂電流的有效控制方法進行了探討，希望其探討結(jié)果能夠為同行的研究提供一定的參考。

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中圖分類號:TD928.8文獻標識碼:B 文章編號:1009-9166(2010)017(C)-0203-01

引言:隨著礦井電網(wǎng)的出現(xiàn),漏電保護技術(shù)就相伴而生。早在20世紀30年代,英國就在磁力啟動器中裝設(shè)了漏電保護裝置,從此建立了礦井低壓電網(wǎng)漏電保護原理,但這種漏電保護裝置只適應(yīng)于變壓器中性點直接接地的供電系統(tǒng)。1949年蘇聯(lián)開始研制中性點不接地供電系統(tǒng)使用的漏電保護裝置(PYB型防爆漏電繼電器)。同時,西德、波蘭、日本等國也先后開發(fā)出適合于本國礦井供電系統(tǒng)的漏電保護裝置。20世紀50年代初,我國引進了蘇聯(lián)的漏電保護裝置,并在礦井中推廣應(yīng)用。

我國目前礦山所采用的配電系統(tǒng)多為中性點不接地(即TT)系統(tǒng),在中性點不接地的供電系統(tǒng)中,人身觸電電流值IH的大小,取決于電網(wǎng)的電壓值,電網(wǎng)對地的電容值和絕緣電阻值。由于礦山井下工作環(huán)境惡劣,礦井巷道狹窄,地面潮濕,礦山設(shè)備隨作業(yè)面的變化需經(jīng)常移動,對地電位有變化,礦山供電系統(tǒng)中還混合使用交流電和直流電,更使這個問題復(fù)雜,因此,解決好礦山設(shè)備的接地保護也更具有一定的現(xiàn)實意義。

一、保護接地的必要性

在煤礦井下總接地電網(wǎng)是高、低壓電氣設(shè)備共用的高壓電網(wǎng)的單相接地電流遠大于低壓電網(wǎng),因此,井下總接地網(wǎng)電阻主要取決于高壓電網(wǎng)的單相接地電流。但在中性點不接地系統(tǒng)中,此電流又與高壓電網(wǎng)對地電容有關(guān),電網(wǎng)愈大(包括電纜、架空線路),電容就愈大。若此電容大至使單相接地電流超過20A,則將超過人身允許的最大接觸電壓40V,將威脅到人身安全。為此,應(yīng)根據(jù)單相電流的大小,適當(dāng)降低總接地網(wǎng)的電阻值;或采用其它措施以減小電網(wǎng)對地的電容電流。目前常用中性點經(jīng)消弧圈接地方式來補償電網(wǎng)對地的電容電流。

二、接地保護的電阻計算

1、單根垂直接地體的接地電阻。單根垂直接地體的接地電阻的理論計算公式:

式中,R為接地體接地電阻,Ω;L為接地體長度,m;ρ為土壤電阻率,Ω;d為接地體的外徑或等效外徑,m。

常用的簡化公式有:

R≈0.3ρ,(2)

R≈ρ/L,(3)

式中的符號含義同前。

在實際工程中,接地體的材料有角鋼、圓鋼和鋼管三種,(2)式、(3)分別簡化為:

(1)角鋼接地體。取L=2.5,規(guī)格40mm×40mm×4mm,即寬b=40mm,等效為0.84b=0.0336m,代入式(1)計算可得:

R=0.36ρ,或R=0.91ρ/L。

(2)圓鋼接地體。取L=2.5m,d=0.025m,

代入式(1)計算可得:

R=0.38ρ,或R=0.95ρ/L。

(3)管體接地。取L=2.5,d=0.6m,代入(1)式可得:

R=0.32ρ或R=0.81ρ/L。

為切實保證接地裝置接地電阻的要求,接地電阻計算值寧可適當(dāng)偏大而不宜偏小。如果接地電阻計算偏小,則設(shè)計出來的接地裝置可能達不到限定的接地電阻值要求。建議單根垂直接地體的電阻簡化計算公式采用式(2)。

2、單根水平接地體的電阻計算。單根水平接地體接地電阻的理論計算公式為:

式中,h為水平接地體埋地深度,其他符號的含義同前。

在工程中,常用的簡化計算公式也有兩個:

R≈0.03ρ,(5)

R≈2ρ/L.(6)

3、主接地極的接地電阻計算

主接地極的接地電阻可按下式計算:

R=0.25ρ/A,(7)

式中,A為鋼板的面積,m2;其他符號的含義同前。

三、井下低壓系統(tǒng)中接地保護應(yīng)注意的問題

中性點不接地系統(tǒng)的單相接地電流,主要是電網(wǎng)對地電容的電流。由于井下單臺變壓器容量有限,低壓電網(wǎng)的供電范圍不大,電容電流較小(不足1A)。配合井下保護接地電阻不大于2Ω,接觸電壓遠低于安全值。而這個“安全值”往往使人們產(chǎn)生麻痹大意,單相接地故障實際未得到排除,也就是說,接地保護裝置的設(shè)置,僅僅是解決了(電流小時)人身安全問題,隨著時間的推移,它會逐步擴大發(fā)展成更大事故。由于井下這一特殊環(huán)境,單相接地故障時有發(fā)生。近年來漏電保護器發(fā)展迅速,井下漏電保護的最佳方式是:末端漏電保護+分干線或干線漏電保護+總漏電保護,組成多級漏電保護體系,并能有選擇地切斷故障線路,在徹底根絕井下單相接地故障存在的同時,也可保證無故障線路用電不會受到影響。過去由于某些原因,礦山單相接地保護中,主要利用附加直流電源檢漏繼電器的方式進行保護,沒有全面推廣使用漏電斷路器保護器,只要電源總開關(guān)處設(shè)置直流檢測繼電器,沒有選擇性,在事故跳閘時影響面很大,給工人帶來精神傷害和國家財產(chǎn)的巨大損失,因此,在設(shè)計中采用一些措施和保證,在井下配電系統(tǒng)設(shè)計中,應(yīng)大力推廣使用漏電斷路器、漏電保護器。

四、結(jié)論

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1 礦井提升機控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

根據(jù)提升機對電控系統(tǒng)的要求，提升機的電氣可分為直流傳動和交流傳動兩大類。直接傳動即對直流電動機的速度控制。直流電動機由于具有良好的調(diào)速特性、寬廣的調(diào)速范圍和易于實現(xiàn)四象限運行等優(yōu)點，很適合在需要調(diào)速和頻繁正反轉(zhuǎn)的礦井提升機中作拖到應(yīng)用。隨著電力技術(shù)的發(fā)展，特別是晶閘管的出現(xiàn)，對要求較高、容量較大或多水平開采的礦井，其提升機幾乎都采用了晶閘管交流裝置供電的直流電傳動系統(tǒng)（V-M系統(tǒng)）。但是直流電動機需要設(shè)置機械換向器和電刷，不僅需要經(jīng)常維護，影響運行可靠性、而且電刷容易產(chǎn)生火花，限制了使用場所，特別是由于存在換向問題，難以制造出大容量、高轉(zhuǎn)速、高電壓的直流電動機來，使得目前3 000r/min左右的高速直流電動機，最大容量只能達到400kW～500kW；低速直流電動機只能做到兩三千千瓦，已經(jīng)越來越難適應(yīng)現(xiàn)代礦井提升機向著高速大容量化發(fā)展的需要。

交流傳動即對交流電動機的速度控制。交流電機，尤其是籠型異步電動機，由于結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、造價低廉、堅固耐用、無需維修、運行可靠，更可用于惡劣的環(huán)境之中，特別是能做成高速大容量，更適應(yīng)在高速大容量的礦井提升機中作拖動應(yīng)用。就我國目前的情況來看，國產(chǎn)的交流傳動礦井提升機大部分仍采用較老的控制方式，減速制動多采用能耗制動方式。由于電力電子技術(shù)、大規(guī)模集成電路和計算機控制技術(shù)的發(fā)展，特別是交流傳動的矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制理論的出現(xiàn)和成熟應(yīng)用，形成了一系列可以喝直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美的交流調(diào)速系統(tǒng)，國外已將交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)和具有四象限性能的交-直-交變頻調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用于復(fù)雜的、要求較高的、多水平、大容量的礦井提升機中。

2 礦井提升機電控系統(tǒng)的發(fā)展方向

礦井提升機電控系統(tǒng)經(jīng)過多年的發(fā)展，展現(xiàn)出如下的發(fā)展方向。

2.1 平滑調(diào)速且調(diào)速精度高

由于礦井提升機負載變化大，調(diào)速范圍廣，為滿足提升工藝要求而嚴格按照規(guī)定的速度圖運行，因此要求電氣傳動系統(tǒng)應(yīng)能平滑調(diào)速。對于調(diào)速精度，提升機一般要求靜差率較?。ㄍǔ〈3%），使系統(tǒng)在不同負載下的速度給定值于速度實際的偏差控制在一定范圍內(nèi)。這一方面是為了避免啟動過程中出現(xiàn)提升容器下墜現(xiàn)象，另一方面是在保證安全和準確停車的條件下將爬行段距離設(shè)計得盡可能短，進而獲得較高的提升能力。

2.2 提升容器進一步改進

主井箕斗采用具有外動力的側(cè)卸式，裝載采用定量，同時在箕斗采用輕型材料制成，其自重與原來相比有所減輕。由于采用外動力卸載，箕斗無需卸載曲軌，這樣便可通過縮短提升循環(huán)時間來達到高產(chǎn)高效；副井罐籠為滿足綜采、綜掘大型設(shè)備的提升要求，不少礦井采用了非標準、非對稱布置，如采用一個大罐籠、兩個小罐籠的型式。

2.3 完善的故障監(jiān)視裝置

礦井對提升機電控系統(tǒng)可靠性要求較高，因為一旦提升機發(fā)生故障，就會影響礦井的正常生產(chǎn)，而且還可能危及礦工的生命安全。對電控系統(tǒng)可靠性的要求主要表現(xiàn)在如下兩個方面：電控系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量要好，產(chǎn)生的故障要少；一旦出現(xiàn)故障能及時按照故障的性質(zhì)進行保護，并且能對故障進行顯示，使之迅速排除故障。對于安全回路的故障檢測、故障處理等，應(yīng)采取“雙線冗余”的保護措施，以提高安全保護性能的可靠性。

2.4 全數(shù)字化控制

由于引入微機控制系統(tǒng)，隨著微機運算速度的進一步提高，存儲器的容量化、高級專用集成電路的應(yīng)用以及軟、硬件的優(yōu)化組合，以一種全新的方式解決了數(shù)字控制的小型化問題，使得數(shù)字化控制已經(jīng)成為電機控制方式的主流方向。礦井提升機實現(xiàn)了全數(shù)字化調(diào)速系統(tǒng)后，能夠在很寬的范圍內(nèi)高精度測速，所以擴大了調(diào)速范圍，提高了速度控制精度。另一方面，一些模擬電路難以實現(xiàn)的控制規(guī)律和控制方法，如各種最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制、復(fù)合控制等，都變得十分容易，從而使系統(tǒng)的控制性能得到提高。

2.5 滿足四象限運行

礦井提升機是周期性的工作，在加速、等速、減速、爬行、停車及反向等不同階段，每一提升周期都可能出現(xiàn)正力、負力以及正力與負力之間的變化，既有正轉(zhuǎn)，又有反轉(zhuǎn)，既有電動，又有制動等工況，因此要求電氣傳動系統(tǒng)必須是能在四象限中穩(wěn)定運行的可逆調(diào)速系統(tǒng)。

2.6 綜合自動化控制

隨著控制、計算機、通信、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展，目前國內(nèi)外生產(chǎn)的提升機，其控制、監(jiān)視及保護措施已由原來的繼電器或半導(dǎo)體邏輯單元的技術(shù)水平發(fā)展到多PLC（可編程序控制器）、智能儀表的數(shù)字控制以及上位工控機監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)水平。網(wǎng)絡(luò)形式有工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線等。

3 結(jié)論

總之，礦井提升系統(tǒng)是礦山生產(chǎn)中極其重要的環(huán)節(jié)，它的正常運行與否直接影響著礦井的安全生產(chǎn)。礦井提升機電控系統(tǒng)必將沿著數(shù)字化控制方向發(fā)展，數(shù)字化控制系統(tǒng)具有完善的通信功能，使傳動級與上一級自動化系統(tǒng)實現(xiàn)可靠接入，從而構(gòu)成具有很高自動化程度的、完善的控制系統(tǒng)，其適用性更加廣泛。必將能為礦井提供更安全、高效、強大的技術(shù)服務(wù)，使礦井提升電機控制朝著智能化控制的方向發(fā)展，為礦井建設(shè)提供更強大的物質(zhì)基礎(chǔ)。

參考文獻

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篇10

中圖分類號：TM1 文獻標識碼：A 文章編號

王莊煤礦是一個有著四十多年的老礦，井下大巷運輸使用的機車電源為直流550伏，架線為正電壓，軌道為零電位。牽引范圍最長6000米。運輸大巷與各采區(qū)上下山軌道連接，每個連接處有三個絕緣點，以減小直流雜散電流。在煤礦井下，雜散電流帶來的危害主要有以下幾點：1、提前引爆電雷管，造成人員傷亡；2、腐蝕金屬管道、鎧裝電纜外皮等；3、引起高低壓開關(guān)保護誤動作。筆者通過對煤礦雜散電流的管理，發(fā)現(xiàn)許多對雜散電流的錯誤認識，在此提出，以供同行批評指導(dǎo)。

一、雜散電流的測量儀器

雜散電流是隨機事件而且是連續(xù)變化的量，因此要使用一種專用的雜散電流測定儀應(yīng)具有測量、記憶、計算、顯示和報警的功能。其量程可為0-1000mA。

二、 煤礦井下各生產(chǎn)地點間的雜散電流

――采區(qū)內(nèi)各條巷道中的軌道對總接地網(wǎng)間，儀器的X1端子接鋼軌，X2端子接總接地網(wǎng)，記錄其最大值。

――采煤工作面內(nèi)的金屬網(wǎng)假頂對總接地網(wǎng)間，儀器的X1端子接金屬網(wǎng)，X2端子接溜槽，記錄其最大值。

――采區(qū)內(nèi)軌道上下山的軌道與運輸大巷連接處的第二道絕緣夾板相連接的軌道對總接地網(wǎng)間；儀器的X1端子接第二道絕緣夾板上面的軌道，X2端子接總接地網(wǎng)，記錄其最大值。

――掘進工作面與掘進巷道內(nèi)任何地點的軌道對總接地網(wǎng)間，儀器的X1端子接軌道，X2端子接總接地網(wǎng)，記錄其最大值。

――采區(qū)煤倉對軌道間，儀器的X1端子接軌道，X2端子接采區(qū)煤倉。

――井下爆炸材料庫鐵門對軌道間，儀器的X1端子接軌道，X2端子接火藥庫的鐵門，記錄其最大值。

三、雜散電流的測試方法

過去，試驗人員在測試雜散電流時，讓電機車在離測試點最近地點，抱閘啟動，以得到最大啟動電流。測試第一絕緣軌與回電軌、第二絕緣軌與第一絕緣軌之間的電流。標準是以雜散電流在300毫安以下，不能使雷管引爆為合格。這樣測試的方法，只能測出絕緣軌的雜散電流，但在實際中，卻并不可用。因為有些電流通過附近管路、電纜外皮而流走。而放炮作業(yè)基本在掘進巷道，雷管的兩根電線，不可能搭在兩個不同電位的鋼軌上。多常見，由于爆破工違章作業(yè)，在放炮前，未將兩根電線扭在一起，或放炮線中間有破口，致使一根線搭在大地或水管金屬網(wǎng)上，另一根恰好搭在鋼軌上。此時，若雜散電流超過300毫安，極有可能引起電雷管提前引爆，造成人員傷亡。因此，正確的測試方法應(yīng)是，在測試點就近，電機車抱閘啟動，測試第一道絕緣軌與大地、第二道絕緣軌與地之間的電流。同時，還應(yīng)測量該點的軌地電壓。

根據(jù)《煤礦井下牽引網(wǎng)絡(luò)雜散電流防治技術(shù)暫行規(guī)定》1997版規(guī)定：測試采區(qū)內(nèi)軌道上下山與運輸大巷連接外的第二道絕緣軌夾板相連接的軌道處總接地網(wǎng)的雜散電流，記錄其最大值，最大值不宜超過60毫安，為合格。

四、雜散電流的測試周期

根據(jù)2009年《潞安礦業(yè)（集團）公司井下電氣安全管理規(guī)定》中第九章電氣試驗第46條規(guī)定： 使用架線電機車的礦井，用雜散電流測試儀測試，周期為一年。而根據(jù)《煤礦井下牽引網(wǎng)絡(luò)雜散電流防治技術(shù)暫行規(guī)定》1997版規(guī)定：井下各生產(chǎn)地點的雜散電流值，應(yīng)用便攜式雜散電流測試儀每周測試一次。2013年，集團下發(fā)新的《山西潞安礦業(yè)（集團）有限責(zé)任公司煤礦井下靜電及雜散電流防治管理辦法（試行）》的通知，對雜散電流檢測周期提出了新要求，由于測試范圍增大，測試周期縮短，人員及儀器還未配齊，我礦還未開展進行這樣的測試。

五、雜散電流的測試范圍

以前，我礦僅對上山材料車場與運輸大巷連接處測試，未對其它地點進行測試。根據(jù)2013年集團新下發(fā)的《山西潞安礦業(yè)（集團）有限責(zé)任公司煤礦井下靜電及雜散電流防治管理辦法（試行）》的通知要求，我們加大了對全礦各個地點的雜散電流檢測。這樣，就避免了許多容易產(chǎn)生雜散電流的地方漏檢，而引發(fā)的危險事故。

六、其他注意事項

為了有效防止井下雜散電流對井下的危害，結(jié)合我礦的實際情況，對雜散電流采取如下措施：

1、提高電網(wǎng)的絕緣水平，減少零序電流的產(chǎn)生。

2、加強對電纜的維護和管理，嚴禁用鐵絲懸掛電纜，尤其是掘進工作面要保持電纜的完好和按規(guī)定懸掛。

3、降低軌道縱向電阻和接縫電阻。

4、縮短牽引變電所供電距離。

5、降低雜散電流值，減少雜散電流的來源，主要辦法可在鐵軌接頭處焊接銅導(dǎo)線以減少電阻，增大軌地過渡電阻。

6、防止雜散電流侵入電爆網(wǎng)，要保證電爆網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量，爆破母線不得有接頭，保護好導(dǎo)線的絕緣層，雷管腳線或與雷管腳線連接的導(dǎo)線兩端在接入起爆電源前，均應(yīng)扭結(jié)短路。