摘要：随着科学技术的进步，煤矿供电有着电压越来越高、负荷功率越来越大、线路越来越复杂、供电保护越来越精确的趋势。那么煤矿井下供电系统的优劣直接影响到电网的安全性、可靠性、合理性和经济性。尤其煤矿井下采掘机械化程度的提高，生产工作面不断向前延伸、扩大，给煤矿井下安全供电带来了许多不利的影响。文章首先对井下特殊环境进行了分析，然后对煤矿企业井下供电提出了基本要求，最后就预防井下电气火灾的安全检查措施给出了一些措施。
关键词：煤矿井下；低压供电；保护措施
引言：煤炭资源在我国各种能源中占据相当高的地位。我国的煤炭资源存储量相较于其他能源要多的多，因此，煤炭的需求很大。随着我国经济水平的不断提升，我们对煤炭的需求量日益增加。需求量的增加必然导致煤矿开采量的增加。煤矿的安全问题也越来越被人们重视。对于一个煤矿矿井而言，它的结构非常复杂，开采煤矿也受到很多因素的影响。而低压供电系统的复杂性更多，难以安全稳定运行。因此对煤矿井下低压供电系统进行保护就显得尤为重要。低压供电系统的安全稳定运行是煤矿正常开采的保障条件。目前，我国对煤矿井下低压供电系统的保护措施的研究还不够成熟，导致煤矿发生火灾的情况问题频发。为此，相关部门专门拨款用于研究低压供电系统的保护措施。
一、供电系统的现状
电力是煤矿生产的主要能源。对煤矿井下进行可靠、安全、经济合理的供电，对提高产品质量，提高经济效益及保证安全生产等方面都有十分重要的意义。为确保安全和正常生产的需要，合理优化井下供电系统就显得更为重要。当今，随着矿井供电电压等级的不断提高，井下低压供电系统的范围也在不断扩大。对于供电路径而言，由地面110kV（或35kV）变电站到井下中央变电所，再由井下中央变电所到采区变电所，再由采区变电所到采掘工作面移动配电点。对于高压来说，所用电压等级35kV/6kV。井下供电高压采用10kv或6kV。就高产高效综采工作面而言，若工作面供电电源引自采区变电所6000V分段母线上，则工作面就存在6000V，3300V，1140V和660V等4种动力电压等级。而对其他普通综采工作面，低压供电系统也有1140V和660V两种动力电压。
二、煤矿企业对井下供电基本要求
矿山由于生产条件的特殊性，对供电系统有特殊的要求，具体要求有以下几点：
2.1供电可靠性
供电可靠性就是要求供电不间断。因突然中断供电，不仅会影响产量，可能造成人身伤亡事故或重大设备损坏，严重时会造成矿井的破坏。为了保证对矿山供电的可靠性，供电电源应由两个独立电源供电。两个独立电源应来自不同地点，或来自同一变电所不同母线，且电源线路上不得分接任何负荷，这样在一回路电源发生故障的情况下，仍能保证对生产的供电。
2.2供电安全
供电安全是指不发生人身触电事故和因电气故障而引起的爆炸火灾等重大事故。由于矿山生产环境复杂，自然条件恶劣，供电设备容易受损坏，可能造成触电及电火花和瓦斯煤尘爆炸等事故，所以必须采取如防爆、防触电过负荷及过电流保护等一系列的技术措施和制定相应的管理规程，以确保供电的安全。
2.3供电质量
供电质量是指供电电压、频率基本稳定为额定值。我国煤矿一般要求电压允许偏差不超过额定电压的±5%，频率允许偏差不差过±（0.2～0.5）HZ。用电设备在额定参数下运行时性能最好。因此，要向用户供应质量合格的电能，其电压和频率必须稳定。供电频率由发电厂保证，用电企业无法改变。
2.4供电经济
供电经济是指矿井供电系统的投资、电能损耗及维护费用尽量少。这就要求合理的确定供电系统，优选质量高、损耗少、价格低的系统设备，但是必须在满足上述三个要求的前提下，尽量保证供电的经济性。此外，考虑到以后的发展，在煤矿供电设计时还应留有扩建的余地。
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三、井下供电系统存在的问题
3.1供电系统设计不够规范。我公司高压供电系统，随着生产区域向深部延伸，变电所数量不断增加，电缆长度增加，系统显得很复杂，但从整体看，有的变电所已失去使用价值，随着巷道开掘电缆也可以走捷径而缩短距离。低压系统的供电设计缺乏统一性、全面性，各单位间设计重复与脱节现象时有发生，造成设计不规范。不仅如此，现场安装过程中随意性也很大，存在着实际安装与供电设计不一致的现象。我们知道，对于整个矿井供电系统的设计而言，规范设计必须严格符合安全、合理且经济的相关要求，然而在实际安装过程中，大部分单位往往抱着这样一种态度――电缆尽量使用截面大的，尺寸长的，开关使用容量大的，造成既不合理又不经济，甚至由于保护整定不准确而变得不安全的综合性问题层出不穷。
3.2现有低压供电方式不适应长距离供电。近年来，随着采掘机械化程度的提高，达千米长走向的工作面逐渐增多，大功率设备不断增加，这样给工作面供电增加了困难，如超长距离供电，会使开关保护范围达不到要求，大功率设备启动不了。现在采取加固定变压器尽量靠近工作面的方法很难达到要求。因为风道、运道受不断变化的地质条件影响高低不平，且压力不断变化，巷道不断变形，采取移动变电站深入采区的方法有一定困难。
3.3井下电缆环境存在安全隐患。电缆吊挂煤矿安全规程有明确的规定要求，但我公司受自然条件影响，部分巷道及斜巷受压断面及高度不够，造成电缆吊挂距地面高度、间距不够，且经常由于冒顶而埋压电缆，电缆的安全环境受到一定威胁，增强了日程维护的困难。井下接地系统状况不太好。矿井老化，巷道深远，接地系统也是错综复杂，由于各种原因有的接地线、接地极腐蚀较严重，接电线的连接、截面不符合规定现象还存在。
四、供电系统的安全保护措施
4.1过流保护
任何一个电气设备或电子元器件在设计制造之初都有属于他自己额定电流。当流过这个电气设备或电子元器件的电流超过额定电流时，就叫做过电流。过电流对电气设备或电子元器件会造成损坏。更严重的时候会引起火灾等安全事故。过电流保护就是当流过的电流大于额定电流时，能够及时迅速的切断电源，防止发生危险事故。
4.2漏电保护
如果是电气设备或者电线老化出现绝缘体损坏漏出导体时，一旦人体接触到带电体，这时候，电源和大地之间就形成了一条完整的回路，此时就会有电流流过。如果在煤矿井下低压供电系统发生漏电现象后，会造成非常严重的后果，例如人触电死亡或是瓦斯爆炸等性质恶劣的事故。漏电保护措施就是为了防止此类事故的发生。当发生漏电现象时，漏电保护装置第一时间做出相应，立即切断电源，从而阻止更危险的事故发生。
4.3保护接地
前面两段分别介绍了过电流保护和漏电保护，接下来我们对保护接地进行分析介绍。保护接地的工作原理就是把电气设备或电子元器件中不带电的金属外壳和大地链接起来。保护接地实质上是对漏电电流进行了分流，使操作人员即使接触到带电体，也不会发生触电死亡的事故。这对保护工作人员的人身安全具有重要意义。
结束语：
在中国，随着国民经济水平的提高，人们对电能的需求量也日益增加。这就促进了我国煤炭事业的蓬勃发展。煤矿井下作业的安全性问题十分重要，我们不仅要提高井下作业的效率和煤炭的质量，更重要的是保证井下作业的安全。近几年来，煤矿事故非常频繁，其中大多数的问题都出在煤矿井下低压供电系统中。因此保证煤矿井下低压供电系统的安全性极为重要。我们必须加大对低压供电系统的保护。
参考文献：
[1]戴振臣.煤矿井下低压供电系统及保护研究.机电工程技术，2017（12）：115-117.
[2]陈旭昌.《煤矿井下供电安全监测站的开发与应用》《煤矿安全》2010
[3]曹世祜．中国煤炭工业百科全书（机电卷）．北京：煤炭工业出版社，2012（12）
论文作者:赵敏
论文发表刊物:《电力设备》2019年第5期
论文发表时间:2019/7/8
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