摘要：随着近些年来社会经济的飞速发展，各行各业都加快了自身发展的步伐，这就使得社会各界对能源的需求与日俱增，煤炭作为我国能源体系的重要组成部分，一直备受社会各界的广泛关注，这对于我国的煤炭行业发展来说既是机遇也是挑战，因此煤炭行业应该推动安全生产技术的出现，应用新型的管理模式，在保障安全的前提下加大开采的效率，以此来满足社会各界对能源的需求。在开采的过程中煤矿电缆短路故障对煤矿工人的生命财产安全造成了巨大的威胁，因此本文针对电缆短路故障，提出相应的解决措施，望能推动我国煤矿开采控制体系的完善，保障煤炭行业的稳定发展。
关键词：煤炭行业；安全生产；控制管理模式；问题与解决对策
一、煤矿开采工作
随着近些年来我国煤炭行业的迅猛发展，各种煤炭开采技术层出不穷，生产管理模式也逐步向着自动化科学化方向迈进，随着各种采煤机器传送机器的出现，煤炭开采的效率大幅度上升，这就使得煤炭开采矿区对电力的需求不断增加，为了满足日益上升的用电需求，煤矿不得不设置完善的供电体系来提升煤矿供电电网的供电能力，这其中电缆是保障整个供电系统稳定工作的基础，但是由于煤矿移动频繁，电缆很容易受到外力的影响而出现损伤，或者是在自然条件的影响下，老化使得电缆失效。这些都是导致电缆短路故障的主要原因，一旦发生短路现象，很有可能导致设备损毁烧坏。情况严重时，甚至会导致瓦斯爆炸，从而造成严重的安全事故。
二、电缆短路危害
2.1引发爆炸
据不完全调查，煤矿发生瓦斯煤炭爆炸事故的主要原因是由于电缆短路造成的。每一次爆炸事故发生，都会导致大量的人员伤亡和财产损失。一旦短路现象发生，必定出现设备电火花，从而引发瓦斯爆炸。由此可见，一旦电缆短路就会造成不可预估的灾害影响，甚至导致整个煤矿开采地区的地壳发生变化，为事故解决带来巨大的影响和难度。
2.2设备损毁
相较之于瓦斯爆炸短路故障，对设备的影响更为直观，一旦出现短路故障，设备就会受到电流的影响，使自身烧毁，或者内部精密零部件出现损坏直接导致煤炭开采矿区的供电系统出现故障，无法保证稳定的供电。从而使得许多重要的设备无法正常工作，例如照明设备，通风设备，对地下工作人员的人身安全产生影响。
2.3其他危害
电缆短路故障带来的人员伤亡和经济财产损失事故不胜枚举，但是除了这些显性的事故，还存在着其他隐性的事故，例如短路电流过大很有可能产生电磁辐射。这些电磁辐射不仅会对人体产生不可预知的影响，还有可能对其他的电信通讯以及无线信号产生干扰，导致整个开采过程无法稳定地继续下去。
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三、限流技术发展
为了解决短路故障，煤炭开采行业开发了许多的保护技术，限流技术就是短路保护技术的重要组成部分，有着悠久的历史。这就直接使得短路保护技术有了相对完善的理论体系，其工作原理就是通过降低短路时出现的电流，将其与总电阻抗相比，使电流被限制在可控的范围之内，所以限流技术主要的出发点就是两点，首先要降低总电压，其次要增大总阻抗。通过对煤炭地下供电网络进行全面的分析，按照当地的施工特点进行分析，选择最为合适的切入点设置，短路限流技术以此来增大系统的总阻抗。
传统的限流控制技术是从整个电路网线的框架入手，将变压器的作用充分的发挥出来使系统的总阻抗加大，但是这种技术不仅经济性能较低，而且施工难度较大，不适合复杂多变的煤炭开采行业，也无法保证稳定的供电满足煤矿开采的需求，另外传统的限流措施会使用较为昂贵的电线，也就是所使用的电缆必须自带阻抗值，很容易导致电能过度消耗，对电力的利用效率不高，造成能源的浪费。
四、故障限流器
故障限流器有着悠久的历史，在应用的过程中所提供的阻抗很小，但是在发生故障的时候，可以瞬间增大自身的阻抗值。从而起到自身的保护作用。其主要功能构成包括正常通流回路(正常阻抗)以及同其并联的故障限流元件(高阻抗)，并接入故障检测部分。
五、故障限流器
煤矿电缆因为其使用环境，发生短路的概率较普通电流要高。因短路时，最大电流峰值出现在第一个半波，为满足短路发生后，需在短路电流达到第一个峰值前对短路电流进行抑制，在断路器完全断开前这段时间内，保障变电设备的安全。常用的方法是短路后增加电阻来降低电流，增加电抗器来抑制电流。现常用故障限流器有超导、PTC电阻、磁元件、以及固态限流器。而增加电阻的方式，虽然结构简单，但容易产生过压和恢复慢的问题；固态限流器的动作快，而且可多次使用，适合煤矿易短路的环境。固态限流器以GTO与电抗器并联，因GTO阻抗较小，正常的时候电抗器不工作。进行检测，一旦电缆发现短路故障，可快速关断GTO开关，投入限流电控器，以此来促进电流流入电抗器，完成整个限流工作。如果将故障限流器应用到煤矿开采行业，可以瞬间将整个供电线路的安全性能大幅度提升，无论是短路时发现电流增大还是电压减小，都可以视作为预警信号，而故障限流器就可以发挥自身的实际应用效果，在电缆短路故障发生的瞬间，以高强的灵敏性快速短路熔断，使电流流入电抗器，实现对整个电路的保护和控制，尽可能地保障煤矿在电缆安全供电的情况下进行安全生产，以此来保障煤矿开采人员的生命财产安全。
六、结束语
综上所述，随着故障限流器技术的成熟，电缆短路控制技术所发挥出来的作用逐步凸显出来。尤其是近些年来煤炭开采行业的市场竞争压力逐步增大，可持续发展战略的提出使得煤炭行业必须将安全生产等等作为自身生产改革的第一要务。而利用短路故障控制技术完善自身的现场管理控制体系，能够使得现场的安全隐患大幅度下降，并且起到对设备的保护作用，降低运营成本，满足煤炭开采行业稳定发展的需求。
参考文献：
[1]陈志. 并联逆变电源独立供电系统的控制与保护策略研究[D].华中科技大学,2018（09）
[2]耿浩. 微电网SAPF中BP神经网络PI-重复控制策略的应用研究[D].辽宁工程技术大学.2019（06）
论文作者:戚欢
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
标签：故障论文; 电缆论文; 煤矿论文; 电流论文; 阻抗论文; 煤炭论文; 技术论文; 《电力设备》2019年第22期论文;