煤矿电气设备常见故障及解决措施

鲁海燕

（大同煤矿集团白洞矿业公司， 山西 大同 037003）

引言

矿用电气设备稳定运行是煤矿安全高效生产的重要保障，电气设备的投入使用大大提高了煤矿自动化水平，电气设备主要通过内部控制电路进行送、放电功能，控制电路具有短路、过流、过压、联锁等保护功能；但是在实际煤矿生产过程中，受设备安装环境、设备安装质量、供电网路稳定性等影响，电气设备内控制电路经常出现故障，不仅加大了电气设备检修难度，增加了设备维修费用，而且很容易发生煤矿重大机电事故。根据白洞矿电气队统计发现，2017年—2018 年6 月份之间，井下隔爆开关、移动变压器等电气设备共计损坏14 台，电气设备故障率占27%，造成经济损失达52.9 万元，严重威胁着煤矿安全稳定生产。

1 电气设备控制系统结构及优点

煤矿电气设备电气控制系统主要由系统指令、判断分析和系统执行三部分组成。设备电气系统功能与控制系统是一致的。电气系统具有占用面积小、搬运设备方便、设备防爆性强、对复杂环境适应性强、外壳坚固不易损坏的优点。按照电气系统的运行方式可以将电路系统分为主电路和控制电路。控制电路通常由主电源、保护装置、控制回路、按钮、指令执行、各类数据监测设备、下游电路指令及有序电路组成。

随着我国现代化矿井的不断建成，根据使用方式的不同以及各供电系统间基础和定义不同，电气设备的供电系统具有不同的控制系统，可以通过电气系统的集成控制来改变供电系统的交叉过程。

2 电气设备常见故障及原因分析

2.1 短路故障

当电气设备发生短路故障后，线缆内产生强大的电流。短路电流一旦超过了设备的额定电流，就会造成供电系统设备损坏，而且供电系统发生短路故障后，各类保护监测设备会自动跳闸断电，将会引起整个供电系统瘫痪。

1）由于井下供电设备工作时间长且工作环境差，很容易造成线缆由于老化造成线缆的绝缘层受到破坏，线缆内的三相电缆发生接触而发生短路故障。

2）供电设备在使用过程中很容易造成线缆挤压，维修人员如没有及时发现，线缆内的三相电缆发生接触而发生短路故障[1-2]。

3）线缆在接入时，由于工作人员未按照接线的工艺进行安装，线缆内的三相电缆发生接触而发生短路故障。

2.2 断路故障

1）自然故障。当供电系统在长时间运行后，系统将出现线缆老化、绝缘层损坏、设备腐蚀严重、螺栓松动、绝缘性下降、线缆挤压等情况，将会造成整个供电系统瘫痪。

2）人为故障。检修人员在日常的维护及线缆的安装时，没有按照规程要求的工序进行安装，造成供电线缆达不到标准要求，电缆在供电后会出现开路故障。检修人员在日常维护中未能对出现的故障及时处理，也会造成供电系统出现故障[3-4]。

2.3 线路连接故障

只有电路的正确安装才能保证供电系统正常。当电路在接线中出现错误时将会导致供电系统无法供电。电气设备搬运过程中受到碰撞也会导致供电设备无法正常运行。因此，为了确保供电设备正常运行，检修及施工人员在对供电设备安装过程中，要严格按照规程要求的工序进行，安装完毕后参照施工图纸进行验收，确保各部位的安装准确。

2.4 电路参数不正确

设备在安装完毕后，施工人员要对设备内的保护参数进行整定。如供电设备内的保护参数设定错误，将会造成设备无法正常工作。

3 降低电气设备故障率的技术措施

3.1 安装低压电网防爆装置

为了确保井下发生爆炸事故后能够及时切断电源，供电系统要保证一个相对独立的运行方式，同时为了井下发生电路故障后不会发生爆炸，当供电系统发生故障后，设备的保护装置要以最快的速度切断电源，确保整个供电系统的设备不受到伤害。该装置包括快速断电开关和移动变电站。当井下发生火灾后，操作人员可以及时切断电源，确保工作人员的安全，防止事故进一步扩大。

3.2 提高设备漏电保护

为了减少漏电事故的发生，需在各类开关上安装漏电保护，漏电保护能够确保供电系统发生漏电后及时监测并切断上级电源。加强机电设备的检修力度。检修人员在日常的检修过程中发现故障隐患时及时处理，对电气设备老化的部件及线缆及时进行更换。

3.3 完善系统智能化

随着矿井智能化水平的不断提高，需建立矿井智能化监测设备的投入。智能化保护设备能够及时地发现供电系统故障并报警，确保供电系统正常运行。智能化监测设备内装有先进的保护装置，能够对线路的过压、漏电、短路、过载等故障及时发现，给检修人员处理故障提供参考数据，缩短了事故的处理时间。

3.4 加强设备检修力度

1）电气设备管理部门应加强对设备的检修力度，电气设备在安装前应对设备内部元件进行检查，保证设备零部件完好，并对设备进行充放电实验，确保设备具有隔爆、防爆性能。

2）电气设备在安装过程中必须由专业技术人员指导安装，对供电系统合理选择合适参数的电气设备，设备安装后进行供电实验，并进行电流、电压整定；设备在使用过程中应定期对设备电气系统、控制电路等严格进行检查，发现问题及时进行维修、更换。

4 实践效果

白洞矿电气队对井下电气设备采取预防措施后，2019 年电气设备故障率降低至4%以下，大大降低了设备维修费用，保证了煤矿安全生产，取得了显著的经济、安全效益。