文档介绍：机电运输事故防治新技术
主讲:刘玉华
国家‘653工程’培训教师
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煤矿机电、运输事故概况
煤矿机电事故是指采掘设备和通风、排水、空气压缩设备以及供电系统和用电设备所发生的事故,据有关资料统计,煤矿机电事故死亡人数占总死亡人数的9%左右。
煤矿运输事故是指煤矿提升、运输系统发生的事故。煤矿提升运输系统是矿井生产的重要环节,该系统运行状态正常与否,对矿井生产有着直接影响,我国煤矿运输事故所造成的人员伤亡十分严重,据有关资料统计,煤矿运输事故死亡人数占总死亡人数的15%左右。
一、电气故障防治技术
电气故障对煤矿安全生产正常进行威胁极其严重,为此,我国加大对矿井供电安全技术的研究开发。近几年,主要在下面几个方面有较大突破:
(1)井下高压可以直接使用10000伏。这是我国“十五”煤矿成型技术,井下供电有660V到1140V的技术改进后,现在大型电牵引采煤机逐步实现直接使用3300V供电,为配合电压升级,使用矿用防爆高压配电装置,用真空开关取代多油断路器,矿用变压器由干式和移动变电站取代油浸变压器。
一、电气故障防治技术
(2)低压馈电开关和磁力起动器已实现了产品系列化。开关真空化、保护电子化、双速电机、直线电机和永磁电机的新品种,提高了电气绝缘性能和供电的安全水平。
(3)矿用高低压电缆采用了阻燃材料,增加了屏蔽监视芯线和加强型结构,移动式和手持式电气设备使用专用橡套电缆。
一、电气故障防治技术
(4)供电系统过流保护、漏电保护、保护接地已由有触点继电保护发展为半导体无触点保护和集成电路、单片机和微机综合保护。
(5)井下移动变电站和电钻变压器采用了快速断电技术,分断速度加快,安全性能大大提高。
(6)矿用开关电器采用了断相保护、监视保护、相敏保护、风电闭锁保护、瓦斯电闭锁保护、快速断电保护等各种新型保护装置。
二、煤矿电气安全的发展方向
矿井井下电气安全的发展方向有四个方面。
1、低压电网的“全方位”防爆
传统的电气安全措施属于局部的各自独立的“点”式防爆,没有形成整体防火防爆能力,不能有机地结合在一起形成整个低压电网的“全方位”防爆体系。
“七五”期间,国家组织了“井下低压供电系统快速断电安全技术”攻关,研制出了具有的快速断电装置,如各种快速断电移动变电站、快速断电真空馈电开关等电源开关组合装置,并逐步推广。利用快速断电安全技术,可以在电气明火外露以前切断电源,也就是使电网故障的断电时间(<5ms)小于故障电流明火的形成时间,保证了整个低压供电网络的防火防爆安全。
1、低压电网的“全方位”防爆
由于电网中储能元件的存在,当电源切断后,故障点仍有可能产生电火花或电弧。因此,为进一步完善快速断电安全技术,需要探索电动机反电势的产生、衰减规律,解决好能量的吸收问题。
2、漏电保护性能的完善
在井下低压电网中,漏电故障占电气故障的70%左右,因此,漏电故障是影响供电可靠性的主要因素。选择性漏电保护可以缩小漏电故障的停电范围,缩短寻找和消除漏电故障的时间,可以提高供电的可靠性。另外,选择性漏电保护中旁路接地分流技术的应用,可以在较大程度上减小因电动机反电势和电网分布电容所形成的故障点电流,提高了电气安全程度。实践证明,选择性漏电保护在提高井下低压电网的安全性和可靠性方面具有重要的地位。因此,深入地研究电网漏电机理,不断完善漏电保护性能,提高漏电保护的技术水平,对保证井下低压电网的安全运行具有重要的意义。
3、保护系统的智能化
随着微电子技术的蓬勃发展,井下低压电网的监测与保护正走向微机化、智能化。利用微机可靠性高、功能多、易扩张、能记忆的优势,可以构成6~10kV电网和低压电网的微机综合保护系统。它集短路、漏电、过负荷、断相、过电压等故障保护于一体,除了具有各支路的电压、电流、功率因数以及耗电量等工况显示外,增加故障时间、电网对地绝缘电阻和分布电容、相间绝缘的显示,另外增加定时打印取样,全面实现矿井各级变电所与井下低压供电单元的微机监测与保护。
4、开关装置的无触点化
随着电力电子技术的发展,新型功率器件不断问世,无触点电力半导体开关越来越多在出现在矿用电器中,从而解决了开关电弧和真空开关操作过电压等问题。今后的研究课题将围绕隔爆外壳内大功率半导体器件的散热技术,半导体断路器或接触器的通断机理、通断能力等进行。