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对井下安全供电和保护探析 　　摘 要 本文主要介绍了应用较多的三种井下安全供电方式，并对每个供电方式的优缺点进行了简述。在此基础上，探讨可能导致井下供电安全的各种影响因素，最后介绍了一种通用的保证井下供电安全的技术：分级闭锁选择性断电技术。 关键词 煤矿；井下供电；安全 中图分类号TD82 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）96-0045-02 0 引言 安全生产是对所有行业的共同要求，尤其在类似与煤矿等高危产业，我国有煤矿1万多座，更加不能掉以轻心。其中井下作业是事故发生率较高的工作内容，正是由于其作业环境比较特殊，因此需要大量的照明、爆破与运输等辅助设备。井下供电就是其中最为重要的内容之一。 1井下安全供电方式的选择 当前我国煤矿井下供电主要采用以下三种方式。 1.1 IT供电方式 IT供电系统在类型上属于三相三线制系统，其主要应用了电源中性点不接地并在此基础之上，把全部金属设备的外露部位通过保护线直接和地面连通进行供电。IT供电方式比较适合应用于供电距离较短的情况下，其主要优点为良好的供电稳定性与安全性。按煤矿的井下工作中，其对供电系统的性能要求较高，通常不允许断电情况的发生，在必须断电时，也要采用替代设备以满足通风机用电的基本需求。当负载导致短路故障或漏电事故引起机械外壳带电时，漏电的电流就会通过大地这一天然导体形成电压，工作人员也会因此形成跨步电压，对其生命安全具有巨大的危害。因此，IT供电方式主要适用于中小型矿井中的短距离供电系统中。 1.2 TT供电方式 IT供电系统在类型上属于三相四线制系统，其主要应用了电源中性点直接接地并在此基础之上，全部金属设备的外露部位皆通过各自的保护线和大地直接相连。其供电系统的显著特征主要有以下三点：1）若系统中电气设备属于金属质外壳，当由于电气设备的内部而发生漏电故障时，系统能够借助接地尽可能的降低触电事故的发生。在煤矿的井下供电过程中，如果遇到井下地面潮湿，TT供电方式就会将大地对人的导电性放大，产生较高的危险性；2）如果漏电的电流较小，那么熔断器就无法及时熔断，因此还需要增加漏电保护器进行保护。有时为了保证最大程度上的安全，还可以选择性的配置智能漏电保护线路系统，主要由总保护、分支保护、二总线通信接口三个部分构成。每个分支保护检测得到的井下数据能够够经二总线加以通信；3）在进行TT系统接地的安装时，需要耗用的材料尤其是钢材相对较多，且使用后很难回收再利用。因此，这种供电方式在当前煤矿矿井中的应用范围有限。 1.3 TN 供电方式 TN供电方式是一种三相电网系统，也称为保护接零，指的是以一个中性点接地为基础，系统中所有的电气设备的外露与导电部位皆连接在总保护线上，电源和保护线的中性接地点交互连接[1]。若电气设备由于某些故障导致金属外壳带电时，造成零线与火线短路的直接回路，又因为其回路的电阻很小，就会致使回路中电流过大，使得熔断器快速熔断或引起空气自动开关跳闸，切断电源。在不断的发展过程中，TN供电系统又延伸出了TN-S供电方式、TN-C-S供电方式和TN-C三种供电方式，其中的TN-C-S供电方式的线路设置最为简单，且具有较高的安全性，目前被广泛的应用在煤矿井下供电系统中[2]。 2确保安全用电的保护措施 2.1 动态无功补偿技术在煤矿井下供电系统中的应用 煤矿的井下施工需要功率较大的电机，由于供电线路的各种限制，导致工作中的大功率电机和地面供电系统产生除大量的无功功率，导致电能的有用功率大大缩小，对生产效率造成一定的影响。 这时，动态无功补偿技术就成为系统的关键，它不但能够保障电路的供应，稳定电压，还能够降低大量的无功功率。通常，根据其补偿位置的不同，又可以将补偿方式细分为集中补偿方式、就地补偿方式和分散补偿方式三种。 2.1.1 集中补偿 从位置上看，集中补偿的位置主要在变压器的表压处，有时出现在高压降压器的母线之上。其主要优点为维护简单，能够有效降低配电网、用户变压器和专用线路上的无功负荷，降低电能损耗。 2.1.2分散补偿 此种补偿方式的安装位置有高压供电线路与低压供电线路两种，若其安装位置在低压线路上，则具体位置应该为低压线路的母线之上，这样就可以有效提高功率因数，降低线路中电流，从而降低电损。 2.1.3 就地补偿 就地补偿主要是把补偿位置直接和大功率用电机械进行并联，并安装在其周围，主要的作用就是将无功量经补偿装置就地供给至电动机。同时此种补偿方式也是以上三种补偿方式中最具节能功能的方式。煤矿井下供电系统，一般线路都比较长，而且其中的主要大功率用电设备一般位于供电线路的终端，因此可以选用井下电网终端的负荷中心就地补