冉刚

【摘要】 随着煤矿开采业的发展，煤矿逐渐向深部作业，深井作业地质环境比较复杂，粉尘多、土层含水量多，很容易影响电气设备的功能，从而对煤矿井下作业的安全产生影响，甚至引起煤矿爆炸等安全事故。因此，为了确保井下作业的安全性，应该加强井下电气设备的硬件电路功能模块，降低电气设备故障发生概率。

【关键词】 煤矿生产 井下作业 电气设备 电路模块

引言：

煤矿电气设备包括高压开关柜、高压防爆配电装置、磁力启动器、移动变电站等等，这些电气设备的高压开关柜主要用于煤矿地面变电所、井下中央变电、总进风巷和主要进风巷、低瓦斯矿井的井底车场等，这些电气设备的高压开关柜继电保护装置以电磁感应装置为主，对矿井电气设备具有一定的保护作用，但是结构比较简单，已经无法适应当下煤矿井下作业的要求。

因此，如何针对煤矿井下作业的要求，让电气设备继电保护装置能够符合井下作业的环境，从而有效地维护井下作业的安全性。

一、当前煤矿井下电气设备运行存在的问题

近年来，随着煤矿开采业的发展，煤矿井下作业应用的电气设备越来越多，在提高煤矿生产效率的同时，也存在一些安全隐患：比如电气设备的继电保护装置没有有效发挥保护作用，影响电气设备的正常运转，甚至造成一定的安全隐患。因此，设计一种性能稳定、保护种类齐全、保护装置灵敏度高、可靠性强的煤矿井下电气设备智能控制模块很有必要。

二、智能化电路模块设计

2.1漏电闭锁模块

漏电闭锁模块的功能主要是检测绝缘电阻，在真空接触器吸合之前或者断开之后，检测电机绕组部分电缆的绝缘性能，如果发现电缆的绝缘电阻值比动作值低，那么就启动漏电闭锁保护动作，禁止启动或者发出报警信息，液晶显示屏显示漏电故障和漏电绝缘电阻值。如果主回路的绝缘电阻值恢复到动作值的1.5倍时，漏电闭锁保住装置断开保护动作，真空接触器合闸。但是在设计的时候，漏电闭锁保护装置断开动作比主回路断开动作延时10秒。如果继电保护装置启动前没有出现漏电故障，电力系统启动后真空接触器吸合后漏电保护功能应该由上一级馈电开关完成，漏电闭锁保护模块不启动。

2.2通信模块

通信模块负责电气设备信息的传输，一旦电气设备出现故障，通信模块将设备故障及时传输到电力系统，技术人员根据故障信息，立即对设备进行检修。为了满足煤矿深井作业的需求，通信模块使用远距离数据传输的RS-485，通过它将电气设备的参数发送到矿井的局域网，矿井工作人员就能通过局域网随时了解电气设备的运行情况。通信模块分串行通信和并行通信。串行通信方式小的传输线少，适合远距离传输。并行通信传输速度快，但是所需的传输线比较多，长距离传输数据会增加成本。根据煤矿生产的实际情况，选择串行通信方式。RS-485串行通信必须按照RS-485通信接口标准进行设计。

2.3联控模块

联控模块是电气设备智能控制系统中重要的组成部分。当电气设备控制系统设计为联控模式以后，整个电力系统只需要一台主机，通过主机就可以控制其他机器。

整个联控系统可以由一台主机控制开启和关闭，同时每一台机器都可以单独启动和停止。如果联控装置出现故障，那么系统会自动停机，将停机信息传输到液晶显示屏上。如果联控系统出现问题，首先要立即排除故障，让每一台机器恢复正常运行。 联控装置的命令通过频率完成，每一台机器和控制命令对应一定的频率脉冲，如果机器需要向下机位发送命令只需要发送一定的频率脉冲就可以实现，下机位接受到信息以后进行解码，自动识别上机位的指令。

2.4电源模块设计

智能继电保护装置的电源电路包括电网供电电路和电池供电电路，这两种供电方式通过把闭合开关自由切换。如果是在电网上运行，则采取电网供电方式，电源控制由继电开关电源供电，如果系统停止运行时，按照煤矿生产的规范和用电要求，井下不允许带电打开隔爆外殼，所以将供电方式切换成电磁供电，这个时候，电气设备的智能控制系统由外接蓄电池提供电源。此外，为了避免蓄电池发生电极短路的现象，要做好蓄电池的保护措施，比如在靠近电极两端的地方串接200毫安的快速熔断式，可以避免蓄电池电极短路故障的发生。

三、结束语

在提高煤矿生产的效率和质量的同时，电气设备运行过程中存在的安全隐患给煤矿安全生产带来一定的影响，并直接威胁到煤矿工人的生产安全。因此，做好煤矿井下电气设备功能电路模块智能化设计，有利于提高电气设备的安全性和可靠性，避免电气设备故障的发生，从而保证煤矿安全生产。

参 考 文 献

[1] 高林春.探究煤矿井下电气设备功能电路模块的设计[J].大科技，2016，（20）：158-159.

[2] 梁磊，韩元伟，董俊岭等.关于煤矿井下电气设备的智能保护的研究[J].科技与企业，2012，（19）：297-298.