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［摘要］為提高機電設備安全穩定性，避免電氣干擾，降低機電設備事故率，馬蘭礦選煤廠通過技術研究，對選煤廠常見的電氣干擾源進行分析，提出相應預防措施，大大降低了設備事故率，提高選煤廠選煤效率，取得了顯著成效。

［關鍵詞］選煤廠；機械設備；電氣干擾；對策措施

引言

隨著煤礦生產技術水平不斷提高，大型機電設備在選煤廠中被廣泛應用，大大提高了選煤效率，提高了選煤自動化水平，降低了選煤勞動強度；但是在選煤生產中還存在很多問題，制約著安全高效選煤，而電氣干擾是最常見的問題之一。由于受磁場、機械振動、射頻等干擾，選煤設備在使用過程中經常出現信號失真、動作誤差大、產生噪音等現象，不僅降低了選煤設備使用壽命，影響著選煤廠正常生產，而且很容易引發重大選煤設備事故。為了保證選煤設備安全高效運行，進一步提高選煤效率，以西山煤電集團馬蘭礦選煤廠為例，對選煤廠常見電氣干擾類型進行合理分析，并根據實際生產情況提出預防措施。

1概述

西山煤電集團馬蘭礦選煤廠設計選煤能力為780萬t/a，采用重介選煤工藝。選煤廠包括生產車間5座，機電設備1120套，總儲存能力為48.9萬t；選煤廠采用PLC集中控制系統并應用了工業電視、重介在線測灰儀和煤位自動顯示等自動監控手段，實現了自動化選煤。但是由于選煤廠內機械種類及數量逐漸增多，電氣干擾日益突出，經常因電氣干擾造成選煤運輸集控系統紊亂、PLC控制器失調、工業電視失真。根據統計發現，2016年馬蘭礦選煤廠共發生11起機電設備事故，其中5起事故是電氣干擾引起的，占總事故率的45.5%，造成經濟損失達57.2萬元。

2選煤廠電氣設備干擾源分類

馬蘭礦選煤廠電氣系統主要包括設備動力系統和設備控制系統2部分。由于設備控制系統主要通過工業以太網、信號電纜以及紅外線等進行信號傳輸、轉換等，所以在選煤生產過程中，控制系統受電氣干擾影響最大，如工業電視、通訊系統、儀表系統等；一旦出現電氣干擾將嚴重影響電氣設備正常運行，如儀表系統受電氣干擾后會出現噪音大、信號傳遞錯誤、通訊字節丟缺、動作指令錯誤等。針對這一情況，馬蘭礦選煤廠通過技術研究，對選煤廠主要電氣干擾源類型進行分析。

2.1電氣設備內部干擾

（1）電氣設備內部磁場感應干擾和電場感應干擾。磁場感應干擾主要是由于2條或者2條以上電路之間存在磁場間相互作用，一旦一條電路中電流發生變化會通過磁場對另一條電路產生影響；電場感應干擾主要是由于相鄰2個單元電路之間存在電容分布，從而導致電場間相互影響作用，特別對于高頻率的射頻段產生電場感應干擾最嚴重。（2）電氣設備內部噪聲干擾。電氣設備內部噪聲干擾主要包括熱噪聲干擾、接觸噪聲干擾以及散粒噪聲干擾等3種類型。熱噪聲干擾主要是由于電氣設備內部元件運行時產生高溫熱量造成的，溫度越高熱噪聲干擾越嚴重；接觸噪聲干擾主要是由于2種或以上電氣元件在運行過程中電導率發生變化產生的噪聲干擾；散粒噪聲主要存在于半導體元件內，因半導體內載流子不規則及不連續運動，造成半導體電性能變化，從而產生寬頻的噪聲干擾。

2.2電源類干擾

泵類變頻器以及大功率電焊機是選煤廠重要機械設備，該類大型功率設備在使用過程中會產生高次諧波，雖然經濾波器及電抗器進行過濾，但是參與的高次諧波對選煤廠電源系統還會產生嚴重干擾。象工業電視、PLC集控系統以及調度通訊系統等都使用同一電網且自身信號相對較弱，在高次諧波的影響下產生信號波動現象，導致系統運行不正常。

2.3射頻類干擾

選煤廠電氣設備射頻類干擾主要是泵類變頻器及大功率電焊機，該類設備需要通過動力電纜將電源進行連接運轉，而動力電纜在通電時會發出射頻，從而對電氣設備產生干擾。若工業電視、調度監控系統以及集控系統電纜與動力電纜捆綁一起時會造成系統失真，同時泵類變頻器、電焊機在運轉時自身也會產生射頻，會對周圍設備產生干擾，如PLC模塊動作失靈、通訊不穩等。

2.4機械設備干擾

由于選煤廠內大型機械設備較多，如重介選煤機、刮板輸送機等，設備在運行時會產生不同頻率的聲波以及震動，在特定環境下同樣會對電氣系統如工業電視、儀器儀表等產生干擾。

3選煤廠電氣干擾預防措施

馬蘭礦選煤廠通過技術研究，決定從抑制干擾源和阻斷干擾源傳播途徑2種技術措施進行預防電氣干擾。

3.1抑制干擾源技術措施

（1）為了防止泵類變頻器產生電氣干擾，可在變頻器前段安裝獨立的線路電抗器，同時可阻止變頻器產生畸變電流，從而降低對主電源的干擾；該方法成本較低，但是當電抗器電抗系統相對較大時很容易降低電壓，導致設備無法運轉。（2）為了防止泵類變頻器產生高次諧波對電氣干擾，可在其前端安裝LC多級無源濾波器，通過對濾波器設置多級濾波（可設置七級），當高次諧波與濾波位于相同級時將會被過濾；該方法靈活性相對較差，且對電源及負載依賴性大。（3）為了降低負載及電源產生的正向諧波電流影響，可在電源和負載電路上并聯一個有源補償器，通過補償器產生的方向諧波電流抑制負載產生的正向諧波。（4）為了防止系統主電源產生電磁干擾，可在電氣設備比較集中的地方安裝抗射頻干擾濾波器，從而對電氣設備周圍電氣干擾進行抑制，降低主電源傳導發射。（5）泵類變頻器動力電纜超長供電時同樣也會產生射頻干擾，馬蘭礦選煤廠對非屏蔽動力電纜長度＞110m時在電機與變頻器之間安裝一個電抗器，從而降低動力電纜射頻干擾。

3.2阻斷干擾源傳播途徑技術措施

（1）安裝獨立接地系統。接地線傳播干擾是電氣干擾最常見的途徑之一，馬蘭礦選煤廠通過研究決定在廠內設備接地極上安裝控制系統接地和動力系統接地，且將每個接地極獨立安裝。（2）采用雙重屏蔽電纜。為了有效阻斷射頻干擾，馬蘭礦對選煤廠大功率機械設備采用BYTO-2型雙重屏蔽電纜作為動力電纜，如圖1所示。該電纜外部為交聯聚乙烯絕緣保護套，內部為銅絲纏繞的銅包，具有良好的射頻干擾阻斷效果。（3）接入千兆工業以太網。光纖信號傳遞不僅傳輸速度快，而且信號穩定，受射頻類干擾影響小。馬蘭礦選煤廠選用工業千兆以太網作為工業電視、通訊系統、集控系統信號傳遞介質，從實際應用中觀察發現工業千兆以太網具有信號傳遞穩定、抗干擾性強等優點。

4結語

西山煤電集團馬蘭礦選煤廠通過技術研究，對選煤廠電氣設備主要的干擾源進行分析，并根據實際情況采取了有效的預防措施。應用效果表明，馬蘭礦選煤廠采取抗干擾措施后提高了選煤廠選煤效率，降低了選煤廠機電設備事故率，2017年未發生一起因電氣干擾導致的機電事故，全年節約費用50余萬元，取得了顯著經濟效益。

作者：王捷 單位：西山煤電集團