近年來(lái)，隨著煤礦產(chǎn)能的不斷提高，井下電氣設(shè)備越來(lái)越多，設(shè)備的結(jié)構(gòu)也日趨復(fù)雜化，一旦這些設(shè)備出現(xiàn)短路故障，瞬間產(chǎn)生的過(guò)電流會(huì)對(duì)煤礦井下電網(wǎng)造成嚴(yán)重影響。為此，必須采取可靠的過(guò)電流保護(hù)措施。大量的實(shí)踐表明，可控硅過(guò)流保護(hù)裝置能夠?qū)γ旱V井下電氣設(shè)備和電網(wǎng)起到一定的保護(hù)作用，有助于確保煤礦井下電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，這對(duì)于煤礦的正常安全生產(chǎn)意義重大。基于此點(diǎn)，本文就可控硅過(guò)流保護(hù)裝置在煤礦技術(shù)中的應(yīng)用展開(kāi)探討。
    1.可控硅及其過(guò)流保護(hù)裝置概述
    可控硅又被稱之為晶閘管，它屬于一種大功率開(kāi)關(guān)型半導(dǎo)體器件，該器件具有硅整流器件的基本特性，能夠在高電壓、大電流條件下運(yùn)行，且運(yùn)行過(guò)程能夠控制，常被應(yīng)用于可控整流、交流調(diào)壓、無(wú)觸點(diǎn)電子開(kāi)關(guān)；高、低壓開(kāi)關(guān)柜以及變頻器等電子電路當(dāng)中。
    1.1.可控硅的結(jié)構(gòu)形式及特性
    1.1.1.結(jié)構(gòu)形式。按照可控硅外形的不同，可將之分為三種形式，即螺旋式、平板式和平底式，其中螺旋式應(yīng)用較多。無(wú)論哪一種形式的可控硅都有三個(gè)電極，分別為陽(yáng)極（A）、陰極（C）和控制極（G）。由于可控硅是借助觸發(fā)信號(hào)來(lái)控制導(dǎo)通的，故此其與只有一個(gè)PN結(jié)的硅整流二極度管在結(jié)構(gòu)上有很大差別。通常情況下，將5安培以下的可控硅稱之為小功率可控硅，而大于50安培的則被稱之為大功率可控硅。
    1.1.2.特性。可控硅最為顯著的特點(diǎn)是觸發(fā)性，但必須指出的是，若陽(yáng)極或是控制極外加的電壓為反向電壓，便無(wú)法使可控硅有效導(dǎo)通。控制極的主要作用是利用外加正向觸發(fā)脈沖使可控硅導(dǎo)通，但卻并不能使之關(guān)斷，想要使可控硅自行關(guān)斷必須將陽(yáng)極電源斷開(kāi)，如果可控硅的陽(yáng)極與陰極之間外加的是交流或脈沖直流電壓，當(dāng)電壓為零時(shí)，可控硅便會(huì)自行關(guān)斷。
    1.2.可控硅過(guò)流保護(hù)裝置的保護(hù)方式
    可控硅過(guò)流保護(hù)裝置的保護(hù)方式相對(duì)較多，比較常用的有以下幾種：
    1.2.1.快捷熔斷器保護(hù)。該方法最大的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單方便，也是目前普遍采用的一種保護(hù)方式?？焖偃蹟嗥鞯碾娏髦饕侵赣行е?，可控硅的電流則是指正弦半波電流平均值，但實(shí)際上快速熔斷器的熔斷特性與可控硅的允許過(guò)流特性非常近似，通過(guò)大量的試驗(yàn)證明兩者幾乎相等，這樣一來(lái)在具體應(yīng)用中便不需要在進(jìn)行復(fù)雜繁瑣的計(jì)算，所以這種保護(hù)方式非常簡(jiǎn)單。
    1.2.2.在線路中設(shè)置過(guò)流保護(hù)。在長(zhǎng)期過(guò)負(fù)載的前提條件下，采用移相的方法可以使脈沖后移，并脫離長(zhǎng)期過(guò)電流的狀態(tài)，從而起到保護(hù)可控硅裝置的作用。采用移相的方法作過(guò)電流保護(hù)的方式較多，比較典型的有拉逆變、電流截止、過(guò)流保護(hù)等等。
    2.可控硅過(guò)流保護(hù)裝置在煤礦中的具體應(yīng)用研究
    2.1.在煤礦井下設(shè)備中的應(yīng)用
    在可控硅過(guò)流保護(hù)裝置中，可利用電量采集器實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備的安全監(jiān)控。電量采集器作為可控硅過(guò)流保護(hù)裝置的核心監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)γ旱V機(jī)電整體系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行全過(guò)程跟蹤監(jiān)控，尤其可實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)運(yùn)輸設(shè)備皮帶機(jī)、刮板機(jī)；通風(fēng)設(shè)備主井、副井通風(fēng)機(jī)；排水設(shè)備主井水泵；主井、副井提升絞車；采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)等重要機(jī)電設(shè)備工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)利用微機(jī)信號(hào)分析處理器取得監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，將其作為機(jī)電設(shè)備安全管理的重要依據(jù)。在實(shí)際操作中，井下分站由一種二級(jí)到三級(jí)分布式的集散管理系統(tǒng)組成，這是電量采集器系統(tǒng)的主要配件部分，主要負(fù)責(zé)對(duì)井下作業(yè)環(huán)境、生產(chǎn)參數(shù)、整體工作進(jìn)度、排水情況的連續(xù)監(jiān)測(cè)，既可以監(jiān)控可控硅整流裝置中的過(guò)流保護(hù)裝置，也可以準(zhǔn)確監(jiān)控和檢測(cè)礦井其他情況，如監(jiān)測(cè)井下瓦斯?jié)舛?、一氧化碳含量、風(fēng)速負(fù)壓等情況，以確保井下作業(yè)環(huán)境的安全。電量采集器分站要與地面上的中心通訊站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)連接，不僅能夠及時(shí)傳輸井下作業(yè)環(huán)境的各種數(shù)據(jù)信息，還能夠通過(guò)接受并執(zhí)行地面中心通訊站的命令，進(jìn)而強(qiáng)化地面中心通訊站對(duì)井下作業(yè)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
    2.2.可控硅裝置與高壓斷路器的聯(lián)用
    在煤礦機(jī)械設(shè)備中，可控硅過(guò)流保護(hù)裝置在穩(wěn)定電路、保護(hù)電路、維護(hù)運(yùn)行中電氣設(shè)備安全等方面有著重要作用。而煤礦機(jī)械電路體系中的高壓斷路器是保證系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，是保護(hù)和控制煤礦機(jī)械電路系統(tǒng)正常運(yùn)行、可靠工作的先決條件。為此，煤礦機(jī)械設(shè)備安全管理應(yīng)充分發(fā)揮可控硅過(guò)流保護(hù)裝置和高壓斷路器的雙重作用，通過(guò)適度協(xié)調(diào)二者的功能和性能，從而保障煤礦機(jī)械整體系統(tǒng)的運(yùn)行安全。當(dāng)前，一般采取高壓智能過(guò)流斷路器，該斷路器由三個(gè)獨(dú)立操動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，通過(guò)匯控箱實(shí)現(xiàn)三相的匯通聯(lián)動(dòng)，并由各相的機(jī)構(gòu)傳動(dòng)輸出軸與極柱直接相連。同時(shí)，在斷路器的過(guò)渡保護(hù)裝置上還需安裝繼電啟動(dòng)器閘門。當(dāng)可控硅過(guò)流保護(hù)裝置與高壓智能過(guò)流斷路器進(jìn)行聯(lián)動(dòng)時(shí)，通常情況下只需要采用單個(gè)操動(dòng)機(jī)構(gòu)組成的斷路器，而后再以操作桿聯(lián)接方式與操動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。

    總而言之，煤礦井下設(shè)備的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，是確保煤礦正常安全生產(chǎn)的前提和基礎(chǔ)，而想要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，可控硅過(guò)電流保護(hù)裝置無(wú)疑是最佳的選擇。通過(guò)該裝置的應(yīng)用，不但能夠提高煤礦井下設(shè)備運(yùn)行的安全性，而且還能進(jìn)一步確保煤礦井下電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，這不但能夠?yàn)槊旱V的正常安全生產(chǎn)提供可靠的保障，而且還能給煤礦企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)于促進(jìn)其持續(xù)發(fā)展意義重大。