秦蘭旺 寧新峰

摘要：煤礦生產(chǎn)行業(yè)常發(fā)生各類安全事故，并且煤礦由于處于地下環(huán)境，事故發(fā)生后，救援工作也較為困難。因此，控制煤礦的安全事故主要以提前防治為主。煤礦井下的供電系統(tǒng)因長(zhǎng)期處于大量煤塵和潮濕的空氣中，供電系統(tǒng)的絕緣材料容易被侵入損壞，降低供電系統(tǒng)的絕緣水平以致發(fā)生漏電。漏電事故發(fā)生在井下，容易導(dǎo)致瓦斯和煤塵的爆炸，甚至引起火災(zāi)。本文首先從供電系統(tǒng)的電壓等級(jí)及供電方式進(jìn)行介紹，繼而分析了供電系統(tǒng)漏電的原因，最后提出了煤礦井下供電系統(tǒng)漏電的防護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：煤礦井；供電系統(tǒng)；漏電；原因及防治

1引言

煤礦井的環(huán)境充斥著大量的煤塵、污水、少量瓦斯以及爆炸物遺留的廢渣，供電系統(tǒng)身處一個(gè)潮濕、多塵埃和廢渣的臟亂環(huán)境。煤礦井日常的工作，井下供電系統(tǒng)的電纜常被隨意放置或由其他線拉扯放置于洞井的上部。電纜極易受到拉扯損壞，引起瓦斯和煤塵的爆炸，電雷管爆炸，嚴(yán)重引起火災(zāi)。供電系統(tǒng)是煤礦井的必要設(shè)施，但同時(shí)也是一個(gè)潛在的危險(xiǎn)隱患。既要保證供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，也要保證供電系統(tǒng)處于一個(gè)相對(duì)安全的狀態(tài)。首先，改善煤礦井中惡劣的供電環(huán)境，其次煤礦井需要提前準(zhǔn)備一些切實(shí)有效的防護(hù)措施，保證供電系統(tǒng)的可靠性和安全性。用電的三大保護(hù)分別是過流保護(hù)、漏電保護(hù)和接地保護(hù)，其中漏電保護(hù)是較為重要的保障。一旦在較為封閉的煤礦空間中，發(fā)生漏電事件，將會(huì)發(fā)生較為嚴(yán)重的安全事故。

2煤礦井下供電系統(tǒng)的電壓等級(jí)及供電方式

煤礦井下的低壓電力負(fù)荷電壓等級(jí)通常在127V、380V、660V、1140V的中等級(jí)電壓。其中，煤電鉆、照明、信號(hào)裝置的電能主要適用127V電壓，分別適配一整套綜合裝置單獨(dú)調(diào)節(jié)。1140V、660V、380V的電壓需要降低至127V電壓來供基本設(shè)施的用電。1140V電壓主要是供應(yīng)大功率機(jī)械設(shè)備，采用井下移動(dòng)式變電站的供電方式。660V電壓，根據(jù)不同的井下用電量，采用兩種方式供電，一種是井上變電所固定供電方式，另一種是井下移動(dòng)變電站。目前，國(guó)內(nèi)開采規(guī)模小、開采效率不高的小型煤礦，井下的供電系統(tǒng)采用的都是380V電壓等級(jí)，安全指數(shù)相對(duì)高。

3煤礦井下供電系統(tǒng)漏電的原因分析

漏電是指當(dāng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)，電網(wǎng)的絕緣效果降低到一定程度后，電網(wǎng)會(huì)出現(xiàn)電流泄露。煤礦井中發(fā)生漏電主要有兩種方式，一種是分散漏電，另一種是集中漏電。集中漏電發(fā)生在線路的某一點(diǎn)中，瞬間集中性出現(xiàn)漏電或長(zhǎng)期局部漏電。分散漏電是整條線路的絕緣水平處于較低狀態(tài)，出現(xiàn)微量的漏電現(xiàn)象。

3.1 供電設(shè)備自身的原因

供電設(shè)備處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，其電機(jī)繞組會(huì)發(fā)熱并出現(xiàn)一定的膨脹變形。當(dāng)設(shè)備處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，電機(jī)繞組會(huì)在冷卻縮回。電機(jī)繞組其絕緣外層隨著電機(jī)繞組膨脹變形，但其不會(huì)冷卻縮回，由此電機(jī)繞組和絕緣外層之間形成了空隙。由于煤礦井中充斥大量的煤塵和潮濕的空氣，侵入空隙后，致使相應(yīng)的絕緣材料阻值大大降低，達(dá)不到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，造成漏電的發(fā)生。潮濕的空氣不僅會(huì)侵入絕緣外層的內(nèi)部，并且對(duì)電氣設(shè)備內(nèi)部的接線板也有影響。接線板的具體配件如接觸器、電子保護(hù)插件等受潮后，易發(fā)生電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，甚至發(fā)生過電壓沖擊。總結(jié)起來，超市的空氣和大量的煤塵易使得供電系統(tǒng)中的絕緣材料受損，使得絕緣保護(hù)能力處于較低的水平，發(fā)生漏電事故。

3.2 安裝設(shè)備的質(zhì)量問題

電工在將電纜接線時(shí)，錯(cuò)誤地將相線和地線接在一起，一旦通電，立馬發(fā)生嚴(yán)重漏電事故。如果電工沒有將相線和地線錯(cuò)誤相接，但接頭的技術(shù)較差，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械強(qiáng)度，然而電纜在被移動(dòng)時(shí)容易發(fā)生損壞或折斷，發(fā)生漏電故障。若電纜的接頭違反了施工的工藝要求，為節(jié)省成本使用不符合標(biāo)準(zhǔn)的接線盒，極有可能發(fā)生電纜橡套遭到破壞，最終電纜受到潮濕空氣和煤塵的侵入而發(fā)生漏電。

如果接頭的質(zhì)量達(dá)不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在煤礦井這樣工作環(huán)境相對(duì)較差的條件下工作，極易發(fā)生接頭過度發(fā)熱使得絕緣層遭到破壞出現(xiàn)漏電現(xiàn)象。如果開關(guān)接線腔內(nèi)電纜芯線接頭不牢固，壓板較為松動(dòng)，封堵處也不嚴(yán)實(shí)，則可能在移動(dòng)的過程中造成接頭的松動(dòng)甚至脫落，相線和金屬外殼直接搭連，出現(xiàn)漏電現(xiàn)象。

3.3 作業(yè)防護(hù)和日常維護(hù)不到位

地下煤礦井中有時(shí)會(huì)啟用大型機(jī)械設(shè)備，大型機(jī)械設(shè)備在移動(dòng)時(shí)，如煤礦工人未顧及電纜的安全保護(hù)，電纜受到磨損或擠壓出現(xiàn)損壞，也易發(fā)生漏電事故。煤礦工人在地下作業(yè)時(shí)，要?？紤]電纜是否受到防護(hù)，避免電纜被大型機(jī)械壓住，以及避免電纜與過于尖銳的工具放置在一起。

電纜或電氣設(shè)備長(zhǎng)期處于工作超負(fù)荷的狀態(tài)，絕緣材料會(huì)加速老化，絕緣水平降低易發(fā)生漏電現(xiàn)象。電氣設(shè)備長(zhǎng)期處于潮濕的空氣中，不進(jìn)行定期的干燥處理，絕緣監(jiān)測(cè)和耐壓試驗(yàn)，其絕緣性能不受任何的監(jiān)控，在煤礦井中是個(gè)較大的隱患。相關(guān)的檢修電工人員檢查電器開關(guān)和設(shè)備，并未將開關(guān)內(nèi)殘留的廢渣、纜線余料等清掃干凈，或者將零件放置在開關(guān)內(nèi)。如果他們?cè)陂_關(guān)內(nèi)接觸到相線，就會(huì)在開關(guān)送電時(shí)發(fā)生漏電事故。

4煤礦井下供電系統(tǒng)漏電的防護(hù)措施

4.1 優(yōu)化井下供電系統(tǒng)

如果在電網(wǎng)和地面之間附加一個(gè)直流電源，使得整個(gè)路徑成為通路，那么回路中的電流大小就能夠直接反映電網(wǎng)中絕緣電阻的變化，電流數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控，這就對(duì)周圍的附加直流電源形成一個(gè)漏電保護(hù)裝置。

煤礦井下的移動(dòng)式變電所，配置了變壓器，規(guī)定要求其中性點(diǎn)禁止直接接地，降低發(fā)生漏電故障后的漏電電流大小和人身觸電故障電流大小。對(duì)于煤礦日常運(yùn)行使用率較高的電氣設(shè)備和電纜，為保證其正常、穩(wěn)定的工作狀態(tài)，盡可能采用較低的供電電壓進(jìn)行供電。供電系統(tǒng)還應(yīng)配置安全有效的接地保護(hù)系統(tǒng)，確保供電系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備能夠安全、可靠地運(yùn)行。

4.2 提供人員的綜合素質(zhì)

在對(duì)供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行常規(guī)的維護(hù)管理時(shí)，電工操作人員需要按照設(shè)備的操作規(guī)范章程進(jìn)行，禁止私自隨意操作。定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查和干燥，完畢后需要清點(diǎn)使用工具，禁止將檢查使用的工具或者材料遺漏在各種電氣設(shè)備中。煤礦工人需注意保護(hù)電纜不被損壞。煤礦井中相關(guān)人員不可隨意搬動(dòng)電氣設(shè)備，或調(diào)整電氣設(shè)備的參數(shù)，甚至是改造電氣設(shè)備。

4.3 加強(qiáng)系統(tǒng)管理力度

對(duì)于系統(tǒng)監(jiān)測(cè)維修管理，必須提前制定一套完整且可靠的管理措施指導(dǎo)電工的行為。最好能夠結(jié)合實(shí)際的各種電氣設(shè)備類型和特點(diǎn)、在煤礦中的位置分布等基本信息，幫助相關(guān)人員進(jìn)行定期或不定期地對(duì)系統(tǒng)的安全運(yùn)行進(jìn)行檢查和測(cè)試。對(duì)于較容易發(fā)生安全隱患的部位，該套管理措施也可以指導(dǎo)電工采取正確的、有效的技術(shù)措施進(jìn)行修補(bǔ)或更換，保證電氣設(shè)備始終處于較好的狀態(tài)，保證用電的安全和可靠。

5結(jié)語

本文首先從供電系統(tǒng)的電壓等級(jí)及供電方式進(jìn)行介紹，如果煤礦井下需要大型的機(jī)械設(shè)備，則供電的電壓等級(jí)達(dá)到千伏，這就加大了煤礦中的安全隱患。小型的煤礦井主要使用380V電壓等級(jí)，安全指數(shù)相對(duì)高。繼而分析了供電系統(tǒng)漏電的原因，比如供電設(shè)備自身的原因、安裝設(shè)備的質(zhì)量問題和作業(yè)防護(hù)和日常維護(hù)不到位。最后提出了煤礦井下供電系統(tǒng)漏電的防護(hù)措施，比如優(yōu)化井下供電系統(tǒng)、提供人員的綜合素質(zhì)、加強(qiáng)系統(tǒng)管理力度。

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