關(guān)于提高礦區(qū)井下供電安全性的思考

摘 要:煤礦井下供電的安全系數(shù)不但直接決定了作業(yè)的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性，更是保護(hù)人民財(cái)產(chǎn)和作業(yè)人員生命安全所必不可少的，歷來受到礦井管理工作的重視。然而，隨著我國(guó)礦業(yè)規(guī)模的不斷增大和綜采工作面的不斷延伸，井下供電系統(tǒng)需要面對(duì)更多的不利條件和安全風(fēng)險(xiǎn)。本文僅就筆者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，討論了井下供電存在安全隱患的原因及其防范對(duì)策。

關(guān)鍵詞:井下供電 安全措施

中圖分類號(hào):TM77文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)02(c)-0115-01

1 井下供電系統(tǒng)概述

煤礦井下供電系統(tǒng)是電網(wǎng)的重要組成部分，不但直接決定著整個(gè)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)合理性與安全穩(wěn)定性，更是作業(yè)人員工作和生命財(cái)產(chǎn)安全的保障。根據(jù)目前我國(guó)《煤礦井下供電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》，目前井下供電高壓一般采用10kV;低壓配電系統(tǒng)則分為電源變壓器中性點(diǎn)接地的TN系統(tǒng)和TT系統(tǒng)，以及電源變壓器中性點(diǎn)不接地或通過高電阻接地的IT系統(tǒng)，其中IT系統(tǒng)是我國(guó)大多數(shù)礦井采用的供電模式，用電設(shè)備的外露導(dǎo)電部分一般通過保護(hù)線直接接地。自20世紀(jì)60年代以來，我國(guó)的低壓供電技術(shù)已經(jīng)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，從最初的380V階段提高至3300V階段，就近年來飛速發(fā)展的高產(chǎn)高效綜采工作面而言，若工作面供電電源引自采區(qū)變電所6000分段母線上，則工作面就存在6000V，3300V，1140V和660V等4個(gè)電壓等級(jí)。然而，與國(guó)際先進(jìn)水平相比，我國(guó)井下供電系統(tǒng)還存著了不小的差距，如移動(dòng)變電站的容量偏小，電控產(chǎn)品的靈敏度較低、工作范圍較窄，以及3300V的防爆電機(jī)容量不足，相應(yīng)的電纜產(chǎn)品技術(shù)尚不成熟等。隨著井下工作面的不斷延伸，變壓器、啟動(dòng)器、高低壓開關(guān)以及電纜設(shè)備不斷地向井下深入，為確保正常和安全的生產(chǎn)作業(yè)，提高供電系統(tǒng)的安全性和可靠性成為了技術(shù)人員的工作重點(diǎn)。

2 井下供電安全的重要性及存在安全隱患的原因

眾所周知，井下供電直接影響著礦井作業(yè)的安全。相關(guān)資料顯示，電火花引起的礦井煤塵、瓦斯爆炸約占礦區(qū)爆炸事故的一半，而觸電死亡事故中，發(fā)生在井下的比例更在60%～70%，此外，供電系統(tǒng)出現(xiàn)漏電、短路、過流、電火災(zāi)、雷管不當(dāng)引爆等事故，都可能造成極其嚴(yán)重的安全事故。

由于井下工作環(huán)境具有空間狹小，溫、濕度高，工作條件差等特殊性，不便于安全檢測(cè)工作的進(jìn)行，因此在電力設(shè)備、操作、管理方面都存在著諸多的安全隱患，僅就最常見的漏電事故而言，電機(jī)設(shè)備及開關(guān)數(shù)量過多、設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生凝露現(xiàn)象、絕緣老化性能降低以及電纜的過度拉伸彎曲都可能增加漏電的可能性;而電纜接頭的連接、橡套電纜的吊接等的操作不符合規(guī)定，或疏忽對(duì)設(shè)備的維護(hù)和檢測(cè)監(jiān)控，均可能導(dǎo)致漏電;此外，管理不嚴(yán)，設(shè)備檢修不細(xì)致，檢修后將線頭、金屬碎屑等殘留在開關(guān)內(nèi)等行為，也可能造成嚴(yán)重的漏電事故。

3 提高井下供電安全性的具體措施

要提高井下供電的安全性，供電設(shè)備應(yīng)具有完善的過流、短路、斷相、失壓、接地和漏電保護(hù)以及故障查詢、閉鎖等功能，以減少工作面停工時(shí)間。具體安全措施如下。

3.1 高壓供電系統(tǒng)的防爆開關(guān)

礦井高壓防爆開關(guān)的安全隱患主要是由于高壓漏電保護(hù)及絕緣監(jiān)視功能未與低壓饋電開關(guān)和變壓器的保護(hù)之間形成高效的配合，導(dǎo)致過流、漏電或短路事故的產(chǎn)生，此外，高壓負(fù)荷開關(guān)觸頭接觸不良，產(chǎn)生弧光或放電，與高壓負(fù)荷開關(guān)帶載停送移動(dòng)變電站，也可能造成高壓斷電。因此，應(yīng)將斷流容量不小于變電所母線上的實(shí)際短路容量作為選用井下高壓防爆開關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)之一。對(duì)分立的供電變壓器，其高、低壓側(cè)腔體蓋都應(yīng)設(shè)置連鎖開關(guān)，其接點(diǎn)串接在高壓開關(guān)的監(jiān)視回路中，當(dāng)變壓器高、低壓側(cè)腔體蓋開關(guān)前及高壓橡套電纜的監(jiān)視線斷開時(shí)，高壓開關(guān)便能迅速跳閘。應(yīng)定期對(duì)高壓防爆開關(guān)有關(guān)部件進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，避免擊穿引起短路故障。并應(yīng)對(duì)負(fù)荷變化了的高壓開關(guān)的保護(hù)裝置要及時(shí)重新進(jìn)行計(jì)算和整定，并定期檢修和維護(hù)。

3.2 低壓系統(tǒng)的漏電保護(hù)

井下低壓系統(tǒng)采取中性點(diǎn)不接地方式供電，單相接地漏電事故在作業(yè)故障中是最常見的，因此，必須特別重視系統(tǒng)的漏電保護(hù)，及時(shí)處理漏電導(dǎo)致的對(duì)地電壓增加，避免爆炸與觸電等惡性事故的產(chǎn)生。應(yīng)根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》“地面變電所和井下中央變電所的高壓饋電線上，必須裝設(shè)有選擇性的單相接地保護(hù)裝置;供移動(dòng)變電站的高壓饋電線上，必須裝設(shè)有選擇性的動(dòng)作于跳閘的單相接地保護(hù)裝置。井下低壓饋電線上，必須裝設(shè)檢漏保護(hù)裝置或有選擇性的漏電保護(hù)裝置，保證自動(dòng)切斷漏電的饋電線路”設(shè)置漏電保護(hù)。可運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，采用高速、準(zhǔn)確的集中控制模式，靈敏判別各支路漏電程度，降低誤判幾率。并用“零序電壓修正法”檢測(cè)漏電電阻，采集漏電電阻參數(shù)的同時(shí)對(duì)系統(tǒng)電容和系統(tǒng)電壓進(jìn)行自動(dòng)修正，從而達(dá)到快速、高精度的保護(hù)效果。此外，還可以采用多種算法智能選擇和轉(zhuǎn)換決策漏電支路。在作業(yè)中應(yīng)對(duì)人員接觸機(jī)會(huì)較多的電氣設(shè)備，采用較低的額定電壓，并在手持式電動(dòng)工具把手上增加一層絕緣套。手持式電鉆、照明設(shè)備及信號(hào)裝置等的額定電壓不得超過127V，而井下各種電氣控制回路的額定電壓則應(yīng)限制在12～42V以內(nèi)。井下配電變壓器的中性點(diǎn)應(yīng)禁止直接接地，以減小漏電或觸電電流。

3.3 井下供電安全管理

所有電力設(shè)備及電纜都必須在下井前進(jìn)行嚴(yán)格細(xì)致的檢查，合格者方可下井。投入運(yùn)行的設(shè)備應(yīng)定期試驗(yàn)、定期維護(hù)，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況必須立刻排除或更換設(shè)備。接線工藝應(yīng)嚴(yán)格遵照規(guī)范進(jìn)行，井下電纜應(yīng)懸掛整齊，避免出現(xiàn)“擠、壓、埋、淋、砸、崩、摩”等現(xiàn)象。作業(yè)應(yīng)照章進(jìn)行，嚴(yán)格執(zhí)行停、送電工作票制度，電氣放電間隙，嚴(yán)禁操作人員井下帶電作業(yè)，此外，還應(yīng)強(qiáng)化工作人員的電工技能培訓(xùn)和安全宣傳，最大程度上避免誤操作帶來的安全問題。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，煤礦規(guī)模的擴(kuò)大和井下用電的增加造成井下供電需求量的不斷增大，加之井下作業(yè)的特殊環(huán)境，導(dǎo)致供電系統(tǒng)中普遍存在著一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。一旦設(shè)備、操作或管理的某一環(huán)節(jié)發(fā)生問題，即可能導(dǎo)致觸電傷亡、煤塵瓦斯爆炸或火災(zāi)等重大的安全事故。因此，技術(shù)人員及管理者都必須深刻地認(rèn)識(shí)到井下供電安全的重要性，采取合理的保護(hù)手段消除隱患，確保作業(yè)面高效、穩(wěn)定地運(yùn)營(yíng)。

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