礦山供電應推廣電氣試驗的探討

宋躍君

(潞安化工集團 工程建設中心，山西 長治 046200)

《煤礦安全規程》對礦山設備、供電線路、入井電纜、電氣保護、接地保護等一系列設施的定期電氣試驗以及日常維護、檢修所用安保物品的試驗項目和周期都有具體的規定和要求。國家對煤炭企業的供電安全、供電質量和維修人員的安全給予了高度重視。

全國煤炭企業普遍對礦山供電的電氣試驗不重視或重視程度不夠，大型煤炭集團對礦山供電的電氣試驗重視程度大于中、小型煤炭企業，但也僅是在春檢時選項進行。生產中因供電事故而影響正常生產的情況屢見不鮮。煤礦機電負責人必須充分認識到電氣試驗對供電的重要性，在煤礦積極推廣礦山供電電氣試驗的緊迫性，使電氣試驗在礦山供電中發揮應有的作用，將隱患消滅在萌芽狀態。

1 絕緣介質缺陷和試驗類型

電氣設備的導電體與絕緣介質是密不可分的，一旦絕緣介質出現問題，并發展到一定程度，就會影響電氣設備的正常工作。絕緣介質內部缺陷歸納為兩類：

1) 集中性缺陷，主要出現在絕緣介質的局部區域。如局部過熱引起絕緣開裂、絕緣內部的氣泡、局部受潮、絕緣侵入導電性雜質、局部發熱、局部放電等。

2) 分布性缺陷，絕緣介質整體或多處存在缺陷。如絕緣整體受潮、整體老化使絕緣變臟，產生氣隙而發生游離放電，絕緣介質表面有污穢物，使絕緣性能下降等。

電氣設備和線纜在生產、搬運、安裝、使用的過程中，由于這樣或那樣的原因，可能會對絕緣介質造成不同程度的影響，使絕緣介質存在集中性缺陷或分布性缺陷，與正常絕緣介質相比，其電氣特性出現了差異，只有通過不同的電氣試驗項目來反映絕緣表現的不同狀況，發現絕緣介質存在的不同缺陷，才能采取不同的檢修工藝和處理方法，使絕緣介質達到正常狀態，防患于未然。這種電氣設備、線纜的絕緣預防性試驗主要分兩類：①破壞性耐壓試驗，主要是發現絕緣介質危險性較大的集中性的個別、局部缺陷；②非破壞性試驗，在較低的電壓下測試絕緣介質的各種特性，根據特性是否在正常范圍來判斷絕緣的好壞。

以上兩類絕緣預防性電氣試驗包括了多種電氣試驗項目，對于不同的電氣設備、設施、線纜等，要針對性地選擇不同的電氣試驗項目，便于準確、快捷地發現絕緣介質缺陷。

2 電氣試驗的不足之處

煤礦除地面高壓變電所外，選煤廠、機修車間還有其它的變壓所、配電所等，共同構成了煤礦地面高壓和低壓供電系統，以滿足用戶需求。煤礦生產系統主要分布在井下，除各水平的中央變電所外，還有各盤區變電所、掘進面配電點等，井下供電系統的供電設備、用電設備及線纜的數量遠多于地面。

目前，除地面高壓變電所是由上級供電單位負責進行預防性電氣試驗外，其它變電所、配電點由本礦自己負責進行預防性電氣試驗。而煤礦自身對礦井設備做預防性電氣試驗的覆蓋率并不高。特別是井下變電所的電氣設備和線纜，其主要電力設備在安裝時進行過預防性電氣試驗，投入運行后一般不再進行電力設備絕緣預防性電氣試驗，直至電力設備發生故障才會進行檢修或大修。所以，煤礦供電系統發生故障屢見不鮮。

3 合理選擇電氣試驗項目

電力設備預防性試驗規程對5 kV以上的電氣試驗有詳細規定，不同的電力設備試驗項目不同，相同設備其電壓等級不同，試驗項目也不同。對千伏級以下的中、小型電氣設備，不要求做破壞性電氣試驗，根據現實情況，可選擇非破壞性試驗項目，以有效地發現絕緣缺陷，但在大修后、安裝前，必須做相應的電氣試驗，以確保設備能正常運行。

就煤礦地面變電所、井下變電所的電氣設備而言，5 kV以上應按電力設備預防性試驗規程規定要求進行試驗，5 kV以下可選項做預防性試驗。下面就不同的電氣設備選擇電氣試驗項目做出探討。

3.1 變壓器

其低壓側的電壓等級在5 kV以下時，可選做以下電氣試驗項目：

1) 測量絕緣電阻及吸收比。要求測量三相繞組對地、三相繞組之間、高低壓之間的絕緣電阻，能有效檢測絕緣繞組整體受潮情況或是否有貫穿性缺陷。

2) 泄漏電流試驗。其原理與測量絕緣電阻相似，只是試驗電壓較高，效果更好些，能有效檢驗繞組絕緣整體受潮、整體絕緣介質老化、是否有貫穿性缺陷。

3) 直流電阻試驗。能有效檢驗繞組內部導體的焊接質量，引線與繞組、接線柱焊接質量；檢測分接開關引線與套管接觸是否良好，繞組導線的規格是否符合要求，繞組的匝數是否正確等。

4) 變比試驗。驗證變壓器的變比是否符合變壓器技術條件，是否達到規定的電壓變化效果，從而判斷變壓器繞組是否存在匝間或層間短路現象。

5) 變壓器接線組別試驗。在變壓器并聯運行時，必須做這項試驗，因為變壓器接線組別相同，是變壓器并聯運行的必備條件之一。

6) 測量空載電流。在變壓器二次側開路時，測量一次側的電流。空載電流增加，說明變壓器的鐵損、銅損增大。鐵損增大可能是鐵芯夾件沒壓緊，或者鐵芯間的絕緣層有損傷造成的；銅損增大可能是因為繞組有匝間或層間絕緣存在缺陷。

3.2 開關柜、低壓開關柜

3.2.1 絕緣電阻的測量

要求測量三相對地、三相之間、進出線側之間的絕緣電阻，能有效發現斷路器整體受潮、整體絕緣降低或發生短路后有游離放電、表面有污穢物等缺陷。

3.2.2 主觸頭直流電阻測量

在主觸頭閉合時測量直流電阻，也就是主觸頭的接觸電阻，可有效發現接觸不良或接觸不緊密的觸頭。

3.2.3 同期性試驗

能有效發現三相主觸頭是否同時接觸或同時斷開，不同期時，可通過調整機械部分實現同期性。

3.2.4 測量最低動作電壓

即最低吸合及釋放電壓，較低的釋放電壓，可避免或減少因電網電壓波動而引起的跳閘。

3.3 隔爆型電氣設備的試驗

隔爆型電氣設備由多種電氣設備組裝在一起，在結構上與地面電氣設備不同，在做預防性試驗時，有的必須分別試驗，有的則需要一起試驗，根據具體情況做出選擇。

1) 移動變電站由高壓防爆開關、干式變壓器和低壓防爆饋電開關組成，必須分別試驗；干式變壓器高壓側按規程規定試驗，低壓側參照3.1的試驗項目，高、低壓開關參照下述試驗項目。

2) 高壓防爆開關由高壓隔離開關、高壓斷路器、壓敏電阻、絕緣套管、熔斷器及電壓、電流互感器等組合而成。試驗時，有些項目應一起做。參考項目試驗如下：①測量絕緣電阻，上下隔離、真空斷路器、母線同絕緣套管的三相對地、三相之間及電壓、電流互感器對地。發現的缺陷同3.2.1；②直流電阻測量，在斷路器合閘狀態下測量，發現的缺陷同3.2.2；③交流耐壓試驗：上下隔離、真空斷路器、母線、套管做此項目，可有效發現集中性的個別、局部絕緣缺陷。該試驗必須在測量絕緣電阻符合規定時方可進行。試驗電壓按規程規定；④壓敏電阻試驗：測量其過壓電壓值，過壓電壓值在規定范圍內即可繼續使用；⑤合分閘最低電壓的測量應接近產品規定值;⑥繼電保護動作跳閘試驗，可有效檢測保護的準確性、靈敏性、可靠性及動作機構是否存在缺陷。

3) 低壓防爆開關包括饋電開關和負荷開關，可選做以下電氣試驗項目：①測量絕緣電阻；②測量真空接觸器直流電阻；③最低維持吸合電壓值；④繼電保護動作試驗。各項目作用同前所述，不再詳敘。

4 結 語

煤礦地面、井下供電系統的電力設備、電纜，如能真正實現定期絕緣預防性試驗，將大大減少供電系統事故，提高煤礦供電效率。如擴展到進行電動機的絕緣預防性試驗，機電事故還會進一步減少，對煤礦安全生產和煤礦機電工作管理有著極其重要的意義。