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[摘 要]煤矿生产多为地下生产,井下环境复杂,供电系统及设备容易发生漏电、人身触电、短路、过负荷、电火灾、电雷管提前引爆等电气事故。低压供电系统的各类故障相对高于高压供电系统,其中以漏电故障出现的几率为最高。因此,正确分析井下供电线路漏电的原因,及时采取合理的预防措施,对减少井下供电线路故障,保证煤矿安全生产具有十分重要的意义。
[关键词]低压供电系统 井下漏电 煤矿安全
中图分类号:TD61l 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)16-0045-01
一、井下漏电事故原因分析
(1)电缆或设备自身的原因。
①开关设备长期使用,接线板潮湿可能造成漏电;其内部元件(主要是控制变压器、接触器、继电器、线圈等)或导线,因某种原因使绝缘恶化、导线头碰壳也会造成漏电;自动馈电开关中的过流继电器,当调整螺杆拧得过低时也会因相对地放电而造成漏电。
②敷设在井下巷道内的电缆,由于井下环境潮湿,且运行多年,其绝缘老化或潮气入侵,引起的过电压冲击,使绝缘水平较低处发生击穿,产生集中性漏电。
(2)因施工安装不当引起漏电。
①电缆与设备连接时,由于芯线接头不牢固,封堵不严、压板不紧,运行或移动时造成接头脱落或接头松动,使相线与金属外壳直接搭接而漏电,或者是因接头发热过度使绝缘损坏而漏电。
②电缆施工接线错误,如误将相线与地线相接,通电后就会发生漏电;橡套电缆接头违反施工工艺要求,如不用电缆线盒的连接和明接头等,这些接法都破坏了橡套的绝缘,在井下潮气的侵蚀下易发生漏电,此外,这些接法的机械强度都较低,容易被拉断而造成漏电。
③橡套电缆悬挂方法违反规定,采用铁丝或铜丝悬挂,时间一长,就可能发生漏电。
④开关或其它电气设备的内部接线错误,或接线头松脱碰壳,当合闸通电时便发生漏电。
(3)因管理不当引起漏电。
①由于管理不当,电缆被埋压或脱落浸泡于水沟中。电缆被埋压后其热量不易散发,时间一久将使绝缘老化而漏电;电缆浸泡于水中,由于受井下水的酸性侵蚀及渗透作用,也会使绝缘因受潮而漏电。
②电气设备长期过负荷运行造成绝缘老化损坏而漏电。
③电动机因长期被煤石堵塞风道,造成通风不良而发热使绝缘老化受损而漏电。
④对已受潮或遭水淹的电气设备,未经严格的干燥处理和对地绝缘电阻、耐压试验,又投入运行,极有可能发生漏电或其它电气故障。
(4)因维修操作不当引起漏电。
①工人工作时劳动工具(锹、镐、钎等)易将电缆割伤或碰伤,造成漏电。此外采掘机械移动时,由于司机人员照顾不到,使供电电缆受到拉、挤、压、绞等作用,也可能造成漏电。
②冷、热补的橡套和浇灌的电缆接头,由于芯线连接不牢固、绝缘胶浇灌不均匀,以及硫化热补或冷补质量低劣,故在运行期间芯线接头容易发热,使油和绝缘胶往外渗漏,严重时就会产生漏电。
③开关设备检修后,残留在开关内的线头、金属碎片等未能清理干净,或将小零件与电工工具等忘在开关内,如果这些东西碰到相线,送电后就会发生漏电。
④修理电气设备时,由于停送电操作失误、带电操作或施工不慎,可能造成人身接触及一相漏电。
⑤开关分、合闸时,由于灭弧机构有故障,造成电弧熄灭困难、电弧接触外壳而漏电。此外,当发生漏电而切断总电源后,为找漏电支路而分别强行送电也是造成重复漏电的原因。
(5)因意外事故引起漏电。
①井下电缆常因顶板冒落、矿车出轨、支柱倾倒等意外机械事故所损伤而导致漏电。
②井下电缆因短路故障造成局部对地绝缘损坏,当处理短路故障后未经对地绝缘电阻测试而恢复送电时,就会发生漏电。
③大气过电压沿下井电缆侵入,击穿其对地绝缘而发生漏电。
二、井下低压电网漏电的危害
煤矿井下低压电网大部分在采区,环境恶劣,工作人员和生产机械比较集中,电网若发生漏电,将导致以下危险:
1、引起人身触电 。当电气设备因绝缘损坏而使外壳带电时,工作人员接触外壳就会导致人身触电事故。此时入地电流的一部分将要从人体流过,其数值大到一定程度就会造成人员伤亡。工作人员触及刺破橡套电缆外护套而暴露在空气中的芯线是一种更严重的人身触电,此时入地电流大部分流经人体,因而对人员的危害性更大。
2、引起瓦斯及煤尘爆炸。 我国大部分煤矿都有瓦斯和煤尘爆炸的危险,当井下空气中的瓦斯或煤尘达到爆炸浓度且有能量达到0.28 mJ的点火源时,就会发生瓦斯或煤尘爆炸。当电网发生单线接地或设备发生单相碰壳时,在接地点就会产生电火花,若此时电火花具有足够的能量,就可能点燃瓦斯或煤尘。
3、使雷管无准备引爆 。漏电电流在其通过的路径上会产生电位差,漏电电流的数值越大,所产生的电位差就越大,如果电雷管两端引线不慎与漏电回路上具有一定电位差的两点相接触,就可能发生电雷管无准备爆炸的事故。
4、烧损电气设备,引起火灾。 长期存在的漏电电流,尤其是两相经过渡电阻接地的漏电电流,在通过设备绝缘损坏处时将散发出大量的热,使绝缘进一步损坏,甚至使可燃性材料着火燃烧。
5、引起短路事故。 长期存在的漏电电流及电火花使漏电处的绝缘进一步损坏,最后危及相间绝缘而造成短路,形成更大的电气故障,对矿井安全造成严重威胁。
6、严重影响生产。《煤矿安全规程》要求,一旦电网发生漏电,就必须停电处理。漏电故障的处理少则数小时,多则达几个班,因而严重影响生产,降低煤炭企业的经济效益。另一方面,停电使局部通风机停转,通风恶化,形成瓦斯积聚,反过来又威胁矿井安全。
三、预防井下漏电及人身触电的措施
井下漏电威胁煤矿的安全生产,因此必须采取有效措施预防这类电气事故的发生。结合煤矿的具体情况,可采取以下措施:
1、加强井下电气设备的管理和维护,定期对电气设备进行检查和试验,性能指标达不到要求的应立即更换。
2、严格规范接线工艺,确保电气密封,防止因洒水防尘时造成电气内部受潮而漏电。
3、井下电缆应悬挂整齐,避免出现“挤、压、埋、淋、砸、崩、摩”现象。采煤工作面要避免乳化泵站高压管路工作状态下窜动时与电缆产生的摩擦。掘进头的电气设备要重点防护,避免电绞钢丝绳摩擦电缆,迎头电机负荷线要加装护套,防止机械损伤,严禁炮崩电气设备。
4、坚持使用漏电保护装置,对防止触电伤亡事故,避免因漏电而引起的火灾事故,具有明显的效果。
参考文献
[1] 赖昌干,矿山电工学,2010年01月01日,煤炭工业出版社。
[2] 国家安全生产监督管理总局 国家煤矿安全监察局,煤矿安全规程,煤炭工业出版社 2011年03月。
[3] 魏良,矿山电气设备使用技术,煤炭工业出版社 2009-07-01版。
[4] 邵修军,低压漏电保护使用现状研究 《中小企业管理与科技》2009年6月上旬刊供稿文。
[关键词]低压供电系统 井下漏电 煤矿安全
中图分类号:TD61l 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)16-0045-01
一、井下漏电事故原因分析
(1)电缆或设备自身的原因。
①开关设备长期使用,接线板潮湿可能造成漏电;其内部元件(主要是控制变压器、接触器、继电器、线圈等)或导线,因某种原因使绝缘恶化、导线头碰壳也会造成漏电;自动馈电开关中的过流继电器,当调整螺杆拧得过低时也会因相对地放电而造成漏电。
②敷设在井下巷道内的电缆,由于井下环境潮湿,且运行多年,其绝缘老化或潮气入侵,引起的过电压冲击,使绝缘水平较低处发生击穿,产生集中性漏电。
(2)因施工安装不当引起漏电。
①电缆与设备连接时,由于芯线接头不牢固,封堵不严、压板不紧,运行或移动时造成接头脱落或接头松动,使相线与金属外壳直接搭接而漏电,或者是因接头发热过度使绝缘损坏而漏电。
②电缆施工接线错误,如误将相线与地线相接,通电后就会发生漏电;橡套电缆接头违反施工工艺要求,如不用电缆线盒的连接和明接头等,这些接法都破坏了橡套的绝缘,在井下潮气的侵蚀下易发生漏电,此外,这些接法的机械强度都较低,容易被拉断而造成漏电。
③橡套电缆悬挂方法违反规定,采用铁丝或铜丝悬挂,时间一长,就可能发生漏电。
④开关或其它电气设备的内部接线错误,或接线头松脱碰壳,当合闸通电时便发生漏电。
(3)因管理不当引起漏电。
①由于管理不当,电缆被埋压或脱落浸泡于水沟中。电缆被埋压后其热量不易散发,时间一久将使绝缘老化而漏电;电缆浸泡于水中,由于受井下水的酸性侵蚀及渗透作用,也会使绝缘因受潮而漏电。
②电气设备长期过负荷运行造成绝缘老化损坏而漏电。
③电动机因长期被煤石堵塞风道,造成通风不良而发热使绝缘老化受损而漏电。
④对已受潮或遭水淹的电气设备,未经严格的干燥处理和对地绝缘电阻、耐压试验,又投入运行,极有可能发生漏电或其它电气故障。
(4)因维修操作不当引起漏电。
①工人工作时劳动工具(锹、镐、钎等)易将电缆割伤或碰伤,造成漏电。此外采掘机械移动时,由于司机人员照顾不到,使供电电缆受到拉、挤、压、绞等作用,也可能造成漏电。
②冷、热补的橡套和浇灌的电缆接头,由于芯线连接不牢固、绝缘胶浇灌不均匀,以及硫化热补或冷补质量低劣,故在运行期间芯线接头容易发热,使油和绝缘胶往外渗漏,严重时就会产生漏电。
③开关设备检修后,残留在开关内的线头、金属碎片等未能清理干净,或将小零件与电工工具等忘在开关内,如果这些东西碰到相线,送电后就会发生漏电。
④修理电气设备时,由于停送电操作失误、带电操作或施工不慎,可能造成人身接触及一相漏电。
⑤开关分、合闸时,由于灭弧机构有故障,造成电弧熄灭困难、电弧接触外壳而漏电。此外,当发生漏电而切断总电源后,为找漏电支路而分别强行送电也是造成重复漏电的原因。
(5)因意外事故引起漏电。
①井下电缆常因顶板冒落、矿车出轨、支柱倾倒等意外机械事故所损伤而导致漏电。
②井下电缆因短路故障造成局部对地绝缘损坏,当处理短路故障后未经对地绝缘电阻测试而恢复送电时,就会发生漏电。
③大气过电压沿下井电缆侵入,击穿其对地绝缘而发生漏电。
二、井下低压电网漏电的危害
煤矿井下低压电网大部分在采区,环境恶劣,工作人员和生产机械比较集中,电网若发生漏电,将导致以下危险:
1、引起人身触电 。当电气设备因绝缘损坏而使外壳带电时,工作人员接触外壳就会导致人身触电事故。此时入地电流的一部分将要从人体流过,其数值大到一定程度就会造成人员伤亡。工作人员触及刺破橡套电缆外护套而暴露在空气中的芯线是一种更严重的人身触电,此时入地电流大部分流经人体,因而对人员的危害性更大。
2、引起瓦斯及煤尘爆炸。 我国大部分煤矿都有瓦斯和煤尘爆炸的危险,当井下空气中的瓦斯或煤尘达到爆炸浓度且有能量达到0.28 mJ的点火源时,就会发生瓦斯或煤尘爆炸。当电网发生单线接地或设备发生单相碰壳时,在接地点就会产生电火花,若此时电火花具有足够的能量,就可能点燃瓦斯或煤尘。
3、使雷管无准备引爆 。漏电电流在其通过的路径上会产生电位差,漏电电流的数值越大,所产生的电位差就越大,如果电雷管两端引线不慎与漏电回路上具有一定电位差的两点相接触,就可能发生电雷管无准备爆炸的事故。
4、烧损电气设备,引起火灾。 长期存在的漏电电流,尤其是两相经过渡电阻接地的漏电电流,在通过设备绝缘损坏处时将散发出大量的热,使绝缘进一步损坏,甚至使可燃性材料着火燃烧。
5、引起短路事故。 长期存在的漏电电流及电火花使漏电处的绝缘进一步损坏,最后危及相间绝缘而造成短路,形成更大的电气故障,对矿井安全造成严重威胁。
6、严重影响生产。《煤矿安全规程》要求,一旦电网发生漏电,就必须停电处理。漏电故障的处理少则数小时,多则达几个班,因而严重影响生产,降低煤炭企业的经济效益。另一方面,停电使局部通风机停转,通风恶化,形成瓦斯积聚,反过来又威胁矿井安全。
三、预防井下漏电及人身触电的措施
井下漏电威胁煤矿的安全生产,因此必须采取有效措施预防这类电气事故的发生。结合煤矿的具体情况,可采取以下措施:
1、加强井下电气设备的管理和维护,定期对电气设备进行检查和试验,性能指标达不到要求的应立即更换。
2、严格规范接线工艺,确保电气密封,防止因洒水防尘时造成电气内部受潮而漏电。
3、井下电缆应悬挂整齐,避免出现“挤、压、埋、淋、砸、崩、摩”现象。采煤工作面要避免乳化泵站高压管路工作状态下窜动时与电缆产生的摩擦。掘进头的电气设备要重点防护,避免电绞钢丝绳摩擦电缆,迎头电机负荷线要加装护套,防止机械损伤,严禁炮崩电气设备。
4、坚持使用漏电保护装置,对防止触电伤亡事故,避免因漏电而引起的火灾事故,具有明显的效果。
参考文献
[1] 赖昌干,矿山电工学,2010年01月01日,煤炭工业出版社。
[2] 国家安全生产监督管理总局 国家煤矿安全监察局,煤矿安全规程,煤炭工业出版社 2011年03月。
[3] 魏良,矿山电气设备使用技术,煤炭工业出版社 2009-07-01版。
[4] 邵修军,低压漏电保护使用现状研究 《中小企业管理与科技》2009年6月上旬刊供稿文。