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摘要：
在我国煤矿井下机电设备应用范围的不断增加，对井下直流牵引网络产生的杂散电流造成的电机车轨道及巷道内金属管线的腐蚀、干扰井下通讯系统和导致人身触电事故等问题日益严重。大多数牵引电流经过钢轨返回至牵引变电所，而因环境潮湿，钢轨与大地直接接触等原因，会有部分电流泄漏进入大地后，经过管路或电缆外皮等介质返回到牵引变电所。此部分电流是杂散电流的主要来源。本文分析了煤矿井下杂散电流的种类，以及对井下直流杂散电流产生的原因和对煤矿安全的危害以及防治措施。
在矿井下杂散电流是不按规定路径流通的电流，它是引起煤矿井下瓦斯、煤尘爆炸的主要原因之一。因此，掌握各处杂散电流的大小和变化规律，作好杂散电流的危害分析和防治对策，能够有效地预防和消除事故，对煤矿井下安全供电具有重要的意义，
1.对矿井供电网络中杂散电流的分析
（1）煤矿井下杂散电流的分类
在煤矿井下杂散电流主要来源于两部分，一部分是：架线电机车牵引网络，是直流杂散电流；另一部分是：来源于工频设备的漏电，就是交流杂散电流。直流杂散电流是指直流架线电机车电流的一部分或全部电流没有经过钢轨回路全过程，而是通过大地或其它设备流回变流所的电流。交流杂散电流是指当线路三相对地的绝缘电阻、对地电容不相平衡时产生的零序电流，它经地线或管线流回变电所，经漏电继电器流回電网。
（2）杂散电流形成的原因
煤矿井下主要的运输大巷内大多靠架线式电机车来作为运输工具，架线电机车凭借其可靠性强和运输能力大的优点，被广泛应用为井下的牵引动力。杂散电流是指井下架线电机车运输系统中不按规定通路流动的电流，在煤矿井下因钢轨和道床间无电气绝缘，所以总会有一部分电流流经电缆外金属皮、水沟或金属管道，最后回流到变流所，这部分电流就被成为杂散电流。
杂散电流的大小取决于两个方面的因素，一个是架线式电机车导轨的连接情况，电机车导轨在长时间的运行过程中会现成一定程度的脱节或连接线失效，这样电流就不能通过电机车馈电导线和导轨形成有效的电气回路，电流就会流经大地等载体返回电源，从而形成较大比例的杂散电流；二是取决于电机车的负荷电流，电机车的负荷电流越大，产生的杂散电流也就越大。
2.杂散电流的形成危害
（1）引起雷管先期爆破
杂散电流的情况有两种可以引起电雷管爆炸，根据对煤矿井下杂散电流的实际测量分析，矿井中的杂散电流超过300mA，有些巷道的杂散电流甚至会更高。在如此高的杂散电流的影响下，大地与导轨之间的电压很可能达到1.5V。因此只要两根爆破导线，一根和导轨直接或者间接接触，另一根和地或者巷道中其它的金属管路相接触，就可以引爆电雷管，电雷管的误引爆或者超前引爆极易酿成人身安全事故。
（2）引起矿井瓦斯或煤尘爆炸
沿着杂散电流的流经途径，会伴随着剧烈的电火花的产生，例如：架线式电机车在运行过程中，在导轨和钢丝绳接触的位置就很容易产生电火花；随着距离的不断接近，产生的电火花也越来越强烈，电火花其实就是电压电极之间的击穿放电，会产生较高的温度，因此极易引起煤矿井下瓦斯、煤尘的爆炸可能。
（3）腐蚀电缆外皮和金属管道
矿井杂散电流会对邻近的金属管道和铠装电缆金属外皮造成腐蚀、缩短金属管道和铠装电缆的使用寿命。由于杂散电流流入大地后，金属管道和电缆外皮的电阻小于大地电阻，因此电流必定流入金属管道和电缆外皮，导致杂散电流对地下的金属结构、管线设施腐蚀极为严重，特别对于煤矿井下的特殊环境，杂散电流的腐蚀程度尤为明显。
（4）引起漏电保护装置误动作
当架线式电机车运行到采区附近时，则煤矿井下的总接地网电位将相对低于采区附近的岩石、水沟等处的电位，变流所回电点的电位会相对更低。因此杂散电流可以在采区电网的绝缘电阻和采区的低压电网之间形成通路，然后经过漏电继电器的零序电抗器或者三相电抗器到达继电器，最后到达总接地网。由于杂散电流通过继电器线圈，致使通过继电器线圈的直流电加大导致漏电保护装置发生误动作。
3.煤矿井下杂散电流的防治措施
（1）按要求架线
当有两个以上牵引变流所向架线供电时，牵引变流所供电区域之间应设绝缘和分段联络开关。当电机车为双弓时架线上要装设两处绝缘，其间距离应大于电机车双弓之间的距离，电线与架线应用不少于2个铜质馈电夹子连接，每个夹子与导线的接触面积应不小于导线截面的1.5倍，连接时应紧固、可靠。
（2）缩短供电半径方式
矿井供电网络中应缩短供电半径，这是消除井下杂散电流的一项重要措施，牵引网络上的电压降会随着供电半径的缩小而降低，导轨上的电压降也会随着降低，因此杂散电流也会减小，降低了杂散电流的危害性。在一条距离较长的运输巷道中，也可以用增加变流所的方式来达到缩短供电半径，减小杂散电流的目的。
（3）减小轨道连接的电阻
降低杂散电流最根本的措施就是减小轨道连接之间的电阻，架线电机车运行的轨道及道岔之间要采用导体连接或轨缝焊接工艺进行联结，把钢轨焊接成长轨。焊接后每个接缝处的电阻值都不应该大于规定值。每隔50米便用扁钢将轨道进行连焊接，最大限度的减少轨道连接之间的电阻，从而降低杂散电流值。
4.小结
煤矿井下工作环境恶劣、生产环节复杂，空气中存在易燃易爆的瓦斯以及煤尘，这就对煤矿供电的安全性提出了更高、更严格的要求。通过上述分析，煤矿井下杂散电流的治理必须在理论分析透彻的基础上结合生产现场的实际情况，采取具有针对性的技术方法，从根本上切实有效的减低杂散电流值，从根源上避免杂散电流对煤矿安全生产的危害。
在我国煤矿井下机电设备应用范围的不断增加，对井下直流牵引网络产生的杂散电流造成的电机车轨道及巷道内金属管线的腐蚀、干扰井下通讯系统和导致人身触电事故等问题日益严重。大多数牵引电流经过钢轨返回至牵引变电所，而因环境潮湿，钢轨与大地直接接触等原因，会有部分电流泄漏进入大地后，经过管路或电缆外皮等介质返回到牵引变电所。此部分电流是杂散电流的主要来源。本文分析了煤矿井下杂散电流的种类，以及对井下直流杂散电流产生的原因和对煤矿安全的危害以及防治措施。
在矿井下杂散电流是不按规定路径流通的电流，它是引起煤矿井下瓦斯、煤尘爆炸的主要原因之一。因此，掌握各处杂散电流的大小和变化规律，作好杂散电流的危害分析和防治对策，能够有效地预防和消除事故，对煤矿井下安全供电具有重要的意义，
1.对矿井供电网络中杂散电流的分析
（1）煤矿井下杂散电流的分类
在煤矿井下杂散电流主要来源于两部分，一部分是：架线电机车牵引网络，是直流杂散电流；另一部分是：来源于工频设备的漏电，就是交流杂散电流。直流杂散电流是指直流架线电机车电流的一部分或全部电流没有经过钢轨回路全过程，而是通过大地或其它设备流回变流所的电流。交流杂散电流是指当线路三相对地的绝缘电阻、对地电容不相平衡时产生的零序电流，它经地线或管线流回变电所，经漏电继电器流回電网。
（2）杂散电流形成的原因
煤矿井下主要的运输大巷内大多靠架线式电机车来作为运输工具，架线电机车凭借其可靠性强和运输能力大的优点，被广泛应用为井下的牵引动力。杂散电流是指井下架线电机车运输系统中不按规定通路流动的电流，在煤矿井下因钢轨和道床间无电气绝缘，所以总会有一部分电流流经电缆外金属皮、水沟或金属管道，最后回流到变流所，这部分电流就被成为杂散电流。
杂散电流的大小取决于两个方面的因素，一个是架线式电机车导轨的连接情况，电机车导轨在长时间的运行过程中会现成一定程度的脱节或连接线失效，这样电流就不能通过电机车馈电导线和导轨形成有效的电气回路，电流就会流经大地等载体返回电源，从而形成较大比例的杂散电流；二是取决于电机车的负荷电流，电机车的负荷电流越大，产生的杂散电流也就越大。
2.杂散电流的形成危害
（1）引起雷管先期爆破
杂散电流的情况有两种可以引起电雷管爆炸，根据对煤矿井下杂散电流的实际测量分析，矿井中的杂散电流超过300mA，有些巷道的杂散电流甚至会更高。在如此高的杂散电流的影响下，大地与导轨之间的电压很可能达到1.5V。因此只要两根爆破导线，一根和导轨直接或者间接接触，另一根和地或者巷道中其它的金属管路相接触，就可以引爆电雷管，电雷管的误引爆或者超前引爆极易酿成人身安全事故。
（2）引起矿井瓦斯或煤尘爆炸
沿着杂散电流的流经途径，会伴随着剧烈的电火花的产生，例如：架线式电机车在运行过程中，在导轨和钢丝绳接触的位置就很容易产生电火花；随着距离的不断接近，产生的电火花也越来越强烈，电火花其实就是电压电极之间的击穿放电，会产生较高的温度，因此极易引起煤矿井下瓦斯、煤尘的爆炸可能。
（3）腐蚀电缆外皮和金属管道
矿井杂散电流会对邻近的金属管道和铠装电缆金属外皮造成腐蚀、缩短金属管道和铠装电缆的使用寿命。由于杂散电流流入大地后，金属管道和电缆外皮的电阻小于大地电阻，因此电流必定流入金属管道和电缆外皮，导致杂散电流对地下的金属结构、管线设施腐蚀极为严重，特别对于煤矿井下的特殊环境，杂散电流的腐蚀程度尤为明显。
（4）引起漏电保护装置误动作
当架线式电机车运行到采区附近时，则煤矿井下的总接地网电位将相对低于采区附近的岩石、水沟等处的电位，变流所回电点的电位会相对更低。因此杂散电流可以在采区电网的绝缘电阻和采区的低压电网之间形成通路，然后经过漏电继电器的零序电抗器或者三相电抗器到达继电器，最后到达总接地网。由于杂散电流通过继电器线圈，致使通过继电器线圈的直流电加大导致漏电保护装置发生误动作。
3.煤矿井下杂散电流的防治措施
（1）按要求架线
当有两个以上牵引变流所向架线供电时，牵引变流所供电区域之间应设绝缘和分段联络开关。当电机车为双弓时架线上要装设两处绝缘，其间距离应大于电机车双弓之间的距离，电线与架线应用不少于2个铜质馈电夹子连接，每个夹子与导线的接触面积应不小于导线截面的1.5倍，连接时应紧固、可靠。
（2）缩短供电半径方式
矿井供电网络中应缩短供电半径，这是消除井下杂散电流的一项重要措施，牵引网络上的电压降会随着供电半径的缩小而降低，导轨上的电压降也会随着降低，因此杂散电流也会减小，降低了杂散电流的危害性。在一条距离较长的运输巷道中，也可以用增加变流所的方式来达到缩短供电半径，减小杂散电流的目的。
（3）减小轨道连接的电阻
降低杂散电流最根本的措施就是减小轨道连接之间的电阻，架线电机车运行的轨道及道岔之间要采用导体连接或轨缝焊接工艺进行联结，把钢轨焊接成长轨。焊接后每个接缝处的电阻值都不应该大于规定值。每隔50米便用扁钢将轨道进行连焊接，最大限度的减少轨道连接之间的电阻，从而降低杂散电流值。
4.小结
煤矿井下工作环境恶劣、生产环节复杂，空气中存在易燃易爆的瓦斯以及煤尘，这就对煤矿供电的安全性提出了更高、更严格的要求。通过上述分析，煤矿井下杂散电流的治理必须在理论分析透彻的基础上结合生产现场的实际情况，采取具有针对性的技术方法，从根本上切实有效的减低杂散电流值，从根源上避免杂散电流对煤矿安全生产的危害。