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引言
煤矿井下供电系统在实际应用过程中,存在各种各样的安全问题,要解决好上述诸多问题,不仅要提高井下供电安全、可靠的认识和意识,同时还应结合井下供电相关技术规范要求,采取有效的技术方法措施,提高井下供电系统的安全可靠性,预防漏电和人身触电事故的发生,已成为每个煤矿机电工作人员研究的重要内容。
1.煤矿井下供电系统运行方式的技术要求
国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局颁发的《煤矿安全规程》中,第441、442条中明确规定,不仅井上需采取两回路电源供电运行方式,同时还将两回路供电运行方式技术规定延伸到井下采区变(配)电所中,这样可以确保井下供电系统运行的安全可靠性。同时,要求向局部通风机供电的井下变(配)电所必须采用分列运行方式等,这样可以确保井下通风系统运行的安全可靠性。井下两回路供电电源采取并列运行,即按照一用一备和分列运行方式进行供电。另外,要结合井下采区供电机电设备的种类和负荷等级,确定合理的供电方案和运行方式,提高矿井安全生产水平,确保井下作业安全可靠、节能经济的高效稳定进行。
2.井下供电优化布设方案
井下供电电源由地面变电所经二台升压隔离装置后,向井下采区作业面进行供电。地面上两台升压隔离装置采取一用一备运行方式,即:一台运行、另一台带电备用,通过双电源向井下采区作业面上的所有电气设备、照明、动力设备等用电设备进行安全可靠供电。井下变电所馈电盘柜向给排水系统、通风系统等提供双回路电源进行供电。井下动力电压等级按照机电设备功率容量按照6.3kV、660V、380V进行优化布设,照明、信号以及煤电钻等电气设备按照127V进行供电,交流控制回路按照36V进行供电。井下所有供电系统均需要建立完善匹配的漏电保护体系,通过低压漏电保护器馈电开关实现漏电保护,避免漏电触电事故发生。井下按照规范要求均设置完善的接地网和接地极,并通过接地铜线、接地扁钢、等电位联结体等,构成完整的工作接地、保护接地和系统接地,通过汇集到井下主接地极中,构成一个完善的全矿井可靠接地网,确保井下供电的安全可靠性。井下高低压电动机均选用矿用低压磁力启动器或真空启动器进行控制,同时在电机控制箱内装设完善的继电保护系统装置,为电动机的短路、过流、漏电等进行综合防护。在采区掘进工作面上,通过完善的继电保护闭锁装置实现风电、瓦斯电等闭锁工作,同时在回采工作面上构建完善防护系统实现瓦斯电闭锁。
3.提高煤矿井下供电安全可靠性的技术措施
3.1提高井下供电可靠性
当煤矿井下一类负荷出现供电中断时,将会引起严重的人身伤亡、设备损坏事故,不仅给煤矿带来巨大的经济损失,同时还会造成巨大社会负面影响。所以,必须保证井下供电的安全可靠性,每一矿井均必须采取两回电源进行供电,且对于通风系统、排水系统、立井提升系统等一类负荷,必须从井下变(配)电所中采取两路互为备用电源进行供电。井下供电双回电源回路,必须引自不同的发电厂或变电所,并配置完善可靠的自动切换装置,一旦工作电源回路出现故障,则会通过自动切换装置自动切换到备用电源回路,快速恢复供电,确保井下作业的安全可靠性。为了确保井下供电的安全性和可靠性,井下供电的两回电源回路应单独设置,不得与其他负荷进行分接共用。
3.2合理优化布设提高供电安全
煤矿井下作业环境较为恶劣,且安全威胁影响较多,为了提高井下长距离供电的安全可靠性,避免安全事故发生,合理优化布设供电系统提高供电安全可靠性就显得尤为重要。在实际工作中通常采取提高井下供电电压等级、装设相敏装置、分列分段供电、增大供电电缆经济截面、合理调节供电方案等技术措施,同时结合加大井下供电系统运行维护力度等管理措施,确保井下供电具有较高安全可靠性,保证井下作业安全。
3.3完善继电保护设备系统
完善井下供电继电保护方案,改善继电保护装置系统,提高供电系统故障或事故工况下动作选择性、可靠性和速动性。井下高压电动机、动力变压器等高压动力设备、控制设备等,均需按照要求设置短路、过负荷、接地和欠压释放等保护功能。煤矿应根据井下作业用电负荷类型、保护等级、分布位置、使用频率等实际情况,有针对性地进行井下供电系统继电保护方案的优化设计,同时应采取各种先进的技术措施、设备装置等,提高井下供电的安全可靠性,减少供电故障或事故影响范围,同时提高故障或事故排除速度,确保井下供电的安全可靠性。
3.4加大井下供电设施检修维护力度
煤矿井下供电设施要随用电设备功率容量、性能等参数的变化,及时准确做出相应及时升级改造。严格按照检修维护计划,对井下供电设备及时完善可靠的维护和检修,确保其具有较高性能水平。维护检修过程中,一旦发现井下防爆电气设备存在防爆性能下降、遭受破坏等现象时,必须采取更换处理,严禁继续在井下采区作业面上继续使用。对于陈旧或不符合安全规程的机电设备应及时进行更换处理,减少设备故障发生,提高井下供电的安全可靠性。
3.5引入电气设备状态在线监测系统
引入电气设备状态在线监测系统,对井下供电设备实行全过程动态管理。利用井下电气设备在线监测系统,在监测井下电网、电气设备运行工况性能的同时,还可根据安全监测系统所检测到的相关特性数据,判断井下供电系统故障或事故的特征性质,快速准确的判断供电事故发生区域,便于制定高效合理的措施快速准确切断相应事故区域的电源,确保非故障区供电安全。
论文摘 要:在分析了煤矿井下低压供电系统现状后,对提高煤矿供电安全可靠性的技术措施进行了详细分析谈论。
众所周知,我国煤炭资源开采大多是在井下进行,其特殊的开采空间、煤层结构使得煤矿井下环境十分恶劣。采掘面周围含有大量的瓦斯、煤尘等易燃、易爆物质,如果用电不当,很容易由于用电设备出现漏电等发生电火花引起井下发生瓦斯、煤尘爆炸等严重事故。本文将结合我的工作经验,就工程中常用的提高煤矿矿井供电系统安全可靠性的具体对策和措施进行归纳总结,以便为其它相关工程提供一点借鉴意义[1]。
1 煤矿井下供电系统现状分析
煤矿井下供电系统中采用防爆型及增安型电器设备,在很大程度上提高了低压供电系统的安全水平,但是由于大多煤矿井下供电系统存在负荷分配不均、谐波污染严重、设备型号不匹配等问题,给井下安全用电埋下了许多安全隐患。
1.1主变压器容量不足
井下负荷容量远远大于供电系统原设计容量,从而造成主变压器长期运行在低效运行工况条件下,不仅降低了供电系统供电可靠性和供电质量水平,同时系统长期运行在过负荷条件下,很容易导致变压器出现过热、绝缘老化、供电电缆出现发热燃烧引起瓦斯爆炸事故,不仅给煤炭开采企业带来巨大经济损失,同时还会影响企业的社会信誉。
1.2供电电能质量水平较低
随着电力电子技术、通信技术、自动控制技术等在煤矿井下机电设备中应用的不断完善,大量自动化水平较高的大功率机电设备已成为煤矿井下主要操作设备,在很大程度上提高了煤矿井下开采综合自动水平,但同时大量变频整流设备(如变频调速控制系统、软启动智能控制系统等)在井下供电系统中的广泛使用,其正常工作时所产生的谐波分量,会通过低压供电线路直接反馈入煤矿矿井低压供电系统中,使井下配电网有功和无功间不能保持原有的平衡,供电电压出现畸变等低质量电能,不仅影响井下开采设备的高效运行,同时还可能造成井下各类继电保护和在线监测系统出现“误动”或“拒动”情况,大大降低井下供电系统运行安全可靠性。
1.3人为误操作
煤矿矿井不仅操作范围较小,同时还是一个多工种同时作业环境,这就给井下煤炭生产安全用电提出了更高的要求。
1.4防爆电器自身防爆性能不符合规范要求
为了提高井下供电系统的安全可靠性,保证井下作业员工的人身财产安全,国家已经在相关文件或规范中明令淘汰或禁止使用一批在操作过程中会产生较大能量电弧的分支线路空气开关。在实际生产过程中发现,有些煤矿由于改造资金缺乏或相关企业法人不重视等因素的影响,这些明令禁止的开关设备依然在煤矿矿井中作为主要的电源控制开关,直接影响到煤矿矿井低压供电系统可靠性,严重威胁着井下从事煤炭生产人员和设备的安全[2]。
1.5煤矿矿井供电系统在线安全监测系统自动化水平较低
由于受当时建设技术水平和投资资金的制约,很多煤矿矿井低压供电系统均没有配置供电系统安全实时监测监控系统,致使井下供电系统的综合运行工况数据信息不能实时反馈回地面,导致地面相关电力调度管理人员无法技术掌握井下供电系统运行情况,对可能发生的安全隐患和故障无法及时作出有针对性的操作和补救决策,引起事故进一步扩大,造成巨大的人身财产损失。
2 提高煤矿矿井供电系统安全可靠性措施研究
2.1构筑合理的井下供电结构
合理可靠的供配电结构是煤矿井下开采安全可靠、节能经济用电的重要基础保证。任何分支回路都是独立运行的,不能在在分支线路上“t”接其它负荷,并及时调整进行开采供电结构,动态优化内部配电线路结构,减少供配电过渡环节和冗余线路,提高供电系统运行安全经济可靠性[2]。
2.2选用先进动态无功补偿及消谐装置
通过设备无功和有功容量间的自调节,不仅可以提高矿井低压供电系统的安全可靠性和供电综合质量水平,为井下各电气设备提供功率因数和供电质量均优越的电能资源,同时还可以有效抑制井下低压供电系统中各机电设备运行时产生的高次谐波分量,降低谐波对供配电网的冲击,保证各煤矿开采机电设备高效稳定运行,提高其综合使用寿命。
2.3构筑完善井下低压供电系统继电保护系统
在低压供电系统继电保护设计和技术改造时,应充分结合分级闭锁和选择性断电控制技术,保证井下各机电设备高效稳定、节能经济运行,为矿井低压供电系统安全可靠供电提供重要支持。在低压供电系统中按照分级闭锁和选择性断电原则,构筑完善的继电保护系统,可以有效杜绝井下工人的人为误操作事故发生,从而有效提高矿井供电系统防火防爆综合安全性能。
2.4配置先进供电安全实时在线监测系统
对于供电系统中存在的高隐患非安全型或高耗能型设备应予淘汰并重新规划选型。要下大力气加大资金投入,以提高低压供电系统的安全可靠性能,保证井下煤炭开采工作高效经济进行。
3 结束语
煤矿井下供电系统运行在一个复杂环境中,提高其运行安全可靠性是一项系统、长期持久的工作,必须结合煤矿井下煤矿开采的实际情况,将人力、物力、环境等多方面因素有机结合起来,整体协调配合进行充分考虑设计,制定完善井下安全供电措施方案,有效提高煤矿井下低压供电系统供电可靠性,保障井下煤矿开采安全稳定、节能经济的高效进行。
参考文献:
关键词 电气供电;系统保护;矿井煤矿
中图分类号TM92 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)85-0071-02
用电过程中,电路发生故障的可能性比较大,需要通过相应保护装置的设置来确保电路的安全与稳定。当发生电路故障时,保护装置可以有效的切除电路中存在的故障和问题,从而维护电路的正常工作和运行。如果这一保护措施得不到及时的实施,设备就会有所损坏,引起火灾等人身伤亡的重大事故。相比于一般供电场所,煤矿井下的空间比较狭窄,且空气潮湿,存在片帮、顶板冒落等危险,对设备的安全维护造成了较大影响,为此,煤矿井下供电电路、电气设备故障的发生也会更为频繁。除此以外,保护装置若不可靠、完善,故障发生时得不到及时的保护和处理,造成的后果会更为严重,例如瓦斯、煤尘爆炸等,这些危害的发生对人身伤亡造成的影响非常大,且电气火灾、煤层着火等重大事故的发生对企业生产的正常运行也是毁灭性的。所以,依据《煤矿安全规程》的标准,对煤矿井下电气设备的保护等提出了更高的要求,以确保煤矿生产的安全与稳定。
当前,煤矿井下配电开关、控制开关的使用,在设计、制造方面都进行了过载保护、漏电闭锁保护、漏电保护、短路保护的设置,同时还对安全型防爆措施进行了实施。而保护装置采用的大都是电子电路,在保护功能、技术方面均较为完善,可满足《煤矿安全规程》的安全要求,使煤矿企业的生产运行更为可靠和安全。
1 煤矿井下电气设备存在的问题
1)煤矿井下生产环境较为特殊,多种因素对电气设备的危害较大,电气设备易发生故障和问题;
2)电气设备采用新技术进行工作,设备内部的电子元器件布置非常复杂,给设备的运行带来了许多的安全隐患;
3)井下生产过程中,负荷的变化非常的大,过载频繁的电气设备易发生各种故障;
4)随着电气设备技术含量的不断提升,采用电子电路进行电路保护及电路开关控制的方式越来越普遍,而电气设备的故障检修、维护及处理工作的实施难度就会有所增加。由此一来,电气设备故障的检修处理无法及时进行,其在保护不完善的状态下运行,容易发生各种问题和异常状况;
5)针对电气设备的维护和检修工作的实施,现具有的维修人员队伍的综合素质及技术水平都无法满足煤矿安全生产的诸多要求,使电气设备、电系统发出现的故障问题得不到及时的处理,严重影响了煤矿安全生产的实现。当前,随着国民经济的进一步发展,煤炭的需求量得以不断增加,进而对煤炭的生产规模及生产能力提出了新的要求,在这种情况下,技术人员极度短缺,对煤炭行业的安全生产带来了不良影响;
6)电气设备配件的通用性较低,使企业配件储备方面存在着较大问题,久而久之,设备因缺少配件得不到及时有效的修复就容易发生各种故障及重大安全事故。我国煤矿专用控制开关及配电开关的生产厂家比较多,每个厂家拥有的设计方案存在较大差异,电路原理和设备结构的区别同样很大,使检修时常用的配件不能够通用,给设备的维护带来了严重的影响。这样,产品及配件的购买均只能局限于某一个生产厂家,使用户在使用过程中容易发生配件短缺的严重问题;
7)企业在安全管理方面的问题也是非常的突出,生产人员没有较强的安全观念。在实际的生产过程中,电气故障出现后往往得不到及时的处理和检修,在这种情况下,生产人员为了保障生产的持续进行,选择将电气设备保护丢弃,强行进行通电、生产等操作,反而使出现的故障更为严重。
2 安全措施的有效实施
为了进一步确保煤矿井下电气保护存在问题的有效解决,促使煤矿井下安全用电的实现,可从以下4个方面的综合考虑,通过安全措施的有效实施,良好的解决各种生产故障及用电问题:
1)对矿井安全生产队伍的建设进行加强,通过有效的措施和方法促使矿井电气设备操作人员、生产人员、维护人员技术水平及综合素质的提高。为了进一步满足煤炭安全生产的各种要,还要促使煤炭教育事业的大力发展,培养更多的技术型、技能型人才,最终为煤炭行业的生产发展进行各种需求的有效服务;
2)选择电气设备时,要对井下负荷变化的重要因素进行考虑,适当的对电气设备的负荷裕度进行增加,避免设备出现过载运行的不良现象。进而在安全可靠的工作条件下,确保煤炭生产的正常进行;
3)设计、制造煤矿井下电气设备的过程中,必须重视运行中故障问题的处理和检修。以《煤矿安全规程》的要求为标准,简单合理的进行设备的设计和制造,以利于电气设备的检修和维护。另外,通过有效方案的进一步实施,促使煤矿井下设备统一制造标准及统一系列的实现,确保主要配件能够通用,最大程度的实现维护检修工作的简单操作和实施;
4)促使全员安全供电意识的提高。生产过程中,应加强对全体工作人员安全用电教育的培养,使工作人员能够按照《煤矿安全规程》的相关规定,严格的执行各种生产操作和安全管理,同时对安全管理、安全检查制度进行建立,保矿井供电系统能够在无故障问题的条件下安全的进行生产和工作,最终确保煤矿安全生产的有效实现。
3 电气保护的重要性
随着科技技术的不断发展,煤矿机械化程度越来越高,采掘机械总功率及最大单电机容量也得以增大,供电线路的加长同样更为突出。如果井下供电电压不变,在工作面上就会有最大一台电机启动,而其它电机正常运行,在这种情况下,线路上的正常起动电流就会超过最小两相短路电流,严重的影响了现有采掘供电线路继电保护措施的实施。当事故发生时,井下保护往往容易出现误动作,有时也会有不动作情况的发生,而供电战线比较的长,在不知情的情况下,操作人员如果仅凭经验对供电线路进行故障处理,就会容易发生重大的人身事故。与此同时,电气保护的误动作使设备的启动、停止更为频繁,在设备工作电压不稳定的状况下,设备遭受的损害也会有所加大,从而严重影响了矿井安全生产的实现。对此,应如何保证继电保护的灵敏度,则成为确保电气设备安全运行的重要条件。具体的维护工作中,可以采用过电流继电器的动作电流和功率因数共同监测的保护方法对误动作的产生进行解决,从而最大程度的满足继电保护要求的选择性及可靠性,同时大力促使井下供电生产安全性的提高。
4 结论
总而言之,要确保井下电气的安全操作和生产,就要重视电气设备、供电系统的保护,同时配备专业的技术人员,对井下电气安全管理工作进行具体明确的负责。进一步促使责任制的完善,使井下电气设备专业化管理得以有效加强,还要对小型电器组、电气管理组、电缆组、防爆组等专业组进行配备,定期对各组人员进行专业技能的培训和考核,落实电气管理专业职能的有效发挥,最大程度的确保煤矿安全稳定的生产和运行。只有这样,煤矿生产运行过程中才能减少安全隐患的发生,使生产效率得以提高,从而实现供电安全可靠的实施及发展。
参考文献
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【关键词】煤矿 供电系统 继电保护
继电保护装置是井下供电系统中一种防止发生事故的自动装置,是保证电力系统安全可靠运行不可缺少的重要设备。当电力系统中的某一处发生接地和短路故障,或者不正常运行对系统的其它部分产生不良影响时,继电保护装置能迅速准确检测出不正常状态,发出指令或信号,将这部分从系统中切除,或由值班人员采取必要措施,避免事故的进一步恶化。
1 煤矿矿井供电系统继电保护的原理
由于矿井供电继电保护系统环境恶劣,再加之深受煤尘爆炸与瓦斯爆炸等危险因素的影响,使得电力设备的安全运行成为矿井的重中之重。矿井供电系统继电保护的主要作用是保护其供电系统的安全和可靠运行,主要包括以下三个方面。
1.1 供电系统继电保护中的过流保护
由于矿井运行的大多是容量较大的电气设备,再加之经常在满负荷状态下工作,就很容易产生过电流或导致短路事故的发生。因此,在矿井供电系统的继电保护配置中,必须要进行这种继电器的配备,进而起到有效监控过流保护的作用。
1.2 供电系统继电保护中的漏电保护
电网在绝缘严重后不但会发生漏电,还能加重设备的损坏程度,情节更严重的可能会发生瓦斯爆炸或短路事故。进而在矿井供电系统的继电保护中必须要实现漏电监测和保护。
1.3 供电系统继电保护中的接地保护
众所周知,若电气设备的绝缘已经造成损坏,那么其金属外壳及架构就会出现带电现象。接地保护就是指利用导体,针对电气设备的全部不带电的外漏金属部分和埋在地下的接地极进行连接。可以这样说,接地保护就是针对电气设备在绝缘损坏的情况下进行的保护措施,因此,在矿井供电系统的继电保护配置中,首先要考虑的是针对主要的电气设备进行绝缘检测。
2 煤矿矿井供电系统的常见故障及其继电保护的作用
2.1 供电系统的常见故障分析
煤矿矿井的供电系统中最常见的故障就是短路。单相接地短路在短路故障中所占比例最大;而相间短路与层间短路则是变压器等电气设备常见的短路形式。以上任何类型的短路故障都会给煤矿企业带来比较严重的后果。短路故障不仅会缩短电路系统中电气设备的使用寿命或发生更为严重的烧毁事故,还会在短路过程中降低系统中的电压。因此,为了有效防止各种异常情况和各类故障对整个供电系统及电气设备造成损坏,可以在供电系统中合理运用继电保护来避免和防止遭到损害。
2.2 供电系统继电保护的作用
(1)矿井供电系统的继电保护装置可以“监视”电路中的电气设备,在设备发生异常情况时,能够及时的发出与此异常相对应的告警信号,进而可以及时让工作人员了解详情,并采取积极的相应解决方式,从而有效的防止普通的异常情况转变为较严重的大故障。此外,还能保证供电系统在最短时间内就能恢复稳定性的工作,并尽最大限度的减少异常情况或故障给供电系统带来的负面影响。
(2)矿井供电系统的继电保护装置可以掌握供电系统的实时运行情况,在发生电力系统运行故障或其它异常情况时,可以将发生故障的部分进行及时性地隔离,从而有效预防故障的再扩大化,最终防止故障原件损坏整个供电系统,为整个电路的安全和稳定做保障。
(3)矿井供电系统的继电保护可以针对电路系统进行自动合闸和遥控等远程控制,有利于实现矿井供电系统的自动化。
3 针对煤矿矿井供电系统的继电保护进行定期检查
煤矿企业不仅要针对矿井新安装电气设备的继电保护进行全面的检查,还应针对正处在运行当中的继电保护进行定期的检验,那是因为运行的继电保护会受到工作环境的影响和负荷的经常变化。煤矿企业原则上应每年都进行一次电气试验。目前,由于试验设备不具备防爆的性能,而煤矿采区变电所继电保护只有在新设备安装时,在下井前会进行一次全面的试验。煤矿企业想要针对井下的中央变电所进行电气试验,可将地点选在井口进风巷,再制定相应的、周密的安全措施,并可以每年试验一次。
4 加强煤矿矿井供电系统继电保护的日常管理
煤矿企业不仅要针对其供电系统的继电保护进行定期的检查,还应该加强其日常的管理,只有这样,才能确保煤矿企业供电的安全性。针对供电系统的继电保护进行日常管理,可以依照下面几个方面进行。首先,针对继电保护进行管理可以实施包制到个人的有效措施,并经常性的进行检查。然后,针对继电保护进行管理可以制定技术人员岗位责任制和专责电工岗位责任制,并以此来确保此工作的落实。其次,针对继电保护进行管理要注重对其技术资料的管理程度。最后,针对继电保护进行管理要注意搞好其维护工作,并对继电保护进行每季度一次的检查和调整。除此之外,在针对设备进行安装、检修和移动时以及发生事故后,都必须要检查继电保护,与此同时,继电保护也应作为值班人员的日常检查。
5 结语
总而言之,合理配置继电保护装置是保障煤矿井下电网安全运
行的重要条件。科学合理的配置继电保护装置是保障煤矿井下电网安全运行的重要条件,在煤矿安全生产中发挥着重要的作用。随着科学技术的发展和煤矿生产机械化水平的提高,微机型继电保护装置必然取代传统的继电保护装置。这就要求井下机电技术人员和操作人员在煤矿供电系统的设计和安装过程中做好相应的保护工作,保证矿井供电系统的安全生产。
参考文献:
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【关键词】煤矿供电;安全;隐患
前言
近年来,我国煤炭产业协会及安全生产管理部门都适时的加强了煤矿的安全监管工作。煤矿电气控制电路的平稳运行是保障煤炭开采与运输工作顺利开展与进行的基础,也是煤矿安全生产管理工作中存在问题与弊端最多的部分。下面就对煤矿供电系统可能存在的事故隐患进行分析,并提出一些应对措施。
1 煤矿供电系统中可能存在的事故隐患分析
由于电气设备和设施缺陷(选型不当、分断能力不够、电缆过载、不阻燃等)可能引发的电气事故有:电源线路倒杆、断线、过负荷、短路、停电、人员触电、电气设备起火、电火花、防爆电气设备失爆等。
(1)继电保护装置缺陷。继电保护装置未按规定装设或采用不合格的落后、淘汰产品。会出现越级跳闸、误动作造成无故停电,扩大事故范围。
(2)井下电气火花事故。①电气设备保护失灵,当出现过流、短路、接地等电气事故时拒动,使设备、电缆过载、过热引发电气火花,有可能点燃瓦斯,造成火灾或瓦斯爆炸事故。②井下带电电缆由于外力原因破损、拉脱、电缆绝缘下降易造成系统短路、接地,引发电气火花,电气火花有可能造成点燃瓦斯,造成火灾或瓦斯爆炸事故。③井下使用的电气设备安装、维修不当,造成失爆(如防爆腔/室密封不严、防爆面、密封圈间隙不符合要求等),在开关触点分一合或其他原因产生电火花时,可能点燃瓦斯造成火灾或引起瓦斯爆炸事故。
(3)主变容量不足,电源线路缺陷。主变压器容量不足,一台发生事故时,其余变压器不能保证矿井一、二级负荷供电。矿井电源线路未按当地气象条件设计,遇大风、雪等恶劣气候,线路强度不足,易造成倒杆、断线,造成全矿停风、停产,井下作业人员会因停风而有生命危险,造成财产损失和人员伤亡。
(4)雷击过电压和消防隐患。雷雨时节因雷击产生过电压、放电产生火花或将设备和电缆击穿、甚至短路。放电产生的火花或短路的火源将易燃物(电缆、控制线、动力油、油污等)点燃,引发火灾,变配电室内未装设机械通风排烟装置及无足够的灭火器材,处理事故困难,导致事故扩大,造成全矿停电,停风、停产。
(5)闭锁缺陷。开关柜闭锁未装设或失效易造成误操作,刀闸在带负荷状态下停送电,造成短路。人员在开关内部带电状态下进入会发生触电。
(6)开关断路器容量不足。因开关、断路器遮断容量较小,不能分断短路电流,瞬间因短路故障产生大量的热能而烧毁设备及电缆,引发火灾事故,造成部分用户或全矿停电、停风、停产,严重时能导致人员伤亡,财产损失。
(7)静电危害事故。井下能产生静电的设备和场所很多,各类排水、通风、压气管路,由于内壁与高速流动的流体相摩擦,使外壁上产生大量的静电电荷,在对地绝缘较好的管壁下产生的静电电压,可达300V以上,塑料等非导体材料管道,更易产生静电。静电放电火花会成为可燃性物质的点火源,造成爆炸和火灾事故;人体因受到静电电击的刺激,可能引发二次事故,如坠落、跌伤等。
(8)井下大面积停电事故。①井筒内电缆固定不牢,电缆坠入井筒,造成井下大面积停电事故。②正常分列运行的双回路违章并联运行,当一段母线供电系统发生短路事故时,引起另一段母线供电系统同时掉闸,双回路停电。④应采用双回路供电的区域或设备,采用了单回路供电。③井下电气设备、电缆当发生短路事故时,电气保护装置拒动或动作不灵敏,造成越级跳闸。
(9)谐波及其危害。矿井电力系统中主要的谐波源是提升机采用晶闸管供电且具有非线性特性的变流没备。谐波的危害主要有:①使电网电压波形发乍畸变,致使电能品质变坏。②使电气设备的铁损增加,造成电气设备过热,降低正常出力。③使电介质加速老化,绝缘寿命缩短。④影响控制、保护和检测装置的工作精度和可靠性。⑤谐波被放大,使一些具有容性的电气设备(如电容器)和电气材料(如电缆)发生过热而损坏。⑥对弱电系统造成严重干扰,甚至可能在某一高次谐波的作用下,引起电网谐振,系统紊乱,造成设备损坏。
(10)井下人员触电事故。①井下电工操作时所使用的绝缘手套、绝缘靴、验电笔等器具破损、绝缘程度降低,验电笔指示不正确。②闭锁装置不全、失效、警示标志不清,人员误入。③无工作票及安全措施,不执行高压电网作业中停电、验电、放电等规定和要求。④接地系统缺损、未可靠接地、保护接地失灵,设备外壳、电缆外皮漏电。⑤不执行停送电制度或误操作,停错、送错电,误认开关和电缆,没有执行作业监护制度,没有悬挂“有人作业,不准送电”牌。
(11)单相接地电容电流的危害。矿井电网的单相接地电流达到15—20A时,如不加以补偿限制,弧光接地可能引起接地点的电气火灾,甚至引发矿井瓦斯、煤尘爆炸事故。
(12)雷击入井事故。①经地面引入井下的供电线路,防雷设施不完善或装置失灵。②由地面入井的管路、井架在井口处未装或安装的少于两处集中接地装置接地不良。③通信线路在入井处未装设熔断器和防雷装置。或装置不良。
2 应对策略
2.1 矿井高低压供电设备应装设漏电保护,加强井下电气设备的维护管理,确保电气设备良好接地,防止失爆、漏电事故的发生。
2.2 掘进工作面局部扇风机应实现“双风机、双电源”,并能自动切换,防止意外事故发生。
2.3 下井电缆在井筒段敷设时,支架上应采用橡胶压块固定的措施。制定定期检测、检查制度,井筒淋水较大时,应采取相应措施。
2.4 地面变电所和井下其它变(配)电所,每年要全面统计用电负荷。系统参数有变化时,应重新核算短路电流。为继电保护的计算、整定和试验提供可靠的依据。有大容量负荷投运,要重新整定和试验。
2.5 必须确保采掘供电分开。照明综保、煤电钻综保、低压检漏继电器必须正常使用,灵敏、可靠。
2.6 采区供电系统应跟随工作面不断推进随时调整并绘制供电系统图,计算短路电流,全面校核继电保护整定值。
2.7 地面输电线路、变电所及井架等建构筑物均按规定装设避雷设施,每年雨季前均应检测合格,重点防止架空电源线路遭受雷击,造成全矿停电。
2.8 对电气设备的绝缘性能要定期测试,对损伤、破皮漏电的电缆要立即更换。
2.9 设置滤波装置,并对矿井电网谐波情况进行检测,根据检测结果对滤波系统作相应调整,以确保供电系统的安全运行。
2.10 井下使用的电气设备、电缆要严把入井关。防止没有“二证一标志”的电气设备和电缆流入井下。
2.11 定期对电网电容电流进行测试,超标过20A时应采取限制电容电流的措施。
2.12 完善供电系统中防止反送电的制度和措施,防止反送电造成触电事故。对变电所供电系统没备、设施合理布置,各开关柜编号、控制负荷,根据供电实际予以明确标识,防止误操作。
3 结语
煤矿电气事故的发生具有随机性、渐进性或突发性,并且造成事故的原因很多而复杂,包括设计、制造、疲劳、磨损、老化、检查和维护保养、人员失误、环境及其它因素。通过经验教训及事故的统计分析,大部分事故的规律是可知的。通过定期检查、维护保养和分析总结可使多数事故在预定期间内得到控制。所以建立科学合理的事故预防体系,是预防煤矿电气事故的—个重要手段。
参考文献