浅析煤矿井下杂散电流的危害及防治措施

摘 要：电火灾是井下可能发生的重大电气事故之一，对井下人员及各类财产设备的安全威胁很大。文章先从煤矿井下杂散电流的危害谈起，接着提了这类问题的相关预防措施，以期为我国矿山企业的安全问题提供一些参考和借鉴价值。

关键词：煤矿安全；杂散电流；危害及防治

引言

因为煤矿企业本身的特殊性，决定了其生产环节、生产条件的复杂性，于是对煤矿企业的供电系统方面的安全问题要求就更为严苛。根据有关资料显示：在国内的煤矿安全事故中，机电方面的安全事故占有较高的比例，而其中因煤矿井下杂散电流管理疏忽而引起的电火灾，甚至引发瓦斯爆炸事故的比例高达30%左右。落后的、老式的供电管理方法已远远不能满足当前生产力发展的需要，因此，应寻求一些新型的方法和措施，来预防煤矿井下杂散电流的危害，提高煤矿安全生产率。

1 什么是杂散电流

杂散电流又称漏电流，它是存在于电气网路之外的杂乱无章的电流。比如在进行的一些电气高压试验中，或者直流泄漏或直流耐压试验中，由于高压部分对地存在着分布电容，于是就产生了电流，所产生的电流会经过这个分布电容流过。再比如说，因为生产和生活中的各类用电设备接地与漏电，在土壤中也会形成杂散电流的循环。

2 杂散电流的来源

井下杂散电流的主要来源是架线电机车运输系统和电气设备的漏电。架线电机车运输系统，电流经架线流出，通过电机车后由钢轨流回。因为钢轨和大地不绝缘，于是一部分电流流入大地，在大地内经不同的方向流回，进而就形成了杂散电流。机车运行状态影响杂散电流大小，机车启动时杂散电流最大，机车停电后杂散电流急剧下降，瞬间下降几十倍至几百倍。交流电也会产生杂散电流，而其中动力和照明的交流漏电流是杂散电流。

3 杂散电流的主要危害

（1）造成电雷管早爆现象。因为井下杂散电流的存在，给井下爆破工作带来较大的威胁。掘进工作面的轨道与电机车运输巷道是连通的，因此掘进巷道的轨道对大地存在电位。在工作面又敷设有其他金属管路，这些管路与大地为一体。若电雷管的一根脚线与轨道接触，而另一根与管路接触，就会有杂散电流通过电雷管，当杂散电流大于雷管的最小准爆电流时，电雷管就会爆炸。

根据实测，杂散电流有时可以达到3～5A，远远超过电雷管的最小准爆电流。因此，如果在爆破操作过程中稍有不慎，就很容易使电雷管发生早爆现象，造成人身伤亡事故和重大经济损失。

（2）会造成铠装电缆的腐蚀。当杂散电流由大地流入电缆时，这段电缆带有负电位，在正常情况下，阴极区的电缆是不会被腐蚀的。但当杂散电流由电缆流入大地时，电缆就带正电位，形成阳极区，在阳极区内电缆就会受到腐蚀。

（3）干扰自动化控制。在井下用钢轨作控制点的地点，容易产生误动作。

4 杂散电流的特点

（1）低电压，大电流。井下杂散电流的电压大概在几十毫伏至几伏之间，个别较高的会达到几十伏特，但是到目前为止，还从未发现过有杂散电流触电的现象。但是杂散电流的电流却比较大，最大可达到5A，一般均大于电雷管的最小准爆电流，导致电雷管发生早爆。

（2）杂散电流主要分布在导电物体之间，风管、水管、钢轨之间的杂散电流最大，均高于电雷管的起爆电流。

（3）杂散电流主要是直流电。

（4）杂散电流的方向和大小经常发生变化。

5 杂散电流的预防措施

对于杂散电流，应从根源上加以限制：提高轨道接头质量，降低其电阻，减小杂散电流值；经常检修电气设备，避免漏电现象等。 在爆破过程中，为防止杂散电流导致电雷管早爆，应采取以下相应的措施。

（1）勤查工作面的杂散电流，研究并掌握其分布规律与特点，控制起爆地点的杂散电流值在50mA以内。

（2）要严防杂散电流侵入整个电爆网路，要求所有爆破母线严禁采用接头（最好采用无接头母线），爆破母线或者电雷管脚线在连线以前要扭接成短路状态，已联结的电爆网路要求必须悬空，不准与任何金属物体接触。

（3）所有爆破人员要进行岗前安全培训，并熟知和掌握有关井下杂散电流的所有基础知识，在进行爆破工作中要时刻防范杂散电流的危害。

（4）使牵引电网的电压极性换向：即钢轨接电源正极，架线接电源负极。该方法虽然不能降低杂散电流的数值，但能解决牵引变流所附近高压电缆外皮的严重腐蚀问题。

（5）缩短供电半径、增设变流所，因此杂散电流减小，危害性降低。

（6）通过焊接技术，加长轨道的长度；采取相关技术措施，降低轨道接缝电阻数值。

（7）使用绝缘道夹板，可以使采区中的轨道、主要运输巷道中的轨道、掘进头的轨道相互隔离开来，于是避免了杂散电流流到采区中去，或者流到掘进头去，于是杂散电流也就被消除了。

（8）确保采区低压橡胶电缆的绝缘电阻数值要大于规定值以上，提高交流电网的绝缘水平。

（9）若电缆结构不对称会产生零序电流，而若采用结构对称的橡胶电缆，会避免交流杂散电流的产生。

（10）使用屏蔽电缆，可使电容中分布的杂散电流通过屏蔽层流回变流所，因零序电流不外泄，即流不到电缆外面，于是交流杂散电流被消除了。

（11）采取可靠的保护接地措施，保证煤矿所有机电设备和供电系统的可靠接地。

（12）提高机电队伍的整体素质，建立健全供电管理机构和体制。

6 结束语

对于煤矿井下的杂散电流，要在考察了现场的生产实际之后，结合理论分析，进而采取具有针对性的治理杂散电流的措施，严格落实“以预防为主”的原则，通过科学的监控和监测，杜绝井下杂散电流的发生原因和危害路径，严加防范，防患于未然，提高煤矿安全生产率。

参考文献

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[7]牟龙华，李国欣，孟庆海.高低压电网保护接地网互联影响的分析[J].煤炭学报，2004，2.

作者简介：豆帅（1987-），男，汉族，河南永城人，助理工程师，现在任职于神火集团刘河矿机电一队，主要从事机电方面的工作。

朱艳青（1982-），女，汉族，河南永城人，助教，本科，现在任职于永城职业学院，主要从事电学方面的教学及科研工作。