煤矿井下电网漏电的危害及预防

摘要:煤矿井下供电电网一旦发生漏电,不仅会引起人身触电,而且还可能导致瓦斯煤尘爆炸,甚至使电器雷管提前引爆。此外,大量的漏电电流,还可能使绝缘材料发热着火,造成火灾及其其它更为严重的事故。因此,必须采取切实可行的漏电保护措施,确保井下供电的安全。本文首先分析了煤矿井下电网漏电的原因和漏电的危害,针对漏电产生的危害提出相应的预防漏电的措施。

关键词:煤矿 井下 漏电 危害 预防

煤矿井下空气比较潮湿,电气设备和电缆的绝缘容易受潮,再加上井下空间相对狭窄,掩饰（煤块）垮落和矿车掉道时有发生,电气设备和电缆的绝缘也易遭到机械损伤,因而发生漏电和触电的可能性远比地面大。漏电的存在不仅会增加触电的危险,而且是引起井下沼气煤尘爆炸、提前引爆电雷管以及酿成井下电火灾的重要原因之一。由此可见,为确保煤矿安全生产,对井下的触电和漏电,必须有完善的防护措施。

1、煤矿井下电网漏电的原因

煤矿井下漏电主要是交流电网漏电和直流杂散电流,此两种漏电造成的危害最大。

1.1 交流漏电的原因

井下产生交流漏电的根本原因是由于电网绝缘电阻降低所造成的,具体来说主要有以下几个方面的原因:

(1)对电气设备、电缆的检查维护部及时,使用操作不当。1)电缆在井下被砸,过分弯曲而使电缆外皮出现裂隙。2)开关、电动机受潮或进水,而使绝缘降低。3)设备、电缆不能定期升井检修干燥,常年在井下使用使绝缘降低。

(2)电气设备、电缆选择不合适,造成长期过负荷而发热使绝缘下降。

(3)两台变压器并联,电缆线路长度太长,开关、电动机等设备台数很多也会使绝缘电阻下降。

1.2 直流杂散电流的产生的原因

煤矿井下杂散电流分为直流和交流两种,但以直流杂散电流较严重。直流杂散电流主要是由电机车的牵引网络所致。

在电机车牵引网路中,轨道是作为回电的导电体,处负荷状态。即电流时通过牵引变流所得正极,流向架空线,经电机车流向轨道,返回牵引变流所的负极,构成牵引网路的供电回路。因为轨道与大地是接触的,轨道之间也有接头间隙、井下的路基及空气较为潮湿,所以总有一部分电流流向巷道的四面八方。而管路和电缆与大地也不是绝对的绝缘。所以它们就构成了牵引网路外的导电体,也经管线和电缆返回牵引变流所的负极,即整个井下大巷是一个空间电流场,这些经管路、电缆外皮及大地流回牵引变流所的电流即为杂散电流。

2、漏电的危害

电网漏电又分为集中性漏电和分散性漏电。集中性漏电,是指在变压器中性点不接地的电网中,由于电网某处（或某点）的绝缘损伤而发生的漏电。分散性漏电则是由于整条线路或整个电网的绝缘水平降低,而沿整条线路或整个电网发生的漏电。无论是集中性漏电或是分散性漏电,漏电电流增大,都会增加人身触电和引起沼气煤尘燃烧爆炸的危险。长期漏电,会使绝缘发热、老化,进而扩大成两相短路。此外,漏电发生在爆破作业的工作面附近,由于漏电电流在它通过的路径上要产生电压降,漏电电流越大,电压降也越大,因而当电雷管两端的引爆线不慎与漏电电路上具有一定电位差的两点相接触时,就可能造成电雷管先期爆炸事故。因为井下漏电具有以上各项危害,所以煤矿井下必须要有漏电保护。简单地分为以下几种:

(1)人身触电。当电气设备的外壳受到损坏而不能产生绝缘作用时,而工作人员又接触此外壳时,就可能发生人身触电事故。此时入地电流的一部分将从人体流过,其数值达到一定程度就会给造成工作人员带来伤害,甚至威胁他们的生命。

(2)引起短路事故。据有关部门统计,约有30%的单相接地故障发生为短路,从而造成更大的电气故障。

(3)引爆电雷管。漏电电流在其通过的路径上会产生电位差,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,就可能引爆电雷管,发生爆炸事故。

(4)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,当井下空气中瓦斯或煤尘达到爆炸浓度且有能量达到或超过0.28mj的点火源时,就会发生瓦斯或煤尘爆炸。

(5)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(如非阻燃性套电缆)着火燃烧。

3、预防漏电的措施

(1)加强煤矿井下电气设备的管理和维护,工作人员应定期对电气备进行检查和试验,性能不达标的立即给予更换。确保设备的达标率为100%。

(2)将带电导体、电缆接头和电气元件等,都封闭在坚固的外壳内。在电气设备的外壳与盖子间设置可靠的机械闭锁装置,采取这一措施能有效地防止因带电检修造成的人身触电事故。

(3)对于那些不能封闭在外壳内的带电裸导体,如电机车用的架空导线应按照《煤矿安全规程》第三百六五十条规定:应将其安装在一定的高度,以避免人身接触可能。

(4)加强手持式电动工具把手的绝缘。这类把手在正常时本来是不带电的,但是当带电部分的绝缘损坏时,手便有可能带电而引起触电事故。因此必须在把手上再加一层绝缘套,以形成双重保护。

(5)对人员接触机会较多的电气设备,采用较低的额定电压。例如手持式电钻、 照明设备及信号装置等的额定电压不得超过127V,而井下各种电气控制回路的额定电压则限制在12～42V安全电压内。

(6)井下配电变压器的中性点禁止直接接地,以减小漏电或触电电流。井下若采用中性点直接接地的供电系统,则发生漏电或人身触电的情况就有所不同,此时,漏电或触电电流入地后就直接经过接地极回到变压器的中性点。由于接地极的电阻很小(数欧姆),使得电源相电压几乎全部加在漏电过渡电阻或人体电阻上,危险性极大。

4、结语

总之,煤矿井下电网一旦发生漏电,将会给煤矿带来极大地灾害,必须认清漏电产生的危害,并熟练掌握相关的预防措施,坚持不懈地用用漏电保护装置,以确保井下用电的安全,从而促进煤矿健康、安全、和谐、持续发展。

参考文献

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