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1煤礦井下供電系統(tǒng)的安全問題分析

1.1煤礦井下供電系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定

煤礦井下供電系統(tǒng)的運(yùn)行受到多種因素的影響，對煤礦安全生產(chǎn)造成不良影響。主要表現(xiàn)為：變壓器的容量不足以及對備用電源的設(shè)計(jì)不滿足規(guī)范。變壓器容量不足的原因是在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)，沒有為供電系統(tǒng)留有充足余量，系統(tǒng)經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)行，處于超負(fù)荷狀態(tài)，供電系統(tǒng)的母線長期處于發(fā)熱狀態(tài)且用電超載，降低了電氣設(shè)備和電纜的使用年限。此外，由于電氣設(shè)備短路、雷擊、大型設(shè)備啟動(dòng)等原因，會(huì)造成電網(wǎng)電壓波動(dòng)，降低了供電系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和安全性。

1.2地面中性點(diǎn)直接接地的變壓器向井下供電

在實(shí)際安全考察中發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)煤礦企業(yè)沒有按照規(guī)定安裝使用接入井下電源或非直接接地變壓器中性點(diǎn)，而是采用單個(gè)煤礦專用或多家煤礦共用接地中性點(diǎn)變壓器連接供電系統(tǒng)，通過三芯電纜線與三相火線的連接接入井下，使用保護(hù)接地與工作接地結(jié)合的中性線與單根相線接入辦公區(qū)域和生活區(qū)，以供生活用電。

1.3沒有采用雙回路供電系統(tǒng)

我國的規(guī)定要求礦井生產(chǎn)使用雙回路供電系統(tǒng)，年產(chǎn)量在6萬噸以下的煤礦可以使用單回路供電，但必須滿足備用電源的要求。但是，一些礦井仍采取單回路供電，雖然有些煤礦單位配置了柴油或汽油發(fā)電機(jī)，也僅僅為了應(yīng)付檢查或停電時(shí)緊急照明。而且雙回路供電系統(tǒng)發(fā)電機(jī)容量限制情況下保證關(guān)鍵電氣設(shè)備即使停電也可正常運(yùn)行，為礦井工作人員的安全撤離提供了機(jī)會(huì)，防止透水事故和通風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)導(dǎo)致粉塵、瓦斯聚集。此外，礦井周圍存在靜電和電火花，如果靜電接地不良，會(huì)造成放電火花甚至爆炸。接觸器和繼電器可能因質(zhì)量不佳，在開合時(shí)無法分?jǐn)嚯娏饕矔?huì)形成電火花；電纜長期在外力或超負(fù)荷狀態(tài)下工作，也可能產(chǎn)生電火花，從而引發(fā)短路，導(dǎo)致瓦斯爆炸。

1.4地面引入的供電線路沒有設(shè)置相關(guān)保護(hù)裝置

煤礦井下的規(guī)定要求供電線路、通訊線路、入井軌道、電機(jī)車架線在入井處必須安裝防雷裝置；井下使用的電器必須具備漏電、過流和接地等保護(hù)功能。井下電氣設(shè)備還要滿足防爆要求。但是檢查時(shí)卻發(fā)現(xiàn)有些煤礦并沒有按照規(guī)定將保護(hù)措施做到位，僅僅是將架空線接入井口，再由電纜線引入井下或者直接接入變壓器，如果遇到雷電襲擊，雷電會(huì)沿著導(dǎo)線侵入井下工作面，引起瓦斯爆炸或人員傷亡，設(shè)備遭受雷擊也會(huì)被嚴(yán)重?fù)p壞，存在巨大安全隱患。而且，煤礦井下工作環(huán)境較為潮濕，影響設(shè)備絕緣，漏電保護(hù)器能夠避免因漏電造成引發(fā)爆炸或明火，減少井下安全事故。

2煤礦井下供電系統(tǒng)的運(yùn)行方式

2.1煤礦井下雙回路供電系統(tǒng)的運(yùn)行方式

雙回路供電系統(tǒng)包括分列和并列兩種運(yùn)行方式。分列運(yùn)行指的是兩條線路同時(shí)運(yùn)行，兩段母線間的聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開。分列運(yùn)行適用于擁有較大負(fù)荷的變電和配電所，具有電纜線路的電流小、壓降小、線路距離長、停電面積小的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是由于兩個(gè)回路具有不同負(fù)荷，對其總配電開關(guān)的保護(hù)整定也有所不同，如果一個(gè)回路停電，另一個(gè)回路的總配電開關(guān)也要重新進(jìn)行整定，不利于兩回路之間快速切換。并列運(yùn)行指的是當(dāng)一條回路運(yùn)行時(shí)，另一回路帶電備用，兩段母線的聯(lián)絡(luò)開關(guān)相連接。并列運(yùn)行適用于擁有較小負(fù)荷的變電和配電所，優(yōu)點(diǎn)是兩個(gè)回路擁有相同負(fù)荷，其總配電開關(guān)具有相同的保護(hù)整定，切換迅速；缺點(diǎn)是通過電纜線路的電流較大、壓降大、運(yùn)行線路間的距離短，如果短路會(huì)造成大面積停電。

2.2煤礦井下供電系統(tǒng)的運(yùn)行方式技術(shù)要求

我國頒布的煤礦生產(chǎn)的安全條例明確規(guī)定必須將雙回路供電運(yùn)行技術(shù)應(yīng)用到井下采礦區(qū)域的配電所、變電所中，為供電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠的保障。同時(shí)，井下變電所向部分通風(fēng)機(jī)供電時(shí)，應(yīng)采取分列運(yùn)行方式，保障通風(fēng)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。此外，綜合考慮井下作業(yè)的機(jī)電設(shè)備的規(guī)格和負(fù)荷，制定科學(xué)的供電方案，提高礦區(qū)生產(chǎn)的安全性和效率，保證井下作業(yè)的高效穩(wěn)定、節(jié)能經(jīng)濟(jì)。

3煤礦井下供電系統(tǒng)的優(yōu)化措施

一方面，井下供電系統(tǒng)的電源經(jīng)地面變電所通過兩臺(tái)主變壓器設(shè)備接入井下作業(yè)面實(shí)施供電。位于地面的主變壓器采用一臺(tái)運(yùn)行、一臺(tái)備用的運(yùn)行方式，利用雙電源向井下所有電氣、動(dòng)力、照明設(shè)備提供安全穩(wěn)定供電。井下變電所的饋電盤柜為通風(fēng)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)經(jīng)過雙回路電源實(shí)施供電。根據(jù)機(jī)電設(shè)備的容量和功率，按照1140V、660V進(jìn)行電壓的優(yōu)化設(shè)置，按照127V對通信、照明和其他電氣設(shè)備實(shí)施供電，按照36V對交流控制回路進(jìn)行供電。另一方面，對井下供電系統(tǒng)要采取積極有效的漏電保護(hù)措施，建立匹配完善的保護(hù)體系。所有電氣設(shè)備的保護(hù)接地裝置和局部接地裝置都應(yīng)同井下主接地極連接成一個(gè)總接地網(wǎng)。嚴(yán)格要求井下電工按規(guī)范接線，確保電纜頭密封，防止進(jìn)入潮氣引起漏電事故。對井下電纜懸掛到一定高度，防止出現(xiàn)“擠、壓、砸、淋”等現(xiàn)象，減少漏電事故的發(fā)生。及時(shí)對饋電開關(guān)進(jìn)行檢漏保護(hù)試驗(yàn)和遠(yuǎn)方檢漏試跳試驗(yàn)，確保漏電保護(hù)功能有效，及時(shí)切斷漏電回路。

4小結(jié)

綜上所述，對煤礦井下供電系統(tǒng)的安全問題，需要嚴(yán)格按照規(guī)定要求，采取雙回路供電運(yùn)行方式，并對供電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，健全井下供電安全防護(hù)體系，確保煤礦開采的安全和效率。相關(guān)技術(shù)人員還需要不斷提高自身的專業(yè)技能和綜合素質(zhì)，樹立安全生產(chǎn)意識(shí)，為我國煤礦行業(yè)做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

作者:黃偉單位:陜煤集團(tuán)神木紅柳林礦業(yè)有限公司