煤矿井下漏电保护技术现状分析.pdf

技术应用Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ ＹＡ Ｎ ＤＭＡ Ｒ Ｋ Ｅ Ｔ Ｖ ｏ ｌ ． ２ ７ ， Ｎ ｏ ． ８ ， ２ ０ ２ ０ 煤矿井下漏电保护技术现状分析 蒋学强 （ 鹤煤公司双祥分公司，河南 鹤壁 ４ ５ ８ ０ ３ ０ ） 摘 要漏电问题是导致很多企业出现安全事故的重要原因， 采取针对性的漏电保护措施， 对于提升生产的安全性非常关 键。特别是煤矿作为高危行业， 选择科学合理的漏电保护技术， 全面提升漏电保护水平有着非常重要的意义。从煤矿井下 出现漏电的主要原因分析入手， 研究了煤矿井下出现漏电的主要危害， 并针对性提出了煤矿井下漏电保护技术要点。 关键词煤矿井下；漏电保护技术；现状；分析 ｄ ｏ ｉ １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６－ ８ ５ ５ ４ ． ２ ０ ２ ０ ． ０ ８ ． ０ ５ ４ 引言 随着煤矿开采范围和深度的不断增加， 整个煤矿生产系统 的复杂程度明显提升， 再加上煤矿井下环境较为潮湿， 温、 湿度 较高， 煤尘数量较大， 在井下施工的过程中， 容易出现漏电的情 况。通过分析， 当前煤矿井下出现漏电主要有 ３方面原因。 １ ） 自然因素。主要是井下环境较为潮湿， 各种类型的井下 线路在使用的过程中容易出现供电线路绝缘体老化问题， 电器 设备绝缘性下降明显。在潮湿的环境下， 电器设备内部接线板 潮湿问题明显， 导致线路中出现了导线、 线圈及接触器内部元 件漏电。再加上煤尘侵入到电气内部， 导致绝缘材料老化、 编 织， 绝缘效能相对于先前出现明显下降。 ２ ） 人为因素。人为因素主要是在对机械设备进行维护的 过程中， 相关的维护与管理措施不到位， 例如橡胶接头的连接 与具体的施工要求不相同， 电缆和设备的连接不牢固， 封堵措 施不严格， 在电缆出线了掉落时， 并没有及时进行钩挂。再加 上煤矿各种类型的电器设备长时间处于超负荷运行状态， 电机 发热明显， 大量煤尘的覆盖， 电机整体散热效果较差， 增加了出 现事故的概率。 ３ ） 设备因素。供电系统在运行过程中使用到各种类型的 电器、 电缆设备， 设备不符合国家相关要求， 导致漏电事故的发 生。从当前出现的事故类型来看， 由于这种问题带来的电器设 备故障是重要问题之一。此外， 在设备运行的过程中， 可能受 到外界负面因素的影响， 例如， 矿车出现了掉道问题时， 容易导 致供电设备出现漏电故障。 煤矿井下出现漏电的主要危害 由于井下工作环境特殊性， 在出现了漏电事故时， 带来的 危害相对于其他类型的故障通常要大， 因为井下的漏电事故不 仅会导致作业人员出现触电， 同时还可能引发瓦斯爆炸、 煤尘 及火灾等。煤矿井下漏电的危害主要有 ①是电气设备、 供电 电缆等设备在出现了漏电事故时， 若电流达到了一定的数值会 直接威胁到作业人员的生命健康安全。②漏电电流在通过电 缆绝缘破损处或者设备绝缘的破损处时， 绝缘部位会产生进一 步的恶化， 非阻燃性材料出现着火， 导致煤矿井下出现火灾事 故， 若这种情况发生在煤尘具有爆炸倾向或者瓦斯较高的矿井 时， 在煤尘与瓦斯达到爆炸条件时， 可引发煤尘爆炸、 瓦斯爆 炸。③漏电电流若发生电雷管引线接触， 会发生电雷管无准备 爆炸， 因为电雷管引线若与漏电电流的电位差两点相接触， 便 会引爆电雷管。④漏电还直接影响到井下设备的正常使用， 因 为单向接地时会造成另外两向对地电压升高超过电气设备极 限电压， 造成电气设备故障， 据统计超过 １ ／ ３以上的电气设备 故障由单向接地引起。 煤矿井下漏电保护技术要点 ２ ． １ 漏电保护设计要求 １ ） 安全性。主要包含有设备安全、 人身安全 ２个方面。若 人身安全不能得到较好保障， 则会对人身带来较大伤害； 设备 安全不能得到较好保障则会导致设备故障， 进而引发井下安全 故障。特别是若设备出现的漏电事故未得到及时有效排除， 则 漏电事故范围将会进一步扩大， 设备使用寿命降低明显。如单 相漏电事故未得到较好排除， 则会发展成为相间短路故障， 带 来更为严重的事故， 在出现短路故障时， 可选择使用超前切断 故障的方法给予解决。 ２ ） 可靠性。采取了漏电保护措施后， 若出现了故障， 漏电 保护装置不能出现拒绝动作的情况， 同时， 出现的故障不应引 发动作时， 不能出现错误动作， 也就说采取的漏电保护措施应 当达到可靠性的要求。为了增强保护的可靠性， 通常情况下， 需加入后备保护措施， 全面增强漏电保护装置整体的保护质 量， 提升漏电保护设备维护管理水平。 ３ ） 选择性。在电网线路中， 若出现漏电故障， 漏电保护装 置应按照设计要求， 保护出现故障的线路， 对于未出现故障的 线路不能影响其正常工作。通过这种设计方式， 不仅能精准定 位故障发生位置， 同时也可以及时对漏电故障进行处理， 降低 停电给煤矿井下生产带来的威胁， 更好提升生产效率， 确保煤 矿井下生产进度。 ２ ． ２ 设计使用选择性漏电保护措施 在进行漏电保护措施的选择时， 为了降低漏电事故的影响 范围， 可从纵向选择性、 横向选择性两个方面入手。对于横向 选择主要是在电路出现故障时， 保护装置仅将故障支路切断， 其他未发生漏电故障的支路能够正常工作。纵向选择性是指， 在电路出现故障时， 保护装置仅仅将故障所在的线路切断， 其 他线路可正常工作。 ２ ． ３ 选择使用附加直流源漏电保护措施 煤矿井下出现漏电事故时， 可分为非对称性漏电与对称性 漏电。若系统出现了对称性漏电事故， 可选择使用外加直流电 源的方式进行漏电保护。主要方式是在大地与电网系统之间 ４１１ 技术与市场技术应用 ２ ０ ２ ０ 年第２ ７ 卷第８ 期 增加直流电源， 在电网有故障发生时， 外加的直流电源能够检 测到对应的阻值变化， 将这些阻值变化作为基础， 针对性设计 漏电保护措施。见图 １所示。 图 １ 附加直流源保护示意图 通过图 １可知， Ｒ １属于监测电阻， 电阻的数值为固定的， 外部直流源的正极和大地相连接， Ａ Ｂ Ｃ三项对地电阻属于相同 的， 在对 Ｒ １电压进行计算时， 可通过对 Ａ Ｂ Ｃ三相对地电阻的 数值和具体监测得到的电阻的阻值进行分别计算得到。在对 直流电压进行分析的基础上， 就能够得到电网中是否有对称性 漏电事故的发生。在掌握了漏电事故发生的基础上， 技术人员 可根据具体事故发生的范围和类型， 对漏电故障事故进行 判别。 ２ ． ４ 采取漏电保护设备抗干扰措施 当前煤矿井下出现的漏电保护干扰主要是两个方面， 分别 为辐射干扰与电磁干扰两类， 其中电磁干扰的危害较大， 可将 整个漏电保护设备全部摧毁。所以， 针对煤矿井下出现的传导 干扰问题， 可选择使用电光耦合隔离的方式进行解决， 对干扰 源全部隔离， 例如， 在进行 Ａ／ Ｄ采样时， 可采取图 ２所示的隔 离措施。将滤波电路增加到采样信号前段， 将井下电路中出现 的各种类型的高次谐波全部过滤。采集得到的模拟量通过线 性光偶隔离的方式连接在 Ｓ Ｔ Ｍ ３ ２模拟量采集端口， 通过处理 控制器之后， 选择使用数字光偶隔离的方式， 将信号全部输出， 并作为下级 Ｉ ／ Ｏ量进行输入。 图 ２ 电路隔离措施示意图 结语 导致煤矿井下出现漏电的原因相对较多， 一旦出现了漏电 问题， 容易出现各种类型的故障， 给井下操作技术人员的生命 安全带来极大的威胁。从当前很多煤矿采取的漏电保护措施 来看， 其中存在的短板问题仍旧较为明显， 给煤矿生产的安全 性带来了较大威胁， 因此， 这就需要煤矿企业全面认识到做好 漏电保护的重要性， 切实采取针对性的技术措施， 全面增强漏 电保护技术水平。 参考文献 ［ １ ］ 吴君， 朱瑞卿． 煤矿井下高压电网中性点接地方式与漏 电保护方案研究［ Ｊ ］ ． 矿山机械， ２ ０ １ ４ ， ４ ２ （ ８ ） １ ２ ０－ １ ２ ２ ． 作者简介 蒋学强（ １ ９ ７ ９－ ） ， 男， 河南浚县人， 本科， 助理工程师， 研究 方向 煤矿井下供电自动化。 （ 上接第 １ １ ３页） ２ ０ ％以上时， 值班人员要立刻向矿山主要领导进行汇报， 矿山 要立刻组织技术人员对超标情况进行分析， 查明原因， 制定措 施， 必要时可以暂时停止生产作业。②当预测指标在临界值上 下时， 值班人员要及时向当班领导汇报， 当班领导要迅速组织 技术人员查找原因， 制定措施。③当采掘工作面出现断层、 倾 角变化、 煤厚异常等情况时， 现场作业负责人要积极向调度部 门汇报， 经调动部门汇报给矿山有关领导， 制定解决方案， 采取 应对措施。④当井下出现迎头喷孔、 顶板来压、 支架劈裂声、 掉 渣声、 煤壁震动、 煤炮声等征兆时， 任何人都有权撤出作业人 员， 并马上向上级领导进行汇报。 ２  ５ 加强对特殊地点的管理力度 煤矿井下地质构造复杂， 地质环境特殊， 因此井下生产作 业常常会遇到一些特殊地点， 对于这些特殊地点要采取特殊的 作业方式。煤矿井下经常遇到的特殊地点， 比如采煤工作面的 上隅角、 独头掘进工作面的巷道隅角、 顶板冒落的空洞内、 综放 工作面的放煤口及采掘机械切割部的周边等等， 对于这些特殊 地点所应采取的特殊作业方式如过断层、 过构造、 初采、 初放、 末采等。要加强对特殊地点的管理， 是因为特殊地点非常容易 引起瓦斯、 浮游矿尘的积聚， 容易为安全事故埋下隐患。加强 对特殊地点的瓦斯管理， 也是落实好“ 一通三防” 工作的一项重 要内容。 ２  ６ 加强对较大煤层的管理力度 在较大煤层作业可以增加产煤量， 提高生产作业效率， 但 是较大煤层往往也暗藏着较大的风险， 比如含水量大、 易燃烧、 易突出等等， 所以， 加强对较大煤层的管理力度， 同样是落实好 “ 一通三防” 工作所必不可少的。首先， 要做好巷道的设计工 作， 要保证通风系统的合理性； 其次， 要加强对机电设备的管 理， 要保证设备运行状态的稳定、 可靠； 第三， 要加强监督检查 工作， 要加强对事故隐患的排除， 要做到防患于未然； 第四， 要 制定严格的处罚措施和激励措施， 对于违规者要严惩不贷， 对 于严守纪律者要大张旗鼓的奖励； 最后是领导的高度重视， 这 才是保证煤矿井下全面落实好“ 一通三防” 工作的最根本所在。 要全面落实好煤矿井下“ 一通三防” 工作， 营造良好的宣传 氛围也是必不可少的， 现代信息通信技术的发展为此创造了非 常难得的有利条件。如矿山可以通过局域网、 Ｑ Ｑ群、 微信群、 公众号、 朋友圈等对矿工开展经常性的安全教育宣传活动， 强 调全面贯彻落实“ 一通三防” 技术的重要意义， 培养矿工养成良 好的工作习惯和工作作风。 参考文献 ［ １ ］ 王永甲． 煤矿一通三防的安全管理问题及风险规避策略 ［ Ｊ ］ ． 能源与节能， ２ ０ １ ７ （ ５ ） ５ ２－ ５ ３＋ ７ ７ ． ［ ２ ］ 方明． 煤矿“ 一通三防” 潜在问题及其解决措施探讨［ Ｊ ］ ． 当代化工研究， ２ ０ １ ９ （ １ ６ ） ． ５１１