浅谈非煤矿山井下供电与电气设备的安全防护

时间:2019-05-09 09:50:01 分享到:

  浅谈非煤矿山井下供电与电气设备的安全防护李大鹏非煤矿山井下安全生产离不开电,如果电气设备损坏或供电有故障,将会影响矿山的安全生产,严重时会导致设备损坏和人员伤害。所以必须加强井下供电电源和电气设备的安全防护,并应依据现场工作条件和国家矿山供电技术规范采取可靠的供电技术措施和手段,制定相应的管理规程和制度,来保障矿井人员和电气设备的安全。

  非煤矿山是指除煤矿(含石煤)以外的所有金属和非金属矿山,包括:金矿、铅铸矿、铀矿、铜矿等。非煤矿山分为露天矿山和地下矿山。其中地下矿山的生产系统较为复杂,主要包括有开拓、采准、切割、回采等工序,整个生产工序涉及到凿岩、爆破、通风、运输、供电、供排水、除尘以及尾矿处理等,其中很多道生产环节都需要用电设备的使用。受生产环节动态变化的影响和生产环境复杂、采矿运输巷道狭窄、空气潮湿、工作条件恶劣的影响,电气设备、电缆、电线极易受到刮碰、砸压、腐蚀,而使其外表绝缘层损坏,发生漏电、短路故障,而导致设备损坏,人员触电的危害。为了防止上述事故的发生,确保人身和设备的安全,井下供电必须采取可靠的保护装置和必要的安全措施。

  1井下供电的安全防护1.1井下变电所的安全防护按照供电区域的划分井下变电所可以分为井下中央变电所和井下局部变电所两大类。

  1.1.1井下中央变电所是井下供电的核心,是连接地表变电所和井下局部变电所的枢纽,变电所主要配置有直流电源及控制系统和高压供电系统。其中直流电源及控制系统是保护高压开关相能够不受外界交流电源的影响,高压开关柜的运行或故障时能够快速的切、合电源,并发出声响警报。高压供电系统是对输出的高压电缆、高压变压器或高压电机进行送电、停电以及安全防护的功能。对设备的保护主要有过电流保护、速断保护和欠电压保护功能。对操作人员的安全防护主要是设备厂家自带的“五防”功能。

  1.1.2井下局部变电所位于井下局部用电负荷的中心位置,已降低供电电源的压降损耗。选择位置是应尽可能的预留一定的扩展空间,方便用电设备的容,并尽可能的对墙壁进行水泥面加固,并做防水工程的处理。主要功能是将地表变电所或井下中央变电所输送过来的高压电经隔离开关和变压器等设备,将高压电(10KV-6KV)降压至低压电(380V),用于井下用电设备的输入电源。

  1.2井下高压电缆的安全防护按照国家相关部门的文件要求,新建矿山井下电缆统一使用阻燃电缆,老矿山逐步淘汰普通电缆,统一由阻燃电缆替换。电缆出现故障时,电缆表皮受高温度的影响,着火后点燃其他电缆,从而扩大了事故的范围。

  1.3井下变压器的安全防护井下变压器的选择必须是防爆形式的,而且是可以不受井下恶劣环境的影响,仍然能够正常工作的设备,通常我们选择型号是KS11系列的矿用变压器。因为井下供电采用的是三相三线制中性点不接地的供电方式,所以设备必须进行保护接地或外壳接地,这样当设备发生漏电故障时,流过人体的电流也比较小,相对于其他供电方式来说,此种方式供电相对于井下供电来说是比较安全的。但是也是有麻烦的事情,就是当井下需要220V电源用于照明或其他设备工作时就必须采用降压隔离变压器,将三相380V的交流电源降压至三相220V的交流电源,然后取任何两相当做单相220V的电源用于设备上了。

  2.并下电气设备故障的安全防护2.1避免发生电火灾事故供电线路和电气设备发生相间短路,电气设备长时间过负荷,都可能使载流导体的温升过高,以致引起火灾。电火花和电弧会使绝缘材料、木支架等引燃,造成火灾。导体连接部分接触不良,接触电阻增大,通过电流时造成局部温度升高往往是引起火灾的重要原因。电缆接线盒和电缆头因封固工艺质量不高,留有气隙,当潮气侵入后,通电时受热气体膨胀引起爆炸事故,并酿成火灾。电气设备的绝缘油在潮湿环境下使用,油中吸收水份,绝缘性能下降,可能发生相间短路,造成油燃烧,绝缘油在电弧作用下,能分解出含氢的混合气体,在高温下能引起爆炸。

  预防电火灾的主要措施有:①正确选择和安装使用电气设备及供电线路,并在运行中加强维护检修,防止短路故障和过负荷情况发生。②装设继电保护装置。③对各类短路保护装置进行合理的整定,确保其灵敏可靠。④在可能发生电火灾的地点,采取相应的防火措施。

  2.2避免发生触电伤亡事故触电是指人身触及带电体或接近高压带电体时,使人身有电流通过。触电包括与正常带电部分接触触电,与漏电部分接触触电和没有直接与电气设备接触触电等。为了防止触电事故的发生,在电气设备设计、制造、使用和维护过程中,要严格执行到安全用电。

  预防触电的主要措施有六种方案:一是使人体不能接触或接近带电体,如采取栅栏门隔离,设置闭锁机构等;二是井下电气设备必须设置保护接地;三是在井下高低压供电系统中,装设漏电保护装置;四是井下电缆的铺设符合规定,并加强管理;五是操作高压电气设备,必须遵守安全操作规程,使用保安工具;六是手持式电气设备的把手应有良好绝缘。

  2.3避免发生电网漏电故障井下巷道中相对湿度高达65%以上,在此条件下运行的电气设备,虽然对其绝缘采取了一些特殊措施,但漏电故障仍然时有发生。特别是有的采区低压电缆,还时常被脱落的岩石或矿石砸坏,外表的绝缘层就会损坏,更会造成漏电事故。

  预防漏电的主要措施有六条:一是井下电网正确选用电气设备的型号;二是采用中性点绝缘的供电系统;三是采取保护接地措施;四是装设作用于开关跳闸的漏电保护装置;五是高压馈电线上装设选择性的检漏保护装置;六是井下低压馈电线上装设带有漏电闭锁的检漏保护装置或有选择性的检漏保护装置,如果没有这两种装置必须装设自动切断漏电馈电线的检漏装置;七是选择性检漏保护装置必须配套使用,不准单独使用带延时的总检漏保护装置;八是避免电缆、电气设备浸泡于水,防止挤、刺而使电缆损坏;九是导线连接要牟固、无毛刺;十是不增加额外部件。

  2.4避免电网电流故障凡是流过电气设备中的电流值超过了设备的额定值,都叫做过电流。引起过电流的原因很多,如短路、过载和电动机单相运转等。无论发生短路还是过载事故,都将使电气设备或电缆发热并超过允许限度,从而引起绝缘损坏。

  预防电流故障的主要措施是:①使用过流保护装置。②用配电网路的最大三相短路电流校验开关设备的分断能力和动热稳定性以及电缆的热稳定性。③用最小两相短路电流校验保护装置的可靠动作系数。④对所使用的过流保护装置严格按规定定期进行校验和调整。⑤当负荷发生变化时,及时调整过流保护装置的整定值,以确保其可靠性。⑥加强日常检修和巡回检。

  3.相关制度与防范措施一是建立、健全井下变电所的各项设备检查制度,定期巡视检设备,及时查找设备隐患,认真填写设备运行记录,发现设备异常应及时果断的正确处理,将损失降低至最小的危害程度,以确保其他设备的正常运行。

  二是制定井下变压器和井下电缆的巡视检规范,定期看变压器的油位,声音等,电缆的外皮绝缘程度,井下接地极的连接情况,及时发现故障及时处理。

  三是漏电保护开关应定期派专人调试和测试,以确保其动作的可靠性和灵敏性。避免因不及时调试造成设备漏电无法切断电源,危害人员和设备的安全。

  四是建立井下接地电阻测试报告制度,定期检测井下接地电阻的阻值,确保在合格的范围内,以保证其他设备跳闸的灵敏性。

  五是加强操作工和维修工的业务培训,提高他们的设备维修技能,缩短设备故障的处理时间,保障设备高效、安全的运行。

  (李大鹏首钢通钢集团板石矿业公司上青矿)

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