煤矿井下供电系统常见故障及保护分析

煤矿井下供电系统常见故障及保护分析

王涛雷自成南喆

（陕西煤业化工集团韩城矿业公司陕西省韩城市715400）

摘要：煤矿产业作为我国的传统产业，在我国经济发展中的作用不容忽视。煤矿行业的工作内容与其它行业有一定的区别，对安全性的要求也越来越高。近些年来，煤矿井下工作的事故频繁发生，让人们更加注重煤矿井下工作的安全性问题。其中煤矿井下供电系统漏电就是急需解决的问题之一，为了更好的保证煤矿企业生产和工作的安全，应该做好有效的防范措施。文章重点就煤矿井下供电系统常见故障及保护措施进行研究分析，旨在为业内人士提供一些建议和帮助。

关键字：煤矿行业；供电系统；常见故障；保护措施

引言

尽管相关规范标准明确规定煤矿供电系统中配电和用电设备在防爆性能、绝缘性能以及综合保护等功能方面必须达到煤矿矿井工作环境实际要求，但由于矿井供电系统供用电设备自身制造工艺、制造质量、用电习惯以及管理等多方面的影响因素，漏电故障依然是煤矿井下供电系统最为常见的故障，尤其是采掘工作面上的移动类用电设备，最易出现漏电故障。

1煤矿井下安全供电重要性

矿井供电系统主要包括供电电源、电网和用电设备，其中电网是电力的运输和控制通道，用电设备包括所有接入电网的电气设备。由于煤矿是一个庞大的系统工程，涉及到巷道的掘进、煤炭的回采、瓦斯的抽放和水体的疏排等诸多方面，故供电系统的稳定性对于保证矿井安全生产至关重要。在生产实践中，供电系统故障常会导致电网和设备漏电、突发断电、设备超负荷运行等，若有不慎就可能导致煤尘瓦斯爆炸、水害、火灾和人身触电事故等，而且这些事故的预测预报工作也直接或者间接依赖于矿井稳定供电。资料显示，我国煤矿约有50％-65％瓦斯爆炸事故均因矿井供电系统失稳造成，约有40％-45％的水害事故因突发停电引起，约有35％-40％的人身触电事故因供电系统的不安全性引起。鉴于煤矿井下环境的复杂性、多变性和不可知性，只有依靠供电系统的稳定性才能保证通风、排水、运输、瓦斯抽放和监测监控等系统的稳定和可靠，也正是如此国内大型现代化矿井逐渐将本质安全供电作为确保矿井安全生产的基本条件。

2煤矿井下供电系统漏电的危害

2.1引起瓦斯和煤尘爆炸

目前我国大部分煤矿都存在着瓦斯和煤尘爆炸的危险，一旦井下空气中的瓦斯或煤尘达到爆炸浓度且存在能量达到0.28MJ的点火源时，便会发生瓦斯或煤尘爆炸。如果电网发生单线接地或设备发生单相碰壳，那么在接地点就会产生电火花，如果此刻的电火花有足够的能量，点燃瓦斯或煤尘就是可能的。

2.2引起人身触电事故

如果电气设备因出现因绝缘损坏而使外壳带电的情况，工作人员去接触外壳就必然会导致人身触电事故发生，这时入地电流的一部分要从人体流过，造成人员伤亡。而工作人员触及刺破橡套电缆外护套而暴露在空气中的芯线则是一种更为严重的人身触电，此时入地电流大部分流经人体，所以给人员带来更大的危害性。

2.3给生产带来严重影响

处理漏电故障需要很长一段时间，发现漏电系统有漏电的情况，就要立即停电处理，否则将给生产带来严重影响，也会降低煤炭企业的经济效益，同时，停电使局部通风机停转，通风恶化，形成了瓦斯积聚，又威胁到矿井的安全。

3煤矿井下供电系统漏电故障的原因

3.1供电系统设备不完善，质量存在问题

我国煤矿开采业的机械化水平逐渐提高，大型机械设备不断增多。而许多煤矿企业的供电系统却没有进行及时更新，供电设备不足，使供电设备超负荷工作，加快了供电设备的老化的速度，容易发生漏电现象，如煤矿开采机械在不断增加，而供电电缆却没有进行更新，还有一些煤矿企业的供电设备的质量比较差，存在很多缺陷，就像电缆的绝缘体不均匀，在使用的过程中容易出现漏电现象。

3.2供电设备工作环境差，延长了使用期限

煤矿井下供电设备处在非常恶劣的工作环境中，降低了它的运行安全。如果井下通风、散热不及时，都会加快其老化的速度，或者供电设备受到挤压，容易出现破损，造成漏电故障，例如电缆的绝缘体被金属物刺破，导致煤矿漏电现象发生。而有些企业的供电设备超过了使用年限，内部零件出现了问题，却没有及时进行处理，也容易导致漏电现象的发生。

3.3工作人员的专业水平低，操作存在失误

供电设备的安装是一个技术活，需要专业的工作人员。但是一些煤矿企业的工作人员的专业素质比较低，技术水平不高，对设备的零件了解不全面，在设备安装时存在失误，在使用时容易损坏设备，导致漏电现象的发生，比如电缆和电动机的连接存在问题，对设备中的金属没能进行及时清理，这些都能造成漏电现象。

3.4煤矿企业对供电系统的管理不规范

在进行煤炭开采时，井下容易生渗水现象。当电缆或供电设备在水中浸泡时，电缆的绝容缘体可能受损、供电设备可能进水，容易导致漏电现象，或者供电系统超负荷工作，不能及时散热，也可能使电缆或供电设备受到损坏，引发漏电事故。当供电设备投入使用时，要定期的进行维护和修理。而有些煤矿企业为了节约投资成本，减了对设备维修资金的投入，使一些漏电问题不能及时被发现，容易导致一些漏电事故，造成不良影响。

4煤矿井下供电系统漏洞故障的保护措施

4.1加强井下供电系统安全运行维护管理力度

要根据煤矿井下电气设备分布、类型、容量等基本数据信息，结合井下供电系统架构和供电模式，制定完善系统可靠的检修维护安全运行管理措施，并定期或不定期对井下供电系统的综合安全经济运行性能进行检查和测试分析，对于可能存在安全隐患的部位予以采取相应技术措施进行弥补或更换，确保井下工作面用电具有较高安全可靠性。

4.2进行井下供电系统优化设计

对于井下供电系统中用电人员和作业人员接触频率较高的电气设备，在确保电气设备能够正常稳定工作运行的前提下，应采取较低供电电压进行供电。煤矿井下移动式变电所中配电变压器的中性点禁止采取直接接地方式，以减小井下供电系统发生漏电故障后的漏电电流和人身触电故障电流。煤矿进行井下电气设备优化布设时，应设计出完善可靠的接地保护体系，以确保井下供电系统电气设备安全可靠、节能经济的稳定运行。另外，根据《煤矿安全规程》中相关技术规范要求，在井下供电系统低压馈电回路首端，必须装设动作可靠性和准确性较高的漏电控制保护装置，以便供电系统发生漏电故障后控制保护装置能够快速准确的自动切断漏电馈电分支线路，在提高人身和电气设备安全水平的同时，确保供电系统中其它非故障线路能够正常供电，有效提高煤矿井下供电系统的供电安全可靠性。

4.3提高煤矿井下用电管理人员的操作技能和综合素质水平

煤矿井下供电系统用电管理人员在进行电气设备运行维护管理中，必须要严格按相关操作技能规范规程要求进行，严禁将检修维护工具和材料等导电体遗留到电气设备里面，不得在电气设备内部增加额外部件，尤其对于特殊设备的改造，必须要遵守煤矿安全用电相关技能规范，同时报相关管理部门，进行登记备案。

结束语

综上所述，煤矿井下供电系统发生漏电故障，不仅会给工作人员和电气设备带来巨大危害，同时还会影响矿井安全正常生产，降低煤矿煤炭开采经营经济效益。因此，对于煤矿井下供电系统发生的漏电故障，应掌握科学的故障排除和处理技术措施方法，及时进行漏电故障排除处理，确保煤矿井下用电安全，有效提高矿井安全生产水平。

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