浅析矿井电气事故及其防治措施

1、 收稿日期:2010-04-14作者简介:刘文利(1973-,男,山西大同人,助理工程师,从事机电管理技术工作。浅析矿井电气事故及其防治措施刘文利(潞安环能股份公司机电办,山西长治 046204摘 要:由于煤矿井下环境的特殊性,供电故障时有发生,文章从煤矿井下引起各种供电故障的原因分析入手,根据煤矿生产的环境特点,结合现场实际,阐明故障的危害,并提出相应的防治对策。关键词:电气事故;安全用电;防治对策中图分类号:TD611 文献标识码:B 文章编号:1005-2798(2010S1-0060-03随着煤炭工业的发展,矿井深度不断增加,瓦斯、地温及矿压等灾害因素增多,加上管理不善等因素,煤矿重大

2、事故时有发生。重、供特大事故多为瓦斯、煤尘爆炸事故,我们知道造成爆炸的因素有三种:瓦斯浓度5%16%;高温火源650750 ;空气中含氧量 12%,三者缺一不可。据有关资料不完全统计,1983年1989年所发生的96次特大瓦斯事故中,由电火花引爆的次数占46.9%。某省将1980年2002年全省内发生的3人以上瓦斯事故统计:因煤矿停电、停风造成事故占49.6%。因此,杜绝电气故障,对于防止重大事故有着十分重要的意义,本文就常见的几种井下电事故作了分析并提出防治措施。1 矿井电气事故分析1.1 井下漏电事故原因分析1 电缆或电气设备本身的原因。 敷设在井下巷道内的电缆,由于井下环境潮湿,且运行多

3、年,其绝缘老化或潮气入侵,引起的过电压冲击,使绝缘水平较低处发生击穿,产生集中性漏电。开关设备长期使用,接线板潮湿可能造成漏电;其内部元件(主要是控制变压器、接触器、继电器、线圈等或导线,因某种原因使绝缘恶化、导线头碰壳也会造成漏电;自动馈电开关中的过流继电器,当调整螺杆拧得过低时也会因相对地放电而造成漏电。2 因施工安装不当引起漏电。 电缆施工接线错误,如误将相线与地线相接,通电后就会发生漏电;橡套电缆接头违反施工工艺要求,如不用电缆线盒的连接和明接头等,这些接法都破坏了橡套的绝缘,在井下潮气的侵蚀下易发生漏电,此外,这些接法的机械强度都较低,容易被拉断而造成漏电。电缆与设备连接时,由于芯线

4、接头不牢固,封堵不严、压板不紧,运行或移动时造成接头脱落或接头松动,使相线与金属外壳直接搭接而漏电,或者是因接头发热过度使绝缘损坏而漏电。 橡套电缆悬挂方法违反规定,采用铁丝或铜丝悬挂,时间一长,就可能发生漏电。 开关或其它电气设备的内部接线错误,或接线头松脱碰壳,当合闸通电时便发生漏电。3 因管理不当引起漏电。 由于管理不当,电缆被埋压或脱落浸泡于水沟中。电缆被埋压后其热量不易散发,时间一久将使绝缘老化而漏电;电缆浸泡于水中,由于受井下水的酸性侵蚀及渗透作用,也会使绝缘因受潮而漏电。 电气设备长期过负荷运行造成绝缘老化损坏而漏电。 电动机因长期被煤石堵塞风道,造成通风不良而发热使绝缘老化受损

5、而漏电。 对已受潮或遭水淹的电气设备,未经严格的干燥处理和对地绝缘电阻、耐压试验,又投入运行,极有可能发生漏电或其它电气故障。4 因维修操作不当引起漏电。 工人工作时劳动工具(锹、镐、钎等易将电缆割伤或碰伤,造成漏电。此外采掘机械移动时,由于司机人员照顾不到,使供电电缆受到拉、挤、压、绞等作用,也可能造成漏电。 冷、热补的橡套和浇灌的电缆接头,由于芯线连接不牢固、绝缘胶浇灌不均匀,以及硫化热补或冷补质量低劣,故在运行期间芯线接头容易发热,使油和绝缘胶往外渗漏,严重时就会产生漏电。 开关设备检修后,残留在开关内的线头、金属碎片等未能清理干净,或将小零件与电工工具等忘在开关内,如果这些东西碰到相线

6、,送电后就会发生漏电。 修理电气设备时,由于停送电操作失误、带电操作或施工不慎,可能造成人身接触及一相漏电。 开关分、合闸时,由于灭弧机构有故障,造成电弧熄灭困难、电弧接触外壳而漏电。此外,当发生漏电60实用技术总第130期而切断总电源后,为找漏电支路而分别强行送电也是造成重复漏电的原因。5 因意外事故引起漏电。 井下电缆常因顶板冒落、矿车出轨、支柱倾倒等意外机械事故所损伤而导致漏电。 井下电缆因短路故障造成局部对地绝缘损坏,当处理短路故障后未经对地绝缘电阻测试而恢复送电时,就会发生漏电。 大气过电压沿下井电缆侵入,击穿其对地绝缘而发生漏电。1.2 防爆电气事故原因分析1 违章作业致使防爆开关

7、短路电弧伤人。经常违反 采掘维修电工操作规程 第12条、13条,即从事检查工作时,必须执行停送电作业制度。检修电气设备时,必须切断前一级开关电源,实行机械闭锁,并挂 有人工作,严禁送电 标志牌。电气设备开盖检查前,必须用与电源电压等级相符合的验电笔验电,确认无电压后,进行放电,放电完毕后再进行相关工作。另外,对所管的电气设备和电缆的检查、调整无检修记录。不符合 煤矿安全规程 第490条的规定(无检查周期,无检修记录,出现事故无据可查。2 岗位责任不明确,技术细则未实施。 按矿管理规定,一般配电点应由施工单位管理、维修、试验,包机到人,而实际经常配电点无专人看管,包机责任不落实。 违反 井下电工

8、岗位责任制(3根据 煤矿井下低压电网短路保护装置整定细则 第6条规定。对于保护电缆干线的装置按公式:z I Qe+K x l e(z为过流保护装置的电流整定值,A;I Q e为容量最大的电动机额定启动电流,A;K x 为需用系数,取0.51; l e为其余电动机额定电流之和,A。而实际中往往凭经验想当然不按公式计算,草率确定整定值,致使与实际产生误差,从而导致事故发生。2 防治措施2.1 预防漏电、触电的措施1 加强井下电气设备的管理和维护,定期对电气设备进行检查和试验,性能指标达不到要求的,应立即更换。2 将带电导体、电气元件和电缆接头等,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

9、靠的机械闭锁装置,以保证未合上外盖前不能接通电源,或者在接通后,便不能打开外盖。这一措施有效地防止了因带电检修而造成的触电事故。3 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,但当带电部分的绝缘损坏时,把手便有可能带电引起触电事故,所以必须在把手上再加一层绝缘套,以形成双重保护。4 对人身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1242V以内。5 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

10、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。2.2 防爆电气事故防范措施1 淘汰不符合防爆标准的电气设备。目前,多数煤矿井下所用的电气设备仍有不符合现行防爆标准(CB3836 2000爆炸性气体环境用电气设备 第二部分的PB2、PB3高爆开关和油浸变压器等,有些国有大矿非防爆绞车电控也在使用。在目前煤矿经济条件较好的情况下,应抓紧时间加大投入,尽快将井下不符合安全生产的非防爆电气设备更新。2 改变招工机制、提高职工技术素质。目前,已有一些大的煤矿国有企业将招工变为招生,即将符合

11、工作条件的人员,通过考试,招入学校(技工学校、职业学院等经过13年的培训,考试合格后上岗,即从根本上把住入井人员素质关。开展多层次技术培训与激励政策相结合,不断提高职工及管理人员技术素质。充分发挥安全培训中心、各专业培训基地、各矿职工学校的作用,有计划分期分批地将所需人员进行培训,考试合格后发证,并做到持证上岗。实行技师聘任制、高水平技术人员补贴制等,根据具体情况可每年考评(聘任一次,充分调动职工学技术的积极性。3 完善规程、制定措施并严格考核。目前我国关于煤矿电气规程及其实施细则有: 煤矿安全规程 中第九章对电气作业的规定,原煤炭工业部制定的 煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则 、 煤矿

12、井下低压检漏保护装置的安装、运行、维护与检修细则 、 煤矿井下保护接地装置的安装、检查、测定工作细则 。2004年2月国家煤矿安全监察局、中国煤炭工业协会制定的 煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法 ,包括了煤矿机电安全质量标准及方法。为了落实上述规程、细则及标准,各大煤矿都制定了相应的措施,明确了奖励及经济处罚细则标准。然而近几年来各煤矿大小事故的发生表明,我们执行规程、标准及细则时仍存在很大61差距,这就要求我们必须认真吸取教训,杜绝类似事故的发生。对于重复发生的事故要严格遵照标准,从严从重惩处。随着采掘机械化的提高,采面走向超过2000m,电气保护必须完善,尤其是过流保护灵敏度系数必须

13、1.5,杜绝电气失爆。3 结 语煤矿电气事故在煤矿生产中时有发生,它不仅可导致煤矿重、特大事故的发生,同时也严重制约煤矿安全生产。因此,必须引起我们高度重视。要严格执行GB-3836爆炸性气体环境用电气设备系列标准,将不符合标准的设备抓紧时间更新改造,严格执行新 煤矿安全规程 及有关技术规范、完善电气保护,杜绝井下电气失爆。下大力气搞好技术培训,不断提高煤矿职工素质及操作维修技能。总之,通过我们的努力,相信煤矿电气事故会大大减少。责任编辑:王玉梅(上接第56页或地址传送错误,从而导致装置运行故障或功能故障。由此可见,干扰轻则造成数据传送错误,重则造成保护拒动或误动,都会影响电力系统供电的可靠性

14、。3 干扰的防范措施3.1 软件抗干扰措施软件抗干扰是指在软件设计中采用针对性措施,防止窜入微机保护和控制装置内部的干扰信号。二次设备的软件抗干扰就是把采集到二次设备的干扰信号用各种数字进行滤波消除或消弱。数字滤波是通过程序实现的,所以在设备选型时就应该考虑,它无需增加硬件设备,只需修改一下软件程序。如: 输入采样值纠错; 软件运行过程的核对,比较多次核对的结果,相同才判断为正确; 程序出轨自行恢复,增加看门狗WATC H DOG技术; 采用密码保护方式; 采用系统容错设计技术,如动态冗余法,混合冗余法; 提高装置故障自动检测功能,及时发现、处理异常情况。3.2 硬件抗干扰措施硬件抗干扰是指提

15、高灵敏器件的抗干扰性能。二次设备的外壳应屏蔽接地,装置的活动部分也应可靠连接,比如:柜门、机箱盖板等应与接地点可靠导通,保证优良好的电气连接,对变电站的墙壁有需要时可安装金属网,地板可成装防静电地板。变电站一般应装设四套独立的接地系统。1 电气接地系统,用于不间断电源UPS和隔离变压器屏蔽层接地,以防止电网杂波窜入二次系统。2 变电所室内屏蔽和防静电接地系统,用于所内屏蔽接地、防静电系统接地和设备机箱外壳接地。3 变电所防雷接地系统,用于防止雷击等危害。4 控制系统专用地系统,为二次设备专用的措施,不允许与其它任何设备相连,以免造成干扰。上述四套接地系统绝对不允许相互混用,在接地位置上要保证有一定安全距离。为保证二次设备的可靠运行,对设备的电源系统可采取以下抗干扰方法:要保证供电电压波形稳定,可使用UPS来稳定工作电源,并尽可使用变电所的直流电源;应采用隔离变压器,隔离共摸干扰,防止电网噪声干扰窜入控制系统,或强雷电压对装置的损坏;使输出回路尽可能短,以降低感应噪声,使用的电缆芯不能过小,减小压降,或提高其工作电源。1 正确安装电缆的屏蔽层,采用带屏蔽层的控制电缆。2 弱信号导线不