煤矿井下低压供电系统安全隐患分析与预防措施

煤矿井下低压供电系统安全隐患分析与预防措施

郭帅

运河煤矿有限责任公司 山东济宁 272000

摘要：煤矿井下低压供电系统是保障矿井正常生产的重要组成部分。然而，由于井下环境复杂且存在高风险，低压供电系统漏电问题成为亟待解决的安全隐患。漏电问题不仅会危及设备正常运行，还可能引发严重的电气事故，威胁到工人的生命财产安全。因此，研究和应用有效的漏电保护方法对保障煤矿井下供电系统的安全运行至关重要。基于此，以下对煤矿井下低压供电系统漏电保护的方法进行了探讨，以供参考。

关键词：煤矿井下；低压供配电系统；安全隐患；预防

前言：改革开放以来，我国的科学技术与经济发展进步都是显著的，随着各种技术与设备水平的提高，煤矿开采条件有了很大的改进，但是还会存在—些不可避免的问题出现，这些不可避免的因素给矿井的供电系统带来了很大的影响，使得供电设施的绝缘效果得不到保证。所以，在矿井中的供电系统的漏电现象随处可见，使得矿井中爆炸和触电的事故频频发生，给整个的矿井安全带来了极大的威胁，严重影响了矿井的安全生产。在众多的矿井人员伤亡事故中，导致事故发生的最主要原因就是煤矿中的火灾。要想保证矿井生产过程中的工作人员的生命安全，必须要做好矿井中的防火防爆工作。

1煤矿井下低压供电系统安全隐患

1.1煤矿井下低压供电设备电缆绝缘问题

煤炭开采工作通常在较为复杂的地质环境中进行，井下供电系统所使用的电缆被绝缘皮包裹，绝缘皮具有一定的隔离保护作用。但是，矿井内环境比较潮湿，存在腐蚀电缆的现象，电缆在受到各方面影响的情况下，很容易破损，这就会导致井下供电系统发生漏电故障。

DW —温度补偿的稳压二极管。

图 1 煤矿井下低压供电系统图

1.1.1线路老化

煤矿内环境封闭湿润，很大程度加快了电缆老化的速度，导致出现绝缘外皮易剥落的问题。

1.1.2外力作用下绝缘皮受损

煤矿采掘时，电缆悬挂在巷道表面，一旦支护效果差，就会有巷道坍塌的问题，碎石容易落到电缆上，从而损坏绝缘皮。此外，部分机电设备在运输过程中容易损坏电缆，造成电缆的部分绝缘皮损坏。

1.1.3未做好绝缘工作

在连接机电设备电缆时，没有做好充分的绝缘工作，疏于维修、维护和检查，导致电缆在接触设备时可能会漏电，造成安全事故。这不仅会导致生产效率降低，还可能会导致人员伤亡。

1.2机电设备内部损坏

机电设备如果内部损坏，也会发生漏电问题，这种漏电主要是由操作员发现的。一般机电设备的漏电现象主要由两方面原因造成，分别是机电设备的绝缘端子受损，以及机电设备的接地故障。这些情况的发生主要是由于相关人员对机电设备没有进行很好的维护和管理。另外，机电设备输电线配置不当，在一定程度上加快了线路磨损，在地下潮湿、阴暗、通风差的条件下，机电设备内部容易损坏，导致漏电。

1.3管理工序不当

第一，由于日常管理和维修工作不到位，导致部分电缆被埋在水沟中，进而散热不佳，对于某些被水浸泡过的电器，如果没有及时地烘干，会导致接地电阻发生变化，金属体被锈蚀，从而增加漏电的风险。同时，长期下去，受恶劣的环境可能会导致绝缘老化，引起漏电问题，制约了整体的安全性和使用的稳定性。

第二，电器使用和维修管理不到位，长时间超负荷运转，将导致绝缘老化，从而出现漏电问题。

第三，电机在被煤矸石堵住通道时，会产生散热不良，导致绝缘严重损坏，从而降低电机使用效率，从而出现漏电隐患。

2煤矿井下低压供电系统安全隐患预防措施

2.1安装低压供电系统漏电保护装置

2.1.1 附加直流电源

一般情况下，为了保证电网的实时监控，必须对电网的绝缘性能进行监控。同时，在电网对地绝缘电阻的参量小于工作电压时，为了获得最好的保护效果，必须与相应的开关相结合。在变压器中性点不接地电网运行过程中，所监控的电源均为相对绝缘，即绝缘电阻较大，保证三相电力系统与地面供电的独立，可以对附加直流供电进行综合评价，使附加直流供电在实际应用中得到充分的利用。

通过三相电网与接地系统的额外直流（DC）供电，保证了通过电网采集到的总绝缘电阻参数的可靠性和操作电阻的稳定性，并能实现电容电流的匹配补偿。同时，要将 KBZ 系列和 BKD 系列的智能真空馈电开关相结合，充分利用智能集成式安全防护设备的优越性，保证安全操作的合理性。图2为附加直流电源漏电保护装置接线示意图。

图 3 附加直流电源漏电保护装置接线示意图

2.1.2选择性漏电保护

在矿井低压供电系统中，采用选择性漏电保护是保证整个保护程序规范化、合理性的有效手段。它的主要功能是利用零序电流定向式的保护系统，采用相应的检测器件，以保证零序变压器正常工作。零序变压器通常采用环形铁芯，并采用二次绕组，利用三芯导线进行绕组加工。采用选择性漏电保护装置，能对零序电流进行测量、比较，对系统的电压和相位进行综合分析，从而判断出漏电的支路结构，保证支路在工作时不受干扰。因此，选择性漏电保护的处理模式适合于高压电网、低压供电系统，并充分发挥其对整体系统漏电保护的作用。

此外，零序电源定向式的保护系统还具有一定的实用性，具体参数如表 1 所示。由于零序电流的大小参量不同，可以有效地将故障分支与非故障分支分开，并建立起一套可选择性漏电保护系统，使二次电流通过二极管整流，并能及时地进行断开。

表1 零序功率方向型保护参数

2.1.3漏电闭锁

在闭锁之前，要对整个系统的运行状况进行全面的监控与分析，以保证在电网对地绝缘值低于阻塞点时，断路器不会自动起动，充分利用附加的 DC 处理机制，有效地检测接地电阻，达到实时控制的目的。

2.2做好线路维护工作

煤矿环境恶劣，电缆绝缘层很容易损坏。为了避免因绝缘破坏发生漏电事故，需定期检查主要电缆。主要检查以下几点。

2.2.1确认电缆绝缘层的完整性

检查电缆外观，确定是否存在局部损坏。检查时戴绝缘手套，避免触电。

2.2.2 更换形状异常的电缆

有些电缆在使用过程中由于外力的挤压而变形，电缆绝缘层可能会损坏，导致电缆发生漏电故障。

2.2.3检查连接器的完整性

有些输电线路有连接器。这些连接器由于电阻低，容易发热，易发生绝缘故障。线路连接时应确保设备绝缘效果良好，保证导线在插孔中 。

2.3采取零序电流方向保护

当煤矿低压供电系统多条电缆发生漏电时，流经故障支路的电流会明显不同于非故障支路电流。这种情况下，煤矿企业应采取零序电流方向保护措施。零序电流互感器的基本原理是：漏电保护器通过电流互感器检测供电系统中的异常信号，并通过中间机构传输信号；执行机构通过开关关闭电源，使矿井低压供电系统的运行更可靠、更安全。

结束语：

概而言之，通过上文的详细分析和阐述，我们可以了解到，研究和应用有效的漏电保护方法对于煤矿井下低压供电系统的安全运行具有重要意义。通过提高漏电保护器的性能，并开发新的漏电保护方法和技术，可以更好地预防和控制漏电事故的发生。同时，加强对操作人员的培训和管理，提高他们的安全意识和操作技能也是确保煤矿井下低压供电系统安全的重要环节。未来的研究和实践应继续致力于探索创新的漏电保护方法，推动煤矿井下供电系统的安全可靠运行，保障矿工的生命财产安全。

参考文献：

[1]刘万军.煤矿井下低压供电系统安全隐患分析及控制[J].煤矿安全,2019(18):147+149.

[2]胡元存.煤矿井下低压供电系统安全隐患分析及控制[J].煤矿安全,2019(18):163-164.