【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 電電壓等級(jí)的確定供電受電井下電氣設(shè)備的控制回路與局部照明線路電壓高低與輸送功率和距離有關(guān)。在確定供電電壓時(shí)，應(yīng)將兩種可用的電壓方案，作經(jīng)濟(jì)比較。當(dāng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相差不大時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用等級(jí)較高的方案。對(duì)單回路輸電架空線電壓等級(jí)的確定，可參考下式估算：U= 千伏井下照明及手持式電鉆礦井地面照明地面及井下低壓動(dòng)力井下采區(qū)低壓動(dòng)力井下綜合機(jī)械化采區(qū)低壓動(dòng)力3井下綜合機(jī)械化采區(qū)低壓動(dòng)力6 井上下高壓電動(dòng)機(jī)及配電電壓10井上下高壓電動(dòng)機(jī)及配電電壓35礦區(qū)內(nèi)部的配電電壓 如何正確選擇電壓等級(jí)（1）所選電壓應(yīng)根據(jù)用電容量，用電設(shè)備特性、供電距離、供電回路的回路數(shù)、周?chē)娋W(wǎng)現(xiàn)狀及其發(fā)展規(guī)劃等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。（2）當(dāng)供電電壓為35 kV及以上時(shí)，用電單位的一級(jí)配電電壓應(yīng)采用10kV；當(dāng)6kV用電設(shè)備的總?cè)萘枯^大，選用6kV經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，宜采用6kV。低壓配電電壓宜采用220/380V，660V。（3）對(duì)10kV以下的配電線路其輸送容量與距離的關(guān)系可參照下表。電網(wǎng)電壓(kV)架 空 線 路電 纜 線 路輸送容量(kW)輸送距離(km)輸送容量(kW)輸送距離(km)5010010017517030062000103000810300015500010四、 配電變壓器的接線嚴(yán)禁井下配電變壓器中性點(diǎn)直接接地。嚴(yán)禁由地面中性點(diǎn)直接接地的變壓器或發(fā)電機(jī)直接向井下供電。注：因?yàn)樽儔浩骰虬l(fā)電機(jī)直接接地系統(tǒng)存在以下問(wèn)題：。在變壓器中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，人身觸電電流為：I=在人身電阻R（1000）不變情況下，由于井下環(huán)境潮濕，中性點(diǎn)接地電阻R一般都小于2 ，因此，井下人身觸電電流都遠(yuǎn)大于30mA的安全觸電電流。由此可見(jiàn)，在井下采用變壓器中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，將會(huì)對(duì)人身安全造成重大威脅。，容易引起供電設(shè)備和電纜損壞或爆炸著火事故；同時(shí)，接地點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生很大電弧，容易引起煤塵或瓦斯爆炸事故。以上問(wèn)題對(duì)煤礦的安全威脅太大。采用變壓器中性點(diǎn)不直接接地供電系統(tǒng)，再配合安裝漏電保護(hù)裝置和使用屏蔽電纜，可以較好地避免漏電和相間短路故障。我國(guó)從1955年起即采用變壓器中性點(diǎn)不直接接地供電系統(tǒng)，實(shí)踐證明是可以實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行的。第二節(jié) 煤礦電氣事故的原因與防治煤礦電氣事故主要發(fā)生在地面供電線路，電氣設(shè)備、井下電網(wǎng)過(guò)流保護(hù)、井下電氣火災(zāi)、井下電網(wǎng)漏電和井下電氣設(shè)備保護(hù)接地等幾個(gè)方面。一、地面供電系統(tǒng)常見(jiàn)事故及防治地面供電系統(tǒng)常見(jiàn)故障有：倒桿、斷線、導(dǎo)線覆冰、雷擊瓷瓶炸裂、電纜頭爆炸、電網(wǎng)接地漏電、電氣設(shè)備故障等。這些故障的發(fā)生都會(huì)導(dǎo)致供電中斷，但只要維修、檢查和預(yù)防性試驗(yàn)及時(shí)，事故是可以避免的。積極主動(dòng)地查找事故隱患，做到防患于未然，是保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的有力措施。礦井應(yīng)有兩回路電源線路。當(dāng)任一回路發(fā)生故障停止供電時(shí)，另一回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷。兩個(gè)電源之間應(yīng)符合下列條件之一：(1）2個(gè)電源之間相互獨(dú)立、無(wú)聯(lián)系；(2）若2個(gè)電源之間有聯(lián)系時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：a. 在發(fā)生任何一種故障時(shí)，2個(gè)或2個(gè)以上的電源、線路不得同時(shí)受到損壞；b. 在發(fā)生任何一種故障且保護(hù)動(dòng)作正常時(shí)，至少應(yīng)有一個(gè)電源不中斷供電，并能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷；c. 在發(fā)生任何一種故障且主保護(hù)失靈，以至所有電源都中斷供電時(shí)，應(yīng)能在有人值班的處所，經(jīng)過(guò)必要的操作，迅速恢復(fù)一個(gè)電源的供電，并能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷。排除因大地震、強(qiáng)颶風(fēng)和線路冬季覆冰等極特殊情況外，要達(dá)到以上目的，對(duì)供電系統(tǒng)中的各個(gè)環(huán)節(jié)需進(jìn)行以下內(nèi)容的檢修、檢查和試驗(yàn)。（1）10kV及其以下的礦井架空電源線路不得共桿架設(shè)、線路不得通過(guò)塌陷區(qū)，電桿根部不得腐朽、基礎(chǔ)淺制成要牢固、桿塔不得歪斜、鋼筋混凝土桿不得有裂紋、線路不應(yīng)有破損斷裂痕跡、桿間距應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。（2）供電系統(tǒng)中的主保護(hù)和各種繼電保護(hù)，是供電系統(tǒng)的保護(hù)神。及時(shí)地、精確地對(duì)各種繼電保護(hù)進(jìn)行校正試驗(yàn)，可保證繼電保護(hù)動(dòng)作靈敏可靠，避免事故發(fā)生。按檢修計(jì)劃對(duì)各種斷路器、隔離開(kāi)關(guān)和合閘機(jī)構(gòu)等進(jìn)行高質(zhì)量的維修保養(yǎng)，會(huì)使倒閘操作順利進(jìn)行。（3）由于運(yùn)行線路和備用線路的承擔(dān)負(fù)荷能力基本相同，而且已查明允許線路故障性質(zhì)和部位確屬通過(guò)切換到備用線路及可避開(kāi)。此時(shí)操作相應(yīng)的開(kāi)關(guān)便可迅速恢復(fù)供電。（4）6kV、10 kV架空線路和高壓電纜線路，應(yīng)定期進(jìn)行預(yù)防性耐壓試驗(yàn)，依次發(fā)現(xiàn)線路絕緣的薄弱環(huán)節(jié)，查出絕緣隱患。（5）有條件的礦井應(yīng)盡量采用微機(jī)監(jiān)控式繼電保護(hù)系統(tǒng)，以提高繼電保護(hù)的可靠性。（6）在6kV、10 kV高壓配電室的中間部位放置一臺(tái)備用高壓開(kāi)關(guān)柜。其一次進(jìn)線和二次出線均采用橡套高壓電纜，平時(shí)不接電，盤(pán)圓圈放在開(kāi)關(guān)柜背后，電纜長(zhǎng)度應(yīng)可以連接到高壓配電室內(nèi)任何一臺(tái)開(kāi)關(guān)柜，兩條電纜的6根芯線上接有用于快速接線的6個(gè)萬(wàn)能接線端子。當(dāng)高壓供電系統(tǒng)發(fā)生斷路器失靈、隔離開(kāi)關(guān)燒壞、電纜頭爆炸等故障，用傳統(tǒng)的倒閘操作又無(wú)法恢復(fù)供電時(shí)，用此備用開(kāi)關(guān)個(gè)柜迅速接好6個(gè)線頭，恢復(fù)供電。二、井下電氣設(shè)備及保護(hù)煤礦井下常見(jiàn)的幾種電氣故障及危害 一是短路故障。短路是指具有電位差的兩點(diǎn)，通過(guò)電阻值很小的導(dǎo)體直接短接的一種電氣事故。當(dāng)發(fā)生短路事故時(shí)，短路回路中的短路電流值比正常運(yùn)行情況下的額定電流值大幾倍、幾十倍，甚至上百倍，這樣大的電流在極短的時(shí)間內(nèi)就可能造成電纜和電氣設(shè)備的損壞、供電中斷，從而引發(fā)著火事故和瓦斯煤塵爆炸事故。 二是過(guò)負(fù)荷。過(guò)負(fù)荷是指供配電回路中實(shí)際工作電流值超過(guò)了額定電流值，過(guò)電流時(shí)間也超過(guò)了規(guī)定的允許時(shí)間，如果過(guò)負(fù)荷現(xiàn)象較長(zhǎng)時(shí)間存在，就可能造成電纜和電氣設(shè)備的損壞，從而引發(fā)著火事故和瓦斯煤塵爆炸事故。 三是欠電壓。欠電壓是指電動(dòng)機(jī)所接電網(wǎng)點(diǎn)實(shí)際工作電壓低于電動(dòng)機(jī)額定工作電壓，并低于電動(dòng)機(jī)允許的最低工作電壓值。在這種低電壓狀況下，電動(dòng)機(jī)工作電流增大、溫度升高，如果低電壓現(xiàn)象較長(zhǎng)時(shí)間存在，就可能造成電機(jī)絕緣損壞，從而引發(fā)著火事故和瓦斯煤塵爆炸事故。 四是單相接地故障。單相接地故障是指相線對(duì)地或與地有聯(lián)系的導(dǎo)電體之間的短路，是短路故障的一種。它包括相線與大地、配電和用電設(shè)備的金屬外殼、金屬接線盒、金屬管道或構(gòu)件、水溝等之間的短路。對(duì)于高壓電網(wǎng)，過(guò)大的電網(wǎng)將產(chǎn)生較大的單相接地電容電流。接地故障電容電流雖然較小，但與它有聯(lián)系的電氣設(shè)備和管道的外露可導(dǎo)電部分對(duì)地和裝置外的可導(dǎo)電部分之間存在故障電壓，此電壓可使觸摸到的人身遭到電擊，也可因其對(duì)地所產(chǎn)生的電弧或電火花引發(fā)著火事故和瓦斯煤塵爆炸事故。五是漏電故障。漏電故障是指電氣設(shè)備的絕緣受到損壞或老化，使絕緣電阻降低，從而形成電氣設(shè)備對(duì)地之間的放電或電弧現(xiàn)象，漏電故障是接地故障的一種。漏電故障是接地故障的一種。漏電故障的結(jié)果，不僅會(huì)使電氣設(shè)備進(jìn)一步損壞，形成短路故障事故，從而還可能導(dǎo)致人身觸電和瓦斯煤塵爆炸事故。六是單相斷線故障。單相斷線是指三相供電系統(tǒng)中有一相斷線。電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中發(fā)生一相斷線還能保持運(yùn)行，但功率減少，只有三相運(yùn)行時(shí)的1/2~1/3，隨著負(fù)荷力矩的下降，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也相應(yīng)降低，電流增大，一般比正常電流增大30%40%，使電動(dòng)機(jī)繞組燒壞，從而引發(fā)電氣事故。經(jīng)由地面架空線路引入井下的供電電纜，必須在入井處裝設(shè)防雷電裝置。注：經(jīng)由地面架空線路引入井下供電電纜是雷電電磁波、行波傳導(dǎo)的良好路徑。而雷電波所產(chǎn)生的強(qiáng)大的雷電電流將會(huì)引起井下火災(zāi)，并進(jìn)而引起瓦斯和煤塵爆炸。因此，經(jīng)由地面架空線路引入井下供電電纜，必須在入井處裝設(shè)避雷裝置。向井下供電的電源線路上不得裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置。注：自動(dòng)重合閘裝置是指裝在饋電線路上的饋電開(kāi)關(guān)因線路故障自動(dòng)跳閘后，能使饋電開(kāi)關(guān)重新合閘，迅速恢復(fù)送電的一種自動(dòng)裝置。若在饋電線路上裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置，當(dāng)線路發(fā)生短暫性故障使開(kāi)關(guān)跳閘后，如果故障沒(méi)有得到及時(shí)排除或排除需要一定時(shí)間時(shí)，自動(dòng)重合閘裝置的動(dòng)作，將會(huì)使故障進(jìn)一步擴(kuò)大，造成電氣火災(zāi)，損壞電氣設(shè)備，危及檢修人員安全，更有可能引起瓦斯和煤塵爆炸，嚴(yán)重威脅礦井供電安全和礦井安全。井下禁止使用油斷路器開(kāi)關(guān)。注：高壓油斷路器用于井下時(shí)受井下環(huán)境影響，其絕緣等級(jí)、機(jī)械強(qiáng)度等受到一定影響而降低。有可能產(chǎn)生拉弧、閃爍、短路，以至造成高壓油斷路器爆炸著火事故，輕者造成供電事故，影響礦井安全，重則引起瓦斯、煤塵爆炸，直接威脅礦井安全和井下作業(yè)人員的人身安全。40kW及以上的頻繁啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)應(yīng)采用真空電磁啟動(dòng)器控制。注：對(duì)于660V電壓、40kW功率的電動(dòng)機(jī)，其額定電流按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，IN=40=46A，其啟動(dòng)電流按額定電流的5—7倍計(jì)算，高達(dá)200—300A。如果頻繁啟動(dòng)的40kW及以上的電動(dòng)機(jī)使用普通的空氣絕緣的磁力開(kāi)關(guān)，由于啟動(dòng)電流過(guò)大，將會(huì)產(chǎn)生很大的接觸電弧，接點(diǎn)極易燒壞粘連，維護(hù)工作量較大，開(kāi)關(guān)故障率高。 采用真空電磁啟動(dòng)器控制：（1）觸頭開(kāi)合時(shí)無(wú)電弧產(chǎn)生，也就消除了引燃、引爆瓦斯等可燃性氣體的可能。（2）真空電磁啟動(dòng)器容量大，開(kāi)斷能力強(qiáng)。（3）真空絕緣等級(jí)高。（4）真空管觸頭行程短，結(jié)構(gòu)緊湊。 在使用過(guò)程中不僅安全性能較高，而且維護(hù)工作量較小、開(kāi)關(guān)的故障率也相對(duì)較低。每天必須對(duì)低壓檢漏裝置的運(yùn)行情況進(jìn)行1次跳閘試驗(yàn)。注：由于井下低壓線路隨生產(chǎn)進(jìn)行頻繁變動(dòng)，電網(wǎng)的絕緣水平受潮濕空氣、淋水影響或摩擦、擠壓、撞擊等外力因素影響變化很快，一旦絕緣水平下降到危險(xiǎn)值時(shí)，低壓檢漏裝置必須準(zhǔn)確、可靠動(dòng)作，迅速切斷故障電源。每天對(duì)低壓檢漏裝置的運(yùn)行情況進(jìn)行1次跳閘試驗(yàn)，就是為了人為地檢驗(yàn)檢漏裝置的動(dòng)作情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題能得到及時(shí)處理，確保低壓檢漏裝置對(duì)線路絕緣監(jiān)測(cè)的連續(xù)性、可靠性。每班使用前必須對(duì)煤電鉆綜合保護(hù)裝置進(jìn)行1次跳閘試驗(yàn)。注：煤礦井下采掘作業(yè)中使用的127V手持式煤電鉆，由于受其工作環(huán)境潮濕、移動(dòng)頻繁、電纜部分落地并連續(xù)磨損等因素的影響，其電機(jī)、電纜的絕緣水平下降很快，并有隨時(shí)受到煤塊、巖石或其他物件碰撞、擠壓的可能，極容易發(fā)生漏電故障，從而危及作業(yè)人員的人身安全和礦井安全。每班使用前必須對(duì)煤電鉆綜合保護(hù)裝置進(jìn)行1次跳閘試驗(yàn)，就是漏電保護(hù)是否失靈，以確保煤電鉆的安全使用。三、防爆電氣失爆的原因及預(yù)防井下防爆電氣設(shè)備失爆的原因（1）密封接線不合格，甚至出現(xiàn)“羊尾巴”接頭。（2）隔爆外殼的防爆面因銹蝕出現(xiàn)“麻點(diǎn)”而造成防爆間隙超標(biāo)。（3）隔爆外殼因受到嚴(yán)重機(jī)械碰撞變形造成隔爆間隙增大。（4）不用的喇叭口沒(méi)有用合適的擋板堵死。（5）接線盒蓋板螺釘未擰緊。（6）礦用電氣設(shè)備選型與使用條件不符合規(guī)定。以上諸多因素，都是很容易被忽略的小問(wèn)題。但這些小問(wèn)題也許就是引起瓦斯、煤塵爆炸的直接原因，因此必須認(rèn)真對(duì)待，決不可馬虎大意。防爆電器失爆事故的預(yù)防（1）隔爆型電氣設(shè)備要經(jīng)過(guò)考試合格的防爆電氣設(shè)備檢查員檢查其安全性能并取得合格證。（2）外殼完整無(wú)損、無(wú)裂痕和變形。（3）外殼的緊固件、密封件、接地件應(yīng)齊全完好。（4）隔爆結(jié)合面的間隙，有效寬度和粗糙度應(yīng)符合〈煤礦安全規(guī)程〉的規(guī)定。（5）電纜接線盒和電纜引人裝置應(yīng)完好，零部件應(yīng)齊全，無(wú)缺損，電纜連接應(yīng)牢固可靠。與電纜連接時(shí)，一個(gè)連接裝置只允許連接一條電纜；密封圈外徑與電纜引入裝置內(nèi)徑之差不得大于2mm；電纜與密封圈之間不得有雜物；不用的電纜引入裝置要用厚度不小于2mm的鋼板堵死。（6）聯(lián)鎖裝置功能完整，保證電源接通時(shí)打不開(kāi)蓋，開(kāi)蓋送不上電的要求，內(nèi)部電氣元件應(yīng)完好，保護(hù)裝置應(yīng)動(dòng)作可靠。（7）接線盒內(nèi)裸露導(dǎo)電芯線之間的空氣間隙，660V時(shí)，不應(yīng)小于10mm；380V時(shí)，不應(yīng)小于6mm；導(dǎo)電芯線不應(yīng)有毛刺，上緊接線螺母時(shí)不應(yīng)壓住絕緣材料；外殼內(nèi)部不得隨意增加元件并杜絕某些電氣距離小于規(guī)定值。（8）在設(shè)備輸出端斷電后，殼內(nèi)仍有帶電部件時(shí)，應(yīng)在其上裝設(shè)防護(hù)絕緣蓋板，并標(biāo)明“帶電”字樣，防止人身觸電事故。（9）接線盒內(nèi)的接地芯線應(yīng)比導(dǎo)電芯線長(zhǎng)；即使導(dǎo)電芯線被拉脫，接地芯線仍保持連接；接線盒內(nèi)保持清潔，無(wú)雜物和導(dǎo)電線絲。（10）隔爆型電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)無(wú)滴水、淋水，周?chē)鷩鷰r應(yīng)堅(jiān)固，設(shè)備放置應(yīng)與地面垂直，最大傾角不得大于15176。（11）不得使用失爆設(shè)備、失爆小型電器。發(fā)現(xiàn)失爆要追究直接責(zé)任者及相關(guān)人員責(zé)任。四、井下電網(wǎng)過(guò)電流事故的原因及防治電氣設(shè)備或線路中流過(guò)的電流只要超過(guò)額定值就稱為過(guò)電流，短路是嚴(yán)重的、故障性的過(guò)電流。過(guò)電流故障出現(xiàn)時(shí)，輕則使導(dǎo)線發(fā)熱電機(jī)電器壽命縮短，重則燒毀導(dǎo)線、燒壞電機(jī)，至引發(fā)火災(zāi)或引爆瓦斯和煤塵。產(chǎn)生過(guò)電流故障的原因產(chǎn)生過(guò)電流故障的原因很多，常見(jiàn)的有以下幾方面：（1）電氣設(shè)備額定電壓與電網(wǎng)額定電壓不符，造成設(shè)備過(guò)電流。如額定電壓為380V電機(jī)或變壓器，誤接在660V電網(wǎng)上使用，造成過(guò)電流。（2）所選設(shè)備的額定電流應(yīng)大于等于它的長(zhǎng)時(shí)最大實(shí)際電流，否則設(shè)備會(huì)出現(xiàn)過(guò)電流。（3）電纜截面的選擇應(yīng)滿足設(shè)備容量的要求，不然電纜會(huì)過(guò)電流。（4）高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的額定斷流容量應(yīng)大于或等于線路可能產(chǎn)生的最大三相短路電流，否則會(huì)導(dǎo)致斷路器損壞。（5）電氣設(shè)備安裝前要測(cè)量絕緣電阻，不合格不能投入運(yùn)行。電氣設(shè)備使用中要定期測(cè)量絕緣電阻，絕緣電阻太低會(huì)導(dǎo)致?lián)舸┦鹿省＃?）安裝電氣設(shè)備的地點(diǎn)應(yīng)無(wú)淋水、碰、撞、砸等傷害。因?yàn)榱芩赡茉斐呻娋W(wǎng)漏電或接地。（7）按《煤礦安全規(guī)程》要求敷設(shè)電纜。電纜要防止砸、碰、壓等傷害，按要求懸掛，決不允許將電纜泡在水中，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)處理。防治過(guò)電流故障的措施短路、過(guò)負(fù)荷和斷相是常見(jiàn)的過(guò)電流故障，對(duì)此類故障的防治辦法主要應(yīng)抓好設(shè)備的保養(yǎng)，讓以上故障少發(fā)生或不發(fā)生。另外還要采取切實(shí)有效地保護(hù)措施，當(dāng)過(guò)流發(fā)生靠保護(hù)裝置切斷過(guò)電流線路，達(dá)到設(shè)備不受過(guò)電流損害的目的。（1）井下高壓電動(dòng)機(jī)和動(dòng)力變壓器的保護(hù)。采用PB系列隔爆配電箱中的過(guò)流繼電器和無(wú)壓釋放器，可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)和變壓器的短路保護(hù)和欠電壓釋放保護(hù)。由于PB系列配電箱中無(wú)