浅谈煤矿井下低压供电系统漏电原因分析、处理方法及预防措施

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1、浅谈煤矿井下低压供电系统漏电原因分析、处理方法及预防措施摘要：“安全第一、预防为主、综合治理”是煤矿安全生产的重要方针，矿井安全供电是保证安全生产的重要条件。煤矿井下与地面条件相比，环境恶劣，空间比较狭小，空气湿度相对较大，工作场所一般较潮湿，环境温度高，施工条件差，供电系统及设备容易发生漏电、人身触电、短路、过负荷、电火灾、电雷管提前引爆等电气事故。矿井低压供电系统的各类故障一般高于高压供电系统，其中以漏电故障出现的几率为最高，特别是随着煤炭生产机械化程度的迅速提高，井下生产设备的容量越来越大，投入设备也越来越多，电压等级不断升高。因此，正确分析井下供电线路漏电的原因，以便及时采取行之有效的

2、处理方法和预防措施，对减少井下供电线路故障，提高供电系统安全性，保证煤矿安全生产具有十分重要的意义。关键词：漏电原因 危害 处理方法 预防措施 前言：煤矿井下发生漏电，不仅会引起人身触电，还会酿成火灾、煤尘及瓦斯爆炸等恶性事故。因此，必须清醒认识到井下漏电的危害和采取漏电保护防护措施的重要性，是每一个煤矿机电管理人员的重要任务。1、井下低压供电系统漏电的原因1.1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，且运行多年，其绝缘老化或潮气入侵，引起绝缘电阻下降，使正常运行时系统对地的绝缘阻抗偏低或发生漏电。在这种供电系统中，还会因偶然的过电压冲击，使绝缘水平较低处容易发生击

3、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、导线接头碰壳而造成漏电。通信设备及动力设备与供电电缆混合使用，绝缘下降严重造成漏电。 1.2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（煤矿井下供电电缆中常以黑色线或黄绿色线为接地线使用），通电后就会发生漏电；橡套电缆接头违反施工工艺要求，如不用电缆接线盒连接和明接头等，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，由于芯线接头不牢固，封堵不严、压板

4、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，采用铁丝或吕丝悬挂，时间一长，外皮被破坏，就可能发生漏电。开关或其它电气设备的内部接线错误，或接线头拉脱碰壳，当合闸通电时便发生漏电。此外，电动机内部接头脱落，一相导线脱焊线头接触金属外壳而导致的漏电也较常见。磁力启动器内的真空接触器未使用阻容保护，在分断时易产生过电压，使电动机的绝缘瞬间击穿而造成漏电。电缆或开关电气超过额定电压运行，导致绝缘降低或被击穿。电缆在井下被压、砸、穿刺；过份弯曲电缆使电缆外皮出现裂隙；运行中电缆盘圈或盘“8”字，导致电缆发热，绝

5、缘老化，绝缘性能降低。变压器并联运行、电缆线路太长、开关及电机等设备数量太多，存在漏检漏查，从而使电网总绝缘水平下降。长期使用的电动机因绝缘受潮、绕组散热不良等原因，绝缘材料变质、老化而造成漏电。1.3 因管理不当引起漏电开关设备检修后，残留在开关内的线头、金属碎片等未能清扫干净，或将小零件、工具等忘在开关内，此时如碰到相线，送电后就会发生漏电。检修电气设备时，停送电操作错误、带电操作或施工不慎，可能造成人身触及一相而漏电。对电气设备、电缆的检查维护不细致，操作使用不当造成的漏电，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检测、耐压试验又投入运行，极有可能漏电或导致其它电气故障

6、。设备、电缆闲置不用时不定期升井检修或干燥，导致设备、电缆受潮，绝缘降低。开关分、合闸时，因灭弧机构有故障造成电弧熄灭困难、电弧接触外壳而漏电。电动机因长期被煤石堵塞风道，通风不良造成发热使绝缘受损而漏电，电气设备长期过负荷运行造成绝缘老化损坏而漏电。由于管理不严，电缆被埋压或脱落浸泡于水沟中，时间一长将使绝缘老化而漏电；工人工作时，劳动工具（锹、镐、钎等）易将电缆割伤或碰伤而造成漏电。此外，采掘机械移动时，供电电缆受到拉、挤、压、绞等作用，也可能造成漏电。冷、热补的橡套电缆和浇灌的电缆接头由于线芯连接不牢固、绝缘浇灌不均匀，以及硫化热补或冷补质量低劣，在运行期间容易发热，使油和绝缘胶往外渗漏

7、，严重时就会漏电。1.4 因意外事故引起漏电引起漏电采、掘头面的电气设备离头面太近而受到炮崩，造成设备损坏或绝缘破坏，也是导致漏电的一个原因。井下电缆因短路故障造成局部对地绝缘损坏，当处理故障后未经对地绝缘电阻测定而恢复送电时，就会发生漏电。井下电缆常因顶板冒落、矿车掉道、支柱倾倒等意外机械事故被损伤而导致漏电。2、井下低压供电系统漏电的危害煤矿井下低压电网大部分在采区环境恶劣，生产机械比较集中的地方，电网若发生漏电，将导致以下危害：2.1引起人身触电：当电气设备因绝缘损坏而使外壳带电时，工作人员接触外壳就会导致人身触电事故。此时入地电流的一部分将从人体流过，对人员的危害性更大，而且人在井下触

8、电和同地面同等电压的带电体时，会因井下环境比较潮湿，人体电阻减小，导致更不容易摆脱带电体，造成触电事故，其数值达到一定程度就会造成人员伤亡。2.2产生火花，可能引起瓦斯、煤尘爆炸：当电网发生单线接地或设备发生单相碰壳时，在接地点就会产生电火花，若此时电火花具有足够的能量，当井下空气中的瓦斯或煤尘达到爆炸浓度且有能量达到点火源时，就会发生瓦斯或煤尘爆炸事故。2.3提前引爆雷管：使用雷管时无准备引爆工作漏电电流在其通过的路径上会产生电位差，漏电电流的数值越大，所产生的电位差就越大，如果电雷管两端引线不慎与漏电回路上具有一定电位差的两点相接触，就可能发生电雷管无准备爆炸事故发生。2.4火灾发生：当发

9、生单相接地时，会造成另外两相对地电压升高倍，此时，电气设备的绝缘要承受较高的电压，可能会导致绝缘的破坏，使故障进一步扩大，大量的漏电电流能使绝缘材料发热或造成相间短路，从而引起火灾，烧损电气设备，尤其是两相经过电阻接地的漏电电流，在通过设备绝缘损坏处时将散发出大量的热，使绝缘进一步损坏，甚至可能使可燃性材料着火燃烧，造成矿井事故的发生。2.5电气事故：间歇性的单相接地会造成电网产生过电压，使电动机、变压器等绝缘较弱的电气设备的绝缘被击穿，引起短路事故。长期存在的漏电电流及电火花使漏电处的绝缘进一步损坏，最后危及相间绝缘而造成短路，形成更大的电气故障，造成矿井事故的发生。3、漏电故障的处理方法漏

10、电故障的处理少则数小时，多则达几个班，因而严重影响矿井生产，降低煤矿企业的经济效益。另一方面，漏电造成的停电使局部通风机停转，通风恶化，形成瓦斯积聚，严重威胁矿井安全，矿井根据煤矿安全规程的规定，井下一旦电网发生漏电，就必须停电处理。3.1当电网只设置一台馈电总开关时（开关本身有智能综合保护器），发生漏电故障后，应根据设备和电缆的新旧程度、下井使用时间的长短、周围条件(如潮湿、积水和淋水等)和设备的运转情况，首先判断漏电性质，估计漏电大致范围，然后仔细进行检查，找出漏电点。如仍找不到漏电点，应与瓦斯检查员联系，对可能产生瓦斯积聚的地区(如单巷掘进通风不良的采掘头)，进行瓦斯检查。如无瓦斯积聚(

11、瓦斯浓度小于1%)时，可用下列方法进行处理：发生漏电故障后，将各分路开关分别单独合闸，如果跳闸，则为集中性漏电，如不跳闸，但各分路开关全部合上时却跳闸，一般为分散性漏电。3.2集中性漏电的处理方法：漏电跳闸后，先暂不拉开各个分路开关，而试合总馈电开关，如能合上，说明漏电点不在干线上，或者虽在干线上，但为瞬间的集中性漏电。试合总馈电开关，如果合不上，则应拉开全部分路开关，然后再合总开关。如果仍合不上，则漏电点在电源线上；拉开全部分路开关后，试合总馈电开关，如能合上，再将各分路开关分别逐个合闸。当合某一开关时跳闸，则表示此分路开关上有集中性漏电；如果分路开关也能合上，可进一步闭合各个起动器。凡是有

12、漏电的支路一旦合闸，总馈电开关便立即跳闸。此外，可根据漏电时间的长短来决定是长期的或间歇的集中性漏电。3.3分散性漏电的处理方法：当电网的绝缘水平普遍降低，但未发生一相接地时，检漏继电器也可能动作。此时，可以先拉开全部分路开关，然后再将各分路开关单独一一合闸，并观察总馈电开关绝缘值的变化情况，以确定是哪条线路的绝缘水平最低，最后再用摇表进行摇测。检查到某台设备或者某条电缆的绝缘水平太低时，则应立即处理或着进行更换。3.4当电网设备装有选择性漏电保护装置时：首先应根据选择性漏电保护装置的动作情况，判断漏电故障发生在哪条支路，然后再进一步处理故障支路的漏电地点。（例如：总馈电开关漏电时间动作设置为

13、100ms, 分路开关选漏电时间设置为50ms, 再下一级分路开关选漏电时间设置为35ms，当各支路以后出现漏电时，由时间最短的一级分路开关先跳闸并闭锁及保留动作原因）。显然，安装选择性漏电保护装置（馈电开关综合保护器菜单中进行设置）以后，有助于处理漏电故障。但是，对于只有在总馈电开关和分支馈电开关设置漏电保护的两级选择性漏电保护系统，由于分支馈电开关以下还有电磁起动器的多个馈出线路，其分支馈电开关的保护范围仍然较大，不得不逐一合分电磁起动器来处理故障线路，因此，最好是在电磁起动器里也设置选择性漏电保护装置（可以更换成智能综合电动机保护器），形成四级选择性漏电保护系统，更便于处理漏电故障。根据

14、现场的运行经验，一般漏电故障多发生在电磁起动器以后输出线路，因而在电磁起动器里设置选择性漏电保护装置是比较合理的。选择性漏电保护装置的使用，将会缩小漏电的停电范围，便于寻找漏电故障，并能及时排除，从而缩短漏电的停电时间，有利于提高劳动生产率，给矿井带来显著的经济效益。4、针对漏电的原因及处理方法，预防井下漏电的措施有：井下低压供电系统漏电严重威胁煤矿的安全生产，因此必须采取有效措施预防这类电气事故的发生。结合煤矿的具体情况，可采取以下措施：4.1对井下大型电气设备建立使用和维修档案，定期对电气设备进行技术检测、实验、维护，并认真做好相关记录，作为技术档案保存。坚决不允许设备在低于规定的技术下或

15、者是带病的情况下运行，以杜绝因技术管理不到位而造成的电气触电事故发生。4.2加强井下电气设备的管理和维护，定期对电气设备进行现场检查和试验，性能指标达不到要求的应立即更换。严格规范接线工艺，确保电气密封，防止因洒防尘水降尘时造成电气设备内部受潮而形成漏电，严格按章作业，严格执行停、送电工作票制度，避免因误操作而引起人身触电和其它电气事故。必须严格使用绝缘台、绝缘鞋、绝缘手套等绝缘用具。4.3设备、电网的连接必须采用专用电气连接装置，电气连接头与导体的紧固以及连接情况必须符合电工工艺规定的要求，禁止采用导体之间的直接缠绕进行连接（俗称：鸡爪子），以此防止相间短路或相地接地的发生而造成的漏电事故。

16、4.4井下电缆应悬挂整齐，掘进迎头要避免乳化泵管路、压风管路工作状态下窜动时与电缆产生的摩擦，掘进迎头的电气设备要重点防护，避免电缆被其它运行设备摩擦，迎头电机负荷线要加装护套，防止机械损伤，严禁炮崩电气设备；采煤工作面两巷电器设备要及时后移避免被煤块或矸石砸坏电缆使设备造成漏电。4.5井下供电系统必须使用检漏装置（馈电开关本身智能综合保护器），127V供电系统和信号、照明系统必须使用综合保护装置（综保），严禁甩掉不用。每台真空磁力启动器必须有阻容保护，防止在频繁启停时产生过电压，使电动机的绝缘瞬间击穿而造成漏电。4.6电气设备安装使用要合理，绝缘水平达到规程要求，对受潮的电气设备要及时处理，

17、绝缘老化的设备要进行更换或升井检修。电缆严禁出现“鸡爪子”、“羊尾巴”、“明接头”，同时严禁带点检修和搬迁电气设备。必须使用可靠的保护接地系统（接地网电阻必须小于2），利用漏电保护装置及时切断漏电故障线路的电源，防止人身触电和电气事故的扩大，井下配电变压器的中性点禁止直接接地，以减少漏电或触电电流。结束语：漏电保护与过流保护及接地保护一起统称为煤矿井下“三大保护”，而且煤矿安全规程对“漏电保护”有着明确的规定和要求。煤矿井下的漏电保护装置是我们煤矿工人生命的保护神之一，我们只要充分认识到漏电的危害，懂得漏电保护的原理，采取强有力的预防漏电措施，坚持不懈地使用漏电保护装置，漏电事故就能大大降低。

18、特别是近年来，随着科技的不断进步和机电管理水平的进一步提高，以及各监管部门深入开展矿井安全生产标准化工作，井下供电线路的面貌和供电质量有了明显的提高，煤矿井下低压供电线路的漏电故障大幅度减少。本篇论文不足之处请给予批评指正。参 考 文 献1.高彦、王念彬、王彦文；基于零序功率方向选择性漏电保护系统的研究J；煤炭科学技术；2005年11期 2.张长森、柯熙政；矿井低压电网漏电保护的现状及发展趋势J；矿机电；2005年05期 3.牟龙华、孟庆海、刘建华；可通信式智能选择性漏电保护系统的研究J；电工技术学报；2003年01期 4.宋建成、翟生勤、范世民、时加林、冯立华、谢恒堃；矿井低压电网漏电保护技术的发展J；电网技术；2001年10期5.张葆豫；多电机断相运转的集中监视J；低压电器；2007年04期6.煤矿供电技术煤炭工业出版社出版；2012年2月第6次印刷7.煤矿井下电钳工云南科技出版社出版；2014年3月第1次印刷8.【煤矿安全规程】2016年3月第一版，2016年3月第一次印刷作者简介：XXXX。9