试论矿井安全供电

    摘要：由于煤矿生产是井下作业，生产场所空间狭小，空气潮湿，顶板有压力，井下有涌水而且还有瓦斯和煤尘。特别是采掘工作面，电气设备移动频繁，负荷变化大；大型采掘设备直接启动，强大的电流冲击着电网，因此，矿井供电必须保证安全、可靠、经济，且有良好的供电质量和供电能力。该文从供电的基本要求入手，根据煤矿生产的环境特点，结合现场实际，阐明了安全供电的重要性，并提出相应的防治对策。

    关键词：供电基本要求  系统分类  安全用电常识

    1 矿井供电系统的分类和等级划分

    1.1 供电系统的分类 在满足电力用户对供电可靠性要求的同时，又照顾供电的经济性，这是合理的供电原则之一。无论在国民经济中还是煤矿企业中，不同的用电户对供电的可靠性要求不完全相同，因此通常将它们分为三类：一类负荷、二类负荷、三类负荷。

    一类负荷：凡因突然中断供电会导致人身伤亡事故，或损坏重要设备且难以修复，或给国民经济带来很大损失者，均属于这一类。显然煤矿属于一类负荷。煤矿中的通风、排水、升降人员、抽放瓦斯、医院等也都属于一类负荷，又称保安负荷。因此是煤矿中最重要的用户，要求供电绝对可靠。为此，对这类用户的供电，必须设有备用电源和备用供电线路。

    二类负荷：凡因突然中断供电会造成大量减产者。如煤矿中专门用于提升煤和物料的提升设备、压风机、井底车场、采区变电所等。

    三类负荷：凡因突然中断供电对生产没有直接影响者。
    1.2 供电电压等级的划分 目前，煤矿井下采用交流电电压等级有：6000V、1140V、660V、380V、127V、36V。
    6000V—为矿区内高压配电电压或动力电压。
    660V—为井下低压配电电压或动力电压。
    1140V—为采煤机的专用电压。
    127V—为井下照明、手持式电钻的电压。
    36V—为控制电压，也叫安全电压。
    直流电压有：250V或550V为井下架线电机车的电压。

    2 井下电气设备的三大保护

    2.1 过电流保护 过电流简称过流。凡是流过电气设备和电缆的电流超过了它们的额定电流。

    电气设备和电缆出现过流后，一般会引起它们过流，严重时会将它烧毁，甚至引起电火灾和井下瓦斯、煤尘的爆炸。由此可见，电气设备和电缆的过流是一种不正常状态。井下常见的过流故障为短路、过负荷、断相三种。

    2.1.1 短路 短路是指电流不经过负载，而是经过电阻很小的导体直接形成回路，其特点是电流很大，可达到额定电流的几倍、十几倍、几十倍，甚至更大。因为电流很大，发热剧烈，如不及时切除，不仅会迅速烧毁电气设备和电缆，甚至引起绝缘油和电缆着火酿成火灾，还会引起瓦斯、煤尘爆炸。

    2.1.2 过负荷（过载） 过负荷不仅是指它们的电流超过了额定数值，而且过电流的延续时间也超过了允许的时间。

    电气设备和电缆过流后，绝缘绕组和绝缘导体的电流密度增加，发热加剧。如果过流的延续时间很短，不超过允许的时间，电气设备和电缆的温度不会超过它们所用绝缘材料的最高允许温度，因而不会被烧毁，允许继续运行，这种情况称为允许的过载。但是，如果延续时间超过了允许的时间，电气设备和电缆的温度将升高到足以损坏它们的绝缘，如不及时切断电源，将会发展成漏电和短路故障，因此也要加以预防和保护。

    引起电缆和电气设备过负荷的原因，主要有两个方面：一是电气设备和电缆的容量选择过小。另一个是对生产机械的错误操作，此外，电机的端电压过低或电机堵转时，将长期通过电机的启动电流，因而是最严重的过负荷。

    2.1.3 断相 三相电源断一相或三相绕组断一相，称为断相或缺相、跑单相。
    过流故障有如下的危害：

①过流倍数较低时，引起电气设备和电缆的温升超限，缩短设备使用寿命。

②过流倍数较高时，将导致电气设备烧毁，甚至引起火灾和瓦斯、煤尘爆炸事故。过流倍数很高时，会在电网上造成很大的压降，影响电网的正常运行。

    过流保护的要求：必须有选择性、可靠性、动作迅速、经济合理。

    2.2 漏电保护 电网的漏电又分为集中性和分散性漏电。集中性漏电是指在变压器中性点不接地的电网中，由于某处（或某点）的绝缘损伤而发生的漏电。分散性漏电则是由于整个电网或整条线路的绝缘水平降低，而沿整条线路或整个电网发生的漏电。

    漏电的危害：

①增加人身触电的危险；

②增加引起瓦斯、煤尘爆炸的危险；

③可能造成电雷管先期爆炸事故；

④可能引起电火灾；

    漏电保护的类型有漏电闭锁和漏电跳闸两种。
    所谓漏电闭锁，是指在开关合闸之前对电网的绝缘电阻进行检测，如果电网的对地绝缘电阻值低于规定的漏电闭锁动作电阻值，则使开关不能合闸，起闭锁作用。其多装在用于直接控制和保护电机的磁力起动器上。漏电跳闸保护通常是由检漏保护装置配合自动开关来实现。

    2.3 保护接地 保护接地就是把电气设备的金属外壳和框架，用导线与埋在地下的接地极连接起来的一种保护措施。

    2.3.1 保护接地的作用：主要起着分流的作用，可以减少通过人体的电流和产生电火花的能量，从而避免人身触电事故和瓦斯、煤尘爆炸事故的发生。

    2.3.2 保护接地网 从保护接地的原理可以得知，保护接地装置的保护作用是否可靠，关键在于是否能将它的电阻值降低到规定的范围以内。我们通常把单个电气设备的接地极称为局部接地极。在安装时也要采取一些措施来降低接地极的电阻。但仍往往降低不到需要的数值，使它满足规定的要求。因此为可靠地预防人身触电和瓦斯、煤尘爆炸事故的发生，对井下电气设备要求建立保护接地网。

    3 安全用电常识

    随着电气化程度的迅速提高，尽管井下设置了漏电保护和保护接地等保护措施来预防人身触电事故的发生，但触电事故还是时有发生。

    3.1 造成触电事故的原因

    3.1.1 保护装置人为或意外的失灵。有些人片面追求生产，忽视安全，人为的甩掉漏电保护装置，放松对漏电保护和保护接地装置的管理，使它们不能可靠地起到保护作用，造成触电事故的发生。

    3.1.2 电机车架线引起人身触电事故。

    3.1.3 临时性的用电设备，不按规定标准进行管理，易造成人身触电事故。

    3.2 触电的危险

    3.2.1 触电的危险和分类 人体触及裸露的带电导体或触及因绝缘损坏而带电的电气设备的外壳，都会引起人身触电事故。

    触电对人体的危害一般分为电击和电伤两种情况。电击是指触电时电流通过人体的内部，破坏体内器官，多数情况会致人死亡，所以是最危险的。

    电伤是指电流瞬时通过人体的某一局部，造成对人体外表器官的破坏。

    3.2.2 触电危险的有关因素 电击对人体危害程度和以下主要因素有关：

①电流的大小；②电流的种类；

③电流通过人体的时间；

④人身电阻；

⑤接地电压；

⑥电流通过人体的途径；

⑦、人的生理状态；

    3.3 预防触电的方法 一般措施：

①防止人身接触或接近带电导体；

②降低使用电压；

③严格遵守各项安全用电作业制度；

    3.4 触电后的急救 人触电后，首先应切断触电者的电源，使触电者与电源相脱离。脱离电源的方法很多，如拉掉开关、用绝缘物品将人身与电源拉开等。
    切断电源以后，应立即作心肺复苏，同时立即通知医生下井抢救触电者。

    4 结束语

    煤矿井下是一个特殊的工作环境，有易燃、易爆可燃性气体和腐蚀性气体，潮湿、淋水、矿尘大、电网电压波动大、空间狭小、机电设备启动频繁等，因此，对煤矿进行可靠、安全、经济、合理的供电，对提高煤矿经济效益和保证安全生产方面有着十分重要的意义。