煤礦電氣系統事故隱患安全措施
1煤礦供電系統主要事故隱患
由于電氣設備和設施缺陷(選型不當、分斷能力不夠、電纜過載、不阻燃等)可能引發的電氣事故有:電源線路倒桿、斷線、過負荷、短路、停電、人員觸電、電氣設備起火、電火花、防爆電氣設備失爆等。
1)雷擊過電壓和消防隱患。雷雨時節因雷擊產生過電壓、放電產生火花或將設備和電纜擊穿、甚至短路。放電產生的火花或短路的火源將易燃物(電纜、控制線、動力油、油污等)點燃,引發火災,變配電室內未裝設機械通風排煙裝置及無足夠的滅火器材,處理事故困難,導致事故擴大,造成全礦停電,停風、停產。
2)開關斷路器容量不足。因開關、斷路器遮斷容量較小,不能分斷短路電流,瞬間因短路故障產生大量的熱能而燒毀設備及電纜,引發火災事故,造成部分用戶或全礦停電、停風、停產,嚴重時能導致人員傷亡,財產損失。
3)主變容量不足,電源線路缺陷。主變壓器容量不足,一臺發生事故時,其余變壓器不能保證礦井一、二級負荷供電。礦井電源線路未按當地氣象條件設計,遇大風、雪、覆冰等惡劣氣候,線路強度不足,易造成倒桿、斷線,造成全礦停風、停產,井下作業人員會因停風而有生命危險,造成財產損失和人員傷亡。
4)繼電保護裝置缺陷。繼電保護裝置未按規定裝設或采用不合格的落后、淘汰產品,會出現越級跳閘、誤動作造成無故停電,擴大事故范圍。
5)閉鎖缺陷。開關柜閉鎖未裝設或失效易造成誤操作,刀閘在帶負荷狀態下停送電,造成短路。人員在開關內部帶電狀態下進入會發生觸電。
6)井下電氣火花事故。①井下使用的電氣設備安裝、維修不當,造成失爆(如防爆腔/室密封不嚴、防爆面、密封圈間隙不符合要求等),在開關觸點分-合或其他原因產生電火花時,可能點燃瓦斯造成火災或引起瓦斯爆炸事故。②井下帶電電纜由于外力原因破損、拉脫、電纜絕緣下降易造成系統短路、接地,引發電氣火花,電氣火花有可能造成點燃瓦斯,造成火災或瓦斯爆炸事故。③電氣設備保護失靈,當出現過流、短路、接地等電氣事故時拒動,使設備、電纜過載、過熱引發電氣火花,有可能點燃瓦斯,造成火災或瓦斯爆炸事故。
7)井下人員觸電事故。①井下電工操作時所使用的絕緣手套、絕緣靴、驗電筆等器具破損、絕緣程度降低,驗電筆指示不正確。②閉鎖裝置不全、失效、警示標志不清,人員誤入。③設備電氣保護裝置失效,設備、電纜過流、過熱仍不能掉閘斷電,使其絕緣程度下降或破損。④接地系統缺損、未可靠接地、保護接地失靈,設備外殼、電纜外皮漏電。⑤違章帶電清掃、帶電安裝、帶電檢修、帶電搬遷機電設備。⑥不執行停送電制度或誤操作,停錯、送錯電,誤認開關和電纜,沒有執行作業監護制度,沒有懸掛“有人作業,不準送電”牌。⑦無工作票及安全措施,不執行高壓電網作業中停電、驗電、放電等規定和要求。
8)井下大面積停電事故。①井筒內電纜固定不牢,電纜墜入井筒,造成井下大面積停電事故。②井下電氣設備、電纜當發生短路事故時,電氣保護裝置拒動或動作不靈敏,造成越級跳閘。③正常分列運行的雙回路違章并聯運行,當一段母線供電系統發生短路事故,引起另一段母線供電系統同時掉閘,雙回路停電。④應采用雙回路供電的區域或設備,采用了單回路供電。
9)雷擊入井事故。①經地面引入井下的供電線路,防雷設施不完善或裝置失靈。②由地面入井的管路、井架在井口處未裝或安裝的少于兩處集中接地裝置接地不良。③通信線路在入井處未裝設熔斷器和防雷裝置,或裝置不良。
10)靜電危害事故。井下能產生靜電的設備和場所很多,各類排水、通風、壓氣管路,由于內壁與高速流動的流體相摩擦,使外壁上產生大量的靜電電荷,在對地絕緣較好的管壁上產生的靜電電壓,可達300V以上,塑料等非導體材料管道,更易產生靜電。靜電放電火花會成為可燃性物質的點火源,造成爆炸和火災事故;人體因受到靜電電擊的刺激,可能引發二次事故,如墜落、跌傷等。
11)單相接地電容電流的危害。礦井電網的單相接地電流達到15~20A時,如不加以補償限制,弧光接地可能引起接地點的電氣火災,甚至引發礦井瓦斯、煤塵爆炸事故。
12)諧波及其危害。礦井電力系統中主要的諧波源是提升機采用晶閘管供電且具有非線性特性的變流設備。諧波的危害主要有:①使電網電壓波形發生畸變,致使電能品質變壞。②使電氣設備的鐵損增加,造成電氣設備過熱,降低正常出力。③使電介質加速老化,絕緣壽命縮短。④影響控制、保護和檢側裝置的工作精度和可靠性。⑤諧波被放大,使一些具有容性的電氣設備(如電容器)和電氣材料(如電纜)發生過熱而損壞。⑥對弱電系統造成嚴重干擾,甚至可能在某一高次諧波的作用下,引起電網諧振,系統紊亂,造成設備損壞。
2針對上述事故隱患的安全對策措施
1)地面變電所和井下其它變(配)電所,每年要全面統計用電負荷。系統參數有變化時,應重新核算短路電流,為繼電保護的計算、整定和試驗提供可靠的依據。有大容量負荷投運,要重新整定和試驗。
2)采區供電系統應跟隨工作面不斷推進隨時調整并繪制供電系統圖,計算短路電流,全面校核繼電保護整定值。
3)下井電纜在井筒段敷設時,支架上應采用橡膠壓塊固定的措施。制定定期檢測、檢查制度,井筒淋水較大時,應采取相應措施。
4)礦井高低壓供電設備應裝設漏電保護,加強井下電氣設備的維護管理,確保電氣設備良好接地,防止失爆、漏電事故的發生。
5)必須確保采掘供電分開,照明綜保、煤電鉆綜保、低壓檢漏繼電器必須正常使用,靈敏、可靠。
6)掘進工作面局部扇風機應實現“雙風機、雙電源”,并能自動切換,防止意外事故發生。
7)井下使用的電氣設備、電纜要嚴把入井關,防止沒有“二證一標志”的電氣設備和電纜流入井下。
8)對電氣設備的絕緣性能要定期測試,對損傷、破皮漏電的電纜要立即更換。
9)完善供電系統中防止反送電的制度和措施,防止反送電造成觸電事故。對變電所供電系統設備、設施合理布置,各開關柜編號、控制負荷,根據供電實際予以明確標識,防止誤操作。
10)地面輸電線路、變電所及井架等建構筑物均按規定裝設避雷設施,每年雨季前均應檢測合格,重點防止架空電源線路遭受雷擊,造成全礦停電。
11)定期對電網電容電流進行測試,超標過20A時應采取限制電容電流的措施。
12)設置濾波裝置,并對礦井電網諧波情況進行檢測,根據檢測結果對濾波系統作相應調整,以確保供電系統的安全運行。
3結束語
煤礦電氣事故的發生具有隨機性、漸進性或突發性,并且造成事故的原因很多而復雜,包括設計、制造、疲勞、磨損、老化、檢查和維護保養、人員失誤、環境及其它因素。通過經驗教訓及事故的統計分析,大部分事故的規律是可知的。通過定期檢查、維護保養和分析總結可使多數事故在預定期間內得到控制。所以建立科學合理的事故預防體系,是預防煤礦電氣事故的一個重要手段。
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1煤礦供電系統主要事故隱患
由于電氣設備和設施缺陷(選型不當、分斷能力不夠、電纜過載、不阻燃等)可能引發的電氣事故有:電源線路倒桿、斷線、過負荷、短路、停電、人員觸電、電氣設備起火、電火花、防爆電氣設備失爆等。
1)雷擊過電壓和消防隱患。雷雨時節因雷擊產生過電壓、放電產生火花或將設備和電纜擊穿、甚至短路。放電產生的火花或短路的火源將易燃物(電纜、控制線、動力油、油污等)點燃,引發火災,變配電室內未裝設機械通風排煙裝置及無足夠的滅火器材,處理事故困難,導致事故擴大,造成全礦停電,停風、停產。
2)開關斷路器容量不足。因開關、斷路器遮斷容量較小,不能分斷短路電流,瞬間因短路故障產生大量的熱能而燒毀設備及電纜,引發火災事故,造成部分用戶或全礦停電、停風、停產,嚴重時能導致人員傷亡,財產損失。
3)主變容量不足,電源線路缺陷。主變壓器容量不足,一臺發生事故時,其余變壓器不能保證礦井一、二級負荷供電。礦井電源線路未按當地氣象條件設計,遇大風、雪、覆冰等惡劣氣候,線路強度不足,易造成倒桿、斷線,造成全礦停風、停產,井下作業人員會因停風而有生命危險,造成財產損失和人員傷亡。
4)繼電保護裝置缺陷。繼電保護裝置未按規定裝設或采用不合格的落后、淘汰產品,會出現越級跳閘、誤動作造成無故停電,擴大事故范圍。
5)閉鎖缺陷。開關柜閉鎖未裝設或失效易造成誤操作,刀閘在帶負荷狀態下停送電,造成短路。人員在開關內部帶電狀態下進入會發生觸電。
6)井下電氣火花事故。①井下使用的電氣設備安裝、維修不當,造成失爆(如防爆腔/室密封不嚴、防爆面、密封圈間隙不符合要求等),在開關觸點分-合或其他原因產生電火花時,可能點燃瓦斯造成火災或引起瓦斯爆炸事故。②井下帶電電纜由于外力原因破損、拉脫、電纜絕緣下降易造成系統短路、接地,引發電氣火花,電氣火花有可能造成點燃瓦斯,造成火災或瓦斯爆炸事故。③電氣設備保護失靈,當出現過流、短路、接地等電氣事故時拒動,使設備、電纜過載、過熱引發電氣火花,有可能點燃瓦斯,造成火災或瓦斯爆炸事故。
7)井下人員觸電事故。①井下電工操作時所使用的絕緣手套、絕緣靴、驗電筆等器具破損、絕緣程度降低,驗電筆指示不正確。②閉鎖裝置不全、失效、警示標志不清,人員誤入。③設備電氣保護裝置失效,設備、電纜過流、過熱仍不能掉閘斷電,使其絕緣程度下降或破損。④接地系統缺損、未可靠接地、保護接地失靈,設備外殼、電纜外皮漏電。⑤違章帶電清掃、帶電安裝、帶電檢修、帶電搬遷機電設備。⑥不執行停送電制度或誤操作,停錯、送錯電,誤認開關和電纜,沒有執行作業監護制度,沒有懸掛“有人作業,不準送電”牌。⑦無工作票及安全措施,不執行高壓電網作業中停電、驗電、放電等規定和要求。
8)井下大面積停電事故。①井筒內電纜固定不牢,電纜墜入井筒,造成井下大面積停電事故。②井下電氣設備、電纜當發生短路事故時,電氣保護裝置拒動或動作不靈敏,造成越級跳閘。③正常分列運行的雙回路違章并聯運行,當一段母線供電系統發生短路事故,引起另一段母線供電系統同時掉閘,雙回路停電。④應采用雙回路供電的區域或設備,采用了單回路供電。
9)雷擊入井事故。①經地面引入井下的供電線路,防雷設施不完善或裝置失靈。②由地面入井的管路、井架在井口處未裝或安裝的少于兩處集中接地裝置接地不良。③通信線路在入井處未裝設熔斷器和防雷裝置,或裝置不良。
10)靜電危害事故。井下能產生靜電的設備和場所很多,各類排水、通風、壓氣管路,由于內壁與高速流動的流體相摩擦,使外壁上產生大量的靜電電荷,在對地絕緣較好的管壁上產生的靜電電壓,可達300v以上,塑料等非導體材料管道,更易產生靜電。靜電放電火花會成為可燃性物質的點火源,造成爆炸和火災事故;人體因受到靜電電擊的刺激,可能引發二次事故,如墜落、跌傷等。
11)單相接地電容電流的危害。礦井電網的單相接地電流達到15~20a時,如不加以補償限制,弧光接地可能引起接地點的電氣火災,甚至引發礦井瓦斯、煤塵爆炸事故。
12)諧波及其危害。礦井電力系統中主要的諧波源是提升機采用晶閘管供電且具有非線性特性的變流設備。諧波的危害主要有:①使電網電壓波形發生畸變,致使電能品質變壞。②使電氣設備的鐵損增加,造成電氣設備過熱,降低正常出力。③使電介質加速老化,絕緣壽命縮短。④影響控制、保護和檢側裝置的工作精度和可靠性。⑤諧波被放大,使一些具有容性的電氣設備(如電容器)和電氣材料(如電纜)發生過熱而損壞。⑥對弱電系統造成嚴重干擾,甚至可能在某一高次諧波的作用下,引起電網諧振,系統紊亂,造成設備損壞。
2針對上述事故隱患的安全對策措施
1)地面變電所和井下其它變(配)電所,每年要全面統計用電負荷。系統參數有變化時,應重新核算短路電流,為繼電保護的計算、整定和試驗提供可靠的依據。有大容量負荷投運,要重新整定和試驗。
2)采區供電系統應跟隨工作面不斷推進隨時調整并繪制供電系統圖,計算短路電流,全面校核繼電保護整定值。
3)下井電纜在井筒段敷設時,支架上應采用橡膠壓塊固定的措施。制定定期檢測、檢查制度,井筒淋水較大時,應采取相應措施。
4)礦井高低壓供電設備應裝設漏電保護,加強井下電氣設備的維護管理,確保電氣設備良好接地,防止失爆、漏電事故的發生。
5)必須確保采掘供電分開,照明綜保、煤電鉆綜保、低壓檢漏繼電器必須正常使用,靈敏、可靠。
6)掘進工作面局部扇風機應實現“雙風機、雙電源”,并能自動切換,防止意外事故發生。
7)井下使用的電氣設備、電纜要嚴把入井關,防止沒有“二證一標志”的電氣設備和電纜流入井下。
8)對電氣設備的絕緣性能要定期測試,對損傷、破皮漏電的電纜要立即更換。
9)完善供電系統中防止反送電的制度和措施,防止反送電造成觸電事故。對變電所供電系統設備、設施合理布置,各開關柜編號、控制負荷,根據供電實際予以明確標識,防止誤操作。
10)地面輸電線路、變電所及井架等建構筑物均按規定裝設避雷設施,每年雨季前均應檢測合格,重點防止架空電源線路遭受雷擊,造成全礦停電。
11)定期對電網電容電流進行測試,超標過20a時應采取限制電容電流的措施。
12)設置濾波裝置,并對礦井電網諧波情況進行檢測,根據檢測結果對濾波系統作相應調整,以確保供電系統的安全運行。
3結束語
煤礦電氣事故的發生具有隨機性、漸進性或突發性,并且造成事故的原因很多而復雜,包括設計、制造、疲勞、磨損、老化、檢查和維護保養、人員失誤、環境及其它因素。通過經驗教訓及事故的統計分析,大部分事故的規律是可知的。通過定期檢查、維護保養和分析總結可使多數事故在預定期間內得到控制。所以建立科學合理的事故預防體系,是預防煤礦電氣事故的一個重要手段。