矿山电气设备安全运行技术研究

朱永宇

摘要：由于矿山生产环境复杂，工作环境差异较大，电气设备和电缆非常容易受到破坏，所以极易发生人身触电、漏电及短路等一系列的故障。电气设备的损坏及出现安全故障，不仅会影响到矿山的日常生产，严重时会导致重大恶性事故。电气设备的安全运行，是保证矿山安全生产的前提条件。本文针对矿山电气设备中变压器与电缆可能出现的故障原因进行了分析，对变压器与电缆的维修技术进行了浅要的分析，并提出了部分处理方法和预防措施。

关键词：矿山；电气；安全技术

中图分类号： TD68 文献标识码： A

1矿山电气设备安全运行的重要性矿山供配电的安全要求矿山所需的电能一般来自电网, 通过输电线路到矿山变电所, 经变压器降压后送到各用电地点。矿山各级变电所的变压器、 配电装置、 电力线路及各用电设备, 按照一定的方式互相连接成一个整体, 构成了矿山的供电系统。由于矿山生产环境的特殊性, 要求供电可靠、安全、 质量高和经济。 对矿山企业的重要负荷 , 如主要排水 、 通风与提升设备 , 一旦中断供电, 可能发生矿井淹没、 有毒有害气体聚集或停罐甚至坠罐等事故。 采掘、 运输、压气及照明等中断供电, 也会造成不同程度的经济损失或人身事故。 矿山的开采离不开电气设备, 而电气设备运行的安全则关系着整个矿山开采的进行。 因此, 加强矿山电气设备的安全运行具有十分重要的意义。

2矿山电气设备的基本安全措施

矿山有关电气安全的基本措施包括直接触电防护措施、间接触电防护措施、电气安全保护装置、电气作业安全用具与安全标志、电气火灾消防技术用具、电气安全专业性监督检查制度等。其中电气网络的主要保护措施有保护接地、过流保护和漏电保护。

2..1 矿山电气设备常见故障原因、处理方法以及预防措施矿山电气设备供电中常见的故障主要有变压器故障和电缆故障；电缆故障分为单相接地、相间短路和断相等故障。

2..2变压器故障原因及处理方法

变压器是供电设备中最为重要的一环，交流电源通过变压器变压后，改变电路中电压和电流的大小，达到矿山电气设备的使用电压。变压器按供电类型可分为电力变压器和特种变压器。其中电力变压器又分为油浸式和干式两种。矿山使用的变压器为一般型的矿用油浸变压器。隔爆干式变压器一般用于有可能发生瓦斯爆炸的矿井等危险环境。

下面针变压器可能会出现的故障现象进行了列举，并给出了引起故障的原因和处理方法。

(1) 变压器过度发热或发热不均匀。引起故障的原因一般为：负载超过变压器的负荷；二次线圈绝缘不好或损坏，引起局部漏电；内部铁芯损坏。处理方法为：检查工作环境，调整供电，使负载低于变压器的正常工作负荷；测量电阻，修理破损处或加强二次线圈的绝缘防护；折开铁芯，进行绝缘处理。

(2) 线圈绝缘出现异常，发出强烈声音。出现此故障的原因可能为：变压器油绝缘低，降低了线圈绝缘或者一次电压超出了标准电压。维修方法为更换变压器油修理或者调整一次电压到标准电压。

(3) 变压器短时间运行后温度达到90度以上。严重缺油或绝缘油不良、一次线圈局部短路、负荷超过太多都会产生上述故障，检查维护措施为检查油柱，若缺油需立即注油或更换新油；若为一次线圈短路，需要对变压器进行大修；如果只是因负荷过大引起的过热，调整负荷即可。

(4) 变压器有异常的声音。线圈绝缘层损坏、铁芯固定螺栓松动、硅钢片绝缘不好都会使产生异常工作的声音，检查线圈并进行修理、紧固螺栓即可排除前两个故障，若为硅钢片绝缘不好引起，需将变压器返厂大修。

2.3 电缆故障原因及预防措施

(1) 相间短路故障的原因及预防措施。发生相间短路故障的原因主要有：

a. 制作铠装电缆接头时，工艺不符合要求；叉口处绝缘层受到损伤；接线盒内绝缘填充物老化、开裂或者受潮；低压橡套电缆受到各种撞击；接线盒内的接线有毛刺、遭遇淋水、接线头虚接产生高温或电火花而发生短路故障。预防措施：严格按照接线工艺进行接线，做

好接线处的密封、绝缘，防止水气的进入，同时加强日常检查，避免因外力冲击造成短路损伤。

b. 电缆的铠装带裂开，铅包有裂纹；低压橡套电缆出现裂纹时，进入的潮气会使电路发生短路故障。预防措施：加强日常维护，避免外力的伤害，铺设和转移的过程中，弯曲半径应大于最低允许的弯曲半径。

(2) 单相接地故障的原因及预防措施。单相接地故障的原因主要有：绝缘层遭到外力破坏电缆接线工艺不合格、接线处有毛刺、脱落接头接触外壳、热补或冷补质量不合格等。预防措施：加强线路的维护与管理，严格按照安全规程的要求铺设、吊挂和接线。

(3) 断相故障的原因及预防措施。电缆断相故障的表现为电缆主芯线断开，主要原因有：被采掘运输机械拉断、被锋利器物割断、接线处虚接而被烧断、放炮崩断电缆等。预防措施：加强日常的检查、维护、管理。

2.4电缆故障的探测及处理方法

电缆出现故障时，首先需要判断出故障的性质。除了因缆芯间或缆芯与外皮间的绝缘层破坏形成短路、接地，缆芯断线和不完全断线两种情况外，也可能发生两种情况兼有的混合式故障。但通常只会出现其中一类故障，而短路接地又分为有高阻和低阻。判断电缆出现故障的性质可从跳闸的情况进行分析、用万用表测量的方法和观察故障线路的状态进行分析。

a. 相间短路故障的判定。发生相间短路故障时，会发生烧断保险丝或过流继电器跳闸的现象。可用万能表测量各芯线之间的电阻，用手接触电缆是否过热，查找短路造成的放炮点。由于短路往往伴随着绝缘层烧焦的气味，据此也可判定出是否是短路故障。

b. 单相接地故障的判定。单相接地故障的首要表现为漏电保护器跳闸，或接地监视装置漏电闭锁装置动作，显示出对应的指示信号。可通过万用表测量各芯线对地的绝缘电阻值的方法判定是否为单相接地。

4结语

加强矿山电气设备的管理维修，定期检查试验，是保证矿山安全生产的前提条件。在资金许可的条件下，及时更换性能指标低下的电气设备和各类安全保护装置；配备必要的检测仪器、仪表，检修、维修工具和配件，以确保矿山电气设备的正常运行。同时，加强矿山基础设备的管理工作，建立健全各类电气设备的安装调试、日常使用、检修维修等各项规章制度，完善电气设备的安全保护装置，加大日常检查力度，加强对厂内职工的安全知识的教育，是保证安全生产的基础，更是企业安全生产的要求。

参考文献：

[1] 原中华人民共和国国家标准局. 电气设备安全设计导则[S]. GB4064-83