红石岩高瓦斯隧道施工用电管理技术

许和翔

【摘要】中铁隧道集团承建的合武线的红石岩隧道，在安徽省金寨县境内，是全线的控制工程之一。在隧道施工过程中，掌子面爆破后，发生多次不明情况的自燃现象。后经检测，证实隧道掌子面含有浓度较高的瓦斯。作者本人曾去淮南潘一煤矿学习瓦斯隧道电气施工技术。高瓦斯隧道施工具有高危险性，保证施工人员安全是施工前提与施工中重要内容。施工用电安全的防控就显得尤为重要，洞内用电安全管理技术是防控中的重点内容。本文就洞内安全施工做出具体剖析，严格执行相关规定，确保洞内用电安全，能有效杜绝因为施工用电而产生的安全施工事故。

【关键词】高瓦斯隧道；施工用电；安全；电源；电压

一、高瓦斯隧道施工用电管理中存在的安全隐患及用电特殊要求

（一）安全隐患

1、高瓦斯隧道进洞的普通电气设备在施工运行过程中线路容量超限时，容易造成线路发烫而燃烧；

2、设备启动和关闭瞬间有可能产生火花，例如：配电柜闸刀、插座插头等在开启或关闭瞬间。

在产生火花或燃烧点附近的空气中含有一定浓度的瓦斯就有可能引起瓦斯燃烧；当空气中的瓦斯浓度达到5%～16%时，就有可能发生瓦斯爆炸，从而引发严重的瓦斯安全事故。所以，在高瓦斯隧道施工过程中，进洞的所有电气设备均须有特殊要求或进行特殊处理，才能避免因电气设备引起的瓦斯爆炸安全事故。

（二）高瓦斯隧道施工用电的特殊要求

1、洞内配电设备及照明电器全部采用防爆型，并做到“三专”、“两闭锁”以保证瓦斯隧道安全施工。

三专：专用防爆变压器、专用开关、专用供电线路

两闭锁：瓦斯浓度超标时与供电的闭锁、局部通风与供电的闭锁，

2、洞内的高低压配电箱全部采用防爆型，低压配电箱必须具有断相、短路、漏电和接地保护功能。

3、供电系统在局部通风机和开挖工作面的电气设备必须装设风电闭锁装置。当局部通风机停止运转时，应立即自动切断局部通风机供风区段的一切电源，保证“风电”闭锁。

4、洞内低压电缆应使用不延燃橡套电缆，各种电缆的分支连接必须使用与电缆配套的防爆连接器、接线盒。

5、固定敷设的低压电线采用不延燃橡套电缆；移动式或手持式电气设备的电缆采用专用不延燃橡套电缆。

6、电压波动范围，高压为额定值的±5%，低压为额定值的±10%。

7、隧道内各种机电设备和作业机械严禁接地。作业机械严禁带电检修。

二、高瓦斯隧道施工用电安全的技术措施

（一）供电系统与隧道瓦斯监控系统联锁控制

高瓦斯掌子面内的主通风机、局部通风机、射流风机和洞内与之相应的工作面的电气设备，必须与瓦斯监控系统进行风电、瓦电闭锁，当通风机停止运转时，应能立即自动切断局部通风机供风区段的一切电源。

（二）接地保护系统

根据规定，瓦斯工区内的配电变压器严禁中性点直接接地，严禁由洞外中性点直接接地的变压器或发电机直接向瓦斯隧道供电。瓦斯隧道必须采用独立的接地保护系统。

因此，在实际工程中隧道的接地保护系统系统设计采用MBVS-25mm2 黄/绿双色PE 接地保护线，从洞口集中接地处向洞内架设，洞内每200 米施做重复接地，洞口的集中接地与洞内的重复接地处的接地电阻不得大于1.5Ω。洞内重复接地极使用厚度不小于6mm 面积不小于 0.7m2 的镀锌钢板，可安装在洞内积水坑、水沟或预留洞室内。专用保护接地线不允许断线且不允许安装任何开关，洞内 36V 以上的和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架等，都必须与专用保护接地线可靠连接，其接地网上任何一保护接地点的接地电阻值不得大于2Ω。

（三）设置检漏继电器

低压馈电线路上，必须装设能自动切断漏电线路的检漏装置：

1、施工现场的总隔爆开关至分路隔爆开关设置两级检漏继电器，两级检漏继电器的额定漏电动作电流和额定漏电动作时间应作合理配合，使之具有分级保护的功能。

2、检漏继电器应装设在总电源隔爆断路器的负荷侧和分路隔爆开关的负荷侧。

3、检漏继电器的选择应符合先行国家标准《剩余电流动作保护器的一般要求》GB 6829 和《漏电保护器安全和运行的要求》GB 13955的规定，额定漏电动作电流应不大于15mA，额定漏电动作时间应小于0.1s。

4、与总电源隔爆断路器配合的的检漏继电器的额定漏电动作电流应大于30mA，额定漏电动作时间应大于0.1s，但其额定漏电动作电流与额定漏电动作时间的乘积不应大于30mA〃s。

（四）防雷接地

为了防止雷电波及隧道内引起瓦斯爆炸，所有进洞线路，包括动力电缆、照明电缆、瓦斯监控系统电缆及通信电缆均需在洞口安装避雷器。因此，在各种电缆向洞内敷设时，必须严格执行本规定，安装与其相配套的氧化锌避雷器，洞口的防雷接地电阻不得超过 2 欧姆且要定期检查测试。进洞的其它风、水管线也必须在洞口处与专用保护接地极进行连接，以防雷电和静电传入洞内。

（五）备用电源

根据有关规定，高瓦斯隧道主通风机的供电应配置两套电源，隧道內采用双电源线路，其电源线上不得分接隧道以外的任何负载。为保证隧道通风、照明及监测系统等一级负荷供电，在电网停电10 分钟内，启动二台300KW的发电机组供给一级负荷用电。

三、高瓦斯隧道施工用电的安全管理措施

（一）保证电线线路稳定性

线路稳定是保证供电工作不间断进行的基础保障，高瓦斯隧道施工用电线路有明显特殊性。电缆必须使用不延燃橡套电缆，不延燃橡套电缆主要用于交流电压在 450～750 V 及以下的各种移动电气设备，因其表面橡套能够承受较大机械外力作用，被广泛应用于大型施工场地中，同时橡套还具备一定的抗腐蚀性与保护性，能够在极为恶劣的环境下使用，但需要注意的是因为橡胶对温度的敏感性，电缆长期工作环境温度不能高于 60℃，最高为 65℃。

隧道电缆禁止私自接电用作其它途径，同时隧道中电缆及照明灯应使用钢索进行悬挂处理，防治机械损伤，悬挂高度范围为2.5～3m。三管二线分隧道二侧悬挂。高低压电缆同路敷设时应注意之间距离大于 0.1 m。洞内电缆与电气设备相连接时，必须有专业电工进行连接并使用防爆性能符合的连接盒。

（二）线路电缆节点设置

瓦斯隧道施工过程中为有效防止雷电波及，必须对所有进洞线路电缆进行安装避雷器，并接地使用。避雷器的选择应该选择与电缆相配套的氧化锌避雷器，各类电器线路必须在固定地点进行接地连接保护，防止雷电、静电通过线路传入洞类。

（三）定期检查

定期检查是保证用电安全的重要不可缺少环节。由一个安全员和一个电工负责，做到检修专业，检修人员均必须持证上岗。需要注意的是，检修过程中所有用电设备必须停电检修，防止检修过程中出现明显电火花。检修过程中必须具有防止引燃瓦斯的安全措施，并对所检修设备仪器负责到底。检修过程中对出现问题设备要及时进行处理或者更换。对每次检查，均有检查记录。检查记录由检查人员签字，留底保存。

在红石岩隧道施工整个过程中，没有发生瓦斯爆炸事故。究其根本原因是要保证通风量的压入，才能稀释瓦斯浓度。隧道施工用电安全防范措施相对于瓦斯浓度的稀释，是处于次要地位。不能因为用电安全防范措施全面，而忽略了最主要措施。

参考文献

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