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煤矿井下电网可能造成的危害及安全用电措施的探讨

  
评论: 更新日期:2015年10月12日

摘    要
    煤矿供电安全,是保证生产的重要条件。由于井下电气设备的工作环境特殊,所处的工作面空间狭窄,人体触及电气设备机会多。还有落矸和片帮,电气设备还经常受砸和受压,极易发生漏电。易引起火灾和沼气、煤尘爆炸的危险;长期漏电可能发展为短路故障;有时漏电流还会引起雷管超前引爆。因此,必须采取有效措施,预防这类电气事故的发生。该文从井下供电系统中发生漏电的原因,分析了漏电的危害,提出了安全用电的措施。
    关键词:井下  供电安全  安全用电措施
    1井下电气设备的工作条件及类型
    1.1矿井供电的特殊环境
    1.随着煤炭工业的发展,矿井深度不断增加,瓦斯、地温及矿压等灾害因素增多,加上管理不善等因素,煤矿重大事故时有发生。重特大事故多为瓦斯、煤尘爆炸事故,我们知道造成爆炸的因素有三种:瓦斯浓度5%~16%;高温火源650~750℃;空气中含氧量≥12%,三者缺一不可。据有关资料不完全统计,1983年~1989年所发生的96 次特大瓦斯事故中,由电火花引爆的次数占46.9%。某省将1980年~ 2002年全省内发生的3人以上瓦斯事故统计:因煤矿停电、停风造成 事故占49.6%。因此,杜绝电气故障,对于防止重大事故有着十分重要的意义,本文就常见的几种井下电事故作了分析并提出安全用电措施。
        2.煤矿用电管理中存在的问题:由于管理不当,电缆被埋压或脱落浸泡于水沟中。电缆被埋压后其热量不易散发,时间一久将使绝缘老化而漏电;电缆浸泡于水中,由于受井下水的酸性侵蚀及渗透作用,也会使绝缘因受潮而漏电。电气设备长期过负荷运行造成绝缘老化损坏而漏电。电动机因长期被煤石堵塞风道,造成通风不良而发热使绝缘老化受损而漏电。对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耐压试验,又投入运行,极有可能发生漏电或其它电气故障。
    1.2触电的危险性与触电对人体伤害
        1.触电的危险性
        (1)一般情况下,触电对人身造成的危害要么是电击,要么则是电伤
        电击是指电流通过人体内部,造成人体内部组织的损伤和破坏,这是最危险的触电,大多数能致人死亡。电伤是指强电流瞬间通过人体的某一局部或电弧对人体表面的烧伤,使外表器官遭到破坏,当烧伤面不大时,不至于有生命危险,电击的危害高于电伤。
        (2)短路与过载及其危害
        供电系统在发生短路的时候,系统中的电流是正常工作电流的l倍有时甚至达到几十倍。电气设备在这种情况下很容易受到破坏。短路电流如果不能及时得到切除,就很有可能使电缆着火,进而引起井下火灾。另一方面短路电流产生的电弧还可能点燃瓦斯或煤尘,因此矿井的安全也会受到严重威胁。在煤矿井,由于各种各样的原因都会使电气设备频繁超载运行。当电机过载后,绕组电流密度增加温度急剧增高,碾度升高到超过电机绝缘材料所允许的限度时,电机绕组在一定的时间内就会烧毁,继而又会造成短路现象。
    1.3触电对人体的伤害的几个因素
        1.通过人体电流的大小
    一般情况下,通过人体的电流越大、人体的生理反应越明显、越强烈,生命的危险性也就越大。
    而通过人体的电流大小则主要取决于:
    (l)施加于人体的电压,电压越高,通过人体的电流越大;
    (2)人体电阻的大小,人体电阻与皮肤干燥、完整、接触电极的面积以及人体的接触电压有关。
    一般情况下,人体电阻可按1000~2000欧姆考虑,而潮湿条件下的人体电阻约为干燥条件下的1/2。人体电阻越小,危险性越大。
        2.电流通过人体的持续时间
    通电时间越长,电击伤害程度越严重。通电时间短于一个心脏周期时(人的心脏周期约为 75 毫秒),一般不至于发生有生命。危险的心室纤维性颤动;但若触电正好开始于心脏周期的易损伤期,仍会发生心室颤动,一旦发生心室颤动,如无及时地抢救,数秒钟至数分钟之内即可导致不可挽回的生物性死亡。
        3.电流通过人体的途径
    电流通过人体不存在不危险的途径,以途径短、而且经过心脏的途径的危险性最大,电流流经心脏会引起心室颤动而致死,较大电流还会使心脏立刻停止跳动。在通电途径中,从左手至胸部的通路为最危险。
        4.通过电流的种类
    人体对不同频率电流的生理敏感性是不同的,因而不同种类的电流对人体的伤害程度也就有区别。工频电流对人体伤害最为严重;直流电流对人体的伤害则较轻;高频电流对人体的伤害程度远不及工频交流电严重。
        5.人体状况
    电对人体的伤害程度与人体本身的状况有密切关系。人体状况除人体电阻外,还与性别、健康状况和年龄等因素有关。主要表现为儿童、妇女,患有心脏病或中枢神经系统疾病的人,瘦小的人遭受电击后的危险性则会较大。
        6.作用于人体的电压
    触电伤亡的直接原因在于电流在人体内引起的生理病变。显然,此电流的大小与作用于人体的电压高低有关。电压越高,电流越大,更由于人体电阻将随着作用于人体的升高而呈非线性急剧下降,致使通过人体的电流显著增大,使得电流对人体的伤害更加严重。
    2井下供电系统中发生漏电的原因
    2.1电缆或电气设备本身的原因
    (1)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,使绝缘水平较低处发生击穿,产生集中性漏电。
    (2)开关设备长期使用,接线板潮湿可能造成漏电;其内部元件(主要使控制变压器、 接触器、继电器、线圈等)或导线,因某种原因使绝缘恶化、导线头碰壳也会造成漏电;自动馈电开关中的过流继电器,当调整螺杆拧得过低时也会因相对地放电而造成漏电。
    2.2 因施工安装不当引起漏电
    (1)电缆施工接线错误,如误将相线与地线相接,通电后就会发生漏电;橡套电缆接头违反施工工艺要求,如不用电缆线盒的连接和明接头等,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。
    (2)电缆与设备连接时,由于芯线接头不牢固,封堵不严、压板不紧,运行或移动时造成接头脱落或接头松动,使相线于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。
    (3)橡套电缆悬挂方法违反规定,采用铁丝或铜丝悬挂,时间一长,就可能发生漏电。
    (4)开关或其它电气设备的内部接线错误,或接线头送脱碰壳,当合闸通电时便发生漏电。
    2.3 因管理不当引起漏电
    由于管理不当,电缆被埋压或脱落浸泡于水沟中。电缆被埋压后其热量不易散发,时间一久将使绝缘老化而漏电;电缆浸泡于水中,由于受井下水的酸性侵蚀及渗透作用,也会使绝缘因受潮而漏电。
    电气设备长期过负荷运行造成绝缘老化损坏而漏电。
    电动机因长期被煤石堵塞风道,造成通风不良而发热使绝缘老化受损而漏电。
    (4)对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、耐压试验,又投入运行,极有可能发生漏电或其它电气故障。
    2.4 因维修操作不当引起漏电
    工人工作时劳动工具(锹、镐、钎等)易将电缆割伤或碰伤,造成漏电。此外采 机械移动时,由于司机人员照顾不到,使供电电缆受到拉、挤、压、绞等作用,也可能造成漏电。

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