礦井供電的基本要求與安全供電

文/黃振宇，淮南礦業(yè)集團(tuán)選煤分公司

煤礦屬于井下開采，用電負(fù)荷大，井下條件差，但無(wú)論在什么條件下都必須滿足通風(fēng)、排水、提升等要求，否則，可能造成惡性事故。按照礦井電能用戶和用電設(shè)備在安全生產(chǎn)中的重要性，將電力負(fù)荷分為三級(jí)。一級(jí)負(fù)荷指因供電突然中斷，可造成人員傷亡或使重要設(shè)備損壞并在較短時(shí)間內(nèi)難以修復(fù)，給企業(yè)造成很大損失的用戶和設(shè)備。

1 礦井供電的基本要求

1.1 供電可靠

即要求供電不中斷。對(duì)煤礦的供電一旦中斷，不僅會(huì)造成全礦停產(chǎn)，而且會(huì)導(dǎo)致保證礦井安全生產(chǎn)的一些重要設(shè)備（如水泵、通風(fēng)機(jī)）停止運(yùn)轉(zhuǎn)，危及礦井及井下工人的安全。因此，為保證礦井安全生產(chǎn)，要求煤礦實(shí)行連續(xù)供電。

1.2 供電安全

電能有它的特殊性，使用中稍有疏忽，就會(huì)導(dǎo)致人身觸電、電火災(zāi)等事故的發(fā)生。煤礦主要是地下作業(yè)，工作環(huán)境和地面有很大的差別，特別是存在有爆炸危險(xiǎn)的瓦斯和煤塵，因而不僅發(fā)生人身觸電和電火災(zāi)的可能性比地面大，而且會(huì)導(dǎo)致瓦斯、煤塵爆炸嚴(yán)重后果。因此，煤礦供電必須保證安全，嚴(yán)格遵守《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。

1.3 有良好的供電質(zhì)量

這主要是指供電頻率和供電電壓偏離額定值的幅度不超過(guò)允許的范圍。否則，電氣設(shè)備的遠(yuǎn)行情況將會(huì)顯著惡化，甚至損壞電氣設(shè)備。

我國(guó)規(guī)定一般電力設(shè)備使用的交流供電標(biāo)準(zhǔn)頻率為50赫茲。偏差不超過(guò)±0.2～±0.5。電壓不超過(guò)±7%。

1.4 有足夠的供電能力

這不僅要求電力系統(tǒng)或發(fā)電廠能供給煤礦充足的電量，而且要求礦井供電系統(tǒng)的各項(xiàng)供電設(shè)施，具有足夠的供電能力。

1.5 供電經(jīng)濟(jì)

在以上四項(xiàng)基本要求的基礎(chǔ)上，盡量做到供電系統(tǒng)簡(jiǎn)單、操作方便、基本建設(shè)投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。

2 礦井供電系統(tǒng)的分類和等級(jí)劃分

2.1 供電系統(tǒng)的分類

一類負(fù)荷：凡因突然中斷供電會(huì)導(dǎo)致人身傷亡事故，或損壞重要設(shè)備且難以修復(fù)，或給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)很大損失者，均屬于這一類。顯然煤礦屬于一類負(fù)荷。煤礦中的通風(fēng)、排水、升降人員、抽放瓦斯、醫(yī)院等也都屬于一類負(fù)荷，又稱保安負(fù)荷。因此是煤礦中最重要的用戶，要求供電絕對(duì)可靠。為此，對(duì)這類用戶的供電，必須設(shè)有備用電源和備用供電線路。

二類負(fù)荷：凡因突然中斷供電會(huì)造成大量減產(chǎn)者。如煤礦中專門用于提升煤和物料的提升設(shè)備、壓風(fēng)機(jī)、井底車場(chǎng)、采區(qū)變電所等。

三類負(fù)荷：凡因突然中斷供電對(duì)生產(chǎn)沒(méi)有直接影響者。

2.2 供電電壓等級(jí)的劃分

目前，煤礦井下采用交流電電壓等級(jí)有：6000V、1140V、660V、380V、127V、36V。

6000V—為礦區(qū)內(nèi)高壓配電電壓或動(dòng)力電壓。

660V—為井下低壓配電電壓或動(dòng)力電壓。

1140V—為采煤機(jī)的專用電壓。

127V—為井下照明、手持式電鉆的電壓。

36V—為控制電壓，也叫安全電壓。

直流電壓有：250V或550V為井下架線電機(jī)車的電壓。

3 井下電氣設(shè)備的三大保護(hù)

3.1 過(guò)電流保護(hù)

過(guò)電流簡(jiǎn)稱過(guò)流。凡是流過(guò)電氣設(shè)備和電纜的電流超過(guò)了它們的額定電流。

電氣設(shè)備和電纜出現(xiàn)過(guò)流后，一般會(huì)引起它們過(guò)流，嚴(yán)重時(shí)會(huì)將它燒毀，甚至引起電火災(zāi)和井下瓦斯、煤塵的爆炸。由此可見(jiàn)，電氣設(shè)備和電纜的過(guò)流是一種不正常狀態(tài)。井下常見(jiàn)的過(guò)流故障為短路、過(guò)負(fù)荷、斷相三種。

3.1.1 短路

短路是指電流不經(jīng)過(guò)負(fù)載，而是經(jīng)過(guò)電阻很小的導(dǎo)體直接形成回路，其特點(diǎn)是電流很大，可達(dá)到額定電流的幾倍、十幾倍、幾十倍，甚至更大。因?yàn)殡娏骱艽?，發(fā)熱劇烈，如不及時(shí)切除，不僅會(huì)迅速燒毀電氣設(shè)備和電纜，甚至引起絕緣油和電纜著火釀成火災(zāi)，還會(huì)引起瓦斯、煤塵爆炸。

3.1.2 過(guò)負(fù)荷（過(guò)載）

過(guò)負(fù)荷不僅是指它們的電流超過(guò)了額定數(shù)值，而且過(guò)電流的延續(xù)時(shí)間也超過(guò)了允許的時(shí)間。

電氣設(shè)備和電纜過(guò)流后，絕緣繞組和絕緣導(dǎo)體的電流密度增加，發(fā)熱加劇。如果過(guò)流的延續(xù)時(shí)間很短，不超過(guò)允許的時(shí)間，電氣設(shè)備和電纜的溫度不會(huì)超過(guò)它們所用絕緣材料的最高允許溫度，因而不會(huì)被燒毀，允許繼續(xù)運(yùn)行，這種情況稱為允許的過(guò)載。但是，如果延續(xù)時(shí)間超過(guò)了允許的時(shí)間，電氣設(shè)備和電纜的溫度將升高到足以損壞它們的絕緣，如不及時(shí)切斷電源，將會(huì)發(fā)展成漏電和短路故障，因此也要加以預(yù)防和保護(hù)。

3.1.3 斷相

三相電源斷一相或三相繞組斷一相，稱為斷相或缺相、跑單相。

過(guò)流故障有如下的危害：

a、過(guò)流倍數(shù)較低時(shí)，引起電氣設(shè)備和電纜的溫升超限，縮短設(shè)備使用壽命。

b、過(guò)流倍數(shù)較高時(shí)，將導(dǎo)致電氣設(shè)備燒毀，甚至引起火災(zāi)和瓦斯、煤塵爆炸事故。過(guò)流倍數(shù)很高時(shí)，會(huì)在電網(wǎng)上造成很大的壓降，影響電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

過(guò)流保護(hù)的要求：必須有選擇性、可靠性、動(dòng)作迅速、經(jīng)濟(jì)合理。

3.2 漏電保護(hù)

電網(wǎng)的漏電又分為集中性和分散性漏電。集中性漏電是指在變壓器中性點(diǎn)不接地的電網(wǎng)中，由于某處（或某點(diǎn)）的絕緣損傷而發(fā)生的漏電。分散性漏電則是由于整個(gè)電網(wǎng)或整條線路的絕緣水平降低，而沿整條線路或整個(gè)電網(wǎng)發(fā)生的漏電。

漏電的危害：

1）增加人身觸電的危險(xiǎn)；2）增加引起瓦斯、煤塵爆炸的危險(xiǎn)；3）可能造成電雷管先期爆炸事故；4）可能引起電火災(zāi)；

3.3 保護(hù)接地

保護(hù)接地就是把電氣設(shè)備的金屬外殼和框架，用導(dǎo)線與埋在地下的接地極連接起來(lái)的一種保護(hù)措施。

4 結(jié)語(yǔ)

電力是煤礦生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿Γ旱V井下又是一個(gè)特殊的工作環(huán)境，有易燃、易爆可燃性氣體和腐蝕性氣體，潮濕、淋水、礦塵大、電網(wǎng)電壓波動(dòng)大、空間狹小、機(jī)電設(shè)備啟動(dòng)頻繁等，因此，對(duì)煤礦進(jìn)行可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、合理的供電，對(duì)提高煤礦經(jīng)濟(jì)效益和保證安全生產(chǎn)方面有著十分重要的意義。