矿井6kV~10kV供电系统, 主要由地面架空线路、入井供电电缆、开关、配电设备等组成, 是矿井安全生产的主动脉。供电系统故障, 将对矿井的安全生产造成影响。正确地对故障原因进行分析、排查, 及时查找和处理故障, 是十分重要的。
1 矿井6kV~10kV架空线路的常见故障现象、危害及排查
1.1 短路故障
1.1.1 短路故障现象及危害
矿井6kV~10kV架空线路常见的短路故障现象有:一是两相或三相金属性短路故障。二是连接跳线断线引起短路故障。三是跌落式熔断器、隔离开关弧光短路故障。四是线路绝缘子两相或三相击穿引起的短路故障。五是雷击引起的短路故障等。
短路故障的主要危害有:一是引起大面积停电, 给矿井安全生产造成危害;二是线路或电气短路时将产生火花, 可能引发火灾事故;三是可能烧毁部分配电设备、设施, 造成经济损失;四是可能破坏区域电网系统稳定, 造成电网更大范围的事故。
1.1.2 短路故障排查及处理
矿井地面6kV~10kV供电线路, 在配电设备上一般装设有过流、速断保护继电器。从保护断电器的动作情况来排查短路故障:一是电流速断保护动作, 则可以判断故障一般是线路两相或三相直接短路, 且故障点在主干线或靠变电所较近的线路。如线路金属性短路或雷击短路等。二是过电流保护动作, 一般属非金属短路或线路末端分支线路短路引起的。
架空线路短路故障的处理方法一般有:一是重点检查线路上熔断器、隔离开关、避雷器、计量箱等设备的完好情况, 对故障设备进行排除。二是检查引接电缆头情况, 看是否完好。三是进行人工分段巡查线路, 逐步找出故障点。四是如遇雷电天气时, 首先考虑是雷击造成的, 应重点巡查线路经过的林木地段, 山头地段等容易引起雷击的地方。五是装有线路短路故障指示器的架空线, 还可借助故障指示器所指示来确定故障段线路。只有查出故障点后, 才能进行有效排除。
1.2 单相接地
1.2.1 单相接地故障现象及危害
矿井6kV~10kV架空线路常见的单相接地故障现象有:一是户外树木生长触及线路引起。二是极端天气, 如强风、暴雨、严重覆冰等造成架空线路的电杆倾斜或倒伏, 导线振动、跳跃和碰线等引起。三是气温异常变化引起线路张驰或收缩, 造成断线引起。四是雷击造成线路断线, 绝缘子、避雷器击穿等引起。六是线路绝缘子破裂、脏污, 造成绝缘下降引起。以上种种原因, 均可能造成供电线路的单相接地故障。
线路单相接地故障的主要危害有:一是故障相的对地电压降低, 非故障两相的相电压升高, 可能引起故障扩大, 造成矿井大面积停电。二是断线对地可能产生火花, 引发森林或其他火灾。三是断线时线路未停电, 可能造成人、畜触电伤亡。四是可以造成电压互感器铁芯过饱和而烧毁, 引发其他故障。
1.2.2 接地故障排查及处理
发生接地故障时中央信号屏警铃响, 如有选择性接地报警装置时, 可直观诊断出接地故障线路。当不能直接选定单相接地故障线路时, 一般采用对线路支线断路器进行分段试拉闸的方法, 来判断故障线路。再按照先支线后干线, 逐步找出故障点, 进行排除。如果是瞬时性单相接地故障, 则中央信号屏警铃会时响时停, 这种故障比较隐蔽, 难以直观发现, 应积极收集各种有用信息, 通过认真逐段排查, 直到找出故障点。
1.3 短路、单相接地故障的预防措施
(1) 定期对架空线路进行巡视, 检查线路、电杆、绝缘子、拉线等是否完好可靠;特别应经常巡查线路经过林木、竹林等山区地段, 定期清理线路走廊, 确保线路运行安全。
(2) 定期对配电线路上的绝缘子、分支熔断器、隔离开关、避雷器、计量箱等设备定进行绝缘测试, 发现不合格的, 应及时更换。
(3) 定期对线路避雷器进行校验, 检测释放电压, 对不符合要求的, 及时更换。
(4) 定期对引出、引入的高压电缆进行绝缘检测, 以便及时发现问题。
(5) 经常巡视配电设备、变压器的运行情况, 每年对变压器绝缘油进行理化性能检验及耐压试验, 发现问题及时处理。
2 矿井6kV~10kV高压入井电缆的常见故障及处理
矿井6kV~10kV高压入井电缆一般从地面变电所双回路供电到井下中央变电所, 再分支路供电至采区变电所及大型高压设备, 供电范围广, 线路长, 环境较恶劣, 容易出现故障, 影响矿井安全生产。
2.1 入井高压电缆常见的故障现象及危害
矿井6kV～10kV入井电缆常见的故障现象主要有:一是两相或三相电缆芯线绝缘击穿短路。二是单相电缆芯线绝缘对地击穿造成接地故障。三是配电设备的接线柱、瓷瓶、连接线等绝缘损坏, 引起的短路或接地故障。
故障危害:电缆短路时造成的电火花可能引起电缆及电气设备烧毁, 引起电气火灾, 甚至引发矿井瓦斯爆炸。电缆接地故障时将使非故障两相电压升高, 可能引起绝缘薄弱的另外两相绝缘击穿, 造成故障扩大。电缆故障将引起大面积停电, 对矿井安全生产构成威胁。
2.2 入井高压电缆故障的排查及处理
一是短路故障可根据跳闸线路开关动作显示, 找出故障电缆。二是单相接地故障可根据选择性漏电保护装置进行判定故障电缆。三是当确定故障电缆后, 便可有目标地进行故障点的排查。重点巡查的部位是:电缆头、中间接线盒 (头) 、开关接线端、高压隔爆配电箱的接线腔及接线瓷瓶, 变压器接线盒等部位。四是检查是否发生外力对某段电缆突然挤压或撞击。如巷道冒落、电机车、矿车脱轨掉道等撞伤电缆。五是利用电缆故障诊断仪进行查找故障点。通过以上方法, 能较快地排查故障, 及时加以处理。
2.3 入井高压电缆故障的预防
(1) 每年定期对高压电缆进行绝缘检测, 包括耐压及直流泄漏试验, 发现问题, 及时处理。
(2) 每月定期对高压隔爆配电箱进行检查, 特别要检查接线腔的绝缘瓷瓶, 检测绝缘值, 检查受潮情况, 及时进行烘干处理, 以保证绝缘值符合要求。
(3) 经常对配电开关柜、电缆接线盒、中间接头、配电变压器等设备进行巡查, 发现问题及时处理, 确保设备完好。
3 结语
矿井6kV~10kV供电线路安全可靠运行, 关系到矿井的安全生产, 责任重大。要加强日常巡查和维护工作, 重视预防性检查和试验工作, 树立防重于修的理念。不断总结经验, 提高故障分析诊断能力, 迅速查找和排除故障, 保障矿井供电线路的安全可靠运行, 促进矿井安全生产。
摘要：本文分析了矿井6kV～10kV供电线路的常见故障, 总结了线路短路、相单接地故障现象及危害, 阐述了故障的排查、处理办法及预防措施。
关键词：矿井,架空线路,电缆,短路,接地,故障排查,预防
参考文献
[1] 煤矿电工手册[M].1996.
[2] 矿山供电[M].中国矿业大学, 2005.