煤矿井下杂散电流的危害与防治

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1、煤矿井下杂散电流的危害与防治煤矿井下作业的工作环境恶劣而又复杂，空气潮湿，并存在危险的瓦斯气体、煤尘等易燃易爆物质，加之在采区低压电网和井下直流牵引网络中，往往会产生杂散电流，从而对矿井安全生产以及设备产生较大的危害，严重者可能带来瓦斯、煤尘燃烧和爆炸，这也是频繁发生煤矿井下事故的原因之一。同时，长期的杂散电流还会对金属管道和铠装电缆金属外皮造成腐蚀，给设备的正常运行和安全生产带来较大的损失隐患，严重威胁着井下矿工的生命安全和国家的财产损失。1、杂散电流的危害及分析煤矿井下杂散电流有2种：①源于采区低压网零序电流的交流杂散电流，不过其供电半径短、量值小，其危害相对较小，在此不作介绍；②直

2、流牵引网络产生的杂散电流，也称直流杂散电流，它往往是以泄漏形式出现的，也常称为泄漏电流。直流杂散电流在矿井中对设备和生产安全有着较大的危害，其以直流架线电机车产生杂散电流最为普遍，其危害主要表现在以下几个方面：(1)容易引起瓦斯、煤尘的燃烧和爆炸共7页第7页杂散电流的流经途中，有时会带来剧烈的电火花现象，如电机车运行时，在钢轨接触钢丝绳的位置就容易产生电火花，其离绞车房越近，产生的火花越大，经实测，主斜井钢丝绳与轨道问的电位可以高达50V左右，这样在较高电压电极之间的击穿放电，会产生较高的温度，因此容易引起瓦斯、煤尘的燃烧和爆炸可能。轨道和钢丝绳之间产生高的电势差的主要原因有：①轨道连接

3、处采用了压接，在长期的振动过程中，连接部位产生松动或断开，或有的连接部位产生了腐蚀现象，从而使接触电阻较大，产生高的电势差，导致电火花；②绝缘设置不到位或者绝缘老化，如调车场与钢丝绳相接触的轨道没有装设绝缘道夹板，这就容易导致触电和电火花现象；③架线电机车运行产生了直流杂散电流，从而在电机车的牵引网络中形成回路，产生高的电势差，在一些接触点容易产生电火花现象。(2)对金属管道和铠装电缆外皮等金属腐蚀矿井下的水多为酸性，当产生杂散电流时，管道、轨道和大地就形成了回路，并构成了电解池，轨道和管道作为阳极，在酸性电解液的情况下Fe失去电子而被腐蚀成为铁离子。因此，杂散电流对地下共7页第7页的金

4、属结构、管线设施腐蚀极为严重，特别对手煤矿井下的特殊环境，杂散电流的腐蚀程度尤为明显。一般情况下，电机车在不断地运行着，轨道的腐蚀点是分散的，几乎分布在整个轨道上，因此腐蚀现象还不是很明显，但是，对于金属管道和电缆外皮来说，阳极区基本集中在回电点附近，因而腐蚀就比较集中和频繁，腐蚀的程度也就较为明显和严重。(3)杂散电流可能引起电雷管爆炸电雷管一般只需要lV多的电压就可以引爆，如在掘进巷道内，在杂散电流的作用下，铺设的轨道、管道与大地之间的电势差很容易超过这个可能引爆电雷管的电压值。因此，只要电雷管的放炮线一根与轨道或管道接触，一根接地，就可能引爆，从而发生井下爆炸事故，威胁着井下矿工的

5、人身安全，并严重影响到井下的安全生产。此外，煤矿井下杂散电流的存在，可能影响到井下电气装置的正常运行，一旦串入电气装置线路中，可能导致如一些保护装置异常，漏电装置误动，或突然过电压导致电气装置元器件烧坏等情况出现，从而影响正常的井下生产。2、杂散电流的防治措施及分析(1)保证架线的绝缘根据《煤矿井下牵引网络杂散电流防治技术规范》，架线的漏泄电流每100m应不大于5mA。因此，架线的规范和绝缘要求直接影响到了杂散电流的程度大小。共7页第7页当有2个以上牵引变电所向架线供电时，牵引变电所供电区域之间应设绝缘和分段联络开关。当电机车为双弓时，架线上要装设2处绝缘，其间距离应大于电机车双弓之问的

6、距离。架线约隔500m左右应设分段绝缘和分段开关。馈电线与架线应用不少于2个铜质馈电夹子连接，每个夹子与导线的接触面积应不小于导线截面的l．5倍。连接应紧固、可靠。牵引变电所电源的正极经馈电线接架线，负极经回电线接轨道。为了减少回电点附近电缆外皮的腐蚀，宜将电源的负极经馈电线接架线，正极经回电线接轨道。如果有几个牵引变电所向架线供电时，必须采用相同极性的接线方法，这样可保证架线的绝缘，降低架线泄漏的可能。(2)截断电化学反应条件电化学腐蚀的发生一般应具备以下4个条件：①阴极和阳极；②阴极和阳极之间必须有电位差；③阴极和阳极之间必须有金属的电流通道；④阴极和阳极必须浸在电解质中，该电解质中

7、有流动的自由离子。因此，要控制杂散电流的化学腐蚀危害，可以从截断上述4个条件中任意一个或几个来着手。共7页第7页截断导电回路，做好各方面的绝缘工作。如不回电的轨道和回电的轨道相连时，必须加以绝缘；第1道绝缘设在2根轨道的连接处，架线末端不应超过第l道绝缘，第2道绝缘与第1道绝缘的距离应大于一列车的长度，并保证在任何情况下，第2道绝缘不回电侧的轨道与回电侧轨道之间不被列车等形成电气连接；平巷与斜巷间的轨道分别设置2道绝缘，2道绝缘间的