王絞平

(陽(yáng)泉固莊煤礦,山西 陽(yáng)泉 045060)

采區(qū)電氣故障判斷與停送電操作決策

王絞平

(陽(yáng)泉固莊煤礦,山西 陽(yáng)泉 045060)

采區(qū)供電是井下安全生產(chǎn)的基礎(chǔ),采區(qū)供電系統(tǒng)的運(yùn)行存在負(fù)荷變化快、狀態(tài)不穩(wěn)定、電氣故障易發(fā)多發(fā)的特點(diǎn),采區(qū)供電系統(tǒng)發(fā)生故障后,由于規(guī)定性、規(guī)范性、權(quán)威性條文缺失,影響停送電操作決策。文章從采區(qū)供電系統(tǒng)的層級(jí)入手,按照由高到低的順序,即采區(qū)高壓總控→高壓分控→移動(dòng)變電站→低壓總控→啟動(dòng)器→用電設(shè)備,逐級(jí)論述發(fā)生故障時(shí)對(duì)故障的初步判斷以及應(yīng)該采取的停送電操作進(jìn)行決策,遵循的原則是安全第一,注重基礎(chǔ),全面分析,科學(xué)決策,通過(guò)正確指揮停送電操作,達(dá)到快速準(zhǔn)確安全地處理發(fā)生在生產(chǎn)過(guò)程中的電氣事故,為安全生產(chǎn)工作提供有力支持。

停送電操作;跳閘;電壓損失;總控;絕緣;整定

當(dāng)前,煤礦生產(chǎn)安全正成為社會(huì)各界關(guān)注的焦點(diǎn),安全生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)有賴于煤礦安全管理的方方面面,煤礦安全生產(chǎn)的各項(xiàng)規(guī)章制度、操作規(guī)范的健全完善和嚴(yán)格執(zhí)行是安全生產(chǎn)的重要保障,是實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。然而,多年來(lái),對(duì)煤礦安全政策性、方向性的制度規(guī)定多一些,對(duì)具體操作方面的規(guī)定少一些,比如,在進(jìn)行采區(qū)電氣故障處理時(shí),經(jīng)常進(jìn)行頻繁的停送電操作,而對(duì)停送電操作的規(guī)范性要求卻比較籠統(tǒng),經(jīng)查閱,僅有一些約定性的專業(yè)規(guī)范,比如“嚴(yán)禁用試送電的方法判斷故障的性質(zhì)與范圍”。具體在執(zhí)行過(guò)程中,卻存在許多具體的問題造成執(zhí)行上的困惑[1-2]。本文僅就停送電操作在電氣故障處理中的一些具體情況進(jìn)行剖析,與大家共商。

1 采區(qū)高壓故障處理停送電操作

當(dāng)采區(qū)的高壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),一般表現(xiàn)在中央配電室或采區(qū)配電室高壓隔爆配電柜故障跳閘或失電,影響范圍大,故障點(diǎn)的判斷難度大,故障性質(zhì)的判定也存在不確定性,停送電操作尤其要慎之又慎。下面以我礦某配電室高壓系統(tǒng)為例進(jìn)行分析,如圖1所示,采區(qū)配電室由來(lái)自中央配電室的不同母線Ⅰ段、Ⅱ段雙回路供電,Ⅰ段供動(dòng)力線路,Ⅱ段供風(fēng)機(jī)專線,分別在高壓終端設(shè)置071、069兩個(gè)高壓開關(guān)聯(lián)絡(luò)柜實(shí)現(xiàn)故障時(shí)的切換,平時(shí)處于分閘狀態(tài)(按照要求,開關(guān)柜芯子小車要搖出,要觀察到明顯的分開點(diǎn))。

高壓系統(tǒng)故障可以分為以下幾種情況:

圖1 某采區(qū)配電室高壓供電系統(tǒng)圖Fig.1 High voltage power supply system in a switching room

1.1高壓總控開關(guān)柜跳閘

當(dāng)高壓總控開關(guān)柜跳閘時(shí),意味著所控采區(qū)電氣設(shè)備的全部電源被停,在本配電室,由于風(fēng)機(jī)線路所供設(shè)備相對(duì)固定,故障率較低,大部分故障來(lái)自動(dòng)力線路。

然而,根據(jù)相關(guān)規(guī)定,局部通風(fēng)機(jī)供電要求實(shí)現(xiàn)“三專兩閉鎖”,保證通風(fēng)機(jī)供電的可靠性。一旦風(fēng)機(jī)線路發(fā)生故障,將造成掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)的停電,影響正常生產(chǎn),因此,要迅速查明原因,恢復(fù)送電。這里以動(dòng)力線路,即來(lái)自中央配電室一段的077高壓總控開關(guān)柜跳閘為例進(jìn)行故障原因分析。

1.1.1動(dòng)力總控失電

第一步,立即聯(lián)系中央配電室,查看上級(jí)高壓控制開關(guān)056號(hào)的故障顯示。當(dāng)顯示電氣故障時(shí),可判斷是因?yàn)椴蓞^(qū)供電系統(tǒng)故障出現(xiàn)的越級(jí)跳閘,也可能是由于中央配電室到采區(qū)配電室高壓電纜發(fā)生故障造成跳閘。

第二步,指派當(dāng)班維修電工對(duì)中央配電室至采區(qū)配電室高壓電纜進(jìn)行外部情況的巡查。

第三步,詢問采區(qū)各用電工作面電氣設(shè)備的運(yùn)行情況,看是否存在異常,并命令工作面維修電工進(jìn)行設(shè)備檢查,并將工作面移動(dòng)變電站低壓開關(guān)隔離拉開。

第四步,當(dāng)線路巡查正常(在日常維護(hù)到位,高壓電纜沒有受到外力機(jī)械破壞的情況下,線路一般是正常的)時(shí),可命令將采區(qū)配電室失電高壓總控開關(guān)077號(hào)隔離分開(芯子小車搖出),恢復(fù)中央配電室056號(hào)高壓控制開關(guān)送電。

如056號(hào)高壓開關(guān)不能正常送電,根據(jù)電氣故障類型顯示,可判斷為高壓電纜或056號(hào)開關(guān)存在故障,命令維修電工查找故障進(jìn)行處理。

如056號(hào)開關(guān)送電正常,則將077號(hào)開關(guān)恢復(fù)送電,并根據(jù)各用電工作面電工反饋情況做出下一步操作決策:如用電工作面電工找到故障點(diǎn),則首先給沒有故障的工作面恢復(fù)送電,故障處理完畢,給故障工作面恢復(fù)送電;如各工作面電工沒有找到故障點(diǎn),在線路外部巡查正常的情況下,可依次逐條線路恢復(fù)送電一次。當(dāng)故障設(shè)備啟動(dòng),故障現(xiàn)象顯現(xiàn)時(shí),即可判斷為該設(shè)備故障,進(jìn)行徹底處理后,恢復(fù)送電。

1.1.2動(dòng)力總控掉閘

第一步,詢問配電室值班人員,高壓開關(guān)柜的故障顯示,識(shí)別清楚掉閘原因。當(dāng)顯示過(guò)載、短路、過(guò)壓等電氣故障時(shí),要聯(lián)系用電單位電工,掌握當(dāng)時(shí)電氣設(shè)備運(yùn)行情況,詢問是否存在異常。

一般情況下,能夠越級(jí)引起采區(qū)配電室高壓總控掉閘的有兩種情況:一是采掘工作面發(fā)生了電氣短路事故。二是采掘工作面大功率的用電設(shè)備同時(shí)帶負(fù)荷啟動(dòng),造成大電流沖擊系統(tǒng)。

第二步,指派當(dāng)班維修電工巡查高壓線路,從配電室總控→分控→移動(dòng)變電站,巡查結(jié)果匯報(bào)回來(lái)。

第三步,恢復(fù)077號(hào)高壓開關(guān)至合閘狀態(tài)。

第四步,根據(jù)各工作面電工匯報(bào)情況做出停送電決策:如找到故障點(diǎn),除故障工作面外,可將其它分控開關(guān)恢復(fù)送電;如沒有找到故障點(diǎn),則依次逐臺(tái)分控開關(guān)進(jìn)行恢復(fù)送電,并啟動(dòng)設(shè)備,當(dāng)故障點(diǎn)再次顯現(xiàn)時(shí),進(jìn)行徹底處理后,恢復(fù)送電。

1.2高壓分控開關(guān)柜跳閘

當(dāng)采區(qū)配電室高壓分控開關(guān)柜掉閘時(shí),因其控制的下一級(jí)是用電工作面的配電點(diǎn)(如本配電室068號(hào)高壓分控開關(guān)控制綜采工作面配電點(diǎn)),其范圍有了明顯的指向性,處理故障有了較強(qiáng)的針對(duì)性。

工作面配電點(diǎn)由于負(fù)荷較大或者運(yùn)行負(fù)荷電壓要求不同,一臺(tái)移動(dòng)變電站很難滿足全部負(fù)荷要求,因此,一般由2～3臺(tái)移動(dòng)變電站組成。當(dāng)配電點(diǎn)故障造成配電室分控分閘時(shí),首先判斷清楚是高壓線路問題,還是低壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障。其次,由于故障范圍已經(jīng)比較具體,停送電決策時(shí),應(yīng)該重點(diǎn)放在對(duì)故障原因的判斷上,放在對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)情況的掌握上,并做好以下操作:

第一步,詢問配電室值班人員分控開關(guān)柜故障顯示的性質(zhì)。

第二步,聯(lián)系用電工作面,詢問電氣設(shè)備運(yùn)行是否存在異常以及引起頂閘的原因,通報(bào)配電室高壓分控開關(guān)故障顯示情況,并要求用電工作面電工將工作面所有移動(dòng)變電站低壓隔離開關(guān)斷開。如不能判定隔離是否可靠斷開時(shí),可將移動(dòng)變電站高壓開關(guān)斷開隔離。

第三步,派出當(dāng)班配電室維修電工巡查配電室高壓分控開關(guān)柜至工作面配電點(diǎn)高壓線路是否存在異常。

第四步,當(dāng)配電室維修工匯報(bào)高壓線路巡查正常時(shí),根據(jù)用電工作面電工匯報(bào)情況決定是否給工作面高壓送電。

當(dāng)工作面電工匯報(bào)“工作面設(shè)備運(yùn)行正常,突然發(fā)生過(guò)載頂閘事故”時(shí),則可給工作面高壓送電一次,送電時(shí)沒有發(fā)生頂閘,可判斷高壓線路是正常的,然后由工作面電工依次啟動(dòng)移動(dòng)變電站、低壓總控、低壓分控、啟動(dòng)器,找尋故障點(diǎn),如果依次啟動(dòng)正常,則可判定頂閘原因是由于在采掘機(jī)組運(yùn)行時(shí),突然割頂、割底、遇到堅(jiān)硬巖石或者截割過(guò)量,負(fù)荷突然增大所致,送電后要注意機(jī)組的正確使用,以免再次發(fā)生頂閘事故。

當(dāng)用電工作面電工通過(guò)恢復(fù)送電找到故障點(diǎn)時(shí),必須等待故障處理完畢后,才可重新送電。

如恢復(fù)送電時(shí),高壓分控不能正常送電,一送就頂,則應(yīng)判定為高壓側(cè)故障,由配電室維修電工檢查尋找高壓開關(guān)柜及高壓電纜存在故障,故障處理完畢后,才可恢復(fù)送電。

如恢復(fù)送電時(shí),高壓分控可正常合閘,過(guò)一段時(shí)間后又出現(xiàn)頂閘,則可判定為用電工作面存在軟故障,沒有徹底處理,責(zé)令工作面電工認(rèn)真查找故障,徹底處理后,再恢復(fù)送電。

2 采區(qū)低壓故障處理停送電操作

采區(qū)低壓系統(tǒng)故障指移動(dòng)變電站低壓側(cè)開關(guān)柜以下部分發(fā)生的故障,由于采掘工作的變化性,低壓電氣設(shè)備受各種因素的影響,導(dǎo)致事故率高,發(fā)生事故存在突然性,事故原因存在多樣性,電氣維修人員處理故障次數(shù)相對(duì)要多,停送電工作也多不規(guī)范性,在此應(yīng)引起高度重視,下面以某掘進(jìn)工作面配電點(diǎn)供電系統(tǒng)為例進(jìn)行論述。(注:為方便論述引用,對(duì)原圖進(jìn)行了改動(dòng))

圖2中,由配電室077號(hào)高壓開關(guān)柜向掘進(jìn)工作面YB007、YB094兩臺(tái)移動(dòng)變電站供出6 kV高壓電源,再分別由兩臺(tái)移動(dòng)變電站向尾巷掘工作面和回風(fēng)掘進(jìn)工作面供出低壓動(dòng)力電源。YB094號(hào)移動(dòng)變電站供出兩趟電源,一趟去往局部扇風(fēng)機(jī),一趟去往尾巷動(dòng)力;YB007號(hào)移動(dòng)變電站向回風(fēng)動(dòng)力供電,并向局部扇風(fēng)機(jī)供出動(dòng)力電源。

2.1移動(dòng)變電站低壓側(cè)開關(guān)掉閘

移動(dòng)變電站低壓側(cè)開關(guān)掉閘時(shí),如果低壓開關(guān)供出一條線路,如移動(dòng)變電站YB007號(hào)低壓側(cè)開關(guān)D002掉閘,則在本條路線上尋找故障即可。但是供出二條以上線路,如移動(dòng)變電站YB094號(hào)低壓側(cè)開關(guān)D001號(hào)掉閘,就要分別兩條線路尋找故障點(diǎn),確定故障線路。

配電點(diǎn)處發(fā)生電氣故障掉閘時(shí),必須首先查看所顯示電氣故障的性質(zhì),其次由配電點(diǎn)值班電工和當(dāng)班維修電工配合處理,但要將情況匯報(bào)調(diào)度和區(qū)隊(duì)。

圖2 掘進(jìn)工作面配電點(diǎn)供電系統(tǒng)圖Fig.2 Power supply system in distributing point in driving face

2.1.1過(guò)載故障掉閘

當(dāng)發(fā)生過(guò)載故障掉閘時(shí),應(yīng)從以下方面查找原因。第一,掘進(jìn)機(jī)組截割時(shí),是否割頂、割底或者割到了巖石;第二,是否存在進(jìn)刀過(guò)深或者截割速度快,運(yùn)輸設(shè)備上堆煤太多;第三,是否存在帶負(fù)荷啟動(dòng)機(jī)械設(shè)備或者同時(shí)啟動(dòng)兩個(gè)功率較大的設(shè)備;第四,運(yùn)輸設(shè)備是否存在皮帶輸送機(jī)跑偏、刮板輸送機(jī)卡鏈等。聯(lián)系當(dāng)班維修電工,分析找出原因后,可恢復(fù)送電。

2.1.2短路或者漏電故障

當(dāng)發(fā)生短路或者漏電故障時(shí),不可盲目恢復(fù)送電。

第一步,配電點(diǎn)值班電工要和維修電工取得聯(lián)系,詢問工作面情況,并由維修電工巡查工作面各線路的情況,詢問機(jī)組及輸送機(jī)等各類司機(jī),確認(rèn)各部設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,發(fā)現(xiàn)故障,徹底處理徹底后方可送電。

第二步,當(dāng)巡查線路及設(shè)備正常,沒有找到故障點(diǎn)時(shí),要把每臺(tái)設(shè)備的隔離打到“零位”,逐條逐臺(tái)設(shè)備依次合閘啟動(dòng),從圖2中看,應(yīng)依次從D003、D004、D005三條線路依次送電,當(dāng)那一臺(tái)設(shè)備合閘時(shí)引起掉閘,則可判定為該設(shè)備故障,按照有關(guān)程序進(jìn)行徹底處理后方可送電。

2.2低壓線路上的總控開關(guān)掉閘

從圖2中看,D003、D004、D005為3臺(tái)低壓總控饋電開關(guān),發(fā)生掉閘時(shí),線路明確,所控設(shè)備范圍明確,故障顯示明確,根據(jù)當(dāng)班維修工接班情況和日常維護(hù)中掌握的情況,一般是可以判斷出發(fā)生故障的設(shè)備的,可以根據(jù)這些情況進(jìn)行初步檢查。當(dāng)不能找出故障設(shè)備時(shí),應(yīng)按以下步驟進(jìn)行:

2.2.1電氣故障顯示過(guò)載

經(jīng)檢查沒有發(fā)現(xiàn)電氣異常時(shí),可以恢復(fù)送電,正常后,注意工作面的截煤截深和牽引速度控制,注意觀察截煤的高度,減少割頂、割底的情況發(fā)生。

2.2.2電氣故障顯示短路或漏電

第一步,將所有啟動(dòng)器的隔離手把打至“零位”,然后,合上總控開關(guān),當(dāng)總控開關(guān)合閘正常時(shí),可以排除干線線路故障,當(dāng)總控開關(guān)不能正常合閘時(shí),則應(yīng)檢查總控開關(guān)本體及干線線路是否存在問題。

第二步,總控開關(guān)合閘正常后,依次合上設(shè)備的啟動(dòng)器,當(dāng)哪一臺(tái)設(shè)備在啟動(dòng)時(shí)引起總控開關(guān)掉閘,則可判定為本臺(tái)開關(guān)或設(shè)備故障,要進(jìn)行徹底處理后,方可恢復(fù)送電。

第三步,當(dāng)線路在運(yùn)行一段時(shí)間后,又因漏電故障掉閘,則應(yīng)引起高度重視,可能是出現(xiàn)了分散性漏電故障,需要認(rèn)真測(cè)量檢查各段電纜的絕緣情況,查找絕緣低于規(guī)定值的電纜段,進(jìn)行更換。

第四步,短路故障要查看是否有電纜被擠或者設(shè)備損壞的情況。

2.3啟動(dòng)器掉閘

啟動(dòng)器直接控制設(shè)備電動(dòng)機(jī),當(dāng)發(fā)生漏電、短路、缺相等故障時(shí),范圍明確、性質(zhì)確定,要通過(guò)外表觀察、儀表檢查、詢問司機(jī)等方法進(jìn)行徹底處理后,方可恢復(fù)送電,不可通過(guò)反復(fù)試送電來(lái)判斷故障是否處理。

3 常見的故障

3.1一段時(shí)間內(nèi)經(jīng)常發(fā)生掉閘現(xiàn)象

1)在一段時(shí)間內(nèi),經(jīng)常發(fā)生不確定開關(guān)的掉閘現(xiàn)象,恢復(fù)送電后正常。一般是由于在系統(tǒng)的整定方面出現(xiàn)了問題,或者由于負(fù)荷發(fā)生較大變化后,沒有及時(shí)重新整定高、低壓開關(guān)柜。

2)在一段時(shí)間內(nèi),某個(gè)開關(guān)經(jīng)常掉閘,恢復(fù)送電后正常。一般是開關(guān)本體出現(xiàn)了問題,保護(hù)誤動(dòng)作或者開關(guān)芯子存在缺陷。

3.2高壓開關(guān)恢復(fù)送電不能合閘

高壓開關(guān)恢復(fù)送電瞬間發(fā)生短路不能合閘。一般是由于線路上的隔離開關(guān)沒有拉開,造成故障狀態(tài)記憶性的頂閘;高壓開關(guān)所控高壓線路存在短路等故障;高壓開關(guān)柜本體存在故障。

3.3低壓開關(guān)不能正常合閘

其原因是實(shí)際敷設(shè)電纜的長(zhǎng)度超過(guò)了供電設(shè)計(jì)電纜的長(zhǎng)度,造成電壓損失超過(guò)規(guī)定值。

4 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)正常的生產(chǎn)過(guò)程中,采區(qū)發(fā)生電氣故障時(shí),由于情況緊急,在處理事故過(guò)程中采取的安全技術(shù)措施都是口頭性或臨時(shí)性的,而保證這一段時(shí)期電氣安全的最關(guān)鍵一步就是停送電操作,因此值班電氣技術(shù)人員的停送電操作決策至關(guān)重要,必須沉著冷靜,密切掌握現(xiàn)場(chǎng)情況,做好初步的安全保障工作,做出準(zhǔn)確判斷,正確指揮停送電工作,確保每一步操作的安全正確,保證電氣故障處理過(guò)程中不發(fā)生次生問題。

[1] 王斌,焦志東,張永良. 淺談煤礦電氣故障處理[J].煤,2016(9):54-55.

[2] 王輝. 煤礦電氣設(shè)備故障及維修分析[J].山東工業(yè)技術(shù),2014(21):69.

ElectricalFailureJudgmentandPowerOn/OffDecision-makinginMiningAreas

WANGJiaoping

(GuzhuangMine,Yangquan045060,China)

Power supply is the basis for the safe production in mines.The power supply system in the mining area is characteristic of fast change of load,unstable situation,and many electrical failures.After the failure of the power supply system,lack of regulated,normative,and authoritative provision affected the decision-making of the power on/off operation.The paper discusses the preliminary judgment of the failure and decision-making of the power on/off operation in a top-down order,from high voltage main control,to high voltage separate control,mobile substation,starter,and finally electric equipment.Scientific decision making is based on safety,foundation,and overall analysis.Correct power on/off operation could realize the fast and safe processing of the electrical failure and provide powerful support for the safe production.

power on/off operation; tripping operation; voltage loss; main control; insulation; tuning method

1672-5050(2017)04-0042-05

10.3919/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2017.08.013

2017-07-12

王絞平(1970-),男,山西呂梁人,大學(xué)本科,工程師,從事煤礦機(jī)電生產(chǎn)管理工作。

TTM774

A

(編輯:樊 敏)