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浅谈煤矿井筒中电缆接头接地故障的危害及预防措施

供稿:zggz666 2007/12/27 16:00:00

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摘 要:正确投用消弧线圈成套装置,采用电缆冷缩接头,为减少电缆接头受力使用固定支架和木夹等措施可减少电缆接头接地故障的发生。
关键词:消弧线圈;电缆冷缩接头;固定支架和木夹0 引言
我们知道电缆接头是整路电缆的绝缘薄弱点,在井筒及斜巷中敷设高压电缆时,由于矿井立井井筒、暗斜井巷道中潮气大,有害气体多等因素,电缆接头易受潮,电缆接头处所能承受的拉力也相应减小,所以电缆接头处易发生接地故障。
本文以山东济矿鲁能煤电有限公司阳城煤矿-650水平中央变电所三回进线的高压电缆为例,说明预防煤矿井筒中电缆接头接地故障的措施。1 电缆单相接地故障的危害
《煤矿安全规程》规定:严禁中性点直接接地的变压器向井下供电。中性点不接地的这种供电方式在单相接地电容电流较大时容易产生弧光过电压和相间短路,给供电设备造成了极大的危害。从图(一)可以看出(虚线代表接地点电流回路),单相接地电流的成分基本上为容性电流,所以又称电容电流危害。电容电流危害主要表现在以下几个方面:一、弧光过电压危害
当电容电流过大时,接地点电弧不能自行熄灭,这种过电压可达相电压的3-5倍或更高,它遍布整个电网中,它不仅击穿电网中的绝缘薄弱环节,而且对整个电网绝缘都有很大的危害。二、造成接地点热破坏及接地网电压升高。
单相接地电容电流过大,使接地点热效应增大,对电缆等设备造成热损坏,该电流流入接地网后由于接地电阻的原因,使整个接地网接地电压升高,危害人身安全。



图一


图二三、产生交流杂散电流。
电容电流流入大地后,在大地中形成杂散电,该电流可能产生火花,引燃瓦斯煤尘爆炸等,可能造成雷管先期放炮,并且腐蚀水管,气管等.四、接地电弧引起瓦斯煤尘爆炸。
电容电流危害的治理方法是在中性点和地之间串一个电感,这个电感我们称它为消弧线圈,而这种接地方式叫做中性点经消弧线圈接地方式。从图(二)可以看出:电网安装消弧线圈后,发生单相接地时消弧线圈产生电感电流,该电感电流补偿接地电容电流,使得接地电流减小,从而达到自动熄灭电弧和减少跨步电压的目的;同时使得故障相恢复电压速度减小,治理电容电流过大造成的危害。2 电缆放炮事故及原因分析
2.1 高压电缆放炮事故
山东济矿鲁能煤电有限公司阳城煤矿-650水平中央变电所三回10KV高压进线,其中-650水平中央变电所进线I、进线III两回进线来自-312水平变电所,电缆长度约1800米,进线II来自地面变电所约2300米,每回进线三个中间接头。
2007年8月27日-650变电所10KV进线I高压电缆受地压影响,在电缆沟内被电缆钩刺破接地,产生过电压引起10KV下井II高压电缆在轨道暗斜井的一个接头放炮。由于采取措施,未造成大的停电事故。
2.2 分析原因
(一)消弧线圈电容电流自动跟踪补偿装置已显示接地补偿,零序电压表读数明显增大,电容电流变大等现象持续运行1个多小时,变电所值班人员未能及时发现,产生过电压,引起10KV下井II高压电缆在轨道暗斜井的一个接头放炮。其次对消弧线圈的运行管理不到位。
(二)高压电缆接头采用热缩材料,防水防潮性能差,在热缩过程中部分被氧化,使绝缘性能降低。
(三)高压电缆接头所能承受的拉力小,线路电缆长,由于在斜巷中受力,使电缆接头结构破坏。3 采取的预防措施
(一)阳城煤矿10KV供电系统采用中性点经消弧线圈接地的接线方式。装设有ZDB-6~66/220系列自动调谐消弧线圈成套装置。用来自动跟踪动态补偿电网中的单相接地电容电流,发生单相接地故障时,可自动实施补偿使接地故障点残流小于5A,可有效的抑制弧光过电压,预防单相接地而引发的相间短路及电缆放炮事故等故障。
联系厂家对变电所值班人员进行技术培训,对消弧线圈在运行中应注意的问题进行了详细的讲解;并对消弧线圈参数的重新调整,正确投用了消弧线圈成套装置;还制定了消弧线圈运行管理规定:值班人员要加强观察消弧线圈的运行情况,时刻注意观察零序电压的变化,发现问题及时汇报及时处理等。 (二)采用3M公司生产的冷缩中间接头,中间接头外护套采用 3M 公司特有 Armorcast 保护套,机械强度高,采用硅橡胶为原料,抗氧化,防水防潮性能好;做好接头后对电缆接头做耐压试验,达到25000伏,泄漏电流仅为几个微安,绝缘性能非常好。而且安装制作简单,无需加热,自动冷缩。(三) 为减少在斜巷中电缆接头的受力,在使用固定支架和木夹电缆接头两端固定在巷道避上,减少电缆接头的受力。
先用风钻打眼,安装预埋件,在电缆接头的两端,将固定支架(图三)固定在巷道壁上,或用冲击钻打眼,用膨胀螺栓固定。
然后根据电缆直径的大小制作木夹(图四),用木夹夹紧电缆,最后固定到固定支架上。



图三


图四
4 结语
阳城煤矿-650水平主变电所三回高压电缆进线总约6000米,12个中间接头,2007
年8月份电缆放炮以来,采取了以上三个措施,从未发生过一次电缆接头接地故障,保证了供电系统安全性、可靠性。

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