煤礦井下供電中單相接地過電壓及其危害

0．引言
礦山供電系統(tǒng)的電源中性點(diǎn)是嚴(yán)禁接地，即采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。在《煤礦安全規(guī)程》中有詳細(xì)的規(guī)定。由于煤礦企業(yè)生產(chǎn)的特殊性，其供電線路絕大多數(shù)采用電纜線路，所以具有以下幾方面的特征：
(1)煤礦井下供電系統(tǒng)復(fù)雜，使用電壓等級(jí)比較多(如6KV、3．3KV、1．2KV、0．69KV)，出現(xiàn)因單相接地過電壓的幾率較高，嚴(yán)重威脅著煤礦井下作業(yè)人員的人身安全，影響電器設(shè)備的安全平穩(wěn)運(yùn)行。
(2)電纜供電線路多，電纜對(duì)地電容大，而單相接地電路較大，易在接地點(diǎn)形成間歇性電弧，所以易出現(xiàn)弧光接地過電壓。
(3)電纜接線頭和電纜的連結(jié)裝置不可能連接的非常好，因而絕緣較差。由于絕緣性能差，從而使其不能承受過大的過電壓。
(4)加之井下作業(yè)環(huán)境差，因而更容易發(fā)生單相接地的可能。由于單相地而出現(xiàn)過電壓的機(jī)會(huì)則更大。加上井下電纜受空氣潮濕和受意外硬壓擠碰的影響，使得電纜絕緣情況比地面條件下的更差，承受過電壓的能力就會(huì)更差。
通過上述說明和單相接地現(xiàn)象發(fā)生幾率大．對(duì)礦井出現(xiàn)兩相電即單相接地的過電壓要給予足夠高的重視，來保護(hù)煤礦井下供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，保障礦區(qū)生產(chǎn)安全。
1．單相接地時(shí)易出現(xiàn)的過電壓及原因分析對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，單相接地時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的過電壓一般情況下有2種：即工頻電壓高和弧光接地過電壓。
(1)工頻電壓升高通過從一般的概念出發(fā)，可能認(rèn)為在中性點(diǎn)不接地或不直接接地的電網(wǎng)中，一相接地時(shí)健全相的相對(duì)電壓將上升為、／3u (U 為電源相電壓)，即出現(xiàn)了、／3倍的過電壓；而在中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中，一相接地時(shí)健全相的相電壓會(huì)仍保持為u 。通過以上結(jié)論證明，只是在其電網(wǎng)的三相之間互相獨(dú)立，彼此毫不干擾時(shí)才是正確的。但實(shí)際情況卻并非如此，電網(wǎng)中三相之間既存在著電的聯(lián)系又有磁的聯(lián)系，如在中性點(diǎn)不接地或不直接接地的電網(wǎng)系統(tǒng)中，一相接地時(shí)健全相的相電壓是趨向于無窮大。如在中性點(diǎn)不直接接地的系統(tǒng)中，可以計(jì)算出一相接地后，其余兩相的電壓情況。一相接地的情況可以看成兩種情況下疊加而成：一種是正常的三相電源電動(dòng)勢(shì)作用的結(jié)果，此時(shí)電網(wǎng)三相對(duì)地都是相電壓 另一種即假設(shè)除去三相電源而只是在接地點(diǎn)加上一個(gè)與相電壓相反的電動(dòng)勢(shì)，兩種情況共同作用下使得對(duì)地電壓值為零，也就是其中一相接地的情況。
由于煤礦生產(chǎn)的特殊性，電纜線路的總長(zhǎng)度經(jīng)常不動(dòng)，其參數(shù)滿足上述假設(shè)情況的可能性很大，故工頻電壓升高對(duì)線路和設(shè)備絕緣的破壞性是我們所不能夠忽視的。即使電纜參數(shù)不滿足上述假設(shè)情況。工頻電壓升高為、v／3u 對(duì)線路和設(shè)備的絕緣也存在著一定的危害，尤其是井下的電纜和設(shè)備易受潮和砸壓擠碰，絕緣情況比較差，、／3倍的過電壓對(duì)其也是有一定的危害性。弧光接地電壓在實(shí)踐中證明：在線路較短，接地電流很小的情況。單相接地電弧會(huì)迅速熄滅，電網(wǎng)自動(dòng)恢復(fù)正常。而當(dāng)線路較長(zhǎng)時(shí)，接地電流大。電弧不容易很快熄滅且不太穩(wěn)定，出現(xiàn)時(shí)熄時(shí)滅的情況，即出現(xiàn)間歇性電?。藭r(shí)的過電壓就比較嚴(yán)重了，這種情況的過電壓實(shí)質(zhì)上就是前面所提高的弧光接地電壓。
弧光接地電壓與一相對(duì)地多次發(fā)弧所引起另外兩相對(duì)地電容上波動(dòng)有關(guān)。正常情況下，各相導(dǎo)線的對(duì)地電容是保持在平衡狀態(tài)，彼此相等。一旦其中有一相出現(xiàn)故障便打破了此種平衡狀態(tài)，使得電容出現(xiàn)振蕩，從而使得三相對(duì)地電容上的總電荷不能為零，從而形成了其中一相出現(xiàn)較高的過電壓。
實(shí)際上由于每次發(fā)弧不一定在其工頻幅值，自然熄弧條件較差不一定能使電弧在通過高頻電流零點(diǎn)時(shí)熄滅。線路各相導(dǎo)線間還存在著線間電容，電弧中又有壓降，系統(tǒng)中損耗使振蕩衰減等因素，使得對(duì)因井下電纜線路和設(shè)備絕緣情況差的影響，而形成的威脅就較大了。
2．結(jié)語
由于煤礦生產(chǎn)的特殊性，尤其是井下，電網(wǎng)發(fā)生兩相電的情況又比較普遍，因而產(chǎn)生的過電壓發(fā)生的幾率就相應(yīng)加大，加之礦井電纜和設(shè)備的絕緣情況比一般狀態(tài)更差，這種工頻電壓升高和弧光接地過電壓的危害是相當(dāng)大的。因此，要加大重視，加強(qiáng)對(duì)礦井電網(wǎng)和設(shè)備的維護(hù)和檢查，使得各種保護(hù)裝置靈敏、可靠。保證煤礦井下供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行

關(guān)鍵詞：過電壓接地供電