礦山供電應(yīng)推廣電氣試驗(yàn)的探討

宋躍君

(潞安化工集團(tuán) 工程建設(shè)中心，山西 長(zhǎng)治 046200)

《煤礦安全規(guī)程》對(duì)礦山設(shè)備、供電線(xiàn)路、入井電纜、電氣保護(hù)、接地保護(hù)等一系列設(shè)施的定期電氣試驗(yàn)以及日常維護(hù)、檢修所用安保物品的試驗(yàn)項(xiàng)目和周期都有具體的規(guī)定和要求。國(guó)家對(duì)煤炭企業(yè)的供電安全、供電質(zhì)量和維修人員的安全給予了高度重視。

全國(guó)煤炭企業(yè)普遍對(duì)礦山供電的電氣試驗(yàn)不重視或重視程度不夠，大型煤炭集團(tuán)對(duì)礦山供電的電氣試驗(yàn)重視程度大于中、小型煤炭企業(yè)，但也僅是在春檢時(shí)選項(xiàng)進(jìn)行。生產(chǎn)中因供電事故而影響正常生產(chǎn)的情況屢見(jiàn)不鮮。煤礦機(jī)電負(fù)責(zé)人必須充分認(rèn)識(shí)到電氣試驗(yàn)對(duì)供電的重要性，在煤礦積極推廣礦山供電電氣試驗(yàn)的緊迫性，使電氣試驗(yàn)在礦山供電中發(fā)揮應(yīng)有的作用，將隱患消滅在萌芽狀態(tài)。

1 絕緣介質(zhì)缺陷和試驗(yàn)類(lèi)型

電氣設(shè)備的導(dǎo)電體與絕緣介質(zhì)是密不可分的，一旦絕緣介質(zhì)出現(xiàn)問(wèn)題，并發(fā)展到一定程度，就會(huì)影響電氣設(shè)備的正常工作。絕緣介質(zhì)內(nèi)部缺陷歸納為兩類(lèi)：

1) 集中性缺陷，主要出現(xiàn)在絕緣介質(zhì)的局部區(qū)域。如局部過(guò)熱引起絕緣開(kāi)裂、絕緣內(nèi)部的氣泡、局部受潮、絕緣侵入導(dǎo)電性雜質(zhì)、局部發(fā)熱、局部放電等。

2) 分布性缺陷，絕緣介質(zhì)整體或多處存在缺陷。如絕緣整體受潮、整體老化使絕緣變臟，產(chǎn)生氣隙而發(fā)生游離放電，絕緣介質(zhì)表面有污穢物，使絕緣性能下降等。

電氣設(shè)備和線(xiàn)纜在生產(chǎn)、搬運(yùn)、安裝、使用的過(guò)程中，由于這樣或那樣的原因，可能會(huì)對(duì)絕緣介質(zhì)造成不同程度的影響，使絕緣介質(zhì)存在集中性缺陷或分布性缺陷，與正常絕緣介質(zhì)相比，其電氣特性出現(xiàn)了差異，只有通過(guò)不同的電氣試驗(yàn)項(xiàng)目來(lái)反映絕緣表現(xiàn)的不同狀況，發(fā)現(xiàn)絕緣介質(zhì)存在的不同缺陷，才能采取不同的檢修工藝和處理方法，使絕緣介質(zhì)達(dá)到正常狀態(tài)，防患于未然。這種電氣設(shè)備、線(xiàn)纜的絕緣預(yù)防性試驗(yàn)主要分兩類(lèi)：①破壞性耐壓試驗(yàn)，主要是發(fā)現(xiàn)絕緣介質(zhì)危險(xiǎn)性較大的集中性的個(gè)別、局部缺陷；②非破壞性試驗(yàn)，在較低的電壓下測(cè)試絕緣介質(zhì)的各種特性，根據(jù)特性是否在正常范圍來(lái)判斷絕緣的好壞。

以上兩類(lèi)絕緣預(yù)防性電氣試驗(yàn)包括了多種電氣試驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)于不同的電氣設(shè)備、設(shè)施、線(xiàn)纜等，要針對(duì)性地選擇不同的電氣試驗(yàn)項(xiàng)目，便于準(zhǔn)確、快捷地發(fā)現(xiàn)絕緣介質(zhì)缺陷。

2 電氣試驗(yàn)的不足之處

煤礦除地面高壓變電所外，選煤廠(chǎng)、機(jī)修車(chē)間還有其它的變壓所、配電所等，共同構(gòu)成了煤礦地面高壓和低壓供電系統(tǒng)，以滿(mǎn)足用戶(hù)需求。煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)主要分布在井下，除各水平的中央變電所外，還有各盤(pán)區(qū)變電所、掘進(jìn)面配電點(diǎn)等，井下供電系統(tǒng)的供電設(shè)備、用電設(shè)備及線(xiàn)纜的數(shù)量遠(yuǎn)多于地面。

目前，除地面高壓變電所是由上級(jí)供電單位負(fù)責(zé)進(jìn)行預(yù)防性電氣試驗(yàn)外，其它變電所、配電點(diǎn)由本礦自己負(fù)責(zé)進(jìn)行預(yù)防性電氣試驗(yàn)。而煤礦自身對(duì)礦井設(shè)備做預(yù)防性電氣試驗(yàn)的覆蓋率并不高。特別是井下變電所的電氣設(shè)備和線(xiàn)纜，其主要電力設(shè)備在安裝時(shí)進(jìn)行過(guò)預(yù)防性電氣試驗(yàn)，投入運(yùn)行后一般不再進(jìn)行電力設(shè)備絕緣預(yù)防性電氣試驗(yàn)，直至電力設(shè)備發(fā)生故障才會(huì)進(jìn)行檢修或大修。所以，煤礦供電系統(tǒng)發(fā)生故障屢見(jiàn)不鮮。

3 合理選擇電氣試驗(yàn)項(xiàng)目

電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程對(duì)5 kV以上的電氣試驗(yàn)有詳細(xì)規(guī)定，不同的電力設(shè)備試驗(yàn)項(xiàng)目不同，相同設(shè)備其電壓等級(jí)不同，試驗(yàn)項(xiàng)目也不同。對(duì)千伏級(jí)以下的中、小型電氣設(shè)備，不要求做破壞性電氣試驗(yàn)，根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況，可選擇非破壞性試驗(yàn)項(xiàng)目，以有效地發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷，但在大修后、安裝前，必須做相應(yīng)的電氣試驗(yàn)，以確保設(shè)備能正常運(yùn)行。

就煤礦地面變電所、井下變電所的電氣設(shè)備而言，5 kV以上應(yīng)按電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定要求進(jìn)行試驗(yàn)，5 kV以下可選項(xiàng)做預(yù)防性試驗(yàn)。下面就不同的電氣設(shè)備選擇電氣試驗(yàn)項(xiàng)目做出探討。

3.1 變壓器

其低壓側(cè)的電壓等級(jí)在5 kV以下時(shí)，可選做以下電氣試驗(yàn)項(xiàng)目：

1) 測(cè)量絕緣電阻及吸收比。要求測(cè)量三相繞組對(duì)地、三相繞組之間、高低壓之間的絕緣電阻，能有效檢測(cè)絕緣繞組整體受潮情況或是否有貫穿性缺陷。

2) 泄漏電流試驗(yàn)。其原理與測(cè)量絕緣電阻相似，只是試驗(yàn)電壓較高，效果更好些，能有效檢驗(yàn)繞組絕緣整體受潮、整體絕緣介質(zhì)老化、是否有貫穿性缺陷。

3) 直流電阻試驗(yàn)。能有效檢驗(yàn)繞組內(nèi)部導(dǎo)體的焊接質(zhì)量，引線(xiàn)與繞組、接線(xiàn)柱焊接質(zhì)量；檢測(cè)分接開(kāi)關(guān)引線(xiàn)與套管接觸是否良好，繞組導(dǎo)線(xiàn)的規(guī)格是否符合要求，繞組的匝數(shù)是否正確等。

4) 變比試驗(yàn)。驗(yàn)證變壓器的變比是否符合變壓器技術(shù)條件，是否達(dá)到規(guī)定的電壓變化效果，從而判斷變壓器繞組是否存在匝間或?qū)娱g短路現(xiàn)象。

5) 變壓器接線(xiàn)組別試驗(yàn)。在變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，必須做這項(xiàng)試驗(yàn)，因?yàn)樽儔浩鹘泳€(xiàn)組別相同，是變壓器并聯(lián)運(yùn)行的必備條件之一。

6) 測(cè)量空載電流。在變壓器二次側(cè)開(kāi)路時(shí)，測(cè)量一次側(cè)的電流。空載電流增加，說(shuō)明變壓器的鐵損、銅損增大。鐵損增大可能是鐵芯夾件沒(méi)壓緊，或者鐵芯間的絕緣層有損傷造成的；銅損增大可能是因?yàn)槔@組有匝間或?qū)娱g絕緣存在缺陷。

3.2 開(kāi)關(guān)柜、低壓開(kāi)關(guān)柜

3.2.1 絕緣電阻的測(cè)量

要求測(cè)量三相對(duì)地、三相之間、進(jìn)出線(xiàn)側(cè)之間的絕緣電阻，能有效發(fā)現(xiàn)斷路器整體受潮、整體絕緣降低或發(fā)生短路后有游離放電、表面有污穢物等缺陷。

3.2.2 主觸頭直流電阻測(cè)量

在主觸頭閉合時(shí)測(cè)量直流電阻，也就是主觸頭的接觸電阻，可有效發(fā)現(xiàn)接觸不良或接觸不緊密的觸頭。

3.2.3 同期性試驗(yàn)

能有效發(fā)現(xiàn)三相主觸頭是否同時(shí)接觸或同時(shí)斷開(kāi)，不同期時(shí)，可通過(guò)調(diào)整機(jī)械部分實(shí)現(xiàn)同期性。

3.2.4 測(cè)量最低動(dòng)作電壓

即最低吸合及釋放電壓，較低的釋放電壓，可避免或減少因電網(wǎng)電壓波動(dòng)而引起的跳閘。

3.3 隔爆型電氣設(shè)備的試驗(yàn)

隔爆型電氣設(shè)備由多種電氣設(shè)備組裝在一起，在結(jié)構(gòu)上與地面電氣設(shè)備不同，在做預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)，有的必須分別試驗(yàn)，有的則需要一起試驗(yàn)，根據(jù)具體情況做出選擇。

1) 移動(dòng)變電站由高壓防爆開(kāi)關(guān)、干式變壓器和低壓防爆饋電開(kāi)關(guān)組成，必須分別試驗(yàn)；干式變壓器高壓側(cè)按規(guī)程規(guī)定試驗(yàn)，低壓側(cè)參照3.1的試驗(yàn)項(xiàng)目，高、低壓開(kāi)關(guān)參照下述試驗(yàn)項(xiàng)目。

2) 高壓防爆開(kāi)關(guān)由高壓隔離開(kāi)關(guān)、高壓斷路器、壓敏電阻、絕緣套管、熔斷器及電壓、電流互感器等組合而成。試驗(yàn)時(shí)，有些項(xiàng)目應(yīng)一起做。參考項(xiàng)目試驗(yàn)如下：①測(cè)量絕緣電阻，上下隔離、真空斷路器、母線(xiàn)同絕緣套管的三相對(duì)地、三相之間及電壓、電流互感器對(duì)地。發(fā)現(xiàn)的缺陷同3.2.1；②直流電阻測(cè)量，在斷路器合閘狀態(tài)下測(cè)量，發(fā)現(xiàn)的缺陷同3.2.2；③交流耐壓試驗(yàn)：上下隔離、真空斷路器、母線(xiàn)、套管做此項(xiàng)目，可有效發(fā)現(xiàn)集中性的個(gè)別、局部絕緣缺陷。該試驗(yàn)必須在測(cè)量絕緣電阻符合規(guī)定時(shí)方可進(jìn)行。試驗(yàn)電壓按規(guī)程規(guī)定；④壓敏電阻試驗(yàn)：測(cè)量其過(guò)壓電壓值，過(guò)壓電壓值在規(guī)定范圍內(nèi)即可繼續(xù)使用；⑤合分閘最低電壓的測(cè)量應(yīng)接近產(chǎn)品規(guī)定值;⑥繼電保護(hù)動(dòng)作跳閘試驗(yàn)，可有效檢測(cè)保護(hù)的準(zhǔn)確性、靈敏性、可靠性及動(dòng)作機(jī)構(gòu)是否存在缺陷。

3) 低壓防爆開(kāi)關(guān)包括饋電開(kāi)關(guān)和負(fù)荷開(kāi)關(guān)，可選做以下電氣試驗(yàn)項(xiàng)目：①測(cè)量絕緣電阻；②測(cè)量真空接觸器直流電阻；③最低維持吸合電壓值；④繼電保護(hù)動(dòng)作試驗(yàn)。各項(xiàng)目作用同前所述，不再詳敘。

4 結(jié) 語(yǔ)

煤礦地面、井下供電系統(tǒng)的電力設(shè)備、電纜，如能真正實(shí)現(xiàn)定期絕緣預(yù)防性試驗(yàn)，將大大減少供電系統(tǒng)事故，提高煤礦供電效率。如擴(kuò)展到進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的絕緣預(yù)防性試驗(yàn)，機(jī)電事故還會(huì)進(jìn)一步減少，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)和煤礦機(jī)電工作管理有著極其重要的意義。