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摘要：矿山工程的顺利开展离不开供电系统的运行支持，由于矿山供电的特殊性，使得其供电安全引起了各方的重视。下文就对矿山供电安全隔离的相关问题进行分析，并提出几点消弧设计建议，以供参考。
关键词：矿山；供电安全隔离；消弧设计
1常见的矿山供电事故的类型
1.1触电引发的安全事故和预防措施
1.1.1触电的危害。一旦人体触碰到带电的导线，电流就会通过人体，发生触电事故。触电之所以会对人体造成伤害，是因为当电流通过人体时，会作用于人的身体和内部组织，对身体造成损伤，一般分为电击和电伤两种。电击指的是电流通过人体，对人的内部组织造成比较严重的伤害，一般遭受电击后，人体会出现全身发热、发麻的症状，并伴随着肌肉的强烈抽搐，使人逐渐失去知觉，这种情况下，如果没有及时的切断电流，让其继续从电击者体内通过的话，将会造成非常严重的后果，触电者的心脏、呼吸机能和神经系统均会受到严重的伤害，以至于危及生命。电伤指的是电流对人体表面造成的伤害，主要表现为电弧烧伤的形式，严重的话，会导致熔化的金属渗入皮肤，即我们通常所说的皮肤金属化。总之，一旦人体触碰到带电的导线，电流通过人体，就会发生电弧，轻则导致人体烧伤，严重的时候则会直接导致死亡。
1.1.2电弧的产生原因以及消弧的工作原理。当开关在切断电路时，互相分离的触头间总是伴随着电弧的产生。开关的任务是迅速灭弧，切断电流，所以消弧能力的大小是开关性能好坏的主要标志。在电器的额定电压下，某种开关都有一定的最大断流能力，称为极限分断电流。如果超过比值，电器本身可能发生严重的破坏，甚至使各相载流部分，导线和绝缘子之间发生电弧闪络以及发生接地故障。由于开关电器在消弧措施上不断革新，促使电器结构不断缩小体积、减轻重量。
1.2电缆常见故障
电缆最常见的故障形式表现为电缆的短路。对于矿井来说，供电中最易出现“电缆放炮”，也就是电缆相间短路。据有关数据显示，铠装电缆故障的发生频率相比于橡套电缆故障的发生率要高。
2矿山供电电弧的发生
当开关触头分开时，在开关触头间便形成电场，由于分离瞬间，气隙极小，所以触头间的电场强度很大。触头间电压愈高，电场强度愈强。在电场力的作用下，电子便从触头表面拉出，这种作用称场致发射。这些电子在电场作用下，在两触头间作加速运动，其动能足够时，碰撞到中性分子(或原子)则能使其游离成正负离子，这个作用称碰撞游离。新生的自由电子也参加到碰撞游离的行列中，使间隙中导电性骤增，继续发展下去便形成弧光放电。电弧温度极高(弧柱表面3000℃，弧心达10000℃以上)，且强烈发光。在高温中弧隙内的气体分子(或原子)动能增加，互相碰撞也能产生游离，称为热游离，这个作用帮助了电弧的发展。
3矿山供电安全隔离与消弧措施分析
3.1防止人身触电的措施
3.1.1防止人身触及或接近带电导体。
第一，合理设置变（配）电所硐室。根据我国的《金属非金属矿山安全规程》中的相关规定，井下永久性中央变（配）电硐室应该砌碹。采取变电所弱硐室，应用非可燃性材料支护。硐室的顶板和墙壁应该无渗水，电缆沟应该无积水。中央变（配）电所的地标高度应该比其入口处巷道底板标高高出0.5米；与水泵房毗邻时，应该高于水泵房0.3米。采区变电所应该比其入口处的巷道底板标高高出0.5米。其他机电硐室的地面标高应该高出其入口处的巷道底板标高0.2米以上。
第二，各变电所的入口处或门口都要悬挂“非工作人员禁止入内”的牌子，以避免非工作人员的误入。工作人员完成工作后，要对变电站实行加锁管理。井下硐室内有高压电气设备时，入口处和室内都应在明显地点加挂“高压危险”牌。
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第三，井下电气设备的带电部件和电缆接头必须要全部制成封闭型，并在操作手柄与盖子之间设有机械闭锁装置，以保证不合上盖子便不能接通电源；合上电源后便不能打开盖子。
第四，一些导电部分裸露的高压电气设备，如果不能进行绝缘封闭，则必须采取一定的围护措施，提示人员禁止靠近。同时，要在围护的外墙上，装设开门即停电的闭锁开关，以确保工作人员在开门进入高压电气室进行作业时，电气设备的电源可以自动断开。
3.1.2对手持式或人员经常接触的电气设备，采用低压管理。照明、手持式电气设备的额定电压和电话、信号装置的额定供电电压都不应超过127V，远距离控制的额定电压不应超过36V。
3.1.3采取技术措施，防止人员触电。严禁井下配电变压器中性点直接接地；在中性点不接地的高、低压系统中，设置漏电保护装置和保护接地装置。
3.1.4加强职工教育培训，提高安全素质，严格执行各项安全制度，杜绝违章操作。
3.2消弧的具体措施消弧措施的基本原理就是人为地创造有利于去游离的条件，加速灭弧，通常矿井下可采取以下几种措施：
3.2.1利用特制的弹簧增大触头的分离速度，迅速减小单位长度上的电弧电压降，使触头间的电压不足以维持电弧的燃烧，加速其熄灭。
3.2.2用空气或其它气体进行吹弧。可分为横吹、纵吹二种，吹弧可以冷却电弧，增大弧柱与周围介质的温差，从而引起质点从温度高的地方向温度低的地方迁移；同时因为电弧内部和外部离子浓度不同，也推动了离子向周围介质扩散；再一方面，中性的气体分子被吹入弧隙内，热运动加剧，当其动能够大时，中性分子的互相碰撞会分离成原子，这样也吸收了大量热能，冷却了电弧。由于横吹还有拉长电弧的作用，对熄灭电弧更为有利，如果利用高游高电位和高导热率的气体吹弧，效果会更好。
3.2.3利用电动力使电弧移动，或电磁横吹拉长电弧。利用电弧受它本身各部分电流间的电动作用，以及热气流上升的作用，因此使电弧发生移动。
3.3杂散电流的防治
3.3.1轨道采用焊接方式减小接缝电阻降低轨道接缝电阻，使负载电流尽可能多地通过轨道。
3.3.2缩短电机车与整流硐室的距离供电距离越长，杂散电流越大。缩短供电距离需要增设整流硐室，整流硐室越多，每个硐室供电的半径就会减小。
3.3.3改变直流电压的极性改变电源极性，可以解决金属管线的腐蚀问题。改变电源极性后，流出点就会随着机车的移动发生变化，因此也就达到了分散管线的腐蚀作用的效果。
3.3.4提高交流电网的对地绝缘水平电网绝缘水平越高，可以减小漏电电流或单相接地电流，交流杂散电流也就越小。
3.3.5采用在结构上三相对称的电缆的三根主芯线在结构上对称，每相对地的分布电容就相同，经电容流人大地的电流之和就为零。
3.3.6采用屏蔽电缆供电采用屏蔽电缆供电，可使三相对地的电流从屏蔽层流回到变电所，而不通过地或其他金属管线。
4结语
总之，本文对矿山供电的安全问题进行了分析，并提出了相关建议，希望能起到抛砖引玉的作用，以保证矿山配电的安全。
参考文献
[1]浅谈矿山供电安全隔离与消弧设计[J].李开富.科技资讯.2011(26).
[2]电力系统网络安全隔离的设计与实现[J].李永红，刘臣亮，李晓斌，方荃，张新军，周保红.水电厂自动化.2005(04).
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[5]电力系统二次网络安全隔离装置设计要点探究[J].李智.企业技术开发.2013(21).
论文作者:赵丽华1,何建营2
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/31
标签：电弧论文; 电流论文; 矿山论文; 电缆论文; 电压论文; 人体论文; 作用论文; 《防护工程》2019年第4期论文;