煤礦典型電氣事故分析及預防措施

李海昕

（西山煤電官地礦選煤廠，山西 太原 030053）

隨著煤礦對用電需求的不斷增加，變電站不斷擴容，電氣設備的數(shù)量也在不斷增加，電氣事故時有發(fā)生。因此，對事故案例的詳細認真分析，積極主動采取相應預防措施是十分有必要的。只有不斷地吸取經(jīng)驗教訓，完善預防措施才能盡可能地避免用電事故的發(fā)生。煤炭企業(yè)的供電結(jié)構(gòu)有一定特殊性，一旦發(fā)生停電事故，造成井上、下設備停運，風機停轉(zhuǎn)，將引起瓦斯積聚，容易引起次生事故?，F(xiàn)代化的煤炭企業(yè)供電系統(tǒng)雖然電力技術(shù)成熟、設備先進、管理嚴密，但因電氣設備引起的供電事故和人身事故仍時有發(fā)生，嚴重影響著煤礦安全生產(chǎn)和社會形象。因此，不斷分析新的供電事故原因，找到預防措施，才能提高供電系統(tǒng)的安全性。

1 一次設備典型案例分析

西山煤電杜兒坪礦35 kV變電站進行2#變壓器更換工作。變壓器更換完畢后，進行一、二次側(cè)的電纜接線及變壓器相關試驗。試驗完畢后，試驗人員在2#變壓器10 kV進線開關柜后新接的臨時三相電纜接頭處與另一段母排進行核相。該變電站使用的老式GG1-A型開關柜，10 kV系統(tǒng)母排設計在開關柜柜頂且為裸露母線，開關柜之間在柜頂安裝有絕緣隔板。在核相過程中，試驗人員核完A相時，直接將核相器平移至B相，造成10 kV母線兩相發(fā)生短路，1#變壓器差動保護動作跳閘。對設備進行全面檢查后，于五分鐘內(nèi)恢復1#變壓器送電。經(jīng)過約半小時緊急處置后，啟動2#變壓器，再次核相無誤后恢復正常運行。

1.1 事故原因分析

施工方未對電氣試驗人員進行專項安全培訓，電氣試驗人員對試驗操作不規(guī)范、業(yè)務技能水平低、安全意識差，是造成本次事故的重要原因。運維單位，現(xiàn)場監(jiān)管不到位是本次事故發(fā)生的又一主要原因。

1.2 預防措施

（1）加強施工作業(yè)及電氣試驗人員管理，操作人員應按規(guī)范正確使用工器具，熟悉現(xiàn)場作業(yè)的工序流程，做到標準、準確，同時要進一步加強專業(yè)人員的業(yè)務技能培訓、考核。

（2）運維單位作為外來施工作業(yè)人員和電氣試驗人員的管理方，首先應制訂詳細、完善、具有可操作性的安全措施和應急預案，充分做好應對全站失電的應急處置工作。運維單位人員還應熟悉管理范圍內(nèi)和施工范圍內(nèi)的危險點，并告知施工作業(yè)人員。其次，在現(xiàn)場作業(yè)中應做好監(jiān)護工作，現(xiàn)場監(jiān)護工作應由專人、專心監(jiān)護。

（3）GG1-A型開關柜是開啟式老型號高壓開關柜，防護等級低，上部主母線裸露在空氣中，具有很大的安全隱患，不適合現(xiàn)代化供配電需求。在本起事故中，雖然是人為原因引起的短路事故，但也應對老式設備的設計缺陷引起重視，盡快對煤礦變電站設備升級改造。KYN28型中置式開關柜作為目前主流產(chǎn)品應在煤礦企業(yè)大力推廣應用，中置式開關柜不僅安全系數(shù)高，還可在手車故障時快速更換手車，在事故發(fā)生時大大節(jié)約恢復送電的時間，尤其是所帶重要的井下負荷，為礦井用電安全提供保障。另外，GG1-A型開關柜五防連鎖不可靠、柜體占用空間大等缺陷也制約著這種型號開關柜的繼續(xù)使用［1］，應該加快升級更換。

（4）提高電網(wǎng)裝備水平。煤礦變電站不僅需要引進先進的開關柜設備，還應積極采用新技術(shù)、新裝備、新工藝，如真空斷路器、SF6斷路器、柱上真空開關、金屬氧化物避雷器、硅橡膠絕緣子、交聯(lián)電纜等，減少因設備質(zhì)量問題、試驗周期短造成的不必要停電［2］。

（5）加強施工作業(yè)及電氣試驗人員管理，對施工人員進行再培訓，進一步細化進站作業(yè)人員的行為規(guī)范，全面提升作業(yè)人員的責任意識和業(yè)務技能。

2 二次設備典型案例分析

西山煤電杜兒坪礦新華35 kV變電站正常運行方式為兩臺變壓器分列運行，2022年3月8日，該站2#變壓器中午時分突然跳閘，后臺報文顯示變壓器重瓦斯信號動作跳閘、變壓器溫度告警動作跳閘。運維人員立即趕到事故現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)變壓器上層油溫溫度表顯示80℃，溫度指針已至紅線處，如圖1事故現(xiàn)場變壓器上層油溫溫度計顯示所示。運維人員立即匯報電力調(diào)度，同時站長立即組織10 kV母聯(lián)的倒閘操作，恢復10 kVⅡ段供電。該事故導致10 kVⅡ段母線短時間失電，所帶井下負荷全部停電，因停電時間短，井下送電恢復及時，未造成次生事故。

圖1 事故現(xiàn)場變壓器上層油溫溫度計顯示

2.1 事故原因分析

事故發(fā)生后，電氣試驗人員對2#變壓器進行絕緣電阻、絕緣油色譜分析、繼電保護傳動等試驗。試驗結(jié)果顯示，2#變壓器各項性能參數(shù)均良好，變壓器內(nèi)部烴類氣體含量很低，查變壓器上層油溫溫度表發(fā)現(xiàn)溫度表未做檢驗，溫度表指針松弛，初步判斷溫度表故障，發(fā)出了誤報警信號，這是事故發(fā)生的直接原因。另一方面，變壓器重瓦斯傳動試驗結(jié)果顯示，在變壓器動作跳閘同時，后臺報文依然顯示油溫過高動作跳閘，重瓦斯跳閘和油溫跳閘信號同時發(fā)出，查變壓器二次端子箱，發(fā)現(xiàn)端子箱內(nèi)部灰塵積聚、二線端子排老化、穿線孔洞未封堵、二次線線號模糊等諸多問題。且還發(fā)現(xiàn)，溫度信號與重瓦斯信號并聯(lián)接在一個端子上，溫度計故障發(fā)出告警信號后，觸發(fā)重瓦斯信號，引起變壓器重瓦斯保護動作跳閘，這是事故發(fā)生的主要原因。將溫度信號甩開后，逐步恢復2#變壓器送電［3］。

2.2 預防措施研究

（1）加強日常運維管理。加強變電站人工巡視測溫工作，及對戶外二次端子箱的封堵和檢查，同時加強對二次端子線線號的維護，如果發(fā)現(xiàn)線號模糊應及時更換線號標識。

（2）加強對設備檔案的管理，建立“一臺一檔”機制，并將設備檔案保存于各個變電站內(nèi)方便使用時及時調(diào)用。本次案例中，在事故發(fā)生后的緊急處置過程中，如果能及時參照二次圖紙和現(xiàn)場二次線號，就能第一時間排查出溫度告警信號線，縮短停電時間。

（3）加強變電站人工巡視測溫工作。該事故發(fā)生前人工巡視測溫記錄顯示2#變壓器相比于平時已有10℃～20℃溫升，但未引起運維人員注意，如果運維人員第一時間引起重視，及時跟蹤2#變壓器溫升情況，采取緊急措施，就可能不會引起非計劃性停電事故。

2.3 加強預防性試驗的跟蹤管理

大多數(shù)煤礦企業(yè)仍然采用每年兩次的計劃性停電檢修方案，例行預防性試驗的過程中，應安排專人對試驗過程進行跟蹤，查漏補缺，詳細記錄試驗數(shù)據(jù)并且同往期數(shù)據(jù)進行比較，檢查出數(shù)據(jù)變化之處，方便制定下一步整改計劃。在歷年預防性試驗中，每次都應有專人跟蹤試驗過程、記錄試驗數(shù)據(jù)。油浸式變壓器的非電量保護及二次端子應區(qū)分高溫報警接點和超溫跳閘接點，將其分別接在繼電保護報警信號和跳閘信號控制回路中，并且報警和跳閘溫度設定應根據(jù)變壓器絕緣等級確定。該事故案例中，變壓器重瓦斯保護和溫度報警信號并聯(lián)且均動作跳閘。在做重瓦斯信號試驗時如能及時發(fā)現(xiàn)后臺報文重瓦斯跳閘信號和溫度跳閘信號同時報出，就能提前發(fā)現(xiàn)隱患，將溫度信號接至報警而非跳閘，并將溫度信號與重瓦斯信號區(qū)分，避免事故發(fā)生。

2.4 重視輔助設備試驗、巡視和管理

在進行預防性試驗時沒有上層油溫溫度計或繞組溫度計的檢驗項目，但是對于相關表計應每年做一次表計檢驗，并在溫度計使用現(xiàn)場粘貼表計檢驗合格標簽。煤礦變電站供電管理中，出于節(jié)省試驗經(jīng)費的考量，容易忽視對相關表計的檢驗。該事故中如果定期對溫度表做檢驗，可能提前判斷出表計的性能狀態(tài)，提前更換表計，避免事故發(fā)生。

3 結(jié)語

通過分析兩起典型的煤礦變電站電氣事故原因后不難發(fā)現(xiàn)，絕大部分的電氣事故的發(fā)生都有很大的人為因素，即使是設備故障引起的各類電氣事故，也很大程度上是由于人的管理不到位、設備巡視不到位而間接引起的。因此，重視對電氣設備管理的同時，更應該重視對人員的管理，加強運維人員的業(yè)務培訓、制定完善的制度措施、監(jiān)督措施。煤礦企業(yè)管理者應提高認識，加快對老舊供電設備的升級改造，提高供電可靠性，預防供電事故發(fā)生，確保礦井安全生產(chǎn)。