煤矿井下杂散电流的产生与危害及其预防

一、杂散电流的产生原因

煤矿井下杂散电流主要是直流电机车的牵引网路所致。在电机车牵引网路中，轨道时作为回电的导电体，处负极状态。即电流通过牵引变流所的正极，流向架空线经电机车流向轨道，返回牵引变流所的负极，构成牵引网路的供电回路。因为轨道与大地接触，轨道之间有接头间隙，井下的路线及空气较为潮湿，所以总会有一部分电流流经大地，或再经过沿线管路、电缆金属铠装电阻最小的路径返回牵引变流所，形成了杂散电流。

二、杂散电流的危害

由于井下牵引网路产生杂散电流，使人身安全受到威胁，主要表现有以下几点：

1、先期引爆

掘进头内部的轨道与运输大巷的轨道时相连的，当电机车在大巷运行时，掘进头内部的轨道对地有电位。而掘进头进行放炮前，由于人员的操作不规范等原因，可能使雷管的两根导线中的一根触碰轨道，另一根触碰管路，这样就形成通路，就有电流通过雷管，当通过雷管中的电流达到使其引爆的电流值时雷管就爆炸，这是非常危险的。如某煤矿在井下一溜煤嘴处发生一起先期引爆事故，死亡1人。事故经过时放炮员在向溜煤嘴内置炮时，不小心将一根导线放在了轨道上，另一根导线触碰到与顶板相连接的金属溜煤嘴上（该地点处于大巷架线电机车运输距离较近），从而使雷管前期爆炸，这起事故的主要原因是直流杂散电流引起的。

2、腐蚀电缆和管线

在运输大巷中，除了轨道和架线外，还有高低压供电电缆和水管、风管，这些管线都会杂散电流的导电体。在回电点附近电流从管线中流出，由于井下的环境较为潮湿，且水分多为酸性。相当于金属铁在酸解流中发生了电解，使金属铁电解产生了硫酸铁，从而使管线受到了腐蚀。当杂散电流由大地流入电缆时，这段电缆带有负电位，在一般情况下，阴极区的电缆是不会被腐蚀的。但当杂散电流由电缆流入大地时，电缆就带正电位，形成阳极区，在阳极区内电缆就会受到腐蚀。

3、干扰自动控制，使漏电保护装置发生误动作

当电机车行至采区附近时，采区离大巷运输巷道较近，而采区附近的岩石、水沟较总接地网的电位高，比起牵引变流所的负极电位更高。当采区附近电网的绝缘水平较低时，杂散电流可通过采区电网的绝缘电阻到采区低压电网，再经过漏电继电器的三相电抗器、零序电抗器、整流器的副端、正端、欧姆表、局部接地极，到总接地网。经回电点流回牵引变流所的副母线，由于杂散电流也通过继电器的线圈，所以使继电器线圈的直流电流加大，从而使漏电保护误动作。

4、引起瓦斯煤尘爆炸事故

由于煤矿井下常常存在有瓦斯等可燃性气体，同时还伴有大量的煤尘，若井下通风不畅，二者便会在井下大量集聚，一旦浓度达到一定极限，随时可能发生爆炸。二杂散电流在流动的过程中会产生电火花，在以上情况下，电火花完全可以引起混合气体发生爆炸，造成重大的人员伤亡事故和财产损失。

三、防止杂散电流的措施

1、对于杂散电流，应从根源上加以限制：提高轨道接头质量降低其电阻，减小杂散电流值；经常检修电气设备，避免漏电现象等。在爆破过程中，为防止杂散电流导致电雷管早爆，应采取以下相应的措施。

(1)经常检查工作面的杂散电流，掌握杂散电流的分布规律，起爆地点的杂散电流值不应超过50mA。

(2)整个电爆网路要严防杂散电流的侵入，爆破母线不准采用裸露接头，最好没有接头，电雷管脚线或爆破母线在连线以前要扭接成短路，已连接的电爆网路必须悬空，不准与任何金属物体接触。

(3)所有爆破人员必须了解有关杂散电流的基本知识，工作中要时刻警惕杂散电流的危害。

2、改变两个电阻值

(1)减小轨道接头电阻值：加强轨道接头的维护、保持良好的电气连接，确保接头电阻符合《煤矿安全规程》的规定，焊接长轨，是减少轨道接头电阻极为有效的措施。

(2)增大轨道与大地的接触电阻：保持轨道清洁、干燥是增大接触电阻的主要措施。对沿线管路和金属铠装电缆铺设支点施加绝缘，也是增加杂散电流过渡电阻、减少杂散电流的重要措施。

(3)缩短供电半径，增设变流所。供电半径缩短，牵引网路上的电压降随之降低，轨道上的电压降也就同时降低，因此杂散电流减少。

(4)设置轨道绝缘点。设置轨道绝缘点的目的，是把掘进头的轨道、采区中的轨道与架线电机车的轨道隔开。这样可以避免杂散电流流到掘进头或者采区。

(5)减小轨道上的负荷电流。双线供电接正负极法：当运输系统双线供电时，可把一架线接正极，另一架线接负极，而轨道则接其正负极之间。