煤矿典型电气事故分析及预防措施

李海昕

（西山煤电官地矿选煤厂，山西 太原 030053）

随着煤矿对用电需求的不断增加，变电站不断扩容，电气设备的数量也在不断增加，电气事故时有发生。因此，对事故案例的详细认真分析，积极主动采取相应预防措施是十分有必要的。只有不断地吸取经验教训，完善预防措施才能尽可能地避免用电事故的发生。煤炭企业的供电结构有一定特殊性，一旦发生停电事故，造成井上、下设备停运，风机停转，将引起瓦斯积聚，容易引起次生事故。现代化的煤炭企业供电系统虽然电力技术成熟、设备先进、管理严密，但因电气设备引起的供电事故和人身事故仍时有发生，严重影响着煤矿安全生产和社会形象。因此，不断分析新的供电事故原因，找到预防措施，才能提高供电系统的安全性。

西山煤电杜儿坪矿35 kV变电站进行2#变压器更换工作。变压器更换完毕后，进行一、二次侧的电缆接线及变压器相关试验。试验完毕后，试验人员在2#变压器10 kV进线开关柜后新接的临时三相电缆接头处与另一段母排进行核相。该变电站使用的老式GG1-A型开关柜，10 kV系统母排设计在开关柜柜顶且为裸露母线，开关柜之间在柜顶安装有绝缘隔板。在核相过程中，试验人员核完A相时，直接将核相器平移至B相，造成10 kV母线两相发生短路，1#变压器差动保护动作跳闸。对设备进行全面检查后，于五分钟内恢复1#变压器送电。经过约半小时紧急处置后，启动2#变压器，再次核相无误后恢复正常运行。

1.1 事故原因分析

施工方未对电气试验人员进行专项安全培训，电气试验人员对试验操作不规范、业务技能水平低、安全意识差，是造成本次事故的重要原因。运维单位，现场监管不到位是本次事故发生的又一主要原因。

1.2 预防措施

（1）加强施工作业及电气试验人员管理，操作人员应按规范正确使用工器具，熟悉现场作业的工序流程，做到标准、准确，同时要进一步加强专业人员的业务技能培训、考核。

（2）运维单位作为外来施工作业人员和电气试验人员的管理方，首先应制订详细、完善、具有可操作性的安全措施和应急预案，充分做好应对全站失电的应急处置工作。运维单位人员还应熟悉管理范围内和施工范围内的危险点，并告知施工作业人员。其次，在现场作业中应做好监护工作，现场监护工作应由专人、专心监护。

（3）GG1-A型开关柜是开启式老型号高压开关柜，防护等级低，上部主母线裸露在空气中，具有很大的安全隐患，不适合现代化供配电需求。在本起事故中，虽然是人为原因引起的短路事故，但也应对老式设备的设计缺陷引起重视，尽快对煤矿变电站设备升级改造。KYN28型中置式开关柜作为目前主流产品应在煤矿企业大力推广应用，中置式开关柜不仅安全系数高，还可在手车故障时快速更换手车，在事故发生时大大节约恢复送电的时间，尤其是所带重要的井下负荷，为矿井用电安全提供保障。另外，GG1-A型开关柜五防连锁不可靠、柜体占用空间大等缺陷也制约着这种型号开关柜的继续使用［1］，应该加快升级更换。

（4）提高电网装备水平。煤矿变电站不仅需要引进先进的开关柜设备，还应积极采用新技术、新装备、新工艺，如真空断路器、SF6断路器、柱上真空开关、金属氧化物避雷器、硅橡胶绝缘子、交联电缆等，减少因设备质量问题、试验周期短造成的不必要停电［2］。

（5）加强施工作业及电气试验人员管理，对施工人员进行再培训，进一步细化进站作业人员的行为规范，全面提升作业人员的责任意识和业务技能。

西山煤电杜儿坪矿新华35 kV变电站正常运行方式为两台变压器分列运行，2022年3月8日，该站2#变压器中午时分突然跳闸，后台报文显示变压器重瓦斯信号动作跳闸、变压器温度告警动作跳闸。运维人员立即赶到事故现场，发现变压器上层油温温度表显示80℃，温度指针已至红线处，如图1事故现场变压器上层油温温度计显示所示。运维人员立即汇报电力调度，同时站长立即组织10 kV母联的倒闸操作，恢复10 kVⅡ段供电。该事故导致10 kVⅡ段母线短时间失电，所带井下负荷全部停电，因停电时间短，井下送电恢复及时，未造成次生事故。

图1 事故现场变压器上层油温温度计显示

2.1 事故原因分析

事故发生后，电气试验人员对2#变压器进行绝缘电阻、绝缘油色谱分析、继电保护传动等试验。试验结果显示，2#变压器各项性能参数均良好，变压器内部烃类气体含量很低，查变压器上层油温温度表发现温度表未做检验，温度表指针松弛，初步判断温度表故障，发出了误报警信号，这是事故发生的直接原因。另一方面，变压器重瓦斯传动试验结果显示，在变压器动作跳闸同时，后台报文依然显示油温过高动作跳闸，重瓦斯跳闸和油温跳闸信号同时发出，查变压器二次端子箱，发现端子箱内部灰尘积聚、二线端子排老化、穿线孔洞未封堵、二次线线号模糊等诸多问题。且还发现，温度信号与重瓦斯信号并联接在一个端子上，温度计故障发出告警信号后，触发重瓦斯信号，引起变压器重瓦斯保护动作跳闸，这是事故发生的主要原因。将温度信号甩开后，逐步恢复2#变压器送电［3］。

2.2 预防措施研究

（1）加强日常运维管理。加强变电站人工巡视测温工作，及对户外二次端子箱的封堵和检查，同时加强对二次端子线线号的维护，如果发现线号模糊应及时更换线号标识。

（2）加强对设备档案的管理，建立“一台一档”机制，并将设备档案保存于各个变电站内方便使用时及时调用。本次案例中，在事故发生后的紧急处置过程中，如果能及时参照二次图纸和现场二次线号，就能第一时间排查出温度告警信号线，缩短停电时间。

（3）加强变电站人工巡视测温工作。该事故发生前人工巡视测温记录显示2#变压器相比于平时已有10℃～20℃温升，但未引起运维人员注意，如果运维人员第一时间引起重视，及时跟踪2#变压器温升情况，采取紧急措施，就可能不会引起非计划性停电事故。

2.3 加强预防性试验的跟踪管理

大多数煤矿企业仍然采用每年两次的计划性停电检修方案，例行预防性试验的过程中，应安排专人对试验过程进行跟踪，查漏补缺，详细记录试验数据并且同往期数据进行比较，检查出数据变化之处，方便制定下一步整改计划。在历年预防性试验中，每次都应有专人跟踪试验过程、记录试验数据。油浸式变压器的非电量保护及二次端子应区分高温报警接点和超温跳闸接点，将其分别接在继电保护报警信号和跳闸信号控制回路中，并且报警和跳闸温度设定应根据变压器绝缘等级确定。该事故案例中，变压器重瓦斯保护和温度报警信号并联且均动作跳闸。在做重瓦斯信号试验时如能及时发现后台报文重瓦斯跳闸信号和温度跳闸信号同时报出，就能提前发现隐患，将温度信号接至报警而非跳闸，并将温度信号与重瓦斯信号区分，避免事故发生。

2.4 重视辅助设备试验、巡视和管理

在进行预防性试验时没有上层油温温度计或绕组温度计的检验项目，但是对于相关表计应每年做一次表计检验，并在温度计使用现场粘贴表计检验合格标签。煤矿变电站供电管理中，出于节省试验经费的考量，容易忽视对相关表计的检验。该事故中如果定期对温度表做检验，可能提前判断出表计的性能状态，提前更换表计，避免事故发生。

通过分析两起典型的煤矿变电站电气事故原因后不难发现，绝大部分的电气事故的发生都有很大的人为因素，即使是设备故障引起的各类电气事故，也很大程度上是由于人的管理不到位、设备巡视不到位而间接引起的。因此，重视对电气设备管理的同时，更应该重视对人员的管理，加强运维人员的业务培训、制定完善的制度措施、监督措施。煤矿企业管理者应提高认识，加快对老旧供电设备的升级改造，提高供电可靠性，预防供电事故发生，确保矿井安全生产。