矿井供电系统故障及其防范措施

据，制定防范措施，以确保供电系统运行的稳定性。关键词：FTA 矿井工作面 供电系统故障 管控措施中图分类号:TD611 文献标识码:A 文章编号:1003-773X（ 2020 ）03-0231-02引言站发生短路。移动变电站一般采用防爆型漏电保护 当今煤矿行业不仅在生产工艺上得到长足的进 开关,一旦漏电保护装置低压端发生短路，会导致漏 步，大量机械设备的应用也提高了矿井的机械化程

电保护性能失效,对供电系统造成损害。移动变电站

度。矿井工作面机械化生产的正常进行需要以供电 通常安装干式变压器，一旦其内线圈发生绝缘失效，

系统稳定运行为基础。由于整个矿井供电系统需要

也会直接引发移动变电站故障⑵。结合具体生产需求.科学调整供电系统的结构和负 1.3电源控制柜、开关柜故障荷,这会降低采煤工作面供电系统的稳定性。同时，

一旦开关柜的防爆开关出现故障，会导致用电 受到非计划性停电因素的影响，导致供电子系统无 设备无法正常断开馈电回路，引发越级停电现象,这

法正常工作，这也会影响到地下水的正常排岀，威胁

是大范围断电停运的主要诱发因素。其中，作业人员 到井下工作面生产安全。因此，需要及时识别供电系 在生产中误触开关柜或者误打开母联开关，都是大 统的安全隐患,并采取科学防控故障的措施,从而满

范围停电的主要原因。足井下工作面供电需求。1.4用电设备故障1矿井供电系统的故障类型用电设备故障的类型主要包括短路、漏电和控 1.1线路与连接器故障制器故障等。漏电故障的发生往往是因为用电设备

井下环境潮湿，加之有害气体较多，会对供电线 绝缘性能降低导致的，而绝缘性能降低的原因主要

路的绝缘层造成腐蚀,降低绝缘性能，甚至引发漏电

包括线路绝缘老化、线路外部损伤以及高压击穿等。 现象。同时，供电线路的绝缘性能不佳，在高电压环 绝缘失效也是诱发短路的重要因素。由于用电设备 境下会导致绝缘失效。由于井下环境的潮湿,加之连 绝缘性能失效,会加剧电弧放电造成短路，用电设备

接器密封性不良，会导致水汽进入供电线路造成短

过载运行也会导致电压异常升高，损害元器件造成

路事故。此外，井下敷设的供电线路较多，且大型生

设备短路。造成控制器故障的原因包括物理损伤和 产设备较多,众多重物相互挤压和磨损，容易导致供 程序紊乱两个方面。一方面，系统紊乱会影响到用电

电线缆的绝缘性降低。在氧化的作用下，绝缘线缆会

设备功能的正常性，另一方面，在外力的作用下，如 岀现老化现象，使用性能明显降低，极容易诱发短路 控制接线错误、元器件脱焊、线路松动以及接头虚接

或漏电事故。供电线缆长期过载工作,会对线缆造成

等因素的影响，控制器会出现烧损故障⑶。一定的破坏⑴。2矿井供电系统故障的防范1.2移动变电站故障2.1运用FTA对矿井供电系统故障进行排査移动变电站的故障部位主要包括漏电保护装置

故障树分析法（FTA）是美国贝尔电报公司于

故障、开关故障以及变压器故障。受控制开关绝缘电

1961年提岀的自上而下的演绎式失效分析法，利用 阻值设计过低、爬电距离与电器间隙过小以及触头 布林逻辑组合低阶事件，分析系统中出现的负面状 开关接触不良等因素的影响，极容易导致移动变电态,被广泛应用于各个领域的系统纠错中。在分析供电系统故障的过程中，故障树分析法

收稿日期:2020-01-14（FTA）凭借其逻辑清晰、结构简单的特点得到广泛应

作者简介:李军（1975—）,男，助理工程师，现在潞安集团慈林山

用,故障树分析法（FTA）借助于数理方法，能够实现 煤业公司慈林山煤矿机电科从事机电技术管理工作。

对被评价事件的定性和定量分析，得出不同底层事

•232-机械管理开发jxglkfbjb@ 126.com第35卷件对顶上事件的影响概率，预测出顶上事件的发生 率。通过查明导致顶上事件的因素，并将相关因素借 助于逻辑运算符号联结，构建以顶上事件为基础的

逻辑关系网，基于此，结合定性分析,查找导致失效

时间的关键点，明确可优化的故障点,并利用数理统 计方法，处理各类基础事件的概率，对各类因素进行

综合分析,并针对供电系统设计、运行和维护方面提 出可行性建议,从而保证供电系统运行性能的提升叫

2.1.1 构建FTA模型利用故障树分析法(FTA),构建供电系统FTA 模型，将供电系统故障产生原因自上而下进行事件 类型划分，其中任何原因导致的供电系统故障为一 级事件，由移动变电站、电源控制柜、开关柜以及连

接器4种类型导致的故障为中间事件，再以中间事 件为基础，对导致失效事件的底层事件进行排查，供

电系统故障FTA模型如图1所示：「 匸作面供甲系统失效 | T人 .~

I缶 .~ I八移动变电 站故障I用电设备故障|丽电故丽5 ~両路故障]5~ ~5图1供电系统故障FTA模型图2.1.2运用FTA模型对故障进行分析故障树的最小割集为可能诱发顶上事件的最小 底层事件,可利用行列法、矩阵法以及布尔代数法等 计算最小割集。本次计算最小割集选用布尔代数法:T—A 1+A 2+力 3+人 4 ,T=(X1+X2+X3+X4)+(X5+X6+X7)+(X6+X8)+(5+82+83),

T=X ] +X2+ • • -X16+X17.由此可得:FTA模型包含17个最小割集，而这 17个基本事件都会诱发供电系统失效。由于统计基本事件的发生概率具有较大难度， 为了明确基本事件的重要程度，通过最小割集对基

本事件结构重要度进行排序，得岀基本事件在供电

系统故障发生方面的先后顺序如下所示:人(8)=仏(9)＞几(5)=人(6)=几(7)＞4(1)=几(2)=//3)=//4) ＞仏(10)=几(11 )=几(12)=/, 12)=

/4,(14)=//15)=^(16)=//17).通过排序，明确结构重要度与各结构在供电系 统的排序趋于一致，认为应优先控制电源控制柜故

障,随后重点防控移动变电站故障，最后为供电线路

和用电设备故障。2.2加强供电系统可靠性为了确保供电系统的稳定运行，应从以下四个 方面进行优化。2.2.1安装实时监控系统通过在矿井下安装实时监控系统，管理人员能 够动态了解井下通风状态、有害气体情况、作业人员

位置信息等。基于此，矿井有必要引进供电在线监测

系统，以此来实现对供电系统故障原因、类型的判

别，利用在线监测系统及时调节故障区的供配电状 态，为故障维护工作提供方便，最大限度降低供电故

障对采煤生产造成的不良影响。2.2.2构建故障档案矿井应构建故障档案，针对电器装置的故障类

型、故障损伤程度以及故障发生率进行分类统计，为 判断供电系统故障提供借鉴和参考。与此同时，矿井

应引入专业的故障检测设备，定期对电器装置进行

非损伤性能检测，并借助于仿真模拟软件进行维修，

并联合在线监测系统，了解供电装置的运行状况固。

2.2.3加强对供电系统故障的排査和维护由于采煤工作面时常变动，供电系统需要随之

移动，这也导致用电负荷需要经常调整，若不结合用 电运行参数变化情况及时调整供电系统，极易诱发 供电系统故障。因此，煤矿应建立健全供电系统巡查

检修制度，确保能够及时识别电力故障。例如，电气 设备绝缘性能损坏、供电线路器件损坏等，一旦发现

超出使用年限的设备，应及时进行更换。2.2.4强化作业人员安全观念操作人员作为使用和维护供电系统的主体，其 安全意识的高低对供电系统的安全运营起到了直接

影响。作业人员的专业水平高低也直接影响到供电 系统的维护质量。因此，矿井应针对操作人员开展针

对性、系统性的培训，以讲座、技能考核和技能鉴定 等形式对操作人员的专业水平进行评测，并责令操

作人员严格遵守用电设备使用规程，强化操作人员

的应急处理能力，以便能够在用电系统故障发生的 第一时间，判断故障类型,采取整改措施，降低故障

造成的损失。3结语矿井作业环境十分恶劣，加之供电系统需要结 合采煤的实际需求进行灵活调整，使得供电系统相

较于煤矿的其他系统，故障发生率较高。利用故障树 分析法进行探究后发现，供电系统的故障类型主要

分为移动变电站故障、电源控制柜故障、开关柜故障

以及连接器故障4个中间事件，而导致上述故障的

基本事件为17个。因此，为了确保供电系统的稳定 运行，要借助实时监控，及时识别(下转第235页)2020年第3期付丽强:DF4D型内燃机车水冷却系统的故障与处理•235 -[2] 刘向宇.内燃机车静态预热技术及应用研究[D].青岛：青岛理工 [4]马明，景旭，郭兆洲.P25台山核电站常规岛项目HMF95型冷却大学,2014.

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(编辑：赵妖)Fault Analysis of Water Cooling System for DF4D Diesel LocomotiveFu Liqiang(Lu'an Group Railway Operation Company Locomotive Depot Overhaul Workshop,

Changzhi Shanxi 046031)Abstract： The structure and principle of high-temperature cooling and low-temperature cooling in water cooling system of DF4D diesel locomotive are introduced. Combined with many years of work practice, the faults of water

cooling system are analyzed, and the corresponding treatment suggestions are put forward, which provide technical

reference for maintenance technicians of DF4D diesel locomotive.Key words: DF4D diesel locomotive; water cooling system; failure(上接第157页)Study on Optimization of Rapid Disassembly and Disassembly Technology of Underground Hydraulic Support in Coal MineHao Jianyun(Shouyang Kaiyuan Mining Co., Ltd., Shouyang Shanxi 045400)Abstract： In view of the existing problems of hydraulic support removal, low efficiency and poor safety, according to

the actual situation of coal mine, a new technique of quick disassembly and disassembly of hydraulic support is putforward.Key words： hydraulic support; quick disassembly; chamber(上接第232页)故障隐患,构建故障档案，加强对供电系统的巡查和

煤炭与化工,2019,42(1):100-102.维护，着力提升作业人员素质,针对供电系统开展相 [3] 高翔•煤矿井下供电系统常见故障及保护分析[J].能源与节能， 应的维护，以此来保障井下生产秩序的稳定性。2018(8):163-1.参考文献[4] 杜俊•煤矿井下高压供电系统故障安全作业流程浅析[J]•内蒙

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046000)Abstract： According to the fault tree analysis method (FTA), a fault tree composed of 17 bottom events and 8 logic or doors is constructed. The fault of power supply system in coal mine face is systematically analyzed, and according to the importance of structure, the key maintenance parts are defined, and the factors leading to failure are used as reference to formulate preventive measures to ensure the stability of power supply system operation.Key words: FTA; mine face; power supply system failure; control measure