白云铁矿东采场高低压线路改造及优化

张凤玲

摘 要：白云铁矿东采场供电线路使用已有二十多年，尤其是 14#馈出柜西面环采场的输出线路，电柱杆根部都已腐蚀，风季时故障频繁；同时随着开采进度的不断推进，采场越来越深，北半环的靠界掌子面已达两百多米，15#柜、16#柜无法架设向采区深部的输电线路，造成14#柜超负荷长期运行，存在很大的安全隐患。本文就这一问题的解决方式进行了阐述。

关键词：高低压线路；户外高压柜；改造

中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）09-0133-02

1 项目背景

东采场配电室1993年使用到现在已24年，现有的配电柜属于老化设备，各种操作机构不灵活，保护不够灵敏可靠，安全系数比较低，安全及运行状态达不到现有的供电要求，配电柜馈入线路一条由X613送给，馈出线路四条14#、15#、16#、17#，分别进入东采场区域，进行供电。近几年来，伴随着设备、杆线路老化，采场区域条件的改变，采场的供电的安全性和稳定性越来越难以保证。

1.1 线路跨度大

15#供电线路在二次电源直接由配电室方向翻掌子面向下送出；但是由于这个方向位于东矿采场正北向，是东矿采场的中间部位，合并掌子面达到14层之多，所以架空线路已经无法立杆架线，线路出现问题，维护艰难。17#馈出线路连续跨越6个掌子面，垂直高度将近达到84米，而且上部电柱杆上的高压线离掌子面距离只有1米左右，为了防止接地保护线与其他线路碰在一起只能采取临时处理措施。而且此处线路在大风时极易绞在一起造成设备停产，当发生线路故障时也无法进行处理。

1.2 线路、杆路老化

14#馈出柜西面环采场的输出线路，环线路线太长，将近2公里的供电线路，电柱杆数量多，且经过多年后电柱杆根部都已腐蚀，供电线接头也多，如果彻底处理需要投入的资金太大，继续使用的结果就是风季、雨季时故障频繁，外线工人巡视、检查、处理故障不方便，尤其是夜间故障处理，耗时长，对生产的影响很大。另外，配出始端杆的电缆接头也因负荷太大，故障频繁，这种现况急需解决。

1.3 维护场地问题

随着开采的不断推进，C区的1544水平到1432水平因土质松软引起滑坡，造成预留平台断面，使机动设备无法进入，无法进行日常維护保养。造成16#柜供电线路从滑坡处下线，因平台断面维护人员无法进入维护线路。

2 东采场供电线路改造方案

为了降低人工成本，减少供电线路长度，节能降耗，提高供电线路的安全系数。将负责东采场供电的配电室取缔，X613北环线路直接与配电室出线杆14#、16#、17#连接，15#杆暂做备用。利用采场高压配电柜停送电和用电操作，在配电室旁再安装一台箱变与17#柜线路连接，供东采场31#铲、1#、2#转台设备使用。0#转台设备使用14#线路与X613南环线路已改造好的箱变供电。

3 改造过程及施工重点

3.1 线路的铺设

东采场14#馈电柜供电线路改造，将原来14#柜送出的线路是由14#馈电柜的始端杆二次电源沿着北环线绕道西环线（即逆着X613北环来线方向送回采场西端），送至东矿采场西端1582水平的截水沟处改为在1582水平的截水沟处安装一台户外高压柜，直接将X613线路不经过配电室直接引入4#馈电柜线路，这样就省去了14#馈电柜沿着北环线绕道西环线的线路。

16#、17#馈电柜线路改造，因配电室至B区滑体上部不便架设新的架空线路，需要走地埋电缆，加设电缆沟400米。从1648水平到1432水平和1404水平分别敷设3条电缆，其中一条备用，在1432水平安装户外高压柜一台，在1404水平安装户外高压柜一台。这样就省去了去采场底部跨越及沿掌子架空高压线路，能够很好的保证安全用电。

3.2 电缆敷设方法及要求

电缆的铺设中，采用6KV高压电缆分3路敷设，其中在配电室以西水平位置时采用直埋方式敷设，长度是400米；在向下敷设时，敷设电缆前将φ200的无缝钢管插入孔内使电缆下放时降低每层电缆的自重，同时控制电缆因自重带来的下放速度，保证施工安全，期间“蛛蛛人”下板作业，沿清理后的的边坡路由牵引电缆敷设至指定箱变位置，同时避免电缆下放过程中出现岩石划伤电缆，将过路管套入电缆，最后以“蛇”形方式在各层边坡上固定，敷设长度500米。电缆敷设时，电缆应从盘的上端引出，避免电缆在支架上及地面摩擦拖拉。防止电缆上有铠装压扁、电缆绞拧、护层折裂等未消除的机械损伤。垂直敷设的电缆避开有中间接头，应用卡子、卡箍或其它夹持装置固定电缆，夹持装置应承受电缆的重量，电缆夹持装置固定电缆水平间距不应超过3米，垂直固定间距不超过6米。

3.3 高压柜保护功能的启用

3.3.1 过流保护

高压柜设定时限过流保护，通过控制字选择经方向或经低电压闭锁，电流及时间定值可独立整定，分别设置整定控制字控制保护的投退。设置过电流保护，时间为3秒，并取消自动重合闸操作。

定时限过电流保护定值的设定，户外高压柜中馈出线路所带750KW电铲2台，500KW钻机一台，Kd=0.8，Cos∮为0.78，S为视在功率，P为有功功率。经计算：

P=0.8*（750+750+500）=1600KW

S=P/Cos∮=1600/0.78

=2051KVA

I=S/U

=197A

根据现场实际情况，设备启动电流较大，每条电流设定值设置为实际电流的1.5倍，为295A。

采场每个高压柜有三条馈出线路，母线总流为馈出线路电流之和：

IZ=I1+I2+I3=885A。

3.3.2 PT断线检查

装置具有PT断线检查功能，可通过控制字投退。装置检测母线电压异常时报PT断线，待电压恢复正常后保护也自动恢复正常。

3.3.3 接地保护

本改造项目中，采用网络小电流接地选线的方法来获得接地间隔，并通下达接地试跳命令来进一步确定接地间隔。

作用于跳闸的零序电流可选用自产零序电流，也可从零序CT引入，必须在装置参数里整定（“0”为外加，“1”为自产），而小电流接地选线所采用的电流只能使用从零序CT引入的电流。

由于金属矿山的工作环境和工作性质，连接设备的供电电缆为软电缆，随设备移动频繁，发生单相绝缘破坏的比例高。在发生单项接地故障时，如此时有人员上下设备，极易发生跨步电压触电，因此采场小电流接地装置设定时间延时为4S自动跳闸。

3.4 电缆头的制作

由于该升级改造项目中的电缆头比较多，为了保证线路的可用性及稳定性，我们在电缆终端与接头的制作过程中严格按照技术要求进行操作。

3.4.1 施工工序

絕缘摇测→剥除电缆保护层→焊接地线→包绕填充胶→固定三叉手套→剥铜蔽层→半导电层→压接铜端子→固定绝缘套管→测试绝缘→耐压试验→送电运行验收。

3.4.2 绝缘摇测

用2500V摇表对电缆绝缘进行摇测，绝缘电阻应在500MΩ以上，摇测完毕后应将线芯对地放电。

3.4.3 焊接地线

用编织铜线作电缆钢带及屏蔽引出接地线，现将编织铜线拆开分成三份，重新编织并分别绕各相，用电烙铁、焊锡焊接在屏蔽铜带上，在密封处的地线填满填充物包扎好，形成防潮段。

3.4.4 压接铜端子

先确定引线长度，按端子孔深加5mm。剥除线芯绝缘，端部销成铅笔头状。压接端清洁表面，使填充端子与绝缘之间的间隙挤接线端子的压抗，并搭接绝缘层和端子各10mm使其平滑。

3.4.5 固定绝缘管

清洁绝缘管，套入绝缘管至三叉根部，由根部加热，然后加上相色密封管。

4 效益分析

首先，解决了馈电柜输出线路过长，故障率高等问题，保证了馈电柜正常供电，同时减少了外线电工的工作量，降低线路维护不安全因素；

其次，解决了输出线路无法送到设备的难题，即采场西侧设备供电电源靠东侧线路提供，需频繁立杆架线，导致东侧线路超负荷供电，造成线路故障高，同时也减少了外线电工在采场内立杆架线的次数。

参考文献

[1]刘介才.供配电技术[M].机械工业出版社，2007，（2）.