金属矿山井下直流杂散电流的防治

图 １ 直流电机车供电系统
１—牵引变电所；２—馈电线；３—直流馈电点；４—架空接触线； ５—受电弓；６—电机车；７—轨道；８—回流点；９—回流线
回流泄入大地，并经其它金属管路、电缆金属外皮等 导电介质返回至牵引变电所，这部分没有按照规定 的路径流通的直流电流即为直流杂散电流。
２ 杂散电流的危害
杂散电流过大，会影响井下作业的安全性、可靠 性，并产生一系列的危害。 ２．１ 增加生产成本
关键词 直流杂散电流 危害 防治措施 地下金属矿山 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４６０８２．２０１９．０７．０５５
ＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＭｅａｓｕｒｅｓｏｆＤＣ ＳｔｒａｙＣｕｒｒｅｎｔｉｎＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＭｅｔａｌＭｉｎｅｓ ＳｕｎＸｉａｏｊｉａｏ１，２，３ ＺｈａｎｇＱｉａｎｇ４
杂散电流过大，不但损失电能，而且造成电机车 供电电压降低，进而引起机车速度降低，对于恒功率 型的牵引电机来说，机车工作电流会相应增大，这样 长期运行会引起电机过热、影响使用寿命；还会使电 机车的照明灯变暗，影响司机视线，直接影响安全运 行。同时，增加的电耗，也会相应提高生产成本。 ２．２ 引发井下漏保装置误动作
ＳｅｒｉａｌＮｏ．６０３ Ｊｕｌｙ．２０１９
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现 代 矿 业
ＭＯＤＥＲＮＭＩＮＩＮＧ
总 第 ６０３期 ２０１９年 ７月第 ７期
金属矿山井下直流杂散电流的防治
孙晓娇１，２，３ 张 强４
（１．中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司；２．金属矿山安全与健康国家重点实验室；３．华唯金属矿产资源 高效循环利用国家工程研究中心有限公司；４．安徽汇华工程科技股份有限公司）
（１．ＳｉｎｏｓｔｅｅｌＭａａｎｓｈａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｉｎｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｏ．，Ｌｔｄ．；２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳａｆｅｔｙａｎｄＨｅａｌｔｈｆｏｒ ＭｅｔａｌＭｉｎｅｓ；３．ＨｕａｗｅｉＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＨｉｇｈＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙＣｙｃｌｉｃＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆ ＭｅｔａｌＭｉｎｅｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓＣｏ．，Ｌｔｄ．；４．ＨｕｉＨｕａＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ＆ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．） Ａｂｓｔｒａｃｔ ＤＣｏｖｅｒｈｅａｄｅｌｅｃｔｒｉｃｔｒａｃｔｉｏｎｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅｉｓａｋｉｎｄｏｆｃｏｍｍｏｎｔｒａｎｓｐｏｒｔｍａｃｈｉｎｅｉｎｕｎ
ｄｅｒｇｒｏｕｎｄｍｅｔａｌｍｉｎｅｓ，ｗｈｉｃｈｍａｉｎｌｙｒｅｌｉｅｓｏｎｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔａｓｔｒａｃｔｉｏｎｐｏｗｅｒ．ＤＣｓｔｒａｙｃｕｒｒｅｎｔｉｓｏｆｔｅｎ ｇｅｎｅｒａｔｅｄｄｕｒｉｎｇｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ．ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｅｖｅｎｔＤＣｓｔｒａｙｃｕｒｒｅｎｔｆｒｏｍ ｃａｕｓｉｎｇｈａｒｍ ｔｏｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｓａｆｅｔｙ，ｔｈｅｈａｒｍ ｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｓｔｒａｙｃｕｒｒｅｎｔｗｅｒｅｅｘｐｏｕｎｄｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅＤＣｓｔｒａｙｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｍｉｎｅｓ，ａｌｓｏ，ｔｈｅｄｅｔａｉｌｅｄｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｍｅａｓｕｒｅｓｏｆＤＣｓｔｒａｙｃｕｒｒｅｎｔｗｅｒｅｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓｔｈａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｔｒａｙｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｔｒａｃｋｖｏｌｔａｇｅ，ｓｕｃｈａｓｓｈｏｒｔｅｎｉｎｇ ｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｄｉｓｔａｎｃｅ，ｒｅｄｕｃｉｎｇｌｏａｄｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｒａｉｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｖａｌｕｅ，ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｖａｌｕｅａｎｄｓｏｏｎ，ｔｈｅｓｅｍｅａｓｕｒｅｓｐｒｏｖｉｄｅｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｆｏｒｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇｓｔｒａｙｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｅｎｓｕｒｉｎｇ ｓａｆｅｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎ．
摘 要 直流架线式牵引电机车是地下金属矿山一种常用的运输工具，主要靠直流电作为牵 引动力，运行过程中往往会产生直流杂散电流。为防止直流杂散电流对生产安全造成危害，基于井 下直流杂散电流的成因分析，阐述了杂散电流引起的危害情况，并根据影响杂散电流和轨道电压的 主要因素，针对性地提出诸如缩短供电距离、减小机车负载电流、减小轨道电阻，增大过渡电阻、缩 小杂散电流扩散范围等防治措施，为最大限度地消除杂散电流、保证井下作业的安全性和可靠性提 供了方法和方向。
１ 直流杂散电流的成因［２］
在较大规模金属矿山井下中，直流架线式牵引 电机车是一种常用的运输方式，其供电方式如图 １
孙晓娇（１９８５—），女，工 程 师，硕 士，２４３０００安 徽 省 马 鞍 山 市 经 济技术开发区西塘路 ６６６号。
１９８
所示。其中，交流电源经牵引变电所整流后变为直 流电源，直流电流由馈电线引出至馈电点，并连接到 大巷内敷设的架空接触线上，电流经由电机车受电 弓至电机车再至运输轨道至回流点，再经由回流线 流回牵引变电所，由此形成一个闭合的供电回路。
电机车运输轨道是直流牵引供电系统的一部 分，理论情况下，电流本应通过回流轨道全部流回至 牵引变流所，但实际上回流轨道与大地之间不可能 完全实现电气绝缘，加之诸如井下轨道潮湿、轨端连 接线接触不良、道床积水等各方面因素的影响，部分
孙晓娇 张 强：金属矿山井下直流杂散电流的防治 ２０１９年 ７月第 ７期
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ＤＣｓｔｒａｙｃｕｒｒｅｎｔ，Ｈａｒｍ，Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｍｅａｓｕｒｅｓ，Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｍｅｔａｌｍｉｎｅ
杂散电 流 又 叫 迷 走 电 流［１］，它 的 定 义 是 “Ｅｌｅｃ ｔｒｉｃａｌＣｕｒｒｅｎｔｔｈｒｏｕｇｈａｐａｔｈｏｔｈｅｒｔｈａｎｔｈｅｉｎｔｅｎｄｅｄ ｐａｔｈ”。这个定义比 较 形 象 地 描 述 了 杂 散 电 流 的 特 点，即通过非预定路径流动的电流。矿山井下杂散 电流又分为直流杂散电流、交流杂散电流两类。