雜散電流引爆簡(jiǎn)介

雜散電流引爆是指存在于電氣設(shè)施以外的電流，稱(chēng)為雜散電流，其來(lái)源有大地自然電流、電化學(xué)電流、電氣設(shè)備和電機(jī)車(chē)牽引電網(wǎng)漏電。其中牽引電網(wǎng)漏電威脅最大，曾多次引起早爆事故。其他設(shè)備漏電、電化學(xué)電流也發(fā)生過(guò)事故 。

中國(guó)生產(chǎn)的電雷管迄今測(cè)到的最小點(diǎn)燃電流為180mA，爆破安全規(guī)程規(guī)定當(dāng)雜散電流大于30mA時(shí)，禁止使用電氣爆破，這一規(guī)定取6倍安全系數(shù)，因?yàn)殡s散電流有波動(dòng)。具體測(cè)定值不一定是最大值-雜散電流儀利用模擬雷管電阻的原理進(jìn)行測(cè)定，設(shè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，兼測(cè)交流或直流，其測(cè)定值表示流過(guò)-發(fā)電雷管的雜散電流。

牽引電網(wǎng)漏電產(chǎn)生直流雜散電流，其強(qiáng)度隨與牽引變電站距離的增大而減弱，變電站附近可達(dá)幾安培，采掘工作面一般為幾十毫安，但雜散電流會(huì)趨向?qū)w，且機(jī)車(chē)啟動(dòng)時(shí)會(huì)增強(qiáng)。采掘工作面的風(fēng)管、水管、鐵軌有時(shí)也輸出能點(diǎn)燃雷管的電流。改善牽引電網(wǎng)聯(lián)結(jié)、尤其是作為回饋線的鐵軌的聯(lián)結(jié)甲有助于減小雜散電流 。

電氣設(shè)備絕緣破損或接地不當(dāng)，也會(huì)產(chǎn)生雜散電流。金屬物體與鹽溶液接觸則產(chǎn)生電化學(xué)雜散電流，爆破時(shí)由硝銨炸藥溶于礦坑水中，在鐵軌上可測(cè)到20-80mA的電流，用鋁炮棍裝硝銨炸藥，鋁與硝酸銨產(chǎn)生的電化學(xué)電流引起過(guò)電雷管早爆，改用木炮棍避免了事故重復(fù)。大地自然電流一般為微安級(jí)，危害不大，但在磁力異常區(qū)應(yīng)予注意。

預(yù)防雜散電流事故的措施有：

1.爆破前應(yīng)監(jiān)測(cè)雜散電流，大于30mA時(shí)不用電爆破，清除游離導(dǎo)體；

2.檢查并確保主線、支線、開(kāi)關(guān)、插座絕緣；

3.遠(yuǎn)離金屬管網(wǎng)或鐵軌敷設(shè)爆破網(wǎng)路；

4.電雷管進(jìn)入爆區(qū)前，應(yīng)采取停電措施 。

引起雷管早爆 采區(qū)上山的軌道與運(yùn)輸大巷相 連，并通過(guò)回風(fēng)平巷鋪設(shè)到采煤工作面，軌道具有正 電位，因此雜散電流通過(guò)軌道到采煤工作面。雷管的兩 根導(dǎo)線，如果一根碰軌道，一根碰地線時(shí)，就有雜散電 流流過(guò)雷管。當(dāng)電流值超過(guò)引爆電流值時(shí)，就可使雷管 引爆。

引起瓦斯爆炸 距運(yùn)輸大巷較近的掘進(jìn)工作面， 如果掘進(jìn)巷道的軌道與運(yùn)輸大巷的軌道不加絕緣板 時(shí)，其雜散電流的數(shù)值很大，有時(shí)高達(dá)5A以上，如果 掘進(jìn)工作面的瓦斯?jié)舛冗_(dá)5%～15%時(shí)，其產(chǎn)生的電 火花，就有可能引起瓦斯爆炸。

引起井下采區(qū)煤倉(cāng)著火 在高瓦斯礦井的采區(qū)煤 倉(cāng)處的雜散電流，有時(shí)可高達(dá)幾十安培，由于裝車(chē)點(diǎn)的 軌道與運(yùn)輸大巷的軌道是相連的，因此當(dāng)煤倉(cāng)的閘門(mén) 打開(kāi)時(shí)，所產(chǎn)生的高能量電火花，會(huì)引燃瓦斯引起井火 災(zāi)事故。

引起人身觸電 由于采區(qū)煤倉(cāng)下面的軌道與運(yùn)輸 大巷的軌道相連。電機(jī)車(chē)的架線也拉到采區(qū)煤倉(cāng)附近。 當(dāng)煤倉(cāng)下面的礦車(chē)放滿(mǎn)煤時(shí)，需要向前移動(dòng)一個(gè)礦車(chē) 位置，電機(jī)車(chē)要移動(dòng)一下，這時(shí)采區(qū)煤倉(cāng)的放煤工人， 兩腳站在軌道上，兩手扶著采區(qū)煤倉(cāng)閥門(mén)的手柄，人的 身體處于軌道與煤倉(cāng)外殼之間，其間的電位差可達(dá) 75V(山西煤礦的測(cè)試結(jié)果)，對(duì)于人體是非常危險(xiǎn)的。

引起金屬腐蝕 在井下運(yùn)輸巷道中，鋪設(shè)有高壓 電纜和金屬管道。井下非常潮濕，井下水又多為酸性， 由于電解作用而腐蝕金屬，井下運(yùn)輸巷道中的管線是 雜散電流的良好通道。在回電點(diǎn)附近，電流從管線中流 出而成為陽(yáng)極區(qū)，電流的流出點(diǎn)使管線受到腐蝕，根據(jù) 計(jì)算，每一安培雜散電流每年能腐蝕33.96kg鉛， 9.11kg鐵?？梢钥闯鲭s散電流對(duì)金屬的腐蝕是很?chē)?yán)重 的。

引起漏電繼電器誤動(dòng)作 進(jìn)入采區(qū)的雜散電流， 可以通過(guò)低壓橡套電纜網(wǎng)絡(luò)對(duì)地絕緣進(jìn)入電網(wǎng)，再通 過(guò)漏電繼電器的三相電抗器、零序電抗器、繼電器再回 到大地。與漏電繼電器的工作電流疊加而使漏電繼電 器發(fā)生誤動(dòng)作。這種現(xiàn)象一般僅發(fā)生在運(yùn)輸大巷附近 的采區(qū)變電所內(nèi)。

雜散電流主要指不按照規(guī)定途徑移動(dòng)的電流，它存在于土壤中，與需要保護(hù)的設(shè)備系統(tǒng)沒(méi)有關(guān)聯(lián)。這種在土壤中的雜散電流會(huì)通過(guò)管道某一部位進(jìn)入管道，并在管道中移動(dòng)一段距離后在從管道中離開(kāi)回到土壤中，這些電流離開(kāi)管道的地方就會(huì)發(fā)生腐蝕， 也因此被稱(chēng)為雜散電流腐蝕。雜散電流的輸出點(diǎn)有很多包括有外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)，DC電車(chē)系統(tǒng)，DC開(kāi)礦以及焊接系統(tǒng)，高壓DC、AC傳輸線路。雜散電流有動(dòng)態(tài)與靜態(tài)之分，隨時(shí)間變化大小或方向的為動(dòng)態(tài)雜散電流，不發(fā)生改變的為靜態(tài)雜散電流。在雜散電流進(jìn)入管道的部分，管道為陰極而得到保護(hù)，但是過(guò)大的電流進(jìn)入時(shí)，這部分管道就會(huì)發(fā)生過(guò)保護(hù)。同時(shí)雜散電流離開(kāi)管道的地方就會(huì)因?yàn)槭ル娮佣g。確定管道是否已經(jīng)受到雜散電流的干擾，可以通過(guò)檢測(cè)管道電位的變化與歷史數(shù)據(jù)比較來(lái)判斷。

分類(lèi)

根據(jù)干擾源的性質(zhì)，可以將雜散電流分為靜態(tài)干擾源和動(dòng)態(tài)干擾源。靜態(tài)雜散電流指其他外加電流系統(tǒng)的電流被強(qiáng)制施加到埋地管線上，例如其他管道的陽(yáng)極地床電流。動(dòng)態(tài)雜散電流是指某電力傳輸系統(tǒng)（如火車(chē)、地鐵、采礦作業(yè)等）通過(guò)管道外防腐層失效的區(qū)域進(jìn)入埋地管道的電流。

根據(jù)干擾源的來(lái)源可以分為直流雜散電流、交流直流電流和地電流。直流雜散電流主要來(lái)源于直流電氣化鐵路、直流電解系統(tǒng)、直流電焊系統(tǒng)、高壓直流輸電線路、其他管道外加的陰極保護(hù)系統(tǒng)等。交流雜散電流主要來(lái)源于交流電氣化鐵路，高壓交流輸電線路等。而地電流是由于地磁場(chǎng)的變化感應(yīng)產(chǎn)生的，它也會(huì)腐蝕埋地管線、對(duì)電氣設(shè)備和操作人員安全有一定的影響，但是相對(duì)而言數(shù)量比較小。

原因

雜散電流產(chǎn)生的原因很多也很復(fù)雜，并且容易受到外界環(huán)境因素的影響，但主要可以歸納為以下兩點(diǎn)：

（1）電位梯度。如果電場(chǎng)分布不均勻，存在電位梯度，那么金屬內(nèi)部的自由電子會(huì)在電場(chǎng)力的作用發(fā)生定向移動(dòng)，使金屬陽(yáng)離子與電子分離，從而造成對(duì)埋地金屬管線的腐蝕。另外由于存在著電位梯度，電場(chǎng)會(huì)迫使部分電流從鐵軌中流出并流入土壤和埋地金屬管線中，然后再使電流從埋地金屬物中流出，流向大地再返回到牽引變電所的負(fù)極，形成對(duì)埋地管線的雜散電流腐蝕。

（2）電流泄露。電流泄露是雜散電流形成的一個(gè)主要原因，電流泄露主要是因?yàn)榻^緣不良或接觸不好等原因造成的。電流泄露到埋地管道中時(shí)，由于電流的流動(dòng)迫使金屬內(nèi)部的自由電子發(fā)生定向移動(dòng)，使金屬離子與電子分離，使得埋地金屬管線遭受腐蝕。

存在環(huán)境

雜散電流就是一種因外界條件影響而產(chǎn)生的一種電流.例如在電氣的高壓試驗(yàn)中,直流泄漏或直流耐壓試驗(yàn)中,因?yàn)楦邏翰糠謱?duì)地存在電容,從而有電流從這個(gè)電容流過(guò).

由于電氣化鐵路、礦山、工廠、港口各種用電設(shè)備接地與漏電，在土壤當(dāng)中也會(huì)形成雜散電流的循環(huán)。

指存在于預(yù)設(shè)的電源網(wǎng)路之外的電流，其主要來(lái)源一般為：1.電氣牽引網(wǎng)路流經(jīng)金屬物（指鋪軌以外的金屬物）或大地返回直流變電所的電流；2.動(dòng)力和照明交流電路的漏電；3.大地自然電流；4.雷電和電磁輻射的感應(yīng)電流等。

電化學(xué)腐蝕過(guò)程

當(dāng)雜散電流從走行軌泄露出去再通過(guò)道床、大地流入埋地金屬管線中，其中走行軌的A區(qū)是陽(yáng)極，管道的B區(qū)為陰極；當(dāng)雜散電路從管道中流出并通過(guò)大地、道床流入走行軌中時(shí)，管道的C區(qū)為陽(yáng)極，走行軌的D區(qū)為陰極。由此可知，雜散電流所經(jīng)過(guò)的通路實(shí)質(zhì)上就是構(gòu)成了兩個(gè)串聯(lián)的腐蝕電池。即：

電池1：A走行軌（陽(yáng)極區(qū)）→道床、大地→B埋地金屬管線（陰極區(qū)）

電池2：C埋地金屬管線（陽(yáng)極區(qū)）→大地、道床→D走行軌（陰極區(qū)）

根據(jù)電化學(xué)腐蝕特點(diǎn)，可知埋地管線的陰極區(qū)帶負(fù)電，一般不會(huì)受到腐蝕的而影響，但是若電位過(guò)負(fù)，有可能發(fā)生析氫腐蝕，造成管線防腐層的剝離；而在埋地管線的陽(yáng)極區(qū)則會(huì)發(fā)生激烈的電化學(xué)腐蝕，若管道上比較潮濕，可以很明顯的看見(jiàn)反應(yīng)現(xiàn)象。

當(dāng)外界環(huán)境不同時(shí)，在管道上會(huì)發(fā)生不同的電化學(xué)反應(yīng)，其腐蝕反應(yīng)方程如下：

（1） 析氫腐蝕

陽(yáng)極：2Fe→2Fe 4e

陰極：4H 4e→2H₂↑ （無(wú)氧酸性）

4H₂O 4e→4OH 2H₂↑ （無(wú)氧中性、堿性）

（2） 吸氧腐蝕

陽(yáng)極：2Fe→2Fe 4e

陰極：O₂ 2H₂O 4e→4OH （有氧酸性）

上述兩種反應(yīng)通常都會(huì)生成Fe(OH)₂,但是Fe(OH)₂很不穩(wěn)定，從管道表面析出時(shí)很容易受到氧化變成Fe(OH)₃。生成的Fe(OH)₂會(huì)繼續(xù)被介質(zhì)中的氧氣氧化成棕色的Fe₂O₃·2xH₂O（紅鐵銹的主要成分），而Fe(OH)₃可以進(jìn)一步生成Fe₃O₄（黑鐵銹的主要成分）。雜散電流會(huì)將金屬電解分解成氧化物或鹽類(lèi)，雜散電流具有集中腐蝕的特點(diǎn)，若雜散電流集中于管道的某一點(diǎn)，那么經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的時(shí)間后，管道很容易被腐蝕形成貫穿性小孔，導(dǎo)致管道的腐蝕穿孔。若防腐層破損點(diǎn)面積越小，管道越容易被腐蝕穿孔。

研究雜散電流成因、危害及防治 方法。雜散電流會(huì)影響有線通訊質(zhì)量、提前引爆靈敏電 雷管。