浙江浙一电气有限公司

在矿用一体化布线技术中，箱变内部安全优化需聚焦于防火、防爆、防潮、防电磁干扰及标准化操作等核心环节，通过结构优化、材料升级和智能化管理实现本质安全提升。以下从箱变内部结构优化、布线安全规范、安全防护措施、智能化监控四个维度展开分析：

### **一、箱变内部结构优化：防火防爆与空间布局**
1. **防火防爆设计**
- **全封闭绝缘结构**：采用SF6断路器、真空断路器等全绝缘设备，消除裸露带电部分，避免电弧引发爆炸。例如，美式箱变将高压负荷开关与变压器集成于油浸箱体，通过密封结构降低火灾风险。
- **阻燃材料应用**：内部电缆选用阻燃型（如KVVR、KVVP），护套具备抗酸碱、耐低温特性，防止因机械磨损或高温引发燃烧。
- **物理隔离与封堵**：在电缆进出线处及间隔间使用石棉板、防火泥封堵，避免火灾蔓延。例如，某矿区箱变火灾事故中，未封堵的电缆沟导致火势殃及全站，损失惨重。

2. **空间布局优化**
- **模块化设计**：采用“目”字形或“品”字形布局，区分高压室、变压器室、低压室，便于操作与维护。例如，欧式箱变的高压室配置负荷开关、熔断器及避雷器，实现过负荷与短路保护。
- **散热与通风**：安装机械排风装置或自然通风口，避免设备过热。美式箱变因变压器冷却片直接对外散热，散热条件优于欧式箱变，但需防止“烟囱”效应助燃。

### **二、布线安全规范：标准化操作与防护**
1. **电缆选型与敷设**
- **截面积匹配**：根据传输距离和电流需求选择电缆截面积，避免电压降和发热问题。例如，矿区长距离布线需增大截面积以减少损耗。
- **路径规划**：避开潮湿、易燃易爆区域，缩短布线距离以降低信号衰减。电缆走向需保持最小弯曲半径（≥6倍外径），防止导体和绝缘层损坏。
- **固定与保护**：使用防火阻燃线夹或支架固定电缆，固定点间距≤1.5米。转弯处加装保护套管，防止锐利边缘割伤。

2. **接头制作与密封**
- **防爆接头盒**：接头必须使用专业防爆接头盒，密封胶和绝缘材料需可靠，确保防水、防尘、防腐蚀。
- **施工标准**：电缆头安装需一人操作、一人检查，并采取记名措施，终身追溯责任。例如，某矿区因电缆头接触不良导致发热，最终引发绝缘击穿和火灾。

### **三、安全防护措施：多层级保护机制**
1. **过载与短路保护**
- **高压侧保护**：配置断路器或负荷开关-熔断器组合，熔体额定电流按公式 \( I_{rr} = K \cdot I_{g\max} \) 计算（K取1.3）。
- **低压侧保护**：总断路器选用框架式智能型，短延时过电流脱扣器整定时间0.6秒，确保与下一级断路器级差≥0.2秒。

2. **接地与防雷**
- **接地网络**：接地导体采用铜质，横截面积≥30mm²，埋深≥1米，并增加垂直接地极以降低电阻。
- **避雷器配置**：高压侧安装避雷器，每年雷雨季节前后进行预防性试验，确保正常工作。

3. **环境适应性**
- **防潮措施**：敷设环境保持干燥，配备排水装置和防水罩。电缆入口及穿墙孔密封处理，防止水汽侵入。
- **机械保护**：电缆经过车辆通行处需铺设钢管或铠装电缆，增加抗冲击能力。

### **四、智能化监控：实时预警与远程管理**
1. **温度监测**：利用红外测温仪监测接头处温度，预防过热现象。例如，某箱变通过温度异常预警，及时发现并处理了电缆头接触不良问题。
2. **烟雾报警**：安装烟感报警器，调整位置以早期发现烟雾。某矿区因烟感报警器安装位置不合理，未能及时预警火灾，导致损失扩大。
3. **远程操控**：通过微机综合自动化系统实现遥测、遥信、遥控、遥调，无需专人值守。系统可远程设置参数、控制温湿度，并实现烟雾报警和图像监控。

### **案例分析：事故教训与改进方向**
- **某矿区箱变火灾事故**：
- **原因**：电缆头安装接触不良，导致发热氧化；上级变电所微机保护系统设置不当，未发出接地报警；烟感报警器位置不合理。
- **改进**：严格电缆头安装工序，采用责任追究制；检查微机保护系统，消除单相接地不报警隐患；增加烟感报警器数量并调整位置；封闭箱变下部通风口，避免“烟囱”效应。

### **结论**
矿用一体化布线技术中，箱变内部安全优化需以**防火防爆为核心**，通过**结构模块化、材料阻燃化、布线标准化、保护多层级化**实现本质安全。同时，结合**智能化监控**实现实时预警和远程管理，可显著提升矿区供电系统的可靠性和安全性。未来应注重从设计到维护的全生命周期管理，推动标准升级和技术创新。