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【关键词】煤矿;动力电缆;敷设方法;维护
引言
煤矿井下电缆敷设、连接是井下供电安全和机电管理中的重要环节,由于井下电缆容易受潮和受到损伤,易发生事故,必须科学地进行敷设、连接、维护和管理,保证煤矿的正常生产和经济效益的提高,下面笔者就此问题进行具体的阐述,以供同行探讨。
1 电缆敷设方法
1.1 敷设地点与位置
煤矿井下电缆沿井筒和巷道的敷设,必须符合可操作和安全条件。立井开拓时,为便于电缆检修和受损伤,电缆应敷设在副井井筒中,不宜敷设在主井井筒中。木支架的立井井筒,不允许敷设电缆。斜井开拓时,在用机械提升的进风倾斜井巷中,不应敷设电缆,主要是防止矿车脱轨等事故,电缆遭机械损伤。如果必须在上述井巷敷设电缆,必须采取安全措施。如电缆不设接头、保护装置齐全、支架完好、设电缆槽或隔墙,并定期检查、除杂物、煤尘及煤,避开人流等。
1.2 悬挂方法
在立井井筒中或倾斜角为30°以上的井巷中敷设电缆时,应使用夹子,卡箍等装置进行固托,以承载重量、使电缆不承受拉力的作用。在水平巷道或倾斜角30°以下的井巷中,用吊勾悬挂电缆并有一定的伸缩度,电缆的悬挂高度,应使电缆在出现矿车掉道时不受砸撞。在立井井筒中敷设的电缆,中间不应有接头。如必须接头应设在中间水平巷道中,或设接线盒,以便检查、维修。在木支架或金属支架基道中,应采用帆布带挂电缆。电缆悬挂点的距离,在水平基道或斜井基内,不应超过3m,立井井筒内,不应超过6m,钻孔内为1.5~2.0 m。硐室内和木支架及采区井基内的锁装电缆,必须剥除外黄麻护层。
1.3 管、线定位方法
电缆不应悬挂在风管或水管上,当电缆与通风供水管路同侧敷设时,电缆必须敷设在管路上方、并保持0.3 m以上的距离。井筒和巷道内的其它线类应同动力电缆分挂井基两侧,如受条件限制,井筒内敷设应距电缆0.3 m以上。
2 电缆连接方法
2.1 电缆接头的连接
电缆在连接时,接头的连接要符合以下的要求,芯线的连接良好,接触电阻要小而稳定。接头处要有足够的抗拉强度,不应低于电缆芯线强度的70%,绝缘强度不应低于原有值。两根电缆的铠装、铅色、屏蔽层和接地芯线都应有良好的连接。电缆接头连接处的密封好,以防止水分、潮气的侵蚀。
2.2 电缆芯线的连接
焊接、压线螺栓连线和绑系等是电缆芯线连接的主要方法。其中焊接的连接方法接触电阻小、不发热、连接牢,主要运用于铜芯电缆间的彼此连接。压接方法简单可适用于铜芯、铝芯电缆的连接,压接铝芯时,要采取措施消除铝丝表面的氧化膜。用螺栓连接时,除有接线耳或压成板外,还要有防松螺母、垫圈、防止因松动产生脱落现象。
2.3 橡套电缆的连接
橡套电缆可用电缆接线盒,也可用插销连接器等方法连接。但不准电缆与电缆之间直接连接。在连接屏蔽橡套电缆时,要将连线处的原屏蔽层剥除,将芯线上粘的碳粉清洗干净,再在芯线上缠绝缘胶带,提高绝缘程度,操作完毕后,最好在它的外面绕包一层导电橡胶带,保持屏蔽的连续性。在将屏蔽电缆与电气设备连接时,芯线橡胶绝缘蔽层同样要剥除,剥除长度要与外护套长度相同,然后将绝缘层和芯线上的面粉清洗干净。否则容易造成漏电。
2.4 铠装电缆的连接
连接铠装电缆要先制作电缆头,制作时要处理好芯线三叉处绝缘,因此要在芯线三叉口与铠装层之间留有一段适当长度的铅包层,三叉口处不能用纤维材料缠包,在将两段电缆连接好后,用铸铁或钢质接成盒加以固护,并在盒内灌满绝缘混合物,不留空隙,再用铅皮制作铅接线盒,并将接线盒两端与电缆的铅皮焊接、密封好,安装一个铸铁或钢质外壳保护。
3 电缆的维护与管理
3.1 电缆的日常维护与检查
移动设备和易出问题的部位,所用的电缆。要责任到人,班班检查、维护、在采煤工作面或掘进工作面附近,电缆超长部分要呈S型挂好,并预防炝崩、石砸或受外力接、压而损坏。低压电网中的防爆接线盒,应由专人定期清查,检查接成连接情况和有无松动、是否过热。电缆的悬挂情况由专职人员每日巡回检查一次。高压铠装电缆的金属铠装如有断裂应及时绑扎,高压电缆在巷道中跨越电机车的架线应加橡胶物覆盖,电缆线路穿越彬水区时,要有接线盒,并严密遮盖。主井井筒中的电缆的日常检查和维护,至少同时有两人进行,固定电缆的卡子松动和损坏,要及时更换。
3.2 电缆的定期检查与维修
电缆的定期检查要制度化、责任到岗位、到人。固定敷设的电缆的绝缘情况,要检查一次悬挂情况,并进行外部检查。移动电气设备的橡套电缆绝缘,每月检查一次。高压电缆泄漏和耐压试验每年进行一次。矿井井下供电专职人员与维修人员要对生产采区的电缆负荷情况,每月检一次。以上检查的结果要作好记录,对于不合格的电缆要及时维护处理和更换。
3.3 电缆的综合管理
各矿机电部门必须建立电缆管理组织,进行集中管理、统一发放、补修和实验,做到条条有编号,对于运行中的电缆要指定专人负责。为防止井下电缆丢失、损坏等现象,实行电缆的领取、回收制度,对于电缆的使用要作出设计,电缆的更换、必须进行检查、清查原因找出责任人,事故责任者要按照有关规定处理。为保证安全,电缆入井、出井交有签证,高压电缆使用,除检查制度外,还要执行挂牌制度,以便识别和管理,标志牌应注明电缆的型号、规格、长度、用途、管理人。矿井的各个单位必须有供电系统示意图和设备、电缆图板、标明各条电缆的具体情况,做到反映真实、准确。
关键词:矿物绝缘电缆;应用;问题与措施
Abstract: in modern distribution system in mineral insulated cables has the extensive use of the space, the watery, durable sex, resistant safety and reliability. Construction is convenient and economy is the traditional power cables that can't replace. We'll take the high value!
Keywords: mineral insulated cables; Application; Problems and measures
中图分类号:TM246文献标识码: A 文章编号:
我们通常所说的矿物绝缘电缆其实是一种无机材料电缆。这种电缆外层为无缝铜护套,护套与金属线芯之间是一层经紧密压实的氧化镁绝缘层。按用途不同可分为:配线电缆,加热电缆和加热元件。一般来说,它有两层含义:第一是不自燃,杜绝因自燃引起火灾的可能;第二是不助燃,不延燃,杜绝通过电缆传播火焰的可能。其实矿物绝缘电缆在国外已有上百年的生产、应用历史,在国内也有近三十年时间,其性能已历经近万个项目的实践应用证明,同时由于矿物绝缘电缆优越的性价比,使其由推广型产品转变为规范型产品。但是目前在其应用方面还存在很多问题,需要我们采取措施加以解决!
1.矿物绝缘电缆在施工中的优势与影响
矿物绝缘电缆在施工中的优势非常的多,全部列举出来有很大的困难,因此只能介绍几种比较重要的优势。第一就是施工中能够耐住高温,矿物绝缘电缆可耐连续操作温度可以高达200多摄氏度。但是,在紧急情况下,矿物绝缘电缆可在接近铜护套熔点的温度下,在短时间内继续操作。并且寿命很长,专家介绍说在矿物绝缘电缆中应用的无机材料,可保证电缆具有稳定性、寿命长和耐火性。
第二就是防爆性和外径小矿物绝缘电缆中高度压实的绝缘材料,可阻止蒸汽、气体和火焰在与电缆连接的设备零件之间通过。同时矿物绝缘电缆的直径比其他额定电流相同的电缆要小。 第三就是能够防水和机械强度高,如果将矿物绝缘电缆完全浸在水中,借助其无缝金属护套,矿物绝缘电缆可继续操作。并且矿物绝缘电缆坚固耐用,可经受剧烈的机械破坏,而不会损害其电性能。第四就是安全性能高,据统计,2011年我国施工工地火灾发生次数占火灾总次数的31.2%,造成的损失为总损失的49.2%。2010年相应比例为29.3%和43.5%,施工工地火灾的发生次数以及所造成的损失均属各类火灾之首。据分析,其中由线路引发的火灾占施工工地火灾的一半之多,所以合理地选择电缆是避免施工工地火灾或即使发生火灾也能可靠保证消防设备供电的连续性,进而尽早灭火,减少损失的重要环节。矿物绝缘电缆在这一方面有突出的作用!第五就是矿物绝缘电缆能够耐机械损伤,我们知道,由于电缆的金属护套有一定的强度和韧性,氧化镁在电缆加工过程中又是经过高度压缩的,所以电缆在遭受弯曲、压扁、扭转等变形时,芯线之间以及芯线和护套之间的相对位置保持不变,不会产生短路,也不会影响电气性能。
矿物绝缘电缆在施工中又有哪些影响呢?通过理论探讨与实践经验,特别是从规范与技术方面来看,总结出来有以下几点:首先就是使工程技术含量变高,我们知道,有些矿物绝缘电缆的材料并不是人们一般用的有机材料,而是像“沙子”式的氧化镁粉末,因此能耐高温。我们用在高温的设备上直接敷设。过去遇到这种温度很高的设备上面敷设线路,经常因为温度高而放大电缆截面,因为温度高,载流量降低了。但是,对施工地方的高温环境,可以用很多种耐高温电缆,虽然有的时候也还存在一些问题。但是用这种电缆,避免了电路电线老化的问题。在高温设备上,甚至不需要线槽了。这样就在无形中提高了工程的技术含量。
其次就是如果使用矿物绝缘电缆的话,那么对施工工人的操作要求会变高,让施工过程必须连续进行,一次完成,以免矿物绝缘电缆头受潮或在试验时漏电流过大。由于矿物绝缘电缆的绝缘体为氧化镁,而氧化镁吸潮能力特别强,所以在施工中一定要特别注意避免碰坏电缆的外护套,而对于电缆的分段及电缆端头密封的损坏一定要及时重新密封,以免潮气进入电缆造成绝缘电阻不合格。这样就使得的施工工程的质量会有充分的保证。最后就是对工地的防火有很大的好处,矿物绝缘电缆的制造材料一般都具有1000多摄氏度以上的较高熔点,因此防火电缆即使在1000℃高温火焰条件下也能发挥正常的输电功能,是一种真正意义上的防火电缆。这样就保证了工地火灾的发生可以降低到最小的程度!
2.矿物绝缘电缆应用存在的问题
2.1经济方面吸引力不够
矿物绝缘电缆的经济性一般要从两个方面考虑:一是初投资、二是运行费用。从初投资方面,由于矿物绝缘电缆的结构与材料和其他电缆不同,同截面电缆单位长度的价格要比聚氯乙烯绝缘电缆高,因此矿物绝缘电缆在使用时花费相对来说就比较大。
2.2电缆型号比较难选
我们知道,对于矿物绝缘电缆,常用的有油浸电缆、聚氯乙烯、交联聚乙烯电缆等等,根据使用场合的不同,又延伸为不同种类的特种矿物绝缘电缆。目前,随着生产技术和生产工艺的不断提高,交联聚乙烯电缆已成为使用最广的矿物绝缘电缆产品,因此在矿物绝缘电缆选型时就导致了一个型号的问题,因为这与其材料是密切相关的!
2.3矿物绝缘电缆截面积的选择不好把握
矿物绝缘电缆截面积的选择,关系到投资多少、线路的损耗和电压质量、电缆的使用寿命等。如选用截面积偏小,会导致电压质量下降、线路损耗过大,严重的甚至电缆过热烧毁;截面积过大,则会使初期投资太高。因此应根据负荷预测。同时在三相四线制低压电网选用电力电缆时,还要考虑零线截面积的选择,在公用低压网络中,由于受用户因素影响较大,三相负荷平衡难以控制,为改善电压质量,降低线损,矿物绝缘电缆截面积应该与相线截面积相同。但是目前都做得不够好。
2.4矿物绝缘电缆的材质存在很大问题
单纯从电缆来看并不能看出,要看使用情况,是否易断、拉丝退火后电阻和表面质量是否良好、在暴漏在空气中的抗氧化能力等来综合区别。这些都不好把握,但却都是会对施工产生致命的影响的问题。
3.解决这些问题的措施
3.1注重电缆包装
电线电缆产品的包装与其它产品一样,凡是生产产品符合国家标准要求的大中型正规企业,生产的电线电缆很注重产品包装。选购时注意包装要精美,印刷要清晰,型号规格、厂名、厂址等齐全。防止矿物绝缘电缆的材质存在问题,影响工程的质量。
关键词:煤矿供电 电缆冷缩头 经济效益
中图分类号:TD6 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2012)010-040-02
1 引言
我矿是一个改扩建矿井,自1982年建矿以来,从一个只有21万吨的小煤窑逐步发展到目前年产量近80万吨的中型矿井,生产水平随着时间的流逝逐渐向深处延伸,目前我矿的生产水平已经从-190水平逐步向-300水平以至-600水平延伸。煤炭产量的增加,矿井供电线路的增长带来了投资成本与煤炭成本的增加,其中供电方面的投入也越来越大,电缆就是其中一项重要的投入,电缆的连接问题由此而来。
近年来我矿逐步淘汰了电缆接线盒的连接方式,改用方便的电缆冷缩接头进行连接,该接线方式操作方便、用工少、故障率低而且接好之后免维护,极大的改善了我矿的供电质量,为我矿节约了大量的生产成本。
2 高压电缆冷缩技术的优点
(1)改变了传统电缆采用高压接线盒或自制接线盒的连接模式,采用新型绝缘材料(如聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯等多种材料组分)的绝缘带、冷缩管等新技术。
(2)减少了制作电缆连接装置的时间,此种工艺简单,约45min即可完成一个连接头的制作。
(3)减少了供电事故,冷缩电缆连接装置由于绝缘强度高,使用寿命长,因此在供电系统中发生的短路事故大大降低,保证供电系统的安全。
(4)具有重量轻的特点,以90mm2电缆连接为例,重量约为2kg,而采用防爆接线盒的重量为43kg。
(5)冷缩电缆终端还具有绝缘可靠,密封性好,安装简便,运用广泛、外观漂亮等优点,特别适用于石油、化工、矿山等易燃的行业。
3 冷缩式中间接头的安装要求
(1)中间接头的主体需采用进口硅橡胶材料整体成型工艺,即保证所有内屏蔽、外屏蔽、主绝缘和应力控制部分为一个整体,确保相互之间无分层、无气隙,无需单独绕包胶带来恢复内电极或应力控制层。
(2)中间接头的外屏蔽层必须为模制方式,并保证有一定厚度。
(3)中间接头防水层恢复须采用多层绕包弹性防水自粘带的方式,具有优良的防水特性,为保证较好的散热性能,不得采用灌胶方式恢复防水。同时应能提供第三方出具的长期泡水运行证明。半重叠单层绕包的防水胶带需要通过80kgf水中保气试验,15分钟无泄漏。
(4)中间接头应有机械强度良好的装甲带作为外层保护,外保护套应具有与电缆金属铠装的相同的机械强度。绕包五层装甲带成直径约8cm的圆柱体,完全固化后,能承受1.2kN的压力不变形,不松垮。
(5)中间接头内部和电缆主绝缘表面须采用不会被吸收或者干涸的绝缘混合剂以增强电气性能,绝缘混合剂必须不含硅元素且长时间呈液体状态,以填充气隙,降低局部放电水平。
4 冷缩式电缆中间接头的安装工艺
(1)两根待接电缆两端校直、锯奇。将电缆剥开处理,打磨光剩余铠装表面,清理外护套表面,并将剥切口以下50-100mm外护套及内护套打磨粗糙。
(2)按E=1/2连接管长+3mm切去绝缘层。半导电层末端用刀具倒角,使半导电层与绝缘层平滑过渡。用细砂纸打磨绝缘层表面,以除去残留的半导电颗粒。一端套入铜网,另一端装入冷缩接头主体,拉线方向自一端向另外一端。
(3)装上连接管,进行压接,打磨连接管上的棱角、毛刺,清理金属颗粒。按照合适的尺寸用PVC胶带做好左、右安装限位线。
(4)用清洗斤清洗绝缘层表面,待清洗剂干燥后在绝缘层上均匀抹一层硅脂。将接头对准右安装限位线抽去支撑条收缩,在接头收缩到中心标识后马上校对接头中心标识到右安装限位线合适的尺寸,核对后继续收缩,尾头对齐左安装限位线。
(5)抹去多余的硅脂。在中间接头两端的半导电层用砂布打毛后绕防水胶带(涂胶黏剂一面朝里)直至中间头上。拉开铜网,在装好的接头主体外套上铜网。
(6)每相加一根接地铜编织线,把接地铜编织线和铜网两端一起用恒力弹簧在铜屏蔽上扎紧。并在恒力弹簧处绕PVC胶带。
(7)三相并拢整理,恢复内衬物。在电缆内护套上绕填充胶,从内护套一端以半搭包式绕防水胶带至另一端内护套(涂胶粘剂一面朝里)。
(8)用接地铜编织线和恒力弹簧连接两端的钢铠。在电缆外护套及恒力弹簧上绕填充胶,从外护套一端以半搭包式绕防水胶带至另一端外护套(涂胶粘剂一面朝里),与两端外护套分别搭接60mm。
(9)以半搭包式绕装甲带,安装完毕(装甲带使用方法:带上橡胶手套,打开装甲带的外包装,倒入清水直至淹没装甲带。轻压3-5下,并浸泡10-15秒,倒出清水后绕在规定位置。放置20-30分钟后再移动电缆)。
5 冷缩电缆终端头安装的要求
安装基本要求:电缆终端头是电缆线路中最薄弱的部分,其安装质量的好坏直接关系着电缆线路的运行安全,必须给予足够的重视。
(1)安装电缆终端时的首要任务是防潮,因此应避免在雨天、雾天、大风的天气时安装电缆头,平均气温低于0℃时,应采取相关加热措施。
(2)施工过程中要保证手和工具、材料的清洁,操作时不应做其他无关的事情,最好按照说明要求戴专用手套。
(3)进行安装之前应预先检查电缆终端规格是否同电缆规格相一致,检查电缆终端各部件是否齐全,检查出厂日期,检查包装(密封性)等等,防止剥切尺寸发生错误以造成电缆终端的浪费或者电缆终端头的制作失败。
6 冷缩电缆终端安装的基本操作工艺
(1)剥外护套:按照现场实际制作长度的需要,预留合适的电缆头长度,并将需要去掉的部分电缆外护套用弹簧刀割去。
(2)锯钢铠:暂用恒力弹簧顺钢铠将钢铠扎住,然后顺钢铠包紧方向锯一环形深痕(不要锯断第二层钢铠,以防伤到电缆),用一字螺丝刀撬起(钢铠边断开),再用钳子拉下并转松钢铠,脱出钢铠带,用砂纸打磨锯断处的毛刺使其边缘圆滑。整个过程都要顺钢铠包紧方向进行,不能让电缆上的钢铠松脱。
(3)去除填充物,分开线芯。
(4)剥内护套:用弹簧刀割去需要去除部分的内护套,但不要损伤到电缆芯线。
(5)安装接地线:用恒力弹簧将两根接地线分别与电缆铜屏蔽层及铠装层连接。
(6)安装冷缩3芯分支(安装之前需先清洁电缆护套及安装分支指套处)。
(7)套装冷缩护套管(按电缆附件说明书的要求进行)。
(8)铜屏蔽层处理:在电缆芯线分叉处做好色相标记,并正确测量好铜屏蔽层切断处位置在切断处内侧用铜丝扎紧,顺铜带扎紧方向沿铜丝用刀划一浅痕(注意不能划破半导体层),慢慢将铜屏蔽带撕下,最后顺铜带扎紧方向解掉铜丝。
(9)剥除外半导电层,保留距铜屏蔽开口10-20mm外半导电层,剥切要干净,但不能伤及线芯绝缘。对于残留的外半导电层可用清洗剂擦净或用细砂布打磨干净。
(10)清洁主绝缘层表面:用专用清洁剂擦净主绝缘表面的污物,清洁时要注意应从绝缘端擦向外半导层端,一般不要反向擦,以免将半导电物质带到主绝缘层表面影响清洁的效果。
(11)安装冷缩电缆终端管:内附应力控制管,应力控制管是控制电缆终端电场分布的重要部件,必须注意应力控制管的安装位置,此项工作要严格按照说明书的要求进行。
(12)安装接线端子和冷缩密封管:测量好电缆固定位置和各相引线所需长度,并锯掉多余的引线。测量接线端子压接芯线的长度,按合适尺寸剥去主绝缘层,压接线端子。打磨处理压接处的毛刺,接线端子与主绝缘层之间用用绝缘带包平(压接痕也要包平),套冷缩密封管。
(13)安装时的注意事项:安装时,必须轻拿轻放,防止电缆头外护套损伤。
7 冷缩接头的检验及维护
(1)现场安装后应进行验收试验。
(2)产品运行维护。
本电缆接头安装成功后运行中基本免维护,由于随着使用时间的增长,在绝缘外表面会造成不同程度的积污现象,所以为了安全运行和清洁美观,可根据脏污清况,至少在3年内进行清扫,清扫时额布蘸清水擦试即可。
8 使用效果评价
近年来,该冷缩电缆接头已经在我矿的井下主要大巷、井底车场、固定的机房硐室等铺设的高压电缆中逐步采用,极大降低了我矿的电气事故,尤其是电缆短路事故,大大减少了由于全矿井停电而给生产和安全带来的事故,提高了全矿的供电质量,保证了矿井的安全生产,得到我矿使用单位的一致好评,我觉得该技术值得向大家推广使用,或者可以说高压电缆冷缩技术在煤矿上推广应用是势在必行。
参考文献:
95平方电缆能负载110千瓦。95平方电缆安全载流量是278A,一般工业电缆内是三根95平方电缆并排在一起,温升会比较大,所以需要乘以有效系数0.7,278×0.7=195。
电缆有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆、矿用电缆、铝合金电缆等等。它们都是由单股或多股导线和绝缘层组成,用来连接电路、电器等。
(来源:文章屋网 )
我叫xxx,是建井一处班煤技校2011级学生。2011年已离我们而去,回顾这学期的实习经历,感受是深刻的,收获是丰硕的。
为了工程处生产目标和二矿可持续发展,2011年8月我们全队职工来到二矿北山第八项目部。施工-700米配套工程,先后建设井底绕道和井底水仓,现在施工管子道。以前干过巷道和暗立井,通过这两个项目的施工受益匪浅,也打开了视野,增长了见识,为我以后进一步走向工作岗位打下坚实的基础。
一作为一名井下电工,浅先介绍一下供电系统
地面变电所供电采用双回路供电,进出线电缆均选用yjv22-10-3120型10kv铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆,电缆附件选用wrsy-331-2型交联电缆热缩型户外终端头和jrsy-331-2型交联电缆热缩型中间接头,并有独立的供电间隔.供电的可靠性、安全性好。变电所的接线方式为单母线分段,安装kygd-z高开柜,jsnp2313智能型微电脑保护装置,每台高开柜具有选择性漏电保护功能;低压开关柜选用矿用一般型kydd-z开关柜,具有以下功能:(1)、封闭式结构;(2)、近控、远控操作功能;(3)、微电脑后台操作系统。安装两台s11-630/6/0.4主变压器,一台工作,一台热备用.入井为双回路供电,入井选用myjv22-6-395高压交联电缆,由地面变电所直接敷设至井底变电所。井底变电所安装两台矿用防爆型干式变压器kbsg-500/6/0.69,一台工作,一台热备用,安装kbz-400馈电开关,输送各分队和井底泵房,还有信号综保供大巷照明。
二煤矿机电安全 shixi.exam8/
1矿用电气设备防爆的重要性
电气设备在正常运行或故障状态下可能出现火花、电弧、热表面和灼热颗粒等,它们都具有一定能量,可以成为点燃矿井瓦斯和煤尘的点火源。大量统计资料表明,电火源是井下瓦斯爆炸的主要点火源,约占50%左右。而且随着煤矿井下电气化程度的提高及井下电气设备电压等级的提高,电气设备的事故更易发生,因此搞好电气设备的防爆,对防止瓦斯、煤尘爆炸具有十分重要的意义。
2矿用电气设备防爆的基本措施
关键词:煤矿;供电;安全管理
中图分类号:td163 文献标识码:a
煤矿供电系统是煤炭企业生产的主要动力来源,矿井的大部分设备都直接或间接地以电力为动力,一旦电力中断,生产将被迫停止。煤矿供电与其他企业相比有着很大的差别。其主要特点是高压、低压都高于地面工厂企业,换句话说,地面供电的电压等级煤矿可用,但煤矿供电电压等级工厂都不用,有交流电同时还有直流电,有普通电器也有隔爆式电器,井上井下系统比较复杂。井下供电不仅是井下变电所和配电点分散,供电距离长,又受巷道窄矮环境限制,电气设备和供电电缆随时都可能遭受挤、压、砸、水浸的自然恶劣环境的威胁,由于矿井湿度达90%以上,使电气设备绝缘容易受潮发生接地漏电短路、人身触电等事故。万一隔爆电气设备失爆,又容易引起矿井瓦斯和煤尘爆炸事故,其危害之大,后果之严重都是无法预计的。为此要加强矿井供电安全管理,确保煤矿安全生产和职工的身心健康不受到伤害,促进矿井的和谐、健康、可持续发展。
1 因管理失误引发的灾害
1.1 矿井突然停电。中断矿井通风,使全矿井或局部作业场所的有毒或爆炸气体积聚,使人窒息中毒;中止矿井提升,不只是不能提升煤炭,而使竖井井下人员不能及时升井,若井下恰遇险情职工无法脱离险区,救护人员也无法入井救护;矿井不能排水,若储水仓已满有可能造成淹井事故;引起矿井生产秩序混乱,给职工心理带来恐慌。
1.2 漏电。产生火花能引起瓦斯煤尘燃烧或爆炸,引发火灾;机电设备不应带电的部位有电,会造成人身触电至死亡;引起电雷管火药爆炸,导致人员伤亡、冒顶塌方事故;铠装电缆漏电接地导致系统过电压,击穿设备绝缘,造成系统多处短路和接地,使系统瘫痪,扩大事故范围而造成灾害。
1.3 异常过电流。引起火灾使矿井工作人员窒息,烧毁矿井;由于电缆接触不牢,电流引起芯线过热,而烧断电缆芯线从而中断供电,引起火灾。
1.4 误送电。容易发生一人或多人触电伤亡事故;设备自行启动烧毁设备,使作业人员伤亡;引起瓦斯积聚,堆积煤尘,使不应送电的设备突然有电,导致重大事故。
2 确保矿井安全用电措施
2.1 井下保护接地网。为了避免人身触及设备外壳时发生危险,因设备意外漏电致使外壳有电,应遵照《煤矿安全规程》第448条规定,必须设置保护接地网。凡井下电气设备外壳,铠装电缆统包层及钢带外皮和接地芯线,正常不应带电的部位必须与接地网联接。矿井主接地极应用钢板或镀锌的钢板等制成面积大于0.75m2,厚不小于5mm,埋放在井下主、副水仓中各一块,《煤矿安全规程》和《矿井保护接地装置的安装检查测定工作细则》中均有明确规定。
2.2 井下漏电保护。发生漏电致使人身触电,雷管火药误爆炸,引起瓦斯事故,长时间漏电会引起重大突出性恶性事故,而在接地电流作用下造成短路引起火灾等重大事故。因此《煤矿安全规程》第423条规定,必须装有矿井漏电保护装置,其装用率和装用合格率都必须是百分之百。其作用有:(1)对保护的供电系统进行绝缘监视。(2)漏电时立即切断电源。未装有漏电保护装置的设施的供电系统,不准送电运行,发生漏电故障而跳闸的网路要及时查清原因,消除故障方可送电;未查清排出故障前,不准用绳捆绑强制送电,或拆除漏电保护。任何人都无权停用漏电保护装置。对漏电保护装置的使用管理应严格遵守《矿井漏电保护装置使用管理、维护细则》的决定。
2.3 煤电钻综合保护装置。煤电钻综合保护装置,是专为保护煤电钻使用者,以及防止工作面突然损坏煤电钻电源电缆,发生意外事故而设的。有供电变压器,有漏电、过电流、
断相保护剂远程控制装置,装在防爆壳体内,具有超前断电的保护作用。只有打眼操作时合上煤电钻开关,煤电钻的电缆才能有电,这样就有效防止了电缆被挤、砸破皮或断线造成事故。
2.4 低压电网的过电流保护。过电流保护的整定值是系统正常运行的保证。它是经系统设计计算后得来的,不同的供电、馈电开关都有不同的规定值。整定后具有:(1)选择性好。它只切除过电流的电路,不应影响其他电路。(2)可靠性强。只在过电流动作,电机启动及正常运行中不误动作。(3)过流动作迅速。过电流整定值,不经整定程序,任何人均无权改变整定值或任意自行调整。
2.5 使用矿用隔爆电气设备。根据《煤矿安全规程》规定,煤矿井下要使用矿用隔爆型电气设备。在变电硐室内的变压器可用矿用安全型的;低压动力设备要用矿用隔爆型的,通信信号、测量仪表要用安全火花型或本质安全型等。
2.6 强化电力设施管理。由于煤矿企业位置一般较偏,电源线路较长,影响线路安全运行的情况时有发生,因此煤矿为保障自身利益的同时,要加强与当地政府和执法部门的沟通,依靠执法部门打击偷盗破坏电力设施行为,保证煤矿线路的安全。各电力企业应在各级政府的统一部署和领导下,及时对政府部门公告关闭矿井停止供电;地方政府应当组织煤炭行业管理、电力监管和煤矿安全监管等部门,加大对非法转供电的整治和打击力度,做到不安全坚决不供电,杜绝外转用户的牵连事故,做到煤矿供电专网专用,保证矿井供电系统安全可靠运行。
2.7 严格遵守各项安全用电规定。严格执行煤矿供电的“十不准”:不准带电作业;不准甩掉释放装置;不准甩掉检漏继电器和煤电钻综合保护装置;不准甩掉风电闭锁和瓦斯断电闭锁;不准明火操作、明火放炮;不准用铜丝、铁丝、铝丝代替熔断器的熔体;不准对停风停电未经检查瓦斯的采掘工作面送电;不准使用失爆的设备和电器;不准在井下拆卸矿灯。煤矿井下供电必须做到“三无、四有、两齐、三全、三坚持”。“三无”是指电缆无鸡爪子、无羊尾巴、无明火接头“四有”指有过流和漏电保护、有螺丝和弹簧圈、有密封圈和挡板、有接地装置;“两齐”是指电缆悬挂整齐、设备硐室清洁整齐;“三全”指防护装置安全、绝缘用具安全、图纸资料齐全;“三坚持”指坚持使用检漏继电器,坚持使用电煤钻、照明和信号综合保护、坚持使用瓦斯电和风电闭锁。
结语
总之,煤炭行业是我国国民经济发展重要的支柱产业,在国民经济的发展中占有重要的地位。电力是煤矿生产的主要能源,要想保证煤矿的正常生产,必然要保证供电的安全,做好安全管理是重要前提,在实际中一定要引起足够的重视。
参考文献
关键词: 煤矿铁路; 道口栏门; 防倒退;电路设计Abstract: This paper is based on the part of mine railway crossing alarm in the automatic level crossing signal train near the gate of protection, has repeatedly appeared attendant operation bar door is fully closed, the train is not through the crossing when the door automatic door bar problem, design a set of the automatic level crossing signal and fence gate control circuit two independent control division circuit formed back circuit barrier door interlocking relationship, eliminate the crossing road accidents caused by bar door automatic door hidden danger, ensure the safety of the lives and property of the people safe and railway.
Keywords: Coal railway; crossing bar door anti-backing; circuit design;
中图分类号:TN108.7 文献标识码:A 文章编号:
0引言
随着我国经济的蓬勃发展,地方基础设施的飞速建设,造成公路与铁路频繁交叉,道口已成为当前维护铁路运输能力,保证道路、铁路行车安全的重要环节,因此道口安全问题变得更加严峻。然而铁路道口是一个涉及多个管理部门(铁路、公路、地方等),由人(驾驶员、交通参与者)、车(机车、汽车等)、设备(道口特性、安全装置、公路几何线形等)、环境(天气、视距、车速等)组成的复杂系统,是铁路运输安全生产中的薄弱环节,也是道路运输的危险地段。铁路道口事故不仅会造成铁路运输中断、严重影响交通系统的运行,还直接威胁着交通参与者的人身安全,导致人民生命和财产的损失。只有不断提高道口设备的技术水平,才能有效杜绝道口事故。
1概况
永煤矿区铁路全长120公里,有人看守道口17座,其中栏杆防护道口11座,栏门防护道口6座。在栏门防护道口曾出现在道口自动信号报警列车接近时,值班员操作运行栏门完全关闭后,列车还没有通过道口时栏门又自动开门问题,在道口值班员发现后及时关闭,才避免有人看守道口的事故发生。虽然对看守道口的道口工经常进行教育提醒,但同样的现象还是会发生。这就迫切需要我们采取技术手段来消除道口行车事故隐患,全力保证行车安全。
2解决方案
2.1制定措施
通过对道口栏门误动的原因分析,以及道口自动信号报警栏门关闭的时机及电路原理。研究设计出一套将道口自动信号和防护栏门控制电路两个独立控制分开电路之间形成联锁关系的栏门防倒退电路(见图一)。在列车接近道口时使栏门只能向关门方向运行。该项目实施后可有效防止人为和设备因素对整个道口系统安全运行的不利影响,避免因栏门自动开门而发生的道口路外事故,保证人们群众生命财产安全和铁路行车安全。
2.2采用的技术方案
2.2.1平时,封连继电器(FLJ)通过自动信号报警继电器(BJ)第8组前接点(采集的道口自动信号报警继电器空闲接点)保持吸起,此时栏门开、关均可,不受限制。当列车接近道口时,道口自动信号报警继电器(BJ)落下,封连继电器将失磁落下,前接点断开,4个栏门后退限位电路中的干簧管自动封连,切断道口栏门后退启动电路,此时向栏门发出操作(前进或后退)控制指令,栏门只能前进不能后退。
2.2.2在道口自动信号或封连电路发生故障时,栏门关闭后,此时需要后退栏门时,道口值班员必须将栏门控制板上的三位旋转开关转换至复位状态,中间继电器吸合,道口值班员再通过下发开门指令,栏门才能开门。
2.2.3在三位旋转开关转换至复位状态时,控制箱内的蜂鸣器将给出声、光报警,栏门开门到位后,栏门将自动停止,道口值班员将三位旋转开关转换至空位状态,蜂鸣器停止报警。蜂鸣器的报警作用主要是提示道口值班员用此按钮在进行非正常操作,注意确认公路车辆及道口接车工作的状态,防止误操作。
2.2.4在道口自动信号或封连电路故障没有修复前,栏门只能前进不能后退,每次栏门后退时都要按上述办法操作,直到故障修复处理好,栏门后退电路才能实现自动控制。
图一
图二
3 实施安全措施
3.1 改造前认真研究制定方案细则,根据现场具体情况合理选择元器件安装位置,合理规划电线路布线,控制箱配线完成后必须进行无载试验,确认完成正确后方可拿到现场进行施工。(见图二)
3.2 施工时要开好安全会,做好责任分工,材料工具组织到位后方可申请改造。
3.3 做好要点登记工作,实施期间道口栏门停止使用,道口值班员采用人工防护方式。
3.4 改造实施期间关闭栏门总电源开关,防止人员误动送电,确保施工期间的安全。
3.5 严格按照流程作业,执行标准化作业,严格禁止改动设计电路以外的信号电路设备。每项作业完毕后都要有专人反复核实确认良好方可进行下一步作业,防止漏项错项。
3.6 改造结束后先做栏门试验,再做接近信号报警试验,最后做综合连锁控制试验。人为条件试验完毕后,必须采用机车通过试验,机车通过试验时道口值班人员做好栏门故障应急处理准备工作;
3.7 试验期间必须采用最恶劣条件(人为误动、电源停电给电、栏门障碍性条件、信号停用条件看栏门、栏门故障条件看信号等),防止条件环境巧合因素造成影响;
3.8改造完成必须进行工电联合试验,确认完全符合设计要求时,向申请运输科验收,验收合格后方可交付使用,严禁无验收就投入使用。
4应用效果评价
对有人看守道口采用了栏门控制与道口自动信号控制联锁防倒退技术以后,经过一段时间试验观察,发现铁路道口设备运行更加稳定可靠,彻底解决了铁路道口在接车时栏门关闭后自动开门或误操作开门的技术难题,更为铁路道口开启、关闭栏门提供了防护条件,有效消除了铁路道口的安全系数,消除了行车事故隐患。
5 结束语
铁路道口栏门防倒退电路的设计与实施,有效解决了道口在接车时栏门关闭后自动开门或误操作开门技术难题,避免因栏门自动开门而发生的道口路外事故,该技改投入,运用以来防护栏门没有再出现过开门问题,同时电路没有因为施工质量等因素出现过故障,设备使用运行非常稳定可靠,具有极高的使用和推广价值。
参考文献:
[1] 贾胜峰,宁滨.铁路道口智能控制的研究[J].中国铁路,2005,43(7):51-53.
[关键词]黄金矿山供配电;管理与技术;安全保护;防护措施
中图分类号:F426.1;X936 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)45-0182-01
引言
由于黄金矿山生产环境复杂,井下巷道狭窄,空气潮湿,工作条件恶劣,供配电设备和电缆易受砸压而使绝缘损坏,所以井下极易发生触电、漏电及短路等一系列的故障,严重威胁矿山的安全生产及人员的人身安全。因此,加强矿山供配电管理对保障矿山的安全运行有着重要的意义。
1 供配电安全管理
黄金矿山供配电安全管理中的主要内容有:健全管理机构,建立健全安全生产的规章制度,定期进行黄金矿山供配电安全检查,实行执行工作票制度、工作监护制度、停送电制度加强安全教育以及技术的培训,做好供配电设备安全资料的管理。
在健全管理机构方面,建立三级管理机构:矿级、车间级、人员级。顶层设计,逐级落实,强化管理。在建全规章制度方面,做到规章制度完善,安全操作有章可依,根据不同的环境建立相应的供配电设备运行管理规程,监督落实管理;坚持维护检修制度,做好供配电设备的日常巡检,做好巡检记录,做好年度检修计划并认真履行,特别是对高压检修工作中应落实监护制度,做好工作间断、转移以及终结的管理。加强安全培训,定期组织学习,电工持证上岗。
黄金矿山供配电安全检查的内容主要包括:供配电系统图是否完善,检查供配电设备的绝缘有无损坏、绝缘电阻是否得合格,设备在部分是否出现了漏电的现象以及井下电缆的安全指数、各项保护措施是否接零或者接地操作,保护装置是否按照要求正常进行,安全用具和供配电灭火器材是否齐全,警示标志是否悬挂,供配电设备安装是否符合安装位置以及相关的制度是否完善等工作。
在安全教育以及技术方面主要的是从工作人员掌握的电学知识以及认识安全用电的重要性进行管理,要求作业人员要了解供配电设备的安全生产知识,有关的安全规程。对井下维修电工,要进行供配电装置的安装、使用、维护、检修,熟练的掌握电工安全操作的规程,掌握触电急救的技能;另外在黄金矿山供配电资料的管理中,应注重资料的收集和保存,对于重要的设备应建立设备档案,并保存相关技术资料及运行检修记录。
2 黄金矿山供配电安全技术
2.1 黄金矿山供配电的研究
黄金矿山供配电井下电压等级分三级:一级负荷指的是因突然中断供电会危及人员生命安全,引起重要的设备遭损坏或者是报废,造成的重大经济损失;二级负荷是因突然停电造成的直接减产;三级负荷是除了一、二、等级意外的其他负荷。
黄金矿山使用电压:高压一般为6 kV,直接用作大型动力设备的运行,如球磨机等。低压380V、220V用作日常设备用电及采场供电,127V作为照明使用,逆变直流250V为有轨运输电机车供电,逆变直流220V为高压柜操作用电。
2.2 井下供配电设备的选用
在井下供配电设备的选用中必须要采用矿用供配电设备,主要分为矿用一般型和矿用防爆型两大类。黄金矿山井下不存在瓦斯等易燃易爆物体,因此选用矿用一般性设备。
矿用一般型供配电设备是指专为矿山井下条件的不防爆的供配电设备,具有坚固的外壳,能够防止任何人员从外部直接接触带电体;有良好的封闭性,能防止来自不同方向水滴的飞溅,有防潮、防止外部固型物的性能;有电缆引入装置,并能防止电缆扭转,拔脱和损伤;开关手柄和门盖之间有机械联锁,同时在设备外壳的明显处有接地装置,并标有接地符号。这种供配电设备,在其外壳的明显处,均有清晰的永久性金属凸纹红色标志“KY”,这种设备按照BG12173《矿用一般型供配电设备》制造。
2.3 黄金矿山供配电安全保护的主要方式
在黄金矿山供配电安全保护方式中,具体的内容表现在:在中性点接地方式中,要通过金属接地与大地相连或者是中性点和大地绝缘,在安全装置中促进安全生产;在接地和接零方式中,要使设备的金属外壳以及供配电设备接触的其他金属物在出现触电中要做好保护措施;继电保护中,现阶段使用最广泛的是微机智能继电保护装置,它能够在电力系统在出现故障时,及时的将故障进行切除,保障系统安全的运行;除此之外还要做好漏电保护、过电流保护以及防雷保护方式。
主要技术措施有以下几点。
(1)绝缘-屏护-安全距离是防止人体触电,防止短路,故障接地等供配电故障的安全措施。操作人员及工具与电体之间的安全距离:35kV≤2.5m,10kV≤2m,380V以下≤0.1m。
(2)中性点接地-属工作接地,在露天黄金矿山地面供电系统中采用。
(3)接地和接零-为了避免触电事故发生,最常用的保护措施。
(4)漏电保护装置-防止电网漏电造成触电保护措施。
(5)过电流保护-保护供配电设备烧毁、引发火灾等危害。常用的保护装置有熔断器、热继电器,当过流短路时,保护装置跳闸、熔断起到保护作用。
(6)防雷电措施-雷电放电现象短时间内产生强大的电流200~300 A,放电温度可高达20000 ℃(2万度℃)破坏也极大。采用避雷针和避雷器。
2.4 加强黄金矿山供配电安全的措施
供配电事故主要有:触电、电击、电磁伤害、感应电压电击、静电、雷击、事故,以及线路超荷,引起的火灾、爆炸。从作业看带电作业死亡人数最多,其次手执长杆物体接触电体,误登带电设备,误入带电间隔,设备漏电等。促进直接触电防护措施以及间接触电防护措施建立,加强应急预案编制及演练,减少了黄金矿山供配电事故的伤害,加强矿山供配电安全管理与技术的探究应用,保障黄金矿山生产的正常高效进行。
3 结语
在研究黄金矿山供配电安全管理与供配电安全技术中,要严格的按照相关的规定进行,积极落实促进成效,做到有效的预防减少矿山供配电安全事故的发生,为黄金矿山生产工作提供有利的生产环境。
参考文献
[1] 杨国栋,张倩.推广职业安全健康管理体系,改进煤炭企业安全健康状况[J].中国国际安全生产论坛,2012(25).
[2] 孙锡良,朱向东.浅谈黄金矿山生产中机电设备的安全管理[J].企业技术开发,2011(10).
关键字:矿用电气系统 电气故障分析 电气设计要求
随着近年来科学技术突飞猛进,一些技术先进、自动化程度高的供用电设备不断引进和投入使用,这给矿山电气系统设计提出了很高的要求,为此,电气设备在煤矿下的使用安全要求日显突出。
电气系统引起的煤矿事故的原因分析。
I.电缆或电气设备本身的原因。
①敷设在井下巷道内的电缆,由于井下环境潮湿,且运行多年,其绝缘老化或潮气入侵,引起的过电压冲击,使绝缘水平较低处发生击穿,产生集中性漏电。②开关设备长期使用,接线板潮湿可能造成漏电;其内部元件(主要是控制变压器、接触器、继电器、线圈等)或导线,因某种原因使绝缘恶化、导线头碰壳也会造成漏电;自动馈电开关中的过流继电器,当调整螺杆拧得过低时也会因相对地放电而造成漏电。
矿井深度不断增加,瓦斯、地温及矿压等灾害因素增多,加上管理不善等因素,煤矿重大事故时有发生。重、供特大事故多为瓦斯、煤尘爆炸事故,我们知道造成爆炸的因素有三种:瓦斯浓度5%~16%;高温火源650~750℃;空气中含氧量≥12%,三者缺一不可。据有关资料不完全统计,近些年来的特大瓦斯事故中,由电火花引爆的次数占的比例将近半数。
2.目前对煤矿用电气系统的设计要求;
(1)设计中选用防爆设备。
选用防护能力较强的防爆类型电气设备,例如:增安隔爆复合型“de”、增安型“e”、“n”型等。此外,在温度组别上,选择高于应用环境气体点燃温度的组别。另外对于易爆气体和粉尘同时存在的危险场所设备选型时,一定要选用气体和粉尘双重防爆的电气设备,其防爆等级既要满足爆炸气体的特性,还要满足可燃性粉尘特性。
选用的电气设备不满足防爆要求的,要将此类设备安装于防爆箱内,以满足煤矿电气设备防爆使用的要求。
(2)避免电缆、电气设备浸泡于水,防止挤、刺而使电缆损坏;
(3)导线连接要牢固、无毛刺;
(4)不增加额外部件;
(5)设置保护装置;
根据《煤矿井下低压电网短路保护装置整定细则》第6条规定。对于保护电缆干线的装置按公式:z≥IQe+KxΣle(z为过流保护装置的电流整定值,A;IQe为容量最大的电动机额定启动电流,A;Kx为需用系数,取0.5~1;Σle为其余电动机额定电流之和,A)。而实际中往往凭经验想当然不按公式计算,草率确定整定值,致使与实际产生误差,从而导致事故发生。
另外电气设计中包含TN-C-S接地系统,它由两个接地系统组成,第一部分是TN-C系统,第二部分是TN-S系统,分界面在N线与PE线的连接点。该系统一般用在煤矿的供电由区域变电所引来的场所,进户之前采用TN-C系统,进户处做重复接地,进户后变成TN-S系统。TN-C系统前面已作分析。因此TN-S接地系统明显提高了人及物的安全性,同时只要我们采取接地引线,各自都从接地体一点引出,及选择正确的接地电阻值使电子设备共同获得一个等电位基准点等措施,那么TN-C-S系统可以作为自动化煤矿的一种接地系统。
(6)对于电网的对地电容电流进行补偿;
(7)设置漏电保护装置。
装设漏电保护装置.将带电导体、电气元件和电缆接头等,都封闭在坚固的外壳内。在电气设备的外壳与盖子间设置可靠的机械闭锁装置,以保证未合上外盖前不能接通电源,或者在接通后,便不能打开外盖。这一措施有效地防止了因带电检修而造成的触电事故。
井下配电变压器的中性点禁止直接接地,以减小漏电或触电电流。由于接地极的电阻很小(数欧姆),使得电源相电压几乎全部加在漏电过渡电阻或人体电阻上,危险性极大。
(8)避免电气设备失爆。
在瓦斯和煤尘爆炸事故中,由于电火花等电气设备失爆引起的瓦斯和煤尘事故占有较大比例。为了满足煤矿井下需要,国家制定了防爆电气设备标准,各种类型防爆设备的防爆措施不同,必须依据国家标准GB3836执行,保证各类防爆措施有效。
(9)设置环境安全监控系统。
环境安全监控系统主要用来监控有关气体(CH4,CO2,O2,SH2等)浓度、风速、负压、湿度、温度等数据及风门、风窗主要设备开停状态,实现甲烷超限声光报警、断电及风-电闭锁控制等。
瓦斯、煤尘、水灾合理配置必要的检测仪器、仪表,检修、维修工具和备件,以确保设备的正常运行。建立电气设备采购制度和标准,并附以必要的检测,确保合格的产品投入使用。运用先进的科学技术方法和建立健全高效的安全管理机制加强矿山安全生产。
(10)尽量使用低压电气。
对人身接触机会较多的电气设备,采用较低的额定电压。例如手持式电钻、照明设备及信号装置的额定电压不得超过127V,而井下各种电气控制回路的额定电压则限制在12~42V以内。
参考文献:
[1]田庆军、周晓娟,当前煤矿电气设备安全管理存在的问题和对策[J]煤炭技术,2009.02.
[2]工业与民用配电设计手册(第二版)[S].中国航空工业规划设计院等编水利电力出版社,2005,8.