课件：煤矿安全用电知识培训资料.ppt

煤矿安全用电知识,主讲教师：贺凯 自动化工程系,一、安全用电基本常识,1、电流对人体的危害 （1）电击 电击是由于较小的电流通过人体体内而造成的内部器 官在生理上的反应和病变。如针痛感、灼痛感、痉挛、 严重时可以出现昏迷、心室颤动或停跳、呼吸困难或停 止等现象。上述情况一般是由于低压触电造成的。,（2）电灼伤 电灼伤是较大电流对人体造成的外伤，这种触电多 数发生在人体尚未解除到带电体时肌体就收到高温电弧 的灼伤。如人体组织烧焦、碳化、坏死等现象。上述情 况一般由于高压触电造成的。 人体触电事故往往会伴随着高空坠落或摔跌等机械 性创伤，这类创伤属于因触电引起的二次伤害。,2、电流对人体的危害程度 （1）电流强度 通过人体的电流越大，人体的生理反应越激烈，对人 体的伤害也就越严重。按照人体对电流的反应程度和电 流对人体的伤害程度，电流可分为：感知电流、摆脱电 流和致命电流三级。对健康成年人来说，感知电流为1mA ，摆脱电流为10mA，致命电流为50mA（电流持续时间在 1s以上）。我国取30mA（工频交流）为安全电流。,（2）触电时间 触电致死在生理的现象是心室颤动。电流通过人体的 时间越长，越容易引起心室颤动，触电的后果也越严重。 （3）电流的性质 人体对不同频率电流在生理上的敏感性是不同的，也 就是说，直流、工频交流和高频交流电流通过人体时对 人体的危害程度不同。直流电流对人体的伤害较轻；工 频交流对人体的危害最为严重。特别是40-100赫兹的交 流电对人体最危险。,（4）电流路径 电流对人体的危害，随着电流路径的不同，其伤害程 度也不同。电流流经心脏、中枢神经（脑部和脊髓）和 呼吸系统时对人的危害最大。所以电流从手到脚，特别 是从一只手到另一只手是最危险的。 （5）人体状况 触电危险性与人体的状况有关。触电者的年龄、精 神状态和人体电阻等都会使电流对人体的危害程度有所 差异。,3、触电原因 常见的触电原因有 4、触电方式 单相触电 是指人体站在地面或其他接地体上，人体 的某一部位触及电气装置的任一相所引起的触电。,两相触电 是指人体同时触及任意两相带电体的的触电方式。 跨步电压触电 当人体两脚跨入触地点附近时，在前 后两脚之间便存在电位差，此即跨步电压，由此造成的 触电称之为跨步电压触电。,单相触电 （电网中性点接地）,单相触电 （电网中性点不接地）,两相触电,距着地点20m外视为安全区,二、煤矿井下供电的重要性和特殊性,煤矿是一个特殊的企业，电是煤矿生产所用的主要动 力源，用电安全关系到煤矿的安全生产，一旦发生电事 故，轻者影响了矿井生产，严重的会对矿井安全和工人 生命够成严重威胁。 实行煤矿井下安全可靠地供电是关系到设备安全运行 ，生产任务顺利完成，矿井安全和职工人身安全的一项 十分重要的工作。因此，坚持做好井下供电工作，达到 安全用电的目的，是衡量矿井总体质量和安全生产水平 的主要指标之一。,由井下电气故障直接引发的不安全事故，其类型主要有： 、电火引燃的矿井火灾。 、电火或高温引发的煤尘瓦斯燃烧和爆炸灾害。 、电孤或高温烧坏设备。 、人身触电。 、电气故障使设备不能运行。,井下供电与地面供电相比，其特殊性表现为： 、井下环境恶劣、条件复杂。供电线路和设备敷设、安装、运行在狭窄、阴暗、潮湿、高温的井巷中或条件复杂多变的采掘工作面中，经常受到水淋、水淹、岩石冒落、煤壁坍塌、异物挤压、行车碰撞等危险因素的威胁和伤害，而引发电气事故。由于处在有瓦斯、煤尘燃爆危险的环境中，如遇电火就可引发火灾或爆炸事故。矿井空气潮湿、污脏、高温、流通性较差，对电气设备安全运行不利。,、设备线路布置分散，分布面广，不便管理和控制。 、采掘设备及线路移动频繁，条件多变，不利于安全运行。 、采掘线路均采用电缆，排列集中，悬挂困难，故障查找不易。 、井下电气设备多采用隔爆型。其突出特点是笨重、搬运困难、开闭不便、直观性差、维修复杂。总之，井下供电的环境是恶劣的，条件是复杂多变的，设备是特别的，运行是困难的，我们必须正视这些情况，进而采取对策和措施，才能实现井下供电安全运行。,三、井下供电有关规定和要求,、井下供电的有关规定煤矿安全规程（1992年版）第九章“电气”对井下供电、用电、管理作了具体规定（第417470条）。 电力负荷分级 根据用户对供电可靠性的要求，用电负荷一般分为三级。,、一级负荷 凡突然停电后可能会造成人身伤亡或设备严重损坏，长 期不能生产或给国民经济带来重大损失的用户，为一级 负荷。如煤矿的中央变电所、通风机、井下主排水泵、 竖井载人提升机和瓦斯抽放机及矿井医院等。这类用户 必须具备两个独立电源，以保证不间断供电。,、二级负荷 凡突然停电后会造成大量产品和原材料报废，产量显 著下降，在经济上造成较大损失的用户，为二级负荷。 如井下采区变电所、选煤厂等。这类用户要设专用供电 线路。 、三级负荷 不属于一、二级负荷的用户为三级负荷，如修配辅助 车间、电车库以及与生产无直接关系的设备等。这类用 户可以不设专用供电线路，只采用一回路供电。,对煤矿企业用电负荷进行分级管理，便于合理的进 行供电，以确保重要负荷供电的可靠性和安全性。当供 电系统发生故障或检修需限制用电时，限用的次序为先 停三级，在停二级，以确保一级负荷用户的供电。,三、煤矿对供电的基本要求,1、可靠性 供电的可靠性是指不间断供电的可靠程度。煤矿供电一旦中断，不仅会直接影响生产，而且会使安全要害设备（主排水泵、主通风机、瓦斯抽放泵、主提升机等机电设备）停止运转，可能会造成矿井被淹、瓦斯积聚、设备损坏或人身事故，甚至可毁掉矿井。为了保证供电的高度可靠性，应采用两条独立的电源线路。正常时，采用一回路运行，另一回路应带电备用。,2、安全性 煤矿井下的水、火、瓦斯、煤尘、顶板等五大自然灾害都可能因电气事故而酿成。由于井下环境条件差，设备负荷变化大，容易造成漏电、短路及人身触电事故。因此，必须采取有效的防范措施，严格遵守煤矿安全规程中的有关规定及电业规程，确保供电的安全性,3、技术合理性 供电技术的合理性对降低煤炭生产成本、保证供电质 量（电压稳定、频率整齐、波形正常等指标达到规定） 、实现设备安全运行、减少电气故障和人身触电事故起 着重要的作用。因此，井下供电必须做到技术合理。,4、经济性 要求井下供电有好的经济性，就是使系统在运行中耗 费少、效率高、成本低。对于煤矿生产应力求供电系统 简单，便于安装和操作，并要合理使用电气设备，使建 设投资少，运行费用低。,四、矿井供电电压等级,交流电压等级 35KV 10KV 6KV 3300V 1140V 660V 127V 36V 直流电压等级 250V 500V,煤矿安全规程规定井下供电电压应符合下列要求 井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级，应符合下列要求： (一)高压，不超过10000V。 (二)低压，不超过1140V。 (三)照明、信号、电话和手持式电气设备的供电额定电压，不超过127V。 (四)远距离控制线路的额定电压，不超过36V。,采区电气设备使用3300V供电时，必须制定专门的安全措 施。 随着井下机械化程度的提高，采掘工作面机组容量的加 大，6KV供电电压在某些矿井己不能满足要求，特别是一 些大型矿甚至特大型矿井的出现，开始采用10KV电压直 接下井。,五、矿井供电系统,根据矿井井田的范围、煤层深度和地质条件，矿井 供电系统分为深井供电系统和浅井供电系统。煤层深度 大于150m时应采用深井供电系统，小于150m时应采用浅 井供电。,（1）深井供电系统。 深井供电系统采用三级供电方式，即地面变电站、井下变电所和采区变电所。从井下中央变电所用高压电缆将6KV电能送到采区变电所，采区变电所变压器降到1140V、660V（380V）用低压电缆分别送到各个工作面附近的配电点，再分别送给各动力设备。如果是采工作面，6KV高压经采区变电所配电装置送到工作面附近的移动变电站，移动变电站将6KV电压降低到1140V，再分配给各用电负荷，采区巷道中的照明、信号综合保护装置供电。,地面变电所,井下中央变电所,采区变电所,工作面配电点,（2）浅井供电系统。 当煤层埋藏深度小于150m时应采用浅井供电系统。浅井供电系统不是将6KV电能送至井下中央变电所进行电能分配和输送，而是由地面变电所直接参与将6KV电能送到与采区变电所位置相对应的地面变电亭，变电亭再将6KV降低到660V（或380V），经钻孔向井下变电所供电。,采区距地表100200m,六、接地与接零,火（相）线、零线、地线 通常电力传输是以三相四线的方式，三相电的三根头称为相线，三相电的三根尾连接在一起称中性线也叫“零线“。相线与零线共同组成供电回路。叫零线的原因是三相平衡时刻中性线中没有电流通过了，再就是它直接或间接的接到大地，跟大地电压也接近零。 地线是把设备或用电器的外壳可靠的连接大地的线路。为了保证用电安全，在用户使用区改为用三相五线制供电，这第五根线就是地线，可分为工作接地和保护接地两种。,工作接地 为了保证电器设备在正常及事故情况下可靠工作而进行的接地，如三相四线制电源中性点的接地。 保护接地 为了防止电器设备正常运行时，不带电的金属外壳或框架因漏电使人体接触时发生触电事故而进行的接地。适用于中性点不接地的三相三线制低压电网。,工作接地,保护接地,如果不采用保护接地，当发生人身触电时，由于触电电流不足以使熔断器或者自动开关动作，因此危险电压一直存在，如果电网绝缘下降，则存在生命危险。,采用保护接地之后，当发生人身触电时，由于保护接地电阻的并联，人身触电电压下降。 假设人体电阻假设为1000，接地电阻为4，电网对地绝缘电阻为19k,2019/4/20,37,可编辑,保护接地的关键和实质 通过接地电阻与人身电阻的并联，使整体电阻下降。当发生漏电时，降低人体触电电流。接地电阻越小越好。 保护接地的局限性 在电源中性点直接接地的系统中，保护接地有一定的局限性。这是因为在该系统中，当设备发生碰壳故障时，便形成单相接地短路，短路电流流经相线和保护接地线、电源中性点接地装置。如果接地短路电流不能使熔丝可靠熔断或自动开关可靠跳闸时，漏电设备金属外壳上就会长期带电，也是很危险的。,煤矿安全规程第四百四十三条 严禁井下配电变压器中性点直接接地。 严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。,保护接零 保护接零又叫保护接中线，在三相四线制系统中，电源中性线是接地的，将电气设备的金属 外壳或构架用导线与电源零线(即中性线)直接连接，就叫保护接零。,对三相四线制，如果不采用保护接零，设备漏电时，人的接触电压为火线电压，十分危险。人体触及外壳便造成单相触电事故。,对三相四线制，如果采用保护接零，当设备漏电时，将变成单相短路，造成熔断器熔断或者开关跳闸，切除电源，就消除了人的触电危险。因此采用保护接零是防止人身触电的有效手段。,保护接零的实质 保护接零的基本作用是当某相带电部分碰连设备外壳时，通过设备外壳形成该相对零线的单相短路，短路电流促使线路上过电流保护装置迅速动作，把故障部分断开电流，消除触电危险。 保护接零的实质是提高动作电流，而保护接地的实质是降低人身触电电压。,保护接零注意事项 同一电网中不宜同时用保护接地和接零：电机1漏电，形成单相接地短路时，如果短路电流不足以使其动作，则电机2的外壳将长期带电。如果电机1的接地电阻和电网中心点电阻相同，则外壳电压为110V。即所有采用保护接零的设备外壳都有危险电压。因此不允许。,保护接地和保护接零的比较 (1)保护接地和保护接零是维护人身安全的两种技术措施。 (2)保护原理不同。低压系统保护接地的基本原理是限制漏电设备对地电压，使其不超过某一安全范围；保护接零的主要作用是借接零线路使设备漏电形成单相短路，促使线路上保护装置迅速动作。 (3)适用范围不同。保护接地适用于一般的低压不接地电网及采取其它安全措施的低压接地电网。保护接零适用于低压接地电网。,(4)线路结构不同。保护接地系统除相线外，只有保护地线。保护接零系统除相线外，必须有零线和接零保护线；必要时，保护零线要与工作零线分开；其重要装置也应有地线。 发生漏电时，保护接地允许不断电运行，因此存在触电危险，但由于接地电阻的作用，人体接触电压大大降低；保护接零要求必须断电，因此触电危险消除，但必须可靠动作。,七、矿用电气设备的类型,煤矿井下使用的电气设备可分为两大类，即矿用一般型电气设备和矿用防爆型电气设备。 1矿用一般型电气设备 矿用一般型电气设备是专为煤矿井下生产的不防爆的电气设备。对矿用一般型电气设备的基本要求是：外壳封闭、坚固，防滴、防溅、防潮性能好，能防止从外部直接触及带电部分，有专门接线盒，有防止带电打开的机械闭锁装置。,由于矿用一般型电气设备不防爆，所以只能用于没有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井。在有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井，只能用于井底车场、总进风道等通风良好、瓦斯煤尘爆炸危险性很小的场所。 矿用一般型电气设备外壳上均有清晰的标志“KY”。,2隔爆外壳的不传爆性(又称隔爆性) 隔爆外壳的不传爆性是指壳内的爆炸性气体混合物爆 炸时产生的高温气体或火焰，通过外壳各接合面的间隙 向壳外喷泄过程中能得到足够的冷却，使之不会点燃周 围的爆炸性混合物。隔爆外壳的不传爆性是靠严格控制 各接合面的间隙、长度和粗糙度来实现的。,八、井下电气保护,1）过电流保护。包括短路保护、过流（过负荷）保护。 2）漏电保护。包括选择性和非选择性漏电保护、漏电闭锁。 3）接地保护。包括局部接地保护、保护接地系统。 4）电压保护。包括欠电压保护、过电压保护。 5）单相断线（断相）保护。 6）风电闭锁、瓦斯电闭锁。 7）综合保护。电动机综保和煤电钻（照明）综保等。,“三大保护”,过电流保护。凡是流过电气设备或电缆线路的电流值超过它们的额定电流值，即为过电流，简称过流。井下产生过流的原因主要有短路、过负荷和断相。 过电流会造成严重的危害，尤其是发生短路时，因短路电流要比正常电流值大许多倍，如不及时切除，很快会使电缆着火，烧毁电气设备，引起火灾，能使电网电压急剧下降，使其他电气设备的运行受到严重影响，还可能引起瓦斯煤尘爆炸；过负荷会使电气设备和电缆发热，温度急剧升高，导致绝缘损坏，烧毁电气设备；发生断相会使电动机的另两相过电流而烧毁电动机。 井下常用的过电流保护装置有熔断器。过电流继电器、限流热继电器等。,漏电保护 井下电气设备或电缆因绝缘下降或局部绝缘损坏，使电流经绝缘损坏处流入大地或经外壳流入大地的现象，称为漏电。漏电会给人身、设备甚至矿井安全造成很大威胁。人体接触漏电设备外壳时，会造成触电伤亡事故；漏电电流经碰地碰壳处，可能产生电火花，引起瓦斯、煤尘爆炸；漏电回路上各点存在电位差，若电雷管的引线两端接触不同电位的两点，可能先期引爆，造成伤亡事故；长期漏电还可能发展成短路，造成电气火灾，烧毁电气设备。,为防止漏电故障造成严重危害，井下必须装设并坚 持使用漏电保护装置。煤矿安全规程规定，井下低 压馈电线上，必须装设检漏保护装置或有选择性的漏电 保护装置，保证自动切断漏电的馈电线路。每天必须对 低压检漏装置的运行情况进行两次跳闸试验。,保护接地 保护接地就是用导线把电气设备正常情况下不带电， 但当绝缘损坏时可能带电的金属外壳与埋在地下的接地 极连接起来的一种保护装置。各处的接地极、接地线。 电缆的接地芯线等都是保护接地装置。,保护接地的作用主要是防止因设备漏电使外壳带电而发生的人身触电事故。为使保护接地真正发挥作用，煤矿安全规程规定：电压在36V以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架、销装电缆的钢带，铅皮或屏蔽护套等都必须有保护接地。接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2。每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的保护用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值，不得超过1。,九、触电的一般预防方法,1、供电系统结构及保护要合理 井下配电变压器及向井下供电的变压器或发电机，中性点禁止直接接地。 井下电气设备必须有保护接地。 井下变电所的高压馈电线及井下低压馈电线，应装设漏电保护装置。 供电系统应有完善的过电流保护装置。,2、防止人身接触或接近带电导体 将电气设备的裸露带电部分安装在一定高度，或围以遮拦。如电机车架空导线的高度从轨道平面算起，井下不得低于2米，井底车场不得低于2.2米。 井下各种电气设备的导电部分都必须封闭在坚固的外壳中，并在操作手柄和盖子之间设置机械闭锁装置，保证电气设备接通电源后不能打开盖子，盖子打开后，不能接通电源。井下电缆敷设应符合规程规定，电缆破损必须及时更换或进行冷、热补。电缆连接须经隔爆接线盒，坚决消灭“鸡爪子”、“羊尾巴”、明接头。,各变（配）电所的入口或门口都悬挂“非工作人员， 禁止入内”警示牌；无人值班的变（配）电所，必须关 门加锁，井下硐室内有高压电气设备时，入口处和室内 都应在明显地点加挂“高压危险”警示牌。,3、降低使用电压 对人员经常接触的电气设备，采用降低的工作电压。例如井下照明、手持式电气设备的额定电压和电话、信号装置的额定供电电压，都不应超过127V，控制回路电压不应超过36V等。 4、严格遵守各项安全用电作业制度 井下不得带电检修、搬迁电气设备。检修或搬迁前，必须切断电源，并用同电源电压相适应的验电笔检验；检验无电并对地放电后，才允许检修或搬迁。放电前必须先检查周围环境的瓦斯，只有当其巷道风流中的瓦斯浓度在1以下时，方可将导体对地完全放电。,在切断电源后，应将开关操作手柄闭锁，并悬挂“有人工作，不准送电”的警示牌。只有执行这项停电操作的工作人员，才有权取下此牌并送电。即在进行停送电操作时，必须严格执行谁停电就由谁送电的停送电制度，中间不得换人。严禁采用约时停送电。 非专职或值班电气人员，不得擅自操作电气设备；操作高压电气设备主回路时、操作人员必须戴绝缘手套，穿电工绝缘靴或站在绝缘台上；操作千伏级电气设备主回路时，操作人员必须戴绝缘手套或穿电工绝缘靴。, 127V手持式电气设备的操作手柄和工作人员必须接触的部分，应有良好绝缘。 电工必须经过培训，持证上岗。严禁非电气作业人员操作或摆弄电气设备。严禁醉酒上岗，疲劳上岗。 5、坚持煤矿井下安全用电