煤矿电钳工培训资料

第二章 矿井维修电工基础知识第一节 电路基本知识一、电流、电压和电阻1、电流和电流强度单位时间内通过导体某一截面电荷量的代数和称电流强度，简称电流，用字母I表示，即：I=Q/T式中I电流强度，A；Q电荷量，C；T电流通过的时间，S。电流强度的基本单位是A（安培）。1A（安培）电流就是在1S（秒）内通过导体截面的电量是1C（库仑）。电流强度单位还常用kA（千安）、mA（毫安）、A（微安）表示，它们之间的关系为：1kA=1000A； 1A=1000mA； 1mA=1000A；2、电位差、电压和电动势在电场中，将单位正电荷由高电位点移向低电位点时电场力所做的功称为电压，电压又等于高低两电位之间的电位差。其表达式为：U高低=AD/Q式中AD电场力所做的功，J；Q电荷量，C；U高低两点之间的电压，V。电压的实际方向规定为高电位指向低电位，即电位降的方向。在电场中，将单位正电荷由低电位移向高电位时外力所做的功称为电动势。其表达式为：E=AW/Q式中AW外力所做的功，J； Q电荷量，C； E电动势，V。电动势的实际方向规定为由低电位指向高电位，即电位升的方向。由上述可见，电压和电动势的主要区别在于，电压是反映电场力做功的概念，其正方向是电位降的方向；而电动势则是反映外力克服电场力做功的概念，其方向是电位升的方向，两者的方向是相反的。电压和电动势的基本单位为V（伏）。在工程上常用较大单位和较小单位，即kV（千伏）或mV（毫伏），其关系为：1kV=103V 1V=103mV 3、电阻电流在导体内流动所受到的阻力叫电阻。电阻用字母R来表示，它的单位是（欧姆），另外，根据测量要求，电阻的单位还分M（兆欧）、k（千欧）、m（毫欧）、（微欧）等单位，它们的关系是：1M=106；1 k=103；1m=10-3；1=10-6。欧姆定律电流和电压的大小成正比的电阻元件叫线性电阻元件。元件的电流与电压的关系曲线叫做元件的伏安特性曲线。线性电阻元件的伏安特性为通过坐标原点的直线, 导体中的电流和导体两端承受的电压成正比，这个关系叫欧姆定律，其表达式为：I=U/R式中 I电流，A； U电压，V； R电阻，。电阻的串并联计算1、电阻的串联及特点把电阻一个接一个依次地连接起来，使电流只有一条通路的连接形式，叫做电阻串联。电阻串联电路的特点是：（1）串联电路中的电流处处相同；（2）串联电路中总电压等于各电阻两端电压之和；（3）总电阻等于各个电阻值之和。可用下式计算：I=I1=I2=I3=In R=R1+R2+R3+Rn U=U1+U2+U3+Un式中 I、R、U串联电路的总电流、总电阻及总电压；I1、I2、I3、In串联电路分电阻上的电流；R1、R2、R3、Rn串联电路分电阻；U1、U2、U3、Un串联电路分电阻上的电压降。2、电阻的并联及特点将各电阻的两端连接于共同的两点上并施以同一电压的连接形式，称为电阻的并联。电阻并联电路的特点是：（1）各分路两端电压相等；（2）总电流等于各分路电流之和；（3）总电阻的倒数等于各电阻倒数之和。可用下式计算：U=U1=U2=U3=Un I=I1+I2+I3+In 1/R=1/R1+1/R2+1/R3+1/Rn式中 U并联电路总电压 I并联电路总电流 R总电阻U1、U2、U3、Un各并联电阻上电压； I1、I2、I3、In通过各并联电阻的电流；二、电功和电功率电功率是电路分析中常用到的一个物理量。传递转换电能的速率叫电功率, 简称功率,用p或P表示。习惯上, 把发出或接受电能说成发出或接受功率。下面分析任一支路的功率关系。当支路电流、电压实际方向一致时, 因为电流的方向习惯上规定正电荷运动的方向, 而正电荷沿电压方向移动时能量减少, 所以这时该支路接受功率。当支路电流、电压实际方向相反时, 该支路发出功率。又因所以转换能量的速率， 即功率为 p=ui (3.1)即任一支路的功率等于其电压与电流的乘积。用式（3.1）计算功率时, 如果电流、电压选用关联参考方向, 则所得的p应看成支路接受的功率, 即计算所得功率为正值时, 表示支路实际接受功率；计算所得功率为负值时, 表示支路实际发出功率。同样, 如果电流、电压选择非关联参考方向, 则按式（3.1）所得的p应看成支路发出的功率, 即计算所得功率为正值时, 表示支路实际发出功率; 计算所得功率为负值时, 表示支路实际接受功率。在直流情况下, 式（3.1）可表示为 P=UI国际单位制(SI)中, 电压的单位为V, 电流的单位为A, 则功率的单位为瓦特, 简称瓦, 符号为W 。常用的功率的十进制倍数和分数单位有千瓦（kW）、兆瓦（MW）和毫瓦（mW）等。根据式（3.1）, 从t0到t时间段内, 电路吸收（消耗）的电能为(1.6)直流时， 有 W=P(tt0)电能的SI主单位是焦耳, 符号为J, 它等于功率为1W的用电设备在1s内所消耗的电能。在实际生活中还采用千瓦小时（kWh）作为电能的单位, 它等于功率为 1kW的用电设备在1 h（3600 s）内所消耗的电能, 简称为1度电。 1 kWh=1033600=3.6106 J能量转换与守恒定律是自然界的基本规律之一, 电路当然遵守这一规律。一个电路中, 每一瞬间, 接受电能的各元件功率的总和等于发出电能的各元件功率的总和; 或者说, 所有元件接受的功率的代数和为零。这个结论叫做“电路的功率平衡”。三、磁和电磁的基本概念1、磁极、磁场、磁力线带有磁性的物体，且能吸引铁、钴等金属物质的物体称磁铁。 磁极磁铁的两端磁性最强处为两个极，南极用字母“S”表示；北极用字母“N”表示。 磁场磁铁周围产生磁性的范围叫磁场。 磁力线在磁场中，由南极到北极的磁力线路称为磁力线，用磁场中垂直通过每单位面积的磁力线根数来表示磁通密度。2、电流的磁效应 右手螺旋定则凡导体通过电流，其周围都会产生磁场。磁场的强弱与通过电流的大小有关，而磁场方向则与电流方向有关。对于通电直导体周围磁场，其磁力线方向与电流方向的关系可用右手螺旋定则来确定，即用右手握住通电导体，拇指伸直并指向电流方向，则其余四指所指的方向便是磁力线即磁场方向。对于通电螺线线圈周围的磁场，磁场方向仍用右手螺旋定则判断，即四指指向线圈中的电流方向，伸直的拇指就表示磁力线方向。 左手定则通电导体在磁场中将受到电磁力的作用，受力方向可用左手定则来判断，即伸开左手于磁场内，让磁力线垂直穿过手心，四指伸直指向电流方向，则与四指垂直的拇指的指向便是导体所受电磁力的方向。应用左手定则可以判断通电导体在磁场中的运动方向，它和电动机原理相同，所以左手定则也称电动机左手定则。电磁力大小可用下式表示：F=BILsin（N）式中 F电磁力，N； B磁感应强度，Wb/m2； I导体电流，A；L通电导体有效长度，m； 导体方向与磁场方向的夹角，（0）。 电磁感应导体在磁场中做切割磁力线运动时，会产生感应电动势。感应电动势的方向可用右手定则来判断，即伸右手于磁场内，使手心正对磁场的方向，拇指代表导体运动方向，则伸直的四指（与拇指垂直）就表示感应电动势的方向。感应电动势大小可用下式表示：e=BLVsina（V）式中 e感应电动势，V； B磁通密度，Wb/m2；L导体切割磁力线的有效长度，m； V导体运行速度，m/s；A导体运动方向与磁场方向的夹角，（0）。四、交流电的概念1、正弦交流电的概念交流是指电路中的电流、电压及电动势的大小和方向都随着时间按正弦函数规律变化，这种随时间做周期性变化的电流称交变电流，简称交流。交流电可以通过变压器变换电压，在远距离输电时，通过升高电压以减少线路损耗，获得最佳经济效果。而向需要各种不同电压的用户供电时，又可以通过降压变压器把高压变为低压，既有利于安全，又能降低对设备的绝缘要求。此外，交流电动机与直流电动机比较，则具有构造简单、造价低廉、维护简便等优点，所以交流电获得广泛地应用。2、交流电的产生由右手定则可知，导体在磁场中做切割磁力线运动时，会产生感应电动势，如果磁体做周期性的切割磁力线运动，就会产生一个周期性的感应电动势，周期性的感应电动势为设备提供的电源即为交流电。 交流电的周期、频率和角频率交流电在变化过程中，它的瞬时值经过一次循环又变化到原来的瞬时值所需的时间，即交流电变化一个循环所需的时间，称交流电的周期。周期用符号T表示，单位为秒。交流电每秒钟周期性变化的次数叫频率，用字母f表示，单位是赫兹（Hz）。周期与频率之间的关系为：T=1/f或f=1/T即频率与周期为倒数关系。交流电每秒所变化的电气角度叫角频率，用字母表示。交流电变化一周，其电角变化为2弧度，所以角频与频率周期的关系为：=2/T=2f 交流电的最大值、有效值和平均值交流电在一个周期中所出现的最大瞬时值，称交流电最大值。常用字母Im、Um来表示电流、电压正弦量的最大值。交流电通过电阻性负载时，如果所产生的热量与直流电在相同时间内通过同一负载所产生的热量相等时，这一直流电的大小就是交流电的有效值。常用I、U符号表示电流、电压的有效值。通常所说的电压、电流的数值以及电仪表所测量的数值大都是有效值。有效值与最大值的关系如下：U=Um/=0.707Um或Um=U=1.414U交流电在一个周期内,正半周和负半周的数值相等,所以它在一个周期内的平均值等于零,这实际上没有什么意义.所谓交流电的平均值,是指交流电在半个周期内,在同一方向通过导体横截面的电量与半个周期时间的比值。常用Ip和Up来表示电流、电压的平均值。平均值与最大值和有效值的关系为：Up=0.637Um=0.9U3、单相交流电和三相交流电 三相交流电源由单个频率的交流电势组成的电源称为单相交流电。由三个频率相同、振幅相等、相位依次相差1200的交流电势组成的电源，称三相交流电源。三相交流电源是由三相发电机产生的，目前工农业生产所用的动力电源几乎全部采用三相交流电源。日常生活中所用的单相交流电也是由三相交流电源提供的，单独的单相交流电源现在已经很少采用了。 相电压、线电压、相电流、线电流？三相电路中，每相头尾之间的电压叫做相电压，如UAO、UBO、UCO。相电压通常用字母U表示。相与相之间的电压叫做线电压，如UAB、UBC、UCA。线电压通常用字母UX表示。三相电路中，流过每相电源或每相负载的电流叫做相电流，通常用字母I表示。流过各相端线的电流叫线电流，用字母IX表示。 三相电源和负载的星形连接将三相绕组的末端连在一起，从始端分别引出导线，这就是星形连接。通常绕组的始端用字母A、B、C表示，末端用字母X、Y、Z表示。绕组始端引出的线称为火线，三相绕组末端连接在一起的公共点“O”称为中性点。三相负载的星形连接和三相电源相同。星形连接时，线电流等于相电流，即：IX=I 三相电源和负载的三角形连接在三角形连接中，相电流与线电流是不相同的。对于两相电流的A点来说，一相电流ICA是向它流来的，而另一相电流IAB是离它而去的，根据基尔霍夫第一定律可得相、线电流的关系瞬时值为：IA=IAB-ICA IB=IBC-IABIC=ICA-IBC 从中可得出以下两个结论：线电流滞后于相电流300，即：IA比IAB滞后300，IB比IBC滞后300 ，IC比ICA滞后300线电流的有效值是相电流有效值的倍，即：IA=IAB ， IB=IBC ， IC=ICA4、单相正弦交流电正弦交流电：指大小和方向随着时间按正弦规律变化的电流（含电压、电动势）。三要素：周期、频率、和角频率。 f=1/T =2/T功率因数： COS=P/S顺时功率P=UI=I2R=U2/I电感 UL=LI XL=L=2f L电感线圈具有“通直阻交”的性质。5、三相正弦交流电路相序 UVW 三相相差120电源供电有两种连接：一种是星形，一种是三角形连接。三相电路的功率：P=3U相I相COS=3 U线I线COS五、常用仪器仪表电气工程上配用的电流互感器量程通常是5A，电压互感器量程是100V，并单端接地。1、万用表使用注意量程和测量功能的选择，任何一个测量错误都会是万用表损坏。测量时将红表笔杆插入“+”插孔，将黑表笔杆插入“-”插孔。测量高压时，应将红表笔杆插入500V插孔，黑表笔杆仍旧插入“-”插孔。2、兆欧表的选用：测量额定电压在500V以下的设备或线路的绝缘电阻时，可选用500V或1000V兆欧表；测量定电压在500V以上的设备或线路的绝缘电阻时，可选用1000V或2500V兆欧表。其中上面标有（L）接地（E）和屏蔽保护环（G）。应以120r/min为宜。3、千分尺和游标卡尺的使用当千分尺的测量面刚接触到工件表面时，再用棘轮微调，待棘轮开始发出“嗒嗒”声，既可读数，活动套筒上的刻度每一小格为0.01mm；游标卡尺一般精度为一小格为0.02mm。八、常用半导体器件及可编程控制器基础知识1、二极管半导体具有PN结，大多数半导体分硅管和锗管两大类。硅管的死区电压为0.5V，锗管的死区电压为0.2V。硅管的正向压降约为0.7V，锗管的正向压降约为0.3V。二极管具有单向导通性。2、三极管三极管有PNP型和NPN型两种组合形式。具有放大性质。稳压管工作在反向击串状态。发光二极管通常用砷花镓、磷化镓半导体材料制成，通过电流时会发光，发光的颜色取决于所用的材料。3、单相整流电路常用的单相整流电路有单相半波整流电路、单相全波整流电路和单相桥式整流电路。其中单相半波整流电路输出的电压是0.45倍的电源电压。单相全波整流电路和单相桥式整流电路输出的电压是0.9倍的电源电压。4、可编程控制器基础知识1）、可编程控制器特点：（1）、可靠性高；（2）、编程方便；（3）、对环境要求低。2）、可编程控制器的结构组成；（1）、中央处理器CPU；（2）、存储器（3）、输入接口电路；（4）、输出接口电路（5）、电源。3）、一般小型PLC的电源输出分两部分：一不分供PLC内部电路工作，另一部分用于向外提供现场传感器等工作。4）、PLC对电源的基本要求如下：1）、能有效控制、消除电网电源带来的各种噪声。2）、不会因电源发生故障而导致其他部分产生故障。3）、能在较宽的电压波动范围内保持输出电压稳定。4）、电源本身的功耗应尽可能低，以降低整机的温升。5）、内部电源及PLC向外提供的电源与外部电源间应完全隔离。6）、有较强的自动保护功能。5）、根据PLC控制方式的工作过程，PLC工作过程周期须要个阶段：输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。6）、可编程控制器最常用的编程语言是梯形图和指令语句表。可编程控制器若按输入输出点数不同可分为小型、中型和大型3类，按PLC的结构分为单元式、模块式和叠装式3类。7）、PLC中的单片机包含了中央处理器、随机存储器、只读存储器、串行接口SIO、时钟CTC等，是PLC的指挥。8）、FX2系列PLC基本单元和扩展单元均采用开关电源。5V的一路供IC用，12V的一路用以驱动输出继电器，24V的一路提供给用户用作传感器的电源。PLC输入接口电路内部约有10ms的响应滞后。9）、PLC的输入用X表示，输出用Y表示，辅助继电器用M表示，时间继电器用T表示，状态元件用S表示。十二、 电气原理图1、电气原理图一般分电源电路、主电路、控制电路、信号电路、及照明电路。看控制线路图是，先看主电路，后看辅助电路。了解各种电器的构造和动作原理。2、井下电工常用图形及文字符号第二节 矿井供电系统及供电安全一、煤矿安全规程对矿井供电的规定及要求：1、矿井应有两回路电源线路。当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。年产60000t以下的矿井采用单回路供电时，必须有备用电源；备用电源的容量必须满足通风、排水、提升等的要求；矿井的两回路电源线路上都不得分接任何负荷；正常情况下，矿井电源应采用分列运行方式，一回路运行时另一回路必须带电备用，以保证供电的连续性；10kV及其以下的矿井架空电源线路不得共杆架设；矿井电源线路上严禁装设负荷定量器。2、对井下各水平中央变（配）电所、主排水泵房和下山开采的采区排水泵房供电的线路，不得少于两回路。当任一回路停止供电时，其余回路应能担负全部负荷；主要通风机、提升人员的立井绞车、抽放瓦斯泵等主要设备房，应各有两回路直接由变（配）电所馈出的供电线路；受条件限制时，其中的一回路可引自上述同种设备房的配电装置。本条上述供电线路应来自各自的变压器和母线段，线路上不应分接任何负荷。本条上述设备的控制回路和辅助设备，必须有与主要设备同等可靠的备用电源。3、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。4、普通型携带式电气测量仪表，必须在瓦斯浓度1.0%以下的地点使用，并实时监测使用环境的瓦斯浓度。5、井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线。检修或搬迁前，必须切断电源，检查瓦斯，在其巷道风流中瓦斯浓度低于1.0%时，再用与电源电压相适应的验电笔检验；检验无电后，方可进行导体对地放电。控制设备内部安有放电装置的，不受此限。所有开关的闭锁装置必须能可靠地防止擅自送电，防止擅自开盖操作，开关把手在切断电源时必须闭锁，并悬挂“有人工作，不准送电”字样的警示牌，只有执行这项工作的人员才有权取下此牌送电。6、操作井下电气设备应遵守下列规定：（一）非专职人员或非值班电气人员不得擅自操作电气设备。（二）操作高压电气设备主回路时，操作人员必须戴绝缘手套，并穿电工绝缘靴或站在绝缘台上。（三）手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部分必须有良好绝缘。7、容易碰到的、裸露的带电体及机械外露的转动和传动部分必须加装护罩或遮栏等防护设施。8、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。（五）采区电气设备使用3300V供电时，必须制定专门的安全措施。9、井下低压配电系统同时存在2种或2种以上电压时，低压电气设备上应明显地标出其电压额定值。10、电气设备不应超过额定值运行。11、防爆电气设备入井前，应检查其“产品合格证”、“煤矿矿用产品安全标志”及安全性能；检查合格并签发合格证后，方准入井。12、井下十不准制度：(1)不准带电检修。(2)不准甩掉无压释放器、过电流保护装置。(3)不准甩掉漏电断电器、煤电钻综合保护装置和局部通风机风电、瓦斯电闭锁装置。(4)不准明火操作、明火打点、明火放炮。(5)不准用铜、铝、铁等代替保险丝。(6)停风、停电的采掘工作面，未经检查瓦斯，不准送电。(7)有故障的线路不准强行送电。(8)电气设备的保护装置失灵后，不准送电。(9)失爆设备、失爆电器，不准使用。 (10)不准在井下拆卸矿灯。13、停、送电制度：为了保证安全供电，防止人身触电，电气设备在进行检修、搬迁等作业时，必须遵守停电、验电、放电、装设接地线、设置遮栏和悬挂标示牌等规定程序，严禁带电作业。电气设备在进行停电检修时，必须严格执行谁停电、谁送电的停、送电制度，中间不得换人，严禁约时停、送电。14、井下供电的“三无、四有、两齐、三全、三坚持”制度：（1）三无是指无鸡爪子、无羊尾巴、无明接头。（2）四有是指有过流和漏电保护装置，有螺钉和弹簧垫，有密封圈和挡板，有接地装置。（3）两齐是指电缆悬挂整齐，设备硐室清洁整齐。（4）三全是指防护装置全，绝缘用具全，图纸资料全。（5）三坚持是指坚持使用捡漏继电器，坚持使用煤电钻照明和信号综合保护装置，坚持使用风电和瓦斯电闭锁。15、变压器中性点直接接地的危害主要有两方面：一是人体触电时大大增加了人体的触电电流；二是单相接地时形成了单相短路。 二、煤矿安全规程有关井下机电设备硐室的规定和要求1、永久性井下中央变电所和井底车场内的其他机电设备硐室，应砌碹或用其他可靠的方式支护。采区变电所应用不燃性材料支护。硐室必须装设向外开的防火铁门。铁门全部敞开时，不得妨碍运输。铁门上应装设便于关严的通风孔。装有铁门时，门内可加设向外开的铁栅栏门，但不得妨碍铁门的开闭。从硐室出口防火铁门起5m内的巷道，应砌碹或用其他不燃性材料支护。硐室内必须设置足够数量的扑灭电气火灾的灭火器材。井下中央变电所和主要排水泵房的地面标高，应分别比其出口与井底车场或大巷连接处的底板标高高出0.5m。2、采掘工作面配电点的位置和空间必须能满足设备检修和巷道运输、矿车通过及其他设备安装的要求，并用不燃性材料支护。3、变电硐室长度超过6m时，必须在硐室的两端各设1个出口。4、硐室内各种设备与墙壁之间应留出0.5m以上的通道，各种设备相互之间，应留出0.8m以上的通道。对不需从两侧或后面进行检修的设备，可不留通道。5、带油的电气设备必须设在机电设备硐室内。严禁设集油坑。6、硐室不应有滴水。硐室的过道应保持畅通，严禁存放无关的设备和物件。带油的电气设备溢油或漏油时，必须立即处理。7、硐室入口处必须悬挂“非工作人员禁止入内”字样的警示牌。硐室内必须悬挂与实际相符的供电系统图。硐室内有高压电气设备时，入口处和硐室内必须在明显地点悬挂“高压危险”字样的警示牌。8、采区变电所应设专人值班。无人值班的变电硐室必须关门加锁，并有值班人员巡回检查。9、硐室内的设备，必须分别编号，标明用途，并有停送电的标志。三、触电危害及防治措施1、电对人体的伤害分为电击和电伤两种。通过人体的触电电流不超过30mA为安全电流。2、煤矿井下防止人身触电的措施有哪些？ (1)井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线。(2)检修或搬迁前，必须切断电源，检查瓦斯，在其巷道风流中瓦斯浓度低于1时，再用与电源电压相适应的验电笔检验；检验无电后，方可进行导体对地放电。(3)所有开关的闭锁装置必须能可靠地防止擅自送电，防止擅自开盖操作，开关把手在切断电源时都应闭锁，并悬挂“有人工作，不准送电”字样的警示牌。只有执行这项工作的人员，才有权取下此牌送电。（4）操作井下电气设备应遵守相关规定。（5）防止人身触及或接近带电导体。3、煤矿井下防止触电应注意的事项：（l）非专职电气人员不得擅自摆弄、检修、操作电气设备。(2）不准自行停电、送电。 (3）谨防触架空线伤人。 (4）下山行走，不能手扶电缆，电缆一旦漏电后，后果及其严重。 (5）严禁在电气设备与电缆上躺坐，以防触电。4、操作井下电气设备，必须遵守哪些规定：（1）非专职或值班电气人员，不得擅自操作电气设备。 （2）操作高压电气设备主回路时，操作人员必须戴绝缘手套，并必须穿电工绝缘靴或站在绝缘台上。（3）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靴。（4）127V 手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部分，应有良好绝缘。 （5）普通型携带式电气测量仪表，只准在瓦斯浓度1以下的地点使用。（6）井下防爆电气设备，检查其安全性能，取得合格证后，方准入井。（7）井下防爆电气设备的运行必须符合防爆性能的技术要求，防爆性能受到破坏的电气设备，应立即处理，不得继续使用。 四、杂散电流1、任何不按指定通路而流动的电流叫杂散电流。分为直流杂散电流和交流杂散电流。2、矿井杂散电流的危害：（1）可能引起电雷管的先期爆炸，威胁人员安全。（2）会对邻近的金属管道和铠装电缆金属外皮造成腐蚀，缩短金属管道和铠装电缆的使用寿命。（3）可能使漏电保护发生误动作。（4）可引起电火花，其电火花能引起瓦斯、煤尘爆炸。3、井下交流杂散电流的防治方法：对交流杂散电流的防治，一是提高交流电网的绝缘水平，二是采用屏蔽电缆；直流杂散电流的防治措施：减少轨道接头的电阻值，增大轨道与大地的接触电阻，保持轨道清洁干燥。缩短供电半径，增设变流所。设置轨道的绝缘点。减少加在轨道上的负荷电流。五、风电和瓦斯电闭锁风电闭锁的作用是：掘进动力设备工作前应先通风吹散瓦斯，当瓦斯浓度降到 0.1以下时，再开动掘进动力设备；由于故障原因局部通风机停止通风时，掘进动力设备也同时停电，这样可防止由于电火花或机械火花引起的瓦斯爆炸事故。瓦斯电闭锁的作用是：由于瓦斯喷出量大时局部通风机不能将其及时吹散或稀释，则由瓦斯监控系统对掘进工作面的动力电源实行闭锁。当瓦斯浓度达到1时，瓦斯监控器发生警报；当瓦斯达到1.5时，立即切断掘进工作面的动力电源，防止电火花和机械火花引起瓦斯爆炸。使用局部通风机通风的掘进工作面，不得停风；因检修、停电等原因停风时，必须撤出人员，切断电源。恢复通风前，必须检查瓦斯。只有在局部通风机及其开关附近10m以内风流中的瓦斯浓度都不超过0.5%时，方可人工开启局部通风机。六、煤矿安全规程对井下电缆的要求1、在总回风巷和专用回风巷中不应敷设电缆。在机械提升的进风的倾斜井巷（不包括输送机上、下山）和使用木支架的立井井筒中敷设电缆时，必须有可靠的安全措施。溜放煤、矸、材料的溜道中严禁敷设电缆。2、井下电缆的选用应遵守下列规定：（一）电缆敷设地点的水平差应与规定的电缆允许敷设水平差相适应。（二）电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体。（三）严禁采用铝包电缆。（四）必须选用取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。（五）电缆主线芯的截面应满足供电线路负荷的要求。（六）对固定敷设的高压电缆：在立井井筒或倾角为45及其以上的井巷内，应采用聚氯乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联聚乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆；在水平巷道或倾角在45以下的井巷内，应采用聚氯乙烯绝缘钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联聚乙烯钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆；在进风斜井、井底车场及其附近、中央变电所至采区变电所之间，可以采用铝芯电缆；其他地点必须采用铜芯电缆。（七）固定敷设的低压电缆，应采用MVV铠装或非铠装电缆或对应电压等级的移动橡套软电缆。（八）非固定敷设的高低压电缆，必须采用符合MT818标准的橡套软电缆。移动式和手持式电气设备应使用专用橡套电缆。（九）照明、通信、信号和控制用的电缆，应采用铠装或非铠装通信电缆、橡套电缆或MVV型塑力缆。（十）低压电缆不应采用铝芯，采区低压电缆严禁采用铝芯。3、敷设电缆（与手持式或移动式设备连接的电缆除外）应遵守下列规定：（一）电缆必须悬挂：在水平巷道或倾角在30以下的井巷中，电缆应用吊钩悬挂；在立井井筒或倾角在30及其以上的井巷中，电缆应用夹子、卡箍或其他夹持装置进行敷设。夹持装置应能承受电缆重量，并不得损伤电缆。（二）水平巷道或倾斜井巷中悬挂的电缆应有适当的弛度，并能在意外受力时自由坠落。其悬挂高度应保证电缆在矿车掉道时不受撞击，在电缆坠落时不落在轨道或输送机上。（三）电缆悬挂点间距，在水平巷道或倾斜井巷内不得超过3m，在立井井筒内不得超过6m。（四）沿钻孔敷设的电缆必须绑紧在钢丝绳上，钻孔必须加装套管。（五）电缆不应悬挂在风管或水管上，不得遭受淋水。电缆上严禁悬挂任何物件。电缆与压风管、供水管在巷道同一侧敷设时，必须敷设在管子上方，并保持0.3m以上的距离。在有瓦斯抽放管路的巷道内，电缆（包括通信、信号电缆）必须与瓦斯抽放管路分挂在巷道两侧。盘圈或盘“8”字形的电缆不得带电，但给采、掘机组供电的电缆不受此限。（六）井筒和巷道内的通信和信号电缆应与电力电缆分挂在井巷的两侧，如果受条件所限：在井筒内，应敷设在距电力电缆0.3m以外的地方；在巷道内，应敷设在电力电缆上方0.1m以上的地方。高、低压电力电缆敷设在巷道同一侧时，高、低压电缆之间的距离应大于0.1m。高压电缆之间、低压电缆之间的距离不得小于50mm。井下巷道内的电缆，沿线每隔一定距离、拐弯或分支点以及连接不同直径电缆的接线盒两端、穿墙电缆的墙的两边都应设置注有编号、用途、电压和截面的标志牌。（七）立井井筒中所用的电缆中间不得有接头；因井筒太深需设接头时，应将接头设在中间水平巷道内。运行中因故需要增设接头而又无中间水平巷道可利用时，可在井筒中设置接线盒，接线盒应放置在托架上，不应使接头承力。（八）电缆穿过墙壁部分应用套管保护，并严密封堵管口。4、电缆的连接应符合下列要求：（一）电缆与电气设备的连接，必须用与电气设备性能相符的接线盒。电缆线芯必须使用齿形压线板（卡爪）或线鼻子与电气设备进行连接。（二）不同型电缆之间严禁直接连接，必须经过符合要求的接线盒、连接器或母线盒进行连接。（三）同型电缆之间直接连接时必须遵守下列规定：橡套电缆的修补连接（包括绝缘、护套已损坏的橡套电缆的修补）必须采用阻燃材料进行硫化热补或与热补有同等效能的冷补。在地面热补或冷补后的橡套电缆，必须经浸水耐压试验，合格后方可下井使用。在井下冷补的电缆必须定期升井试验；塑料电缆连接处的机械强度以及电气、防潮密封、老化等性能，应符合该型矿用电缆的技术标准。5、电缆的故障及电缆连接器的维护矿用电缆有3种即：铠装电缆、橡套电缆和塑料电缆。常见的电缆故障有相间短路、单相接地和断相等故障。（一）相间短路故障原因及措施：制作铠装电缆接头时，工艺不符合要求，三叉口处的绝缘受到损伤，接线盒内的绝缘充填物老化、开裂受潮；低压橡套电缆受到各种严重撞击，接线盒内的接线有毛刺、遭遇淋水、接线头虚接产生高温或电火花而发生短路故障。预防措施：严格接线工艺，提高连接处的密封与绝缘，防止水气的浸入。加强巡视，避免任何外力冲击损伤。电缆的铠装带裂开，铅包有裂纹；低压橡套电缆出现降低相间绝缘性能的破口。预防措施：加强维护，避免机械伤害，敷设和搬移过程中，弯曲半径不应小于最低允许弯曲半径。库存电缆时间长，两端铅封不严，绝缘受潮，不作试验直接投入运行，导致出现短路故障。预防措施：切除受潮部分，先做耐压试验，试验合格后，方可接线投入运行。（二）单相接地故障原因及措施：原因：机械损伤破坏绝缘，电缆接线工艺粗糙，有毛刺，接头脱落碰及外壳，热补或冷补质量不合格，线路上出现“鸡爪子”、“羊尾巴”等。预防措施：加强维护管理，消除隐患；严格按煤矿安全规程要求进行敷设、吊挂、连接。（三）电缆断相故障原因及措施：原因：被采掘运输机械刮住而拉断；被锋利器物割断；接线端子处虚接而被烧断，放炮崩断电缆。预防措施：加强维护、管理。6、电缆连接器的运行与故障处理、高压电缆连接器至少每周检查一次绝缘，并逐台用手感觉连接器的外壳温度变化情况，有异常的及时拆开处理。每日安排专职电工对高压防爆连接器逐台进行检查，检查防潮、外壁挂水及接地情况，发现问题及时处理。每月至少对高压防爆连接器进行拆开检查，检查绝缘及连接情况，发现异常及时处理或者更换。电缆线路发生短路或漏电故障时要逐台检查连接器情况。检查漏电故障时，对使用多台连接器的线路，一般先从线路中间段拆开一台高压连接器，使用2500V的摇表分段检查故障。特别强调的是，冲刷井下巷道时，严禁直接冲淋高压连接器，防止渗水直接淋到连接器或通过电缆渗到连接器壁等事故。七、照明、通信和信号的有关规定1、井下下列地点必须有足够的照明：（一）井底车场及其附近。（二）机电设备硐室、调度室、机车库、爆炸材料库、候车室、信号站、瓦斯抽放泵站等。（三）使用机车的主要运输巷道、兼作人行道的集中带式输送机巷道、升降人员的绞车道以及升降物料和人行交替使用的绞车道，其照明灯的间距不得大于30m。（四）主要进风巷的交岔点和采区车场。（五）从地面到井下的专用人行道。（六）综合机械化采煤工作面，照明灯间距不得大于15m。地面的通风机房、绞车房、压风机房、变电所、矿调度室等必须设有应急照明设施。2、严禁用电机车架空线作照明电源。3、矿灯的管理和使用应遵守下列规定：（一）矿井完好的矿灯总数，至少应比经常用灯的总人数多10%。（二）矿灯应集中统一管理。每盏矿灯必须编号，经常使用矿灯的人员必须专人专灯。（三）矿灯应保持完好，出现电池漏液、亮度不够、电线破损、灯锁失效、灯头密封不严、灯头圈松动、玻璃破裂等情况时，严禁发放。发出的矿灯，最低应能连续正常使用11h。（四）严禁使用矿灯人员拆开、敲打、撞击矿灯。人员出井后（地面领用矿灯人员，在下班后），必须立即将矿灯交还灯房。（五）在每次换班2h内，灯房人员必须把没有还灯人员的名单报告矿调度室。（六）矿灯必须装有可靠的短路保护装置。高瓦斯矿井应装有短路保护器。4、矿灯房应符合下列要求：（一）应用不燃性材料建筑。（二）取暖应用蒸汽或热水管式设备。个别情况下，采用火炉取暖时，火炉间应有单独的间隔和出口。（三）应有良好的通风装置，灯房和仓库内严禁烟火，并备有灭火器材。充电装置应有可靠的充电稳压装置。5、主副井绞车房、井底车场、运输调度室、采区变电所、上下山绞车房、水泵房、带式输送机集中控制硐室等主要机电设备硐室和采掘工作面，应安装电话。井下主要水泵房、井下中央变电所、矿井地面变电所和地面通风机房的电话，应能与矿调度室直接联系。井下电话线路严禁利用大地作回路。6、电气信号应符合下列要求：（一）矿井中的电气信号，除信号集中闭塞外应能同时发声和发光。重要信号装置附近，应标明信号的种类和用途。（二）升降人员和主要井口绞车的信号装置的直接供电线路上，严禁分接其他负荷。7、井下照明和信号装置，应采用具有短路、过载和漏电保护的照明信号综合保护装置配电。8、井下防爆型的通信、信号和控制等装置，应优先采用本质安全型。第三章 矿井供电系统保护一、煤矿安全规程对电气设备和保护的规定1、井下电力网的短路电流不得超过其控制用的断路器在井下使用的开断能力，并应校验电缆的热稳定性。2、40kW及以上的电动机，应采用真空电磁起动器控制。3、井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备，应具有短路、过负荷、接地和欠压释放保护。井下由采区变电所、移动变电站或配电点引出的馈电线上，应装设短路、过负荷和漏电保护装置。低压电动机的控制设备，应具备短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置。4、井下配电网路（变压器馈出线路、电动机等）均应装设过流、短路保护装置；必须用该配电网路的最大三相短路电流校验开关设备的分断能力和动、热稳定性以及电缆的热稳定性。必须正确选择熔断器的熔体。必须用最小两相短路电流校验保护装置的可靠动作系数。保护装置必须保证配电网路中最大容量的电气设备或同时工作成组的电气设备能够起动。5、矿井高压电网，必须采取措施限制单相接地电容电流不超过20A。地面变电所和井下中央变电所的高压馈电线上，必须装设有选择性的单相接地保护装置；供移动变电站的高压馈电线上，必须装设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置。6、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1次跳闸试验。煤电钻必须使用设有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离起动和停止煤电钻功能的综合保护装置。每班使用前，必须对煤电钻综合保护装置进行1次跳闸试验。7、直接向井下供电的高压馈电线上，严禁装设自动重合闸。手动合闸时，必须事先同井下联系。井下低压馈电线上有可靠的漏电、短路检测闭锁装置时，可采用瞬间1次自动复电系统。8、井上、下必须装设防雷电装置，并遵守下列规定：（一）经由地面架空线路引入井下的供电线路和电机车架线，必须在入井处装设防雷电装置。（二）由地面直接入井的轨道及露天架空引入（出）的管路，必须在井口附近将金属体进行不少于2处的良好的集中接地。（三）通信线路必须在入井处装设熔断器和防雷电装置。二、煤矿井下供电系统的三大保护煤矿井下供电系统的漏电保护、过流保护和接地保护统称为煤矿井下的三大保护。井下供电系统的三大保护是保证井下供电安全的可靠措施。电气保护的类型：(1)漏电保护。包括非选择性漏电保护、选择性漏电保护、漏电闭锁。(2)电流保护。包括短路保护、过流(过负荷)保护。(3)保护接地。包括系统保护接地、局部保护接地。(4)风电与瓦斯电闭锁。 (5)单相断线保护。(6)电压保护。包括欠电压保护、过电压保护。(7)综合保护，有电动机综合保护和煤电钻(照明)综合保护等。 1.漏电保护1.1漏电的概念当电气设备或导线的绝缘损坏或人体触及一相带电体时，电源和大地形成回路，有电流流过的现象，称为漏电。井下常见的漏电故障分为集中性漏电和分散性漏电两种，集中性漏电是指漏电故障发生在电网中的某一处或某一点，而电网其余部分的对地绝缘水平保持正常。分散性漏电是指某条电缆或整个网络的对地绝缘水平均下降或低于允许绝缘水平。 12漏电的危害（1）人接触到漏电设备或电缆时会造成触电伤亡事故。（2）漏电回路中碰地碰壳的地方可能产生电火花，引起瓦斯煤尘爆炸。（3）漏电回路上各点存在电位差，若电雷管引线两端接触不同电位两点，可能使雷管爆炸。（4）电气设备漏电时不及时切断电源会扩大为短路故障，烧毁设备，引起火灾。1.3漏电保护方式有漏电保护、选择性漏电保护、漏电闭锁。14检漏保护的规定要求1）井下各变电所的低压馈电线上，应装设带漏电闭锁的检漏保护装置或有选择性的检漏保护装置。2）运行中的检漏保护装置性能必须可靠，严禁任意拆除或停用。3）选择性检漏保护装置必须配套使用（即总开关和所用有分支开关都必须装设），带延时的总检漏保护装置不准单独使用。4）检漏保护装置的绝缘电阻值应符合：1140V的用1000V摇表摇测不低于10M，380V的用500V摇表摇测不低于5 M，127V的用250V摇表摇测不低于2 M，42V的用250V摇表摇测不低于0.5 M。5）对检漏保护装置接地装置的几点规定：主接地线（外壳的保护接地线）要可靠的与采区变的辅助接地母线或局部接地极相连；煤电钻、照明综保只设辅助接地极能够满足要求的可不另设主接地极。供检漏保护装置作检验用的辅助接地线，应用芯线总断面不小于10mm2的橡套电缆。当同一地点装有两台或两台以上检漏保护装置时，可以共用一个辅助接地极及一根辅助接地导线。6）安装时，电网系统总的绝缘电阻应符合：1140V不低于80K,660V不低于50K, 380V不低于30K,127V不低于15K.7）检验检漏保护装置是，观察欧姆表的指示数值是否正常；当电网绝缘1140V低于50K；660V低于30 K；380V低于15 K；127V低于10 K时，应及时采取措施，提高电网绝缘值。8）在瓦斯检查员的配合下，对新安装的检漏保护装置在首次投入运行前做一次远方人工漏电跳闸试验。运行中的检漏保护装置，每月至少做一次远方人工漏电跳闸试验。试验方法：在最远端的控制开关负荷侧按不同电压等级接入试验电阻（127V用2 K、10W电阻，380V用3.5 K、10W电阻，660V用11K、10W电阻，1140V用20 K、10W电阻）。9）用试验按钮对检漏保护装置进行跳闸试验：煤（岩）电钻综合保护装置每班试验一次；照明综保每天试验一次；对具有选择性功能的检漏保护装置每周做一次跳闸试验。1、5从哪些方面分析漏电故障：（1）运行中的电气设备绝缘受潮进水，造成相与地之间绝缘降低或击穿。（2）电缆在运行中受外力产生裂口或缝隙，长期受潮气使绝缘降低。（3）电缆与设备在连接时，由于芯线接头不牢，封堵不严，压板不紧，运行中产生松动、脱落与外壳相连或发热烧毁绝缘。（4）检修设备时，不慎将工具或其他金属物件残留在设备内部造成相接地。（5）电流屏蔽层处理不当造成漏电。（6）在操作电气设备时产生弧光放电。（7）电气设备或电缆过负荷运行损坏或直接烧毁绝缘。（8）电缆与电缆的接头连接不牢，绝缘包扎不良，运行中产生松动或受潮进水，造成漏电。2过流保护所谓过电流，是指流过电气设备和电缆的电流超过了它的额定值。煤矿井下常见的过流故障有短路、过负荷和断相。2.1短路是指电流不流经负载，而是两根或三根导线直接短接形成回路。井下中性点不接地的供电系统中，分为三相短路和两相短路，而单相接地不属于短路，但可发展为短路。短路的特点是电流很大，可达额定电流的几倍、几十倍，甚至更大。其危害是能够在极短的时间内烧毁电气设备，甚至引起火灾或引起井下瓦斯、煤尘爆炸事故。短路电流会产生很大的冲击力，使电气设备遭到机械损坏，短路还会引起电网电压急剧下降，影响电网中其他用电设备的正常工作。造成短路的主要原因是绝缘受到破坏，因而应加强对电气设备和电缆绝缘的维护及检查，并设置短路保护装置。短路故障产生的原因： 带电检修电气设备；带电搬迁电气设备；误接线、误操作；受机械性破坏；线路与电气设备绝缘破坏；有“鸡爪子”、“羊尾巴”、“明接头”等严重隐患。 2.2所谓过负荷，又叫过载，是指流过电气设备和电缆的实际电流超过其额定电流和允许过负荷时间。 其危害是电气设备和电缆出现过负荷后，温度将超过所用绝缘材料的最高允许温度，损坏绝缘，如不及时切断电源，将会发展成漏电和短路事故。过负荷是井下烧毁中，小型电动机的主要原因之一。 引起电气设备和电缆过负荷的原因主要有以下几方面：一是电气设备和电缆的容量选择过小，致使正常工作时负荷电流超过了额定电流；二是对生产机械的误操作； 2.3断相是指三相交流电动机的一相供电线路或一相绕组断线。此时，