矿井供电系统及供电安全

矿井供电系统及供电安全矿井供电系统及供电安全 第一节 矿井供电系统 本章节主要讨论煤矿企业对供电的要求及用户的分类 矿 井供电系统 矿井设备布置 硐室要求 采区工作面配电点的设 备布置及配电系统 供电系统的拟定原则 对供电的要求 1 供电可靠 就是要求供电不间断 2 供电安全 必须严格遵照规程的规定进行供电作业 确保 安全 3 保证充足的供电量 4 技术经济合理 煤矿电力用户分为以下三类 1 一类用户 一级负荷 凡因突然中断供电会发生人身伤亡 事故 或损坏重要设备且难以修复 或给国家经济带来很大损失 者属于这一类 这一类用户有 矿井主通风机 主要提升设备 主排水设备 2 二类用户 二级负荷 凡因突然停电造成大量减产者 属 于这一类 例如造成企业运输停顿 经济发生较大损失者 3 三类用户 三级负荷 凡因突然停电对生产没有直接影响 者属于这一类 例如机修厂及生活福利设施等 电压等级 井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压 等级 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 1 矿井供电系统 1 深井供电系统 特点是高压电能用电缆送到井下直到采 区变电所 一般在井底车场设置井下中央变电所 在采区设置采 区变电所 由矿井地面变电所利用沿着井筒敷设的铠装电缆 把 6kv 的高压电能送至井下中央变电所的母线上 电缆的截面 与数目决定于输送功率的大小 当一条电缆损坏时 其余电缆必 须保证 100 的供电 2 井底车场的主水泵一般用高压供电 由于主水泵为第一 类用户 应把它们分别联接在变电所母线的两段上 3 井下中央变电所设置动力变压器及照明变压器 供给井底 车场及附近巷道和硐室的低压动力及照明用电 4 井下电机车用的直流电 可由井下中央变电所与整流后供 给 也可以在井底车场另设变电所供电 5 从中央变电所高压母线上引出电缆对采区变电所供电 采区变电所设置降压变压器进行降压 低压电能用电缆送至工作 面配电点 再分别送至采 掘工作面各个用电设备 2 浅井供电系统 第二节 煤矿井下供电的安全技术 本章节主要讨论煤矿井下供电的安全技术 基本内容是 触电的危险及其预防方法 电火花引起瓦斯 煤尘爆炸的危险及 其预防方法 矿井电气设备的工作条件 着重讨论预防触电危险 的主要措施 即向井下供电的变压器中性点禁止接地 保护接地 和漏电保护 触电的危险性及其预防方法 1 触电的危险性 人身接触带电导体或因绝缘损坏而带电 的设备外壳 都可能造成触电事故 触电对人体组织的破坏作用 是很复杂的 一般对人体的伤害大致可分为电击和电伤两种情 况 电击是指触电后电流通过人体 在热化学和电解作用下 使 呼吸器官 心脏和神经系统受到损伤和破坏 电伤是指由于强 电流瞬间通过人身某一局部 或电弧烧伤人体 造成对人体外表 器官的破坏 触电对人体的危害取决于流经人身电流的大小和 时间 流经人身电流的大小与人身电阻有密切的关系 人身电阻 的数值变电幅度很大 取 1000 欧作为人身电阻的计算值 我国目 前采用触电电流与时间乘积的安全允许值为 30 毫安 秒 触电电 流的安全允许值为 30 毫安 2 人体触电有三种情况 1 单相触电 人站在地面上 身体 某一部位触及一相电源 在变压器中性点不接地的三相系统中 如果不计对地电容 且其他两相的绝缘非常好 则单相触电时加 在人体上的电压不高 通过的电流很小 在变压器中性点不直接 接地的三相系统中 加于人体的电压取决于人体电阻和变压器中 性点接地电阻的大小 相对地 中性点接地电阻很小时 触电电 压可达相电压 2 两相触电 人的身体同时接触两相导线 此时 加在人体上的电压时线电压 这种情况最危险 3 跨步电压触电 当带电体接地时 有电流流入地下 电流在接地点周围土壤中产 生电压降 人接近接地点时 如两脚距接地中点有远近 则两脚 之间就有电压 称跨步电压 跨步电压严重时也会造成触电 3 触电的预防方法 预防触电的方法主要有以下几点 1 井下 变压器及向井下供电的变压器或发电机中性点禁止接地 2 井 下电气设备采用保护接地 3 井下电网采用漏电保护装置 4 把带电裸导线安装在一定的高度 避免人身接触的可 能 煤矿安全规程 规定 在大巷中 自轨道平面至架空导线 的高度不得低于 2 米 在井底车场 其高度不得小于 2 2 米 5 将各种矿井用电气设备 电缆接头等都封闭在坚固的外壳内 6 加强电动工具把手的绝缘 7 对于接触机会非常多的电 气设备 采用较低的额定电压 4 防止人员发生触电事故的主 要措施 1 严格执行 煤矿安全规程 第 423 条的规定操作井下 电气设备应遵守 一 非专职人员或非值班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的绝缘 2 对低 压供电系统应加强电气设备的检查维护 确保运行中供电系统的 漏电保护这种功能灵敏可靠 3 在正常工作中注意不带电作业 保持作业地点的设备和电缆系统的接地装置处于完好状态 4 严 格执行停电作业制度 不采用约时停电等不合理的停电方法 5 井下供电必须做到 十不准 的内容 一 不准带电检修 搬迁电气设备 电缆和电线 二 不准 甩掉无压释放器 过电流保护装置 三 不准甩掉漏电继电器 煤电钻综合保护和局部通风机风电 瓦斯电闭锁装置 四 不准 明火操作 明火打点 明火放炮 五 不准用铜 铝 铁丝等代 替保保险丝 六 停风 停电的采掘工作面 未经瓦斯检查 不准 送电 七 有故障的供电线路 不准强行送电 八 电气设备的保 护装置失灵后 不准送电 九 失爆设备 失爆电器 不准使用 十 不准在井下拆卸矿灯 煤矿安全规程 规定 第四百四十 五条 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 第四百四十六条 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 第四百四十七条 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 第四百四十九条 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 第四百五十条 矿井必须备有井上 下配电系 统图 井下电气设备布置示意图和电力 电话 信号 电机车等 线路平面敷设示意图 并随着情况变化定期填绘 图中应注明 一 电动机 变压器 配电设备 信号装置 通信装置等装设地 点 二 每一设备的型号 容量 电压 电流种类及其他技术 性能 三 馈出线的短路 过负荷保护的整定值 熔断器熔体的 额定电流值以及被保护干线和支线最远点两相短路电流值 四 线路电缆的用途 型号 电压 截面和长度 五 保护接地装 置的安设地点 第四百五十一条 电气设备不应超过额定值运行 井下防爆电气设备变更额定值使用和进行技术改造时 必须经国 家授权的矿用产品质量监督检验部门检验合格后 方可投入运行 第四百五十二条 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 井下供电的变压器中性点禁止接地的分析 井下变 压器中性点是否接地 是影响触电危险程度的因素之一 也是影 响井下电火灾与瓦斯 煤尘爆炸危险的因素之一 煤矿井下变 压器中性点为什么不能直接接地 一 中性点接地容易造成人身 触电的直接回路 二 容易引起相间 单相短路 三 中性点不 接地 触电时无回路 四 可以适当调节系统绝缘 使人员接触的 带电设备或电源电流量能控制在安全数值之内 变压器中性点 绝缘的供电系统 在变压器中性点绝缘的供电系统中 若人体触 及一相带电导体时 则通过人身的电流的途径时从电网一相经过 人身入地 再经过其他两相线路回到其他两相 变压器中性点绝 缘的供电系统比中性点接地的供电系统 在人触及一相带电导体 时 通过人身的电流要小得多 同时 在中性点绝缘的供电系统 中 当发生一相接地时 入地电流也很小 从而使引燃瓦斯 煤尘 的可能性大大减少 这些就是井下变压器禁止中性点接地的原 因 在电网对地电容较大的情况下 如果单纯强调提高网路对地 绝缘电阻 其结果不但不能减少通过人身的触电电流 而且还会 使通过人身的电流增加 为了弥补变压器中性点绝缘的供电系 统中存在的上述问题 井下电网必须装设漏电保护装置 井下 电气设备的保护接地 1 保护接地的作用 保护接地 就是用导 体把电气设备中所有正常不带电 当绝缘损坏时可能带电的外 露金属部分和埋在地下的接地极连接起来 它是预防人身触电 的一相极其重要的措施 保护接地的用是降低裸人身触电的可 能性 减少裸瓦斯 煤尘爆炸的可能性 2 井下保护接地系统 为了提高保护接地的安全性和可靠性 通常利用供电的高 低压 铠装的金属外皮和橡套电缆的接地芯线或屏蔽护套 把分布在井 底车场 运输大巷 采用变电所以及工作面配电点的电气设备 的金属外壳在电气上连接起来 这样就使各处埋设的接地极也并 联起来 形成一个井下保护接地系统 这样做不仅降低裸接地电 阻 而且也防止了不同电气设备的不同相同时碰壳所带来的危险 因而提高了两相短路电流的数值 保证过流保护装置可靠动作 井下保护接地系统由主接地极 局部接地极 接地母线 辅助 接地母线 接地导线和连接导线等组成 设置在井底主 副水 仓或集水井内的接地极称为主接地极 为加强接地系统的可靠 性 在装有电气设备的地点独立埋设的接地极称为局部接地极 需要装设局部接地极的地点有 一 采区变电所 包括移动变电 站和移动变压器 二 装有电气设备的硐室和单独装设的高压 电气设备 三 低压配电点或装有三台以上电气设备的地点 四 无低压配电点的采煤机工作在的运输巷 回风巷 集中运输巷 胶带运输巷 以及由变电所单独供电的掘进工作面 至少应分别 设置一个局部接地极 五 连接高压动力电缆的金属连接装置 连接井底主 副水仓内主接地极的母线称为接地母线 井下各 机电硐室 采区变电所内与局部接地极 电气设备外壳 电缆 的接地部分连接的母线称为辅助接地母线 从局部接地极引出 的导线称接地导线 对矿井接地系统的总接地电阻 一般均不 进行计算 但必须定期测定 要求从任意一个局部接地装置处所 测得的接地系统总接地电阻不得超过 2 欧姆 每一移动式电气 设备与接地系统或局部接地极之间的接地芯线的电阻 不得小于 1 欧姆 井下保护接地网的作用 保护接地对保证人身触电安 全是非常重要的 由于接地电阻的数字被控制在规定的范围内 因此通过接地装置的有效分流作用 就可以把流经人身的触电电 流降低到安全值以内 确保人身安全 此外 由于装设了保护接 地装置 带电导体碰壳处的漏电电流经接地装置流入大地 即使 设备外壳与大地接触不良而产生电火花 但由于接地装置的分流 作用 可以使电火花能量大大减小 从而避免了引爆瓦斯 煤尘 的危险 煤矿安全规程 规定 第四百五十三条 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 非煤矿用高压油断路器用于井下时 其使用的开断电流不应超过额定值的 1 2 第四百五十四条 硐室外严禁使用油浸式低压电气设备 40kw 及以上的电动机 应采用真空电磁起动器控制 第四百五十五条 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 第四百五十六条 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 第四百五十七条 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 第四百五十八条 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 第四百 五十九条 井上 下必须