煤矿井下电工学 PPT课件

1 煤矿井下电工学 主讲 王永明联系电话2 培训对象 多数是新工人 整合煤矿的工人 他们的理论 技术水平都差别较大 应该先进行技术培训后 在进行安全培训为好 应该补充基本概念如 三相交流电电路 是电流从电源的正极出发流向负极所走的路径 他是由电源 开关 负载 导线组成 电流 电子作定向运动 热的概念 电流烧毁 电压 给电施加的压力 力的概念 电压击穿 电阻 电子作定向运动时遇到的阻力 阻力的概念 电功率 单位时间内电场力做的功 能力的概念 效率 输出功率与输入功率的比值 电流的热效应 当电流通过导体时 由于电阻的存在 将电能转换为热能而消耗掉 热效应对电热器具有利 对供电系统不利 电流的磁效应 通电导体周围存在着磁场 电工材料 导体 绝缘体 半导体 3 内容提要 1 本讲稿根据煤矿井下电钳工安全技术培训大纲及考核标准讲解 2 讲解内容分理论和实际操作两部分 3 理论部分根据AQ标准讲重点 难点 4 实际操作部分讲设备的基本操作方法 故障的设置 判断和排除方法 4 第一讲安全技术基础知识 第一节 煤矿供电系统及井下供电安全一 煤矿对供电的要求1 供电的安全性 在电能的供应和使用过程中 不准发生人身触电事故 设备事故 电火灾事故 瓦斯煤尘爆炸事故 2 供电的经济性 在保证安全 可靠 质量的的前提下要优化供电系统 达到投资最少 运行费用最底的效果 3 供电的可靠性 为保证人身 设备 设施的安全 供电系统 设备 保护装置必须可靠 4 供电的质量性 电压波动小 频率波动小 5 二 电力负荷的分类 一类负荷 凡突然停电可能造成人员伤亡 设备损坏 给经济造成重大损失的 如 矿井提升机 通风机 主水泵等 二类负荷 凡突然停电不会造成人员伤亡 但可造成设备损坏 大量减产 给经济造成重大损失的 如 空气压缩机 采区变电所等 三类负荷 凡突然停电不会造成人员伤亡 设备损坏 对经济没有影响的 如 家属区 检修房等 6 三 供电电压等级 7 四 矿井供电系统 矿井供电系统由矿井地面变电所 井下中央变电所 采区变电所 工作面配电点按照一定方式相互连接起来的一个整体 称为矿井供电系统 大型矿井一般采用三级供电方式即 地面变电所 井下中央变电所 采区变电所 而中小型矿井一般采用二级供电方式即 地面变电所 采区变电所 根据矿井的井田范围 埋藏深度 地质条件 矿井供电系统分为深井和浅井供电系统 煤层埋藏深度大于150米应采用深井供电系统 小于150米应采用浅井供电系统 8 五 大矿深井供电系统 图3 1是典型的大矿深井供电系统一电源从矿区变电站35KV母线上取得 由由地面变电所两条高压电缆 经井筒下井将6kV高压电能送到井下中央变电所的 在井下中央变电所通过高压配电装置分配给井底车场附近的高压用电设备 如主排水泵和变流设备 并向各采区变电所供电 为向井底车场及附近巷道 硐室中的低压动力设备供电 在井下中央变电所中设置有两台矿用动力变压器 将6kV电压降到660 或380 V 此外 还应设置矿用照明变压器 将660 或380 V电压进一步降低到127V 向井底车场附近巷道及硐室中的照明设备供电 9 为向采区供电 从井下中央变电所用高压电缆将6kV电能送到采区变电所 采区变电所中设置矿用动力变压器 将电压降低到660 或380 V 然后用低压电缆将它分别送到各个工作面附近的配电点 再分别送给工作面及附近巷道中的各生产机械 如果采区内有综采工作面 6kv的高压电能则经采区变电所中的高压配电装置 配送到工作面附近顺槽中的移动变电站 然后经移动变电站将6kv电压降低到1140V 再送到工作面配电点 分配给各用电负荷 采区变电所及附近巷道中的照明设备 由设在采区变电所中的矿用照明变压器供电 采区巷道中的照明 信号则由安装在采区变电所和工作面配电点的照明 信号综合保护装置供电 10 11 六 变压器中性点的运行方式 地面为防止雷击变压器中性点必须接地 12 13 14 七 采区供电系统 这种方式可靠性高 用于负荷重的情况 15 16 17 18 19 八 工作面配电点的设置 普采工作面70 100m掘进80 100m综采工作面50 100m 20 九 井下安全供电 1 规程 对井下供电的要求 P113 矿大实操 规程 对机电硐室的要求 P114 安全用电作业制度 P115 工作票制度 工作许可制度 高压倒闸 试验操作票和工作监护制度 停送电制度 验电 放电 接地 挂牌制度 工作中防止送电的措施 井下用电的十不准制度 三无 四有 两齐 三全 三坚持制度 21 触电的危害及防治措施 触电会造成人员伤亡 触电的方式 单项触电 两相触电 跨步电压触电 井下规定 安全电压 安全电流 mA井下发生触电事故的原因 P119 防止触电的措施 P120 22 5 杂散电流 杂散电流 任何不按指定路线而流动的电流 杂散电流的危害 可能引爆电雷管 腐蚀金属管道 铠装电缆外皮 可能引起电花 火灾 瓦斯煤尘爆炸 漏电保护误动作 杂散电流分 交流杂散电流和直流电杂散电流 交流杂散电流 主要是电气设备和电缆漏电所至 发生在采掘工作面 用提高电气设备和电缆的绝缘水平来解决 直流电杂散电流 主要是架线电机车的回电轨道漏电所至 用提高轨道之间连接处的导电能力等多种办法来解决 23 6 三专两闭锁 三专 是指在瓦斯喷出区域 高瓦斯矿井 煤 岩 与瓦斯 二氧化碳 突出矿井中掘进工作面的局部通风机实行专用变压器 专用开关 专用线路供电 24 7 风电闭锁 风电闭锁是用两台磁力起动器进行联锁控制 其中一台接通风机 另一台接掘进工作面电气设备 实现先通风后送电 风机停转时 掘进工作面电源也同时被切断 如图3 9所示 25 8 瓦斯电闭锁 瓦斯电闭锁是由瓦斯探头 监控系统 断电仪和高压开关构成 26 第二讲矿井供电电网保护 一 矿井供电电网保护的类型及要求1 井下保护装置的类型 过电流保护 短路 过负荷 断相 漏电保护 非选择性 选择性 漏电闭锁 保护接地 系统保护接地 局部保护接地 电压保护 过电压保护 欠电压保护 风电 瓦斯电闭锁 综合保护 电动机 煤电钻 照明信号综合保护 27 二 对保护装置的基本要求 选择性 有选择地切除故障段 快速性 断电时间2 ms最好灵敏性 过流保护最低灵敏系数为1 后被保护为 可靠性 有故障时可靠动作 不拒动 不误动 28 第二节漏电保护 一 漏电 有单相 两相 三相漏电 漏电的危害 1 造成人员触电伤亡 2 超前引爆电雷管 3 引起瓦斯煤尘爆炸2 漏电的原因 机械损坏 人为损坏 自然损坏 管理不好 检漏继电器的功能 1 当系统漏电瓦斯煤尘还没有来的及爆炸之前就切断了电源 2 当人身触电时 还没有感觉触电之前就切断了电源 3 可对供电系统进行不间断地进行绝缘监视 29 二 漏电保护 1 附加直流电源漏电保护工作原理 检漏继电器用直流电进行绝缘监视 当绝缘阻值降低时其回路如下 电源 接地极 人体 线路 SK LK ZJ 电源一负 ZJ吸合 ZJ1闭合 TQ 有电 接点对断开 DW断开 切断了供电回路 图4 1 30 附加直流电源漏电保护 31 2 选择性漏电保护 当发生漏电故障时 三相电路不对称 必然有零序电流 这个零序电流通过电网对地绝缘电阻r和分布电容c构成通路 当发生单相漏电故障时 在零序电流互感器LLH的一次侧中流过3倍的零序电流 在二次侧产生电流 经二极整流后 可使执行继电器J动作 带动开关跳闸 图4 2 32 选择性漏电保护图 那一个系统漏电那一个开关跳闸 33 3 漏电闭锁 漏电闭锁 指在开关合闸前对电网进行绝缘监测 当电网对地绝缘阻值低于闭锁值时开关不能合闸 起闭锁作用 原理是 当对地绝缘电阻小电流大 取样电位器上电压高执行继电器HBJ不动作 开关不吸合 当对地绝缘电阻大电流小 取样电位器上电压低执行继电器HBJ动作 开关吸合 图4 3 34 漏电闭锁图 开关吸合前对网络进行绝缘监视 35 4 漏电保护装置的整定 36 三 保护接地 一 概念和作用正常情况下电气设备外壳及构架不带电 当绝缘损坏时就带电 这时人触及时就发生触电事故 为此电气设备实行保护接地 如图5 5P133当人内触及外壳后电流全部通过人体入地 因此危险性大 如果有了接地政治装置 人与装置构成并联电路 对人体起分流作用 减少了人体电流 从而减小了触电的危险 当外壳与地因内接触不良产生火花时 电火花能量大为减小 因而不易引起瓦斯煤尘爆炸 要求 36V以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压电气设备的金属外壳 构架 铠装电缆的钢带 铅皮和橡套电缆的接地芯线 或屏蔽套等都必须有保护接地 接地电阻不得超过2 移动式 手持式电气设备与接电缆的电阻不超过1 37 保护接地网 38 四 过电流保护 过电流 流过电气设备或供电线路的电流超过了额定值 其故障有短路 过负荷 断相 1 短路保护短路 指电流不经过负载 两跟或三跟导线直接短接形成回路 这时流过电网的电流称短路电流 其值比额定电流大十倍 会在瞬间烧坏电气设备或线路 引起火灾导致瓦斯煤尘爆炸 故障的原因有 自然损伤 绝缘老化击穿 机械损伤 误操作 管理不善等 保护装置 采用电磁式过流继电器 39 2 过负荷保护 过负荷 指电气设备的电流超过了额定值和允许过负荷时间 使设备温度升高 导致绝缘损坏 故障原因是 负荷太大 机械部分有滞卡现象 电机端电压太低 堵转 断相 指电机一相断线 其余两相电流增加很大 形成过流饿而烧毁电机和线路 因此 为防止过电流故障造成恶性事故在高底压开关 移动变电站内都装有过流 过热保护 或综合保护 保护装置 采用热继电器 40 3 断相保护 断相 指电机一相断线 其余两相电流增加很大 形成过电流而烧毁电机和线路保护装置 采用热继电器 41 第三讲矿用电缆 一 类型及用途铠装电缆 用于大巷和固定巷道敷设 作动力干线用 橡套电缆 用于采掘工作面塑料电缆 价格便宜 42 电缆的结构 43 第四讲矿井防爆电气设备 防爆电气设备按使用环境的不同分为两大类 类 用于煤矿井下的电气设备 主要用于含有甲烷混合物的爆炸性环境 类 用于工厂的防爆电气设备 主要用于除甲烷外的其他各种爆炸性混合物环境 44 磁力启动器 45 防爆电气设备标志 隔爆电气设备EXd 增安型电气设备EXe 本质安全型电气设备EXia ib 正压型电气设备EXp 充油型电气设备EXo 无火花型电气设备EXn 浇封型电气设备EXm 特殊型电气设备EXs 气密型电气设备EXh 充砂型电气设备EXq 矿用一般型电气设备KY 46 1 电气设备的防爆途径 1 采用隔爆外壳耐爆性 当壳内产生电火花引起混合性气体发生爆炸时 炸不破壳外 隔爆性 当壳内产生电火花引起混合性气体发生爆炸时 其火焰传不到壳外 2 采用本质安全电路当瓦斯浓度为8 2 8 5 时电火花最小点燃能量为0 28mj为把火花能量限制在这个数值以下 采取降低电源电压 增大电路电阻 限制电路中电流 消耗电感 电容上的能量来实现 如图 本质安全型电路应用在控制和通讯电路只 3 采用超前断电和快速断电系统采用屏蔽电缆与漏电继电器 可在发生短路之前切断电源 断电时间为2 5 3 5ms 47 2 隔爆 失爆 防锈 隔爆电气设备由专门厂家生产 制造要求 材质好 机械强度高 防潮性好 电器件布放整齐合理 电气间隙 爬电距离符合要求 防爆面长度 间隙 粗造度符合规定标准 由于隔爆电气设备在技术上容易实现 在有瓦斯 煤尘爆炸的矿井中符合使用条件并能达到安全 经济可靠的目的 所以在矿井中得到广泛应用 隔爆性 当壳内产生电火花引起混合性气体发生爆炸时 其火焰传不到壳外 耐爆性 当壳内发生爆炸时 炸不破外壳 失爆 电气设备的隔爆外壳失去了隔爆性和耐爆性 锈蚀 隔爆壳内外有锈皮脱落为锈蚀 防锈措施 涂防锈油 涂磷化低漆 热磷处理 冷磷处理 48 3 外壳的隔爆性能 1 隔爆结合面 指一对结合面相吻合的有效长度 它由隔爆外腔容积大小耒确定 一般有8 12 5 25 40 mm等几在种 静止结合面 是用螺钉或其它方法将外壳的结合面固定住或在隔爆电气设备运行状态下不动的结合面 有以下几种 平面对口结合面 如开关接线箱与箱盖等 转盖式结合面 如DW 80开关圆柱式结合面 设备不动部分的圆柱形结合面 如电机端盖与机座外壳止口结合部分的配合 49 2 活动结合面 是设备在运行时可转动或移动的结合有以下几种 1 电机轴与轴孔 2 操纵杆与杆孔 3 插销与插套 4 螺纹式结合面 5 迷宫式结合面 6 接线合装置 是将容易产生火花与不易产生火花的部分隔 避免烧坏密封圈使火焰喷出为此设独立的隔爆腔 将电缆引入 接在接线柱上进线装置有两个作用 防止电缆拔脱造成火花或弧光短路 将电缆固定压紧 压紧密封圈 并使密封圈与电缆紧密配合 50 3 隔爆结合面间隙 指结合面的最大间隙 由于不平度的关系 结合面各处的间隙是不相等的 间隙w与结合长度有关 根据不同情况定出各种间隙 如圆拄结合面的间隙是指它们的直径差W D d 4 隔爆结合面的粗糙度 主要是影响间隙 隔爆结合面的表面粗糙度不大于6 3 m操纵杆的表面粗糙度不大于3 2 m5 隔爆结合面宽度 根据隔腔的容积大小确定其宽度 51 第四讲机械设备的安全运行 采煤机液压支架刮板输送机带式输送机 52 第一节 采煤机的种类 组成 电气控制系统及安全运行要求 53 电牵引采煤机外形图 54 采煤机的电气原理图 55 采煤机监测与控装置原理图 56 采煤机的类型 机械牵引 钢丝绳牵引 链牵引 液压牵引 电牵引 采煤机的组成 电动部分 截割部 牵引部 控制部分 辅助装置等组成 57 本采煤机采用双电缆供电 图中1L1一1L31P 1E和2L1 2L32P 2E B1B2Z在磁力开关1QM2QM上 1 采煤机的启动和停车 启动 合上QS1一按下SB1一1QM吸合一左割电动机 油泵电动机 控制电路有电一K1自保 左割煤 按下SB2 2QM吸合一右割电动机牵引 变压器有电 K1K2自保3台电动机分两次启动 防止大电流冲击 停车时 按下SB3停车 有故障时 K1K2断开 停车 三 双滚筒电牵引采煤机的电气控制 58 2 先导回路试验及刮板运输机闭锁当按下SB4时可检测先导回路1PIE2P2ES是否正常 绿灯亮正常 否则机组送不上电 当按下机组上的刮板运输机闭锁按钮SB5时刮板运输机停车并闭锁 3 摇臂升降摇臂升降分别用主控箱 左右端头控制站上的按钮操作 4 采煤机的牵引按下SB11 KM1吸合一变频器有电 可通过主控箱 左右端头控制站上的按钮操作 59 第二节 液压支架与液压管路的检修与维护 60 液压支架的作用与结构 液压支架的作用 支撑顶板 防止片帮 放顶煤 推移大溜 拉架 液压支架的结构 底座 立柱 顶梁 前探梁 护帮板 侧护板 小梁 尾梁 阀组 液管组成 61 液压支架与液压管路的检修与维护 1 检修前 应对工作区的煤壁及安全出口两帮进行敲帮问顶 发现问题及时维护 并将支架防片帮板全部升出 接好煤帮 确保安全方可作业 2 检修中 不得随意停泵 不得用乳化液冲洗框架 3 拆管前要关闭支架供液管路系统的截止阀 并手动操作阀把 将系统内高压油释放 防止高压油喷出及高压管弹起伤人 4 维修U型卡时 防止框架挤伤手脚 5 更换立柱或千斤顶油管时 要先卸压后拆管 打销时 要注意更换件的倾倒和甩动 以防伤人 6 处理总管路故障时 要停止泵站 不允许带压作业 62 第三节 刮板输送机的安全运行要求 63 一 刮板输送机维修注意事项检修时 工作面不准回棚和移架 接链 上刮板时 必须闭锁刮板输送机和采煤机 支护好顶帮 并设专人监护 严禁非工