煤矿供电安全(企业内部培训)ppt课件

.,煤矿电气安全,.,主要内容,第一部分：矿井安全供电意义第二部分：电气防爆基本知识第三部分：矿井电网的保护第四部分：电缆的使用和管理第五部分：触电及其防治第六部分：安全用电有关规定,.,电能具有无可比拟的优越性,非电能,电能,非电能,从产生、输送、分配和控制三个方面说明。(1)产生,机械能发电机,水能,热能,太阳能,化学能,核能,生物能,风能,海洋能,电气设备,机械能,热能,声能,光能,风能,其他,(2)输送高压架空线、地下电缆、电磁波（手机无线充电）。,电能的产生、输送、分配和控制,.,电能的传输与分配,电能的传输与分配,.,矿井供电系统,一、煤矿企业对供电的基本要求1、供电可靠：井下必须实现供电连续、不间断,应保证供电绝对可靠；而且具备双电源、双回路供电的条件。2、供电安全：人身安全，设备运行安全。3、供电质量：频率偏移量不应超过（0.2Hz0.5Hz），电压偏移量不应超过额定电压的5%。4、供电经济：保证供电、用电的经济、合理（尽量减少基本建设投资、降低系统运行费用、节约有色金属的消耗）。,.,（一）可靠性连续性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。,对煤矿供电系统的要求,矿井的两回路电源线路上都不得分接任荷负荷。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。上述供电线路应来至各自的变压器和母线段，线路上不应分接任何负荷。上述设备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。,.,突然停电造成重大人员伤亡和较大经济损失的负荷.有:主通风机、主排水泵、下山盘区水泵房等。要求：不同母线双回路电源供电。,三级负荷,分三级管理,二级负荷,一级负荷,突然停电造成大量减产和较大经济损失的负荷。有：主井绞车、空气压缩机、采区变电所等。要求：两路电源或环形回路供电。,除了一级和二级以外的均为三级用户。要求：有一路电源供电即可。,.,(二)安全性1、煤矿井下安全用供电“十不准”,1）不准带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线。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，未经检查瓦斯不准强行送电。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、敲打和撞击矿灯。,.,二、矿井供电系统,井下中央变电所,采区变电所,移动变电站(降压),6/0.66kv6/1.14kv,6KV,6kV,通风机房,压风机房,提升机房,地面6kV负荷,矿井地面变电所（10/6kV双回路双电源）,工作面配电点,(1)供电系统:,生光供电公司,各种用电设备,控制开关,.,三、矿井供电系统,35KV高压经煤矿地面35KV/10KV(6KV)变电所的主变压器降压后（35KV/10KV），经过10KV（或6KV）高压配电装置及供电线路，将电能输送到井下中央变电所内，再由中央变电所输送至采区变电所，再经过采区变电所的变配电设备及供电线路送至综采、掘进、机运队等配电点，经配电点的移动变电站降压后，分别将不同等级的电压输送给不同的电气开关和用电设备（负荷），便组成了矿井供电系统。,.,(1)矿井供电必须符合的要求:,供电,供电可靠,供电安全,供电经济,矿井应有两回路电源;矿井的电源线路上严禁装设负荷定量器；,对井下各水平中央变（配）电所、主排水泵房的供电线路，不得少于,两回路;一个回路运行时,另一回路应带电热备用。,严禁井下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。,供电质量,.,变压器中性点运行方式,中性点直接接地,容易发生单相接地故障,触电电压36伏,I=U/R=220V/1000=220mA30mA,严禁使用,中性点不接地,触电时人体电流30mA,可以使用,.,四、矿井供电电压等级1、35kV：矿井地面35/10kV变电所电源电压。2、10kV或6kV：井下高压配电电压和高压电动机的额定电压，井下高压不得超过10kV。3、3.3kV或1140V：综合机械化采煤工作面电气设备的额定电压。4、660V：井下低压电网的配电电压。5、380V：地面或(井下)小型设备配电电压。,6、220V：地面生活、办公、后勤、照明电压。7、127V：井下照明、信号、手持式电气设备的最高额定工作电压。8、36V：煤矿井下电气设备的控制电压。9、直流250V、550V：井下直流架线电机车常用的额定电压（本公司已不使用）。,.,煤矿安全规程规定：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：1、高压，不应超过10000V。2、低压不应超过1140V（高、低压的分界线）。3、照明、信号、电话和手持式电气设备的供电额定电压，不应超过127V。4、远距离控制线路的额定电压不超过36V。采区电气、机械设备的额定供电电压超过3300V时，必须制定专门的安全措施。,.,防爆基本知识,一、煤矿常用的电气设备1、分类：煤矿电气设备分为两大类：（1）煤矿一般型电气设备：标志KY具有基本防护功能，但不防爆，仅适用于煤矿地面及低瓦斯矿井中的井底车场及总进风大巷。（2）矿用防爆电气设备：按GB3836.12000标准生产的专供煤矿井下使用的防爆电气设备。采、掘工作面必须使用防爆电气设备。防爆电气设备的总标志：Ex类:煤矿用；类：除煤矿以外行业；,.,（3）电气间隙和爬电距离,电气间隙：指两个裸露的导体之间的最短距离，即电气设备中有电位差的金属导体之间通过空气的最短距离。爬电距离：指两个导体之间沿其固体绝缘材料表面的最短距离。,.,防爆电气设备（Ex防爆总标志）,.,（4）防护等级防护等级就是防外物和防水能力。防护等级用字母IP连同两位数字来标志，例如，IP44；IP是外壳防护等级标志，第一位数字4表示防外物4级，第二位数字4表示防水4级。数字越大表示等级越高，要求越严格。防外物共分7级，防水共分9级。（5）通用要求（6）防爆设备标志防爆设备总标志“Ex”例如，“Exd”表示是类隔爆型防爆电气设备；“Exib”表示是类隔爆兼本质安全型防爆电气设备；,.,要求：井下机电设备综合完好率不低于95%；机电设备待修率不大于5%；机电事故率不大于1%；小型电器合格率应为95%；防爆设备失爆率为0；,（7）煤矿安全标志,.,煤矿安全规程条规定,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。注：使用中的防爆电气设备的防爆性能检查周期是每月一次。,.,（一）对防爆电气设备的要求：,1、电气防爆、防护性能好、电网电压波动适应能力强、过载能力强、保护功能强、可靠性高。2.严格按煤矿安全规程规定选用。3.入井前检查其“两证一标志”（“产品合格证”、“防爆合格证”、“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。4.井下防爆电气设备的运行、维护和修理，必须符合防爆性能的各项技术要求。失爆电气设备，必须立即处理或更换，严禁继续使用。,（1）失爆：隔爆型电气设备失去隔爆性或耐爆性。（2）常见失爆现象：（现场容易发现的）a、隔爆间隙超限。b、隔爆盖子缺少紧固螺丝或没有拧紧。c、无电缆接线嘴（或卡盘），缺少橡胶密封圈和金属挡板。d、外壳严重变形，有裂缝。e、隔爆面有锈斑，有油漆。f、密封圈不合格。g、外壳上的机械闭锁装置失效。,二、防爆电气设备的使用要求：,（1）电气设备的选用符合规程的要求。（2）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，并实时监测瓦斯浓度。（3）井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线：检修前或搬迁前应制定安全措施。措施：切断电源检查瓦斯在其巷道通风流中瓦斯浓度低于1.0%时验电无电后放电开关手把闭锁悬挂“有人工作，不准送电”警示牌检修工作开始检修工作完毕后，方可摘牌送电，中途不得换人。（4）井下操作电气设备遵守规程规定。（5）失爆设备应立即更换或处理，不得在井下继续使用。,.,矿井电网的保护,一、保护的分类、保护范围、方法和手段,接地保护,过电流保护,断相保护,电动机一相断线时动作（电动机单相运行）,断相保护装置,电压保护,风、电闭锁装置、瓦斯、电闭锁装置,.,矿井电网保护,四保护,两闭锁,过流保护,保护接地,漏电保护,电压保护,风、电闭锁,瓦斯、电闭锁,安全用电,三大保护,三专,三专：专用变压器、专用开关、专用线路,.,二、过流保护,1、过流：过流是指电气设备发生短路、过载、断相（缺相）故障时，流过电气设备和供电线路的电流超过它们的额定电流。2、过流危害：过电流如不及时得到控制，不仅烧坏电气设备，还可能引起电气火灾及瓦斯、煤尘爆炸事故。3、过流保护的作用当电气设备及电缆中电流超过规定额定电流时（出现短路、过载时），保护装置能在规定时间内快速切断故障电源，防止事故扩大，避免造成灾害。短路4、过电流现象过载断相,.,(2)造成短路故障的原因主要有：绝缘击穿误操作机械损伤（3）造成电动机过负荷的主要原因有：电源电压低频繁启动启动时间过长机械性堵转(4)断相的主要原因熔断器熔断。电缆与电动机或开关的连接头脱落。,.,6.过电流保护装置,熔断器保护（严禁用铜丝、铁丝代替保险丝）（1）短路保护继电器保护（严格按规定整定）（2）过负荷：热继电器RJ(JDB-电动机综合保护)（3）断相：晶闸管断线保护线路,.,电动机额定电流经验公式,对于电动机，e=2e；对于电动机，.1e;对于0电动机，e=.67e。对于3300电动机，e=.22e对于6000电动机，e=.12e对于10000电动机，e=.07ee为鼠笼型电动机的额定功率(KW)，ee。绕线式电动机e(1.5-1.8)e。,.,三、漏电保护,1、漏电故障的定义：在变压器中性点不接地的低压供电系统中的单相、两相或三相对地的总绝缘电阻下降到危险值以下时，若发生单相接地故障时，漏电电流将很大，这种电气故障称为漏电故障。漏电的形式:集中性、分散性漏电。集中性漏电：长期、间隙、瞬间漏电。1）长期集中性漏电：指没有漏电保护装置或漏电保护装置没有动作的漏电故障。2）间隙集中性漏电：指被开关控制设备或电缆的漏电故障。3）瞬间集中性漏电：指人体或其他接地导体偶然触及设备的带电部分发生的漏电故障。,.,2、漏电原因,（1）电气设备因绝缘受潮或进水。（2）电缆受到挤压、砍砸、过度弯曲、铁器划伤或针刺。（3）导线连接接头不牢固、有毛刺、无防松措施等。（4）电气设备超期服役或长期超负荷运行造成绝缘老化。（5）检修电气设备时，由于停、送电操作错误。（6）检修电气设备时，将工具和材料等导电体遗留在设备内部。（7）操作电气设备时，由于弧光放电造成一相接地。（8）在电气设备内部增加其他部件，使带电导体与外壳之间的电气间隙或爬电距离小于安全值时。,.,3、漏电的危害,产生电火花，可能引起瓦斯、煤尘爆炸。有可能造成人身触电。可以提前引爆电雷管。漏电长期存在，可以引起相间短路。4、漏电的预防措施1）避免电缆、电气设备浸泡在水中，防止电缆受挤压、碰撞、过度弯曲、划伤、刺伤等机械损伤。2）导线连接要牢固，无毛刺，防松脱。3）维修电气设备时要按规程操作，不将工具和材料等导体遗留在电气设备中。4）不在电气设备中增加额外部件，若必须设置时，要符合有关规定的要求；5）设置保护接地装置；6）对电网对地电容电流进行补偿；7）设置漏电保护装置；,.,5、漏电保护的作用1）可以防止人身触电；2）可以防止漏电电流烧毁电气设备；3）可以防止漏电电流引起矿井瓦斯、煤尘爆炸的危险；4）漏电保护还可以作为短路故障的后备保护。,.,6、对漏电保护装置的要求要求漏电保护装置具有安全性、可靠性、选择性。每天值班电工必须对低压漏电保护装置进行一次跳闸试验，并做好记录。不准甩掉漏电保护装置不用。井下低压电网各等级电压的漏电保护跳闸动作电阻值如下：127V1.5K380V3.5K660V11K；1140V20K,.,8、漏电闭锁,漏电闭锁是在开关分闸断电的情况下，负载侧网路绝缘电阻降低到规定值及以下时，检测出其故障并且闭锁开关使开关不能合闸送电。漏电闭锁电阻整定值可取供电系统漏电保护继电器动作整定值的2倍。解锁电阻值应不大于整定的漏电闭锁电阻值的150%。,.,9、漏电保护装置的功能,连续监视电网的对地绝缘电阻值；补偿电网的对地分布电容电流；当电网绝缘水平下降到危险值或发生人身触电时，能迅速自动切断供电电源。漏电闭锁保护装置在电网送电之前能对电网的绝缘状态进行监测，一旦发现漏电，将电源开关进行闭锁。将漏电保护装置与屏蔽电缆配合使用，可以实现超前断电。,.,11、事故案例,某矿输送机道，工作面供电的电缆先是放在人行道一侧，行人来回踩、压，电缆内部有内伤，漏电继电器长期甩掉不用，电缆漏电不能及时发现，最后造成电缆内部短路着火，酿成火灾，死亡35人，直接经济损失近40万元,.,四、保护接地,1、保护接地的概念：把电气设备的金属外壳和构架用导线与埋在地下的接地极连接起来，称为保护接地。注：保护接地是漏电保护的后备保护。煤矿安全规程规定：电压在36V以上和由于绝缘破坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架，铠装电缆的钢带（或钢丝）、铅皮或屏蔽护套等必须有保护接地。,.,电气设备绝缘破坏，使外壳带电时，人身即使接触了这个带电外壳，因接地装置和人体形成并联电路，对人体起到分流作用，可以大大地减小通过人体的电流，可减小人体触电的危险性。此时流过人体的电流为：R地R地I人=I总或I人I总R人R地R人可见，接地电阻R地越小，则通过人身的电流也就越小。,.,、在中性点不接地的供电系统中，当电气设备内部绝缘损坏或是一相带电体碰壳，且人体接触外壳时，接地电流将通过人体电阻与接地装置电阻并联入地，再通过其他两相对地绝缘电阻和电容回到电源。由于接地电阻的分流作用，流过人体电流就可以大大减小。、产生漏电故障时，由于接地装置的分流作用，可以大大减小放电火花能量，从而减少了瓦斯、煤尘爆炸的可能性。,2、保护接地的作用,.,煤矿安全规程规定,接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2欧姆。所有电气设备的保护接地装置（包括电缆的铠装、铅皮、接地芯线）和局部接地装置，应与主接地极连接成1个总接地网。主接地极应在主、副水仓中各埋设1块。主接地极应用耐腐蚀的钢板制成，其面积不得小于0.75、厚度不得小于5mm。,.,3、井下保护接地网,井下保护接地网的作用：某一个接地极受到损坏失去作用时，由于接地网的整体接地作用，仍然可以保障与损坏接地极相连的电气设备保护接地的功能；降低了总的接地电阻（保护接地电阻越小，保护性能越好）；避免了不同电气设备的不同相同时碰壳时所带来的危险。,.,补充说明,1、漏电保护的侧重点是故障发生后的跳闸时间，一旦发生漏电或人身触电，应能尽快切断电源，将漏电故障存在的时间减少到最短。2、井下保护接地的侧重点，在于限制裸露漏电电流和人身触电电流的大小，最大限度地降低故障的严重程度。两种保护在井下电网中相辅相成，缺一不可。,.,3、当漏电保护装置拒动时，漏电故障就容易发展成为短路故障，此时短路保护就成了漏电保护的后备保护。另一方面，当电气设备内部发生短路，而短路保护又失灵的情况下，炽热的短路电弧便可能将防爆外壳灼穿，使其失去防爆性能。但电弧一旦触及外壳，便引发了漏电故障，引起漏电保护装置的动作，及时切断电源，这样,漏电保护又成了短路保护的后备保护。由此可见，短路保护和漏电保护在很多情况下是互为备用的，增加了井下电气保护的可靠性。,.,4、风电闭锁,意义：指掘进工作面的局部通风机停止工作时，能立即切断该巷道中的一切电源，并且在局部通风机未开动时，也不能接通该巷道中的一切电源。作用：主要是防止停风或瓦斯超限的掘进工作面在送电后，由于设备绝缘不良或漏电产生的电火花，造成瓦斯燃烧或爆炸事故。（即：有风送电，停风断电，风机不转不能送电。）,5、瓦斯电闭锁瓦斯电闭锁是指掘进工作面正常供风或停风状态下，瓦斯浓度超过了规定值或整定值而切断掘进工作面动力电源，此种瓦斯监控装置与动力电源开关之间进行联锁。作用：主要是防止正常通风产生局部瓦斯积聚时，造成事故。（即：瓦斯超限报警断电，风机正常转；一旦风机停电，闭锁风机开关；检查瓦斯不超限风机才能转。）,.,6、煤电钻综合保护装置,（1）意义：煤电钻电缆由于受环境潮湿、移动频繁、电缆落地磨损、物件碰撞、挤压的可能，极容易发生漏电故障，危及操作人员及井下安全，为此采取降低工作电压（127V）及煤电钻综合保护装置。（2）作用：煤电钻必须设有检漏、短路、过负荷、断相、远距离起动和停止煤电钻的综合保护装置，煤电钻综合保护装置在每班使用前必须进行一次跳闸试验。,.,电缆的使用和管理,一、电缆的选用（1）根据使用地点的不同选用满足要求的电缆。（2）采区低压电缆禁止使用铝芯电缆。（3）采掘工作面设备必须用分相屏蔽橡套电缆。,.,二、电缆的敷设与连接,（1）电缆必须悬挂a、在立井井筒或倾角在30以上的井巷中，电缆应用夹子、卡箍或其它夹持装置进行敷设。b、电缆悬挂点的间距，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。（2）电缆不应悬挂在压风管或水管上，不得遭受淋水或滴水，盘圈或盘“”型电缆不得带电，电缆必须悬挂在管子上方0.3m以上的距离处。（3）高、低压电缆之间的间距在0.1m以上，同等级电缆间的间距不得小于50mm，通讯电缆敷设在电力电缆上方0.1m以上的地方。,.,井下电缆的连接应无明接头、无鸡爪子、无羊尾巴，并保证连接处绝缘良好，电缆同电气设备的连接，必须用同电气性能相符的接线盒，电缆芯线必须使用齿形压线板或线鼻子与电气设备连接；不同类型的电缆之间不得直接连接；纸绝缘电缆必须使用符合要求的电缆接线盒连接；橡套电缆连接可采用热补（井上）冷补（井下）连接后，必须经浸水、耐压试验，合格后使用。,.,三、井下用好管好电缆的基本要求,（1）严格按煤矿安全规程规定选用；（2）严格按煤矿安全规程规定连接；（3）合格悬挂，不埋压、不淋水；（4）采区内严禁使用铝芯电缆；（5）盘圈、盘“8”字形电缆不得带电，采、掘机组例外。,.,触电及其防治,一、触电人身触及带电体或接近高压带电设备时，有电流通过人身而造成的事故。二、按电流对人体的伤害程度触电可分为电击和电伤两种。1、电击：电流通过人体造成人体内部器官损坏，而导致人残废或死亡；2、电伤：指电弧对人体表面造成的烧伤。电击是触电后人体成为电路的一部分，电伤往往是人体触及强电弧时，对人体表面的烧伤。在高压（大于1200V）的触电事故中，这两种触电类型都有可能发生；对于低压电网来说，则大部分是电击事故。,.,三、伤害程度的影响因素,1、触电电流：I30mA2、触电时间：It30mA.s3、人体电阻：R1000欧姆（由体内电阻500欧姆和皮肤电阻650欧姆组成）。4、电流频率：工频5060Hz的交流电对人体的伤害最严重（25HZ300HZ的交流电对心脏的危害较大）。5、电流的途径(电流通过心脏、肺部和中枢神经的触电危险性较大)；6、人的精神状态和健康状况；7、能够自主的摆脱带电体的电流在30mA以下。8、通过人体的电流超过50mA时，就有生命危险；超过100mA时，很短时间内就可能窒息死亡。,.,四、触电方式分为接触触电和非接触触电两种。1、接触触电：指人体直接与带电体接触。接触触电又可分为单相触电、两相触电和跨步电压触电。2、非接触触电：指当人靠近高压带电体，距离小于或等于放电距离时，人与高压带电体之间产生放电而引起的触电。,.,五、井下人身触电原因,（1）井下带电检修、接线和搬迁电气设备及电缆。（2）没有执行停、送电制度，停电后电源开关无专人看管，没上闭锁，不挂停电标志牌。（3）人身触及已经破皮漏电的导线或由于漏电而带电的电气设备金属外壳，造成触电伤亡。（4）井下因环境窄小，电机车架线较低，人员上、下矿车或携带较长的钢纤等导电物体触及架线而发生触电伤亡。（5）触及已停电但未放电的高压电缆而触电伤亡。,.,五、预防触电的一般方法,1、防止人身接触或接近带电导体。、将电气设备的裸露导体安装在一定高度。、对高压电气设备设置遮栏。、电气设备的导电部件和电缆接头，封闭在外壳内，外壳上设机械闭锁。2、降低使用电压对人员经常接触的电气设备采用较低的工作电压。如煤电钻照明采用127V；井下远距离线路的控制电压不超过36V。,.,3、非专职或值班电气人员，不得擅自操作电气设备。4、井下操作电气设备，必须遵守操作规程和有关安全规定。5、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。6、电气设备的检查、维护和调整，必须由电气维修工进行，高压电气设备的修理和调整工作，应有工作安全措施。7、井下采取变压器中性点禁止直接接地，电气设备设置保护接地装置和漏电保护等技术措施。8、维修电气设备时要使用保安工具。,.,六、人体触电后怎样处理：,1、使触电者迅速切断、脱离电源。（1）断开电源开关或截断导体；（2）用绝缘物使触电者脱离电源。2、立即进行现场抢救：人工呼吸法，胸外按压法。,.,安全用电的有关规定,一、严格遵守各项安全用电作业制度（1）井下严禁带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线。（2）所有开关把手，在切断电源后都要及时闭锁或上锁，并悬挂“有人工作、不准送电”警示牌，并且严格遵守谁停电谁摘牌谁送电的制度。,.,二、操作井下电气设备应遵守的规定,（1）非专职人员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，并穿绝缘靴或站在绝缘台上。（3）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。,.,三、相关规定,（1）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。（2）低压电动机的控制设备，应具备短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁及远程控制装置。（3）煤电钻必须使用设有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离启动和停止煤电钻的综合保护装置。每班使用前，必须对煤电钻的综合保护装置进行1次跳闸试验。,.,（4）井下远距离控制线路的额定电压，不超过36V。（5）矿井安全监控系统的电源电压