煤矿电工学第一章煤矿供电安全

煤矿电工学,第一章煤矿供电安全,乡宁煤炭工业技工学校刘成平,第一节矿井供电概述,一、煤矿供电概述二、触电的危害及其预防三、煤矿井下电气火灾及其预防四、矿井安全作业制度,一、煤矿供电的基本要求安全-保证人身、设备、矿井安全。措施：严格遵守煤矿安全规程及有关规章制度。可靠-保证供电不中断。措施：采用备用电源质好-保证供电频率、电压稳定。电压允许偏移5%。措施：合理选择变压器、输电线截面。经济-投资、运行、维护等费用尽可能省。措施：合理选择供电系统及节能质好价廉设备。,二、电力负荷分类,1一类负荷-凡停电会造成人身伤亡或重大经济损失者。要求：供电绝对可靠。采用备用电源。2二类负荷-凡停电造成较大经济损失者。要求：供电相对可靠。采用专线供电。3三类负荷-凡停电不会造成直接经济损失者。要求：供电经济。可公用一条线路供电。,三、煤矿安全用电的其他要求,、“三无”、“四有”、“两齐”、“三全”、“三坚持”的内容。三无：三全：四有：三坚持：两齐：煤电钻：,2、井下供电必须做到“十不准”,（1）不准带电检修；（2）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；（3）不准甩掉无压释放器、过流保护装置；（4）不准明火操作、明火打点、明火爆破；（5）不准用铜铝铁丝代替保险丝；（6）停风、停电的采掘工作面，未经检查瓦斯，不准送电；（7）有故障的供电线路，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。,3、三专两闭锁,即专用开关、专用电缆、专用变压器风电闭锁、瓦斯电闭锁,国家规定的电压等级,用电设备和电网、变压器原边的额定电压：直流电压110v;220v;440v.为倍数关系。三相交流电压低压（1200v）为3倍关系。如127v;220v;380v;660v;1140v.三相高压3kv;6kv;10kv;35kv;63kv;110kv;220kv发电机和变压器副边的三相交流额定电压：供电距离较短为用电设备额定电压的1.05倍。如220v电网的发电机电压为230v。供电距离较长为用电设备额定电压的1.1倍。如10kv电网的变压器电压为11kv。,煤矿常用的电压等级,交流：127v-井下照明、煤电钻用电电压；220v-地面照明、单相电路用电电压；380v-地面低压、小型矿井下低压动力；660v-中型矿井下低压动力；1140v-大型矿井下综采低压动力；3.3kv-特大型矿井综采高压动力；6kv-地面高压动力、下井电压；35kv-煤矿电源进线电压,直流：110（220）v-操作电压；250（550）v-井下架线电机车。,四、煤矿供电电源,煤矿用电一般来自电力系统。只有没有电力系统的地区，方可采用地区发电厂或自建电厂。,1.要求：可靠、安全、质好、经济。2.供电负荷分为三类，为保证可靠，对一类和大型二类负荷需双电源供电，中小型二类负荷需专线供电。3.供电电压等级依据供电功率及供电距离的大小而定。4.煤矿供电电源来自电力系统。,本节小结,思考题,1.煤矿对供电有哪些基本要求？如何保证这些要求？2.电力负荷如何分类？煤矿企业哪些用户为一类负荷，应如何保证其供电可靠性？3.确定电压等级的原则是什么？简述煤矿常用的电压等级及其适用的场所。4.什么是电力系统？发电厂并网的优点是什么？,第二节触电及其预防,一、触电的危险因素二、触电的预防三、触电的急救,触电事故是指人体触及带电体，或人体接近高压带电体时有电流流过人体而造成的事故。按电流对人体伤害的程度，触电大致分为电击和电伤。电击。指电流通过人体内部器官，使心脏、呼吸和神经系统受到损坏。电击多数可致人于死地，所以是最危险的。电伤。指电流通过人身某一局部或电弧烧伤人体造成体表器官的破坏。当烧伤面积不大或程度不深时，不致有生命危险。,一、触电的危险因素,一、触电的危险因素,触电对人体的危害程度是由多种因素决定的，但流经人体电流的大小、频率、作用时间及其途径是主要因素，电流的大小起决定作用。与电流大小相关的有人体触电电压、人体电阻。,决定因素触电电流的大小我国规定触电的安全极限交流值为30mA,人身电阻包括体内电阻和皮肤电阻。体内电阻较小，基本不受外界因素影响，故人身电阻主要是皮肤(角质层)电阻，其数值随人的皮肤状况、触电时间及触电电压的不同变动很大。若皮肤干燥无损时，人身电阻可达10k100k，反之，人身电阻可降至0.8k1k。,相关因素人体电阻井下人身电阻以1k作为计算值,根据欧姆定律和人体电阻、触电电流安全极限值，可知安全触电电压极限值约为3050V，但因人体电阻与工作条件有关，我国规定安全触电电压：在条件较好的场所为65V，条件较差的场所为36V，特别危险的场所为12V。,相关因素触电电压井下安全触电电压为36v,随着触电时间的增加，人体发热出汗增加，人身电阻会逐渐减小，使触电电流逐渐增大。即使触电电流是安全电流，若持续时间过久也会造成死亡事故；反之，即使触电电流大于安全电流，若能迅速脱离电源也不致有生命危险。,主要因素触电时间井下安全电流与时间的乘积为30mAs,电流通过人体内部器官，使心脏、呼吸和神经系统受到损坏。电击多数可致人于死地，所以是最危险的。电流通过人身某一局部或电弧烧伤人体造成体表器官的破坏。当烧伤面积不大或程度不深时，不致有生命危险。,主要因素电流路径电流通过人体内部器官是最危险,同样电流值下交流的危险大于直流。工频交流的危险大于高频交流。,主要因素电流频率工频交流是最危险的,1.避免触电防止人触及带电体。2.减少触电危险使人体的触电电流、触电时间、触电电压小于安全值。,二、触电的预防,（1）将裸露导体的带电设备安装在一定高度上。如井下电机车架空线的敷设高度，在行人巷道不得低于2m，不行人巷道内不得低于1.8m，井底车场内不得低于2.2m,1.避免触电,（2）将易接触(近)的电气设备置于封闭的外壳内并设闭锁装置，以防带电打开外壳,1.避免触电,（3）将操作时需触及的电气设备加强绝缘。如煤电钻手把上再加一层绝缘套,1.避免触电,（1）对经常接触的电气设备采用低压供电。如煤电钻及井下照明、信号设备工作电压不得超过127V，开关的控制电路电压不得超过36V。,2.减少触电的危险,（2）将电气设备的金属外壳接地以减小其内部绝缘损坏使外壳带电而对人造成危害。,2.减少触电的危险,（3）向井下供电的变压器中性点严禁直接接地。,2.减少触电的危险,人若触及一相带电体，人身的触电电压为相电压，对于380V电网，相电压Up为220V，人体电阻Rh为1k，则人身触电电流Ih为：Ih=如果660v电网呢？,如果变压器中性点直接接地：,（4）在井下中性点不接地电网中加设漏电保护装置,2.减少触电的危险,触电急救要求把握两点，既动作迅速和救护得法。当发现有人触电时，不要惊慌失措，首先应尽快使触电者脱离电源。然后再根据触电者的具体情况尽快进行抢救。点击观看录像,三、触电的急救,（1）脱离低压触电者的电源附近有电源开关或插销，可立即断开，以切断电源附近无电源开关和插销，可用带绝缘柄的钳子或有干燥木柄工具或其它带有绝缘的器具把电线砍断。如果是电线落在身上或压在身下，可用干燥的木棒或木板等绝缘物把电线挑开，或用干燥的衣服、手套等拉开触电者，使其脱离电源。如果触电者的衣服是干燥的，也可以用一只手直接去拉触电者的衣服，使其脱离电源。但抢救者不得触及带电者的皮肤等易导电部位，防止触电。,1.快速脱离电源,（2）脱离高压触电者的电源如果触及高压电源，应立即通知有关部门停电，或戴上绝缘手套，穿上绝缘靴，用相应耐压等级的绝缘棒或绝缘钳进行上述脱电工作。,1.快速脱离电源,2020/6/6,38,（1）脱电后立即将触电者抬到空气新鲜处躺好，最迅速地检查一下触电者是否失去知觉瞳孔有无光反射，摸摸脉搏，听听心脏是否跳动，用棉絮放在鼻孔处观察有无呼吸，按一下指甲有无血液循环。（2）根据伤害程度采用不同的救护方法。触电者还未失去知觉，可平卧继续观察；如已失去知觉，但还有呼吸，则应解开他的衣带、以利呼吸；如已停止呼吸，或呼吸不规则，但有心跳，要迅速进行人工呼吸；如已停止呼吸和心跳，或心跳不规则，还须在人工呼吸的同时进行体外心脏挤压。,2.正确实施救护,（1）人工呼吸法人工呼吸法是一种用人工的方法，恢复触电者的呼吸。(a)头部后仰(b)捏鼻张口(c)贴近吹气(d)放松换气图2-6口对口人工呼吸,2.正确实施救护,(2)体外心脏挤压法它是用人工的方法在胸外挤压心脏，恢复心脏跳动。,(a)正确定位(c)向下挤压(d)迅速放松,2.正确实施救护,1.触电的安全值：30mA30mAS36v2.触电的预防：避免触电：带电体高架、封栏并闭锁、绝缘减少触电危险：降压、外壳接地、中性点不接地、漏电保护3.触电的急救：两快：“快速断电”“快速施救”两救：“正确施救”“坚持施救”,本节小结,思考题,2-6井下人体电阻、极限安全电流，安全接触电压各取何值?2-7预防触电有哪些措施?触电急救的方法有哪些？各在何种情况下采用？,第三节电火灾及其预防,一、井下引起电火灾的主要原因二、电火灾的预防措施三、井下电火灾的扑灭,一、井下引起电火灾的主要原因,电网过流。过流时电气设备的温度很高，特别是短路电弧温度更高，从而点燃绝缘材料或瓦斯、煤尘。漏电火花。电网漏电点会产生电火花，引燃瓦斯和煤尘。电路接触不良。导线、元器件接触不良会增大接触电阻，当较大的负荷电流通过时，产生高温引起火灾。电器散热不良。井下照明灯罩上覆盖的煤尘会使灯具散热不良，温度升高，导致煤尘燃烧而形成火灾。架线电机车电弧引燃木支护棚着火。,(1)合理选择电气设备的容量及电缆截面，防止过载。同时校验高低压开关设备及电缆的动稳定性及热稳定性。防止高低压开关断流容量不足而不能灭弧，发生弧光短路，短路电流进而引燃电缆。(2)对输电线路和用电设备必须设过流保护和漏电保护，并按煤矿井下低压电网短路保护装置和漏电保护的整定细则进行整定和校验。若开关因短路、漏电跳闸，不排除故障不许反复强行送电。(3)为了防止已着火的电缆脱离电源或火源后继续燃烧，必须采用合格的矿用阻燃（不延燃）橡套电缆。(4)为防止散热不良，电缆不准盘圈、成堆或压埋送电，电缆悬挂要符合煤矿安全规程要求。,二.电火灾的预防措施,(5)为防止接触不良，加强高压电缆接线盒、尤其是铝芯电缆接线盒的检查。铝芯接头处极易氧化，产生较大接触电阻，电流通过时使接头过热以致烧毁绝缘，甚至引起芯线相间短路，造成接线盒“放炮”，熔化起火。接线盒处不得有可燃物。(6)井下禁止使用带油的电气设备，如矿用油浸式变压器、油浸纸绝缘电缆。以防油遇火引起火灾。(7)井下照明灯应悬挂、必须有保护罩，不准将照明灯放置在易燃物上，不准用灯泡取暖。(8)为防止架线电机车运行时产生电弧高温引燃木棚着火，架线电机车行驶的巷道，必须是锚喷、砌碹或混凝土棚支护。(9)变配电硐室防火。硐室应备有足够的干式灭火器和沙箱、铁锹，机电硐室不得用可燃性材料支护，并应有防火密闭铁门。,二.电火灾的预防措施,(10)严禁违章指挥、违章作业，做到十不准：不准带电检修。不准甩掉无压释放器、过流保护装置。不准切除检漏电继电器、煤电钻综合保护和局部通风机风电闭锁装置。不准明火操作、明火打点、明火放炮。不准用铜、铝、铁丝等作熔体。停风、停电的采掘工作面，未检查瓦斯不准送电。有故障的供电线路不准强送电。电气设备的保护装置失灵后不准送电。失爆设备、失爆电器不准使用。在井下不准拆卸矿灯。,二.电火灾的预防措施,（11）采用保护接地、添加抗静电剂可以消除静电。保护接地可以防止电荷积累，物体上的静电可以通过接地引线引入大地，避免出现高电位，减小物体对地的电位差。在普通的材料中掺人抗静电剂，例如抗静电风筒、抗静电胶带、托滚等，可以减小静电电荷量。在选择这些材料时应选择具有“煤矿矿用产品安全标志证书”的产品，这些产品都具有阻燃、抗静电性能。（12）采用火灾自动报警装置。目前应用在电气防火的产品主要有防漏电报警系统、防过载报警系统、电缆温度报警系统等类型，其特点是能准确地探测到电缆线路的异常状态，通过处理将信息提供给维护人员，这样可以将电气火灾的隐患消灭在萌芽状态。,二.电火灾的预防措施,三、井下电火灾的扑灭,电气设备着火以后往往都带电，因此不能用普通的泡沫灭火器或用水来灭火。首先将着火的电气设备或电缆的电源切断，再用沙子和干粉灭火器来灭火。必要时，在确知已经断开电源后，方可用水、泡沫灭火器等普通灭火方法来扑灭火灾。对大面积的火区可以采用砌筑密闭防火墙隔绝空气实现灭火，还可向火区灌浆、注入惰性气体加快灭火。,电火灾产生的原因：过流、漏电、接触不良等产生的电火花、散热不良产生的高温、架线电机车的电弧。电火灾的预防：防止过流、漏电、接触不良、散热不良、架线电机车巷道用不燃材料支护。电火灾的扑灭：1.采用干式灭火器和沙子灭电火灾。2.用水、砂、灭火器等直接扑灭，注意必须在断电下进行。3.构筑防火墙，使其自然熄灭；同时灌浆、注入惰性气体等加速扑灭。,本节小结,思考题,2-1.电火灾产生的原因是什么？如何防止电火灾的产生？如何熄灭电火灾，应注意什么问题？2-2.电气方面引起瓦斯和煤尘爆炸的原因有哪些？,井下供电安全主要有电火灾预防、触电预防、电气设备过流保护和防爆。电火灾产生主因是电网过电流，而过流又是由短路、过载和断相引起的。因此要防止过流。电火灾扑灭方法有直接灭火、隔绝灭火和混合灭火。都必须先断电。预防触电主要有避免触及带电体和减少触电危险。前者主要将带电体高架或加装外壳并采取闭锁；后者主要从减少人体触电电流、触电电压和触电时间等着手。向井下供电变压器中性点采用不接地方式，其出现接地故障或者人身触电事故产生的危害程度较小，但电网对地电容较大时，其危害程度增加，需采用中性点经电感线圈或高电阻接地方式。并采用漏电保护和保护接地措施保证人身安全和防止漏电点燃瓦斯和电雷管。,本章小结,第四节矿井安全作业制度,一、工作票制度二、工作许可制度三、停、送电制度四、高压倒闸、试验操作票制度和工作监护制度,一、矿井安全用电工作票制度在地面电气设备和线路上作业时，以及对井下高压电气设备进行检修及对重要线路和重要工作场所进行停、送电时，都必须使用工作票，并按工作票规定的内容进行工作。1、工作票的主要内容有：工作地点和工作内容；工作起、止时间；工作负责人（监护人）、工作许可人和工作人员的姓名，以及注意事项和安全措施。2、工作票的签发工作票应由局、矿熟悉设备情况，熟悉电业安全工作规程和煤矿安全规程的局、矿主管供电负责人签发，用钢笔或圆珠笔填写，一式两份、填写内容应正确清楚，不得任意涂改。,其中一份留存在工作地点，由工作负责人执存，另一份由值班员收执，按值移交。值班员应将工作票号码、工作任务、许可工作时间及完成工作时间记入操作记录簿中工作票应在工作前一天交给值班员、临时工作可在工作开始以前直接交给值班员。若工作内容、工作人员或工作时间有变更，应提前修改或重新填写工作票。工作票签发人不得兼任该项工作的工作负责人。工作负责人可以填写工作票。工作许可人不得签发工作票。3、工作票中所列人员的安全责任工作票签发人：工作必要性；工作是否安全；工作票上所填安全措施是否正确完备；所派工作负责人和工作班人员是否适当和足够；精神状态是否良好。,工作负责人（监护人）：正确安全地组织工作；结合实际进行安全思想教育；督促、监护工作人员遵守有关规程的规定；负责检查工作票所载安全措施是否正确完备，值班员所做的安全措施是否符合现场实际条件；工作前对工作人员交待安全事项；工作班人员变动是否合适。工作许可人（值班调度员，工区值班员、变电所值班员均为工作许可人）：负责审查工作票所列安全措施是否正确完备；是否符合现场条件；工作现场布置的安全措施是否完善；负责检查停电设备有无突然来电的危险；对工作票中所列内容即使发现很小疑问，也必须向工作票签发人询问清楚，必要时应要求作详细补充。工作人员：认真执行有关规程规定和现场安全措施，互相关心，监督施工安全和各项安全措施的实施。,二、工作许可制度对地面变电所的电源进线及与进线有关的电气设备进行操作、检修时，都必须得到系统主管部门调度（局电力调度或电力系统调度）的批准。对地面和井下高压电气设备（包括采区变电所内的高压设备），必须经矿生产调度的许可，方能进行检修操作。对采区（工区）内的机电设备进行检修时，一般由采区（工区）自行决定，但影响较大的，应征得矿调度的同意。采区电钳工，在特殊情况下，可对采区变电所内高压电气设备进行停、送电操作，但不得擅自打开电气设备进行修理。经维修单位机电主管人员授权者，不受此限。在井下搬迁或增减电气设备，必须经过电气管理部门审查批准。在具体进行各项检修、操作时，还必须得到工作现场值班人员的许可。,工作许可人（工作现场值班人员）在完成施工现场的安全措施后（切断被检修设备的电源、用同电源电压相符的验电笔验电，确认无电后，检查工作地点的瓦斯浓度在1%以下时，进行对地放电），还应会同工作负责人到现场再次检查所做的安全措施，以手触试，证明被检修设备确无电压，并对工作负责人指明带电设备的位置和注意事项。然后双方在工作票上分别签名，工作班方能开始工作。工作负责人和工作许可人（值班员）任何一方不得擅自变更安全措施，值班员不得变更被检修设备的运行结线方式。工作中如有特殊情况需要变更时，应事先取得对方的同意。,三、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。,（1）停电：停电时，必须把有关线路的电源开关全部断开，与其有关的变压器，须断开高、低压两侧开关，断开的隔离开关的操作机构必须加闭锁。井下高压隔爆配电装置，断路器打开后，应向外拉出，使其隔离插头脱离电源。操作手把上均应悬挂“有人工作，禁止合闸”的标示牌。当部分设备停电时，工作人员正常活动范围与带电设备之间应设置临时遮栏，其安全距离为：10kv以下，不小于0.35m；2535kv，不小于0.6m，并应悬挂“止步，高压危险！”的标示牌。,（2）验电：停电后，必须用合格的、相应电压等级的验电器验电。验电前，应先在有电的设备上试验，确认验电器良好。验电时，绝缘棒的验电部分应逐渐接近设备，听其有无放电声，确定其是否确无电压。验电时，应戴绝缘手套，有专人监护，并应对设备进、出线两侧分别验电。（3）送电：当设备检修完毕恢复送电时，必须由原来执行停电并悬挂标示牌的操作人员亲自取下此牌，然后方可合闸送电。,（4）放电，装接地线：经验电证明设备确无电压后，应立即对被检修设备接地并三相短路，使其剩余电荷放尽。接地线应用有接地和短路导线组成的成套接地线，它由多股软铜线组成，其截面不得小于25mm2，严禁用其他导线做接地线。装接地线时，应先接接地端，后接导线端，接地线应连接可靠。拆除接地线的程序与此相反。装、拆接地线时，操作人员应戴绝缘手套，人体不得碰触接地线。在煤矿井下，上述验电、放电、装拆接地线的操作，必须有瓦斯检查员在场，只有瓦斯浓度在1