电工基础煤矿电气安全

1、电工基础煤矿电气安全,1,第一节 煤矿电气安全,电工基础煤矿电气安全,2,一、煤矿供电 （一）煤矿电力负荷对供电的基本要求 1、煤矿电力负荷对供电的要求 (1)可靠性 1）要求供电不间断。 2）对重要负荷供电应绝对可靠：如主排水泵、副井提升机等。 3）采用双电源供电。,电工基础煤矿电气安全,3,(2) 安全性 1）供电安全就是包括人身和设备安全。 2）依煤矿安全规程和有关技术规程规定，进行工作，确保供电安全。,电工基础煤矿电气安全,4,供电要求,(3) 供电质量 1）要求用电设备在额定参数下运行，因为此时性能最好。 2）反映电能优质指标主要有两个：频率 （5）和电压（5）。谐波含量要小。,电工

2、基础煤矿电气安全,5,（）经济性 ）尽量降低基本建设投资。 ）尽可能降低设备、材料、有色金属的消耗。 ）尽量降低电能消耗和维修费用等。,电工基础煤矿电气安全,6,2 电力用户的分类 （ 1）一级用户(一类负荷) 1）定义：凡因突然中断供电可能造成人身伤亡或重大设备损坏、造成重大经济损失或在政治上产生不良影响的负荷均属一级用户。 2）举例：主通风机、主排水泵、副井提升机等 3）供电要求：两个独立电源供电。,电工基础煤矿电气安全,7,（2）二级用户(二类负荷) 1）定义：凡因突然停电造成大量减产或大量废品的负荷。 2）举例：矿山集中提煤设备、压风机。 3）供电：两个独立电源供电或环形线供电。 （3

3、）三级用户(三类负荷) （1）定义：指除一、二类负荷以外的其它负荷。 （2）举例：学校宿舍、地面附属车间及矿井机修厂等。 （3）供电：单回路供电、多负荷共用一条输电线路。,电工基础煤矿电气安全,8,用户分级管理便于供电系统设计和电力调度，合理供电。 在发生故障或检修时，先停止三级用户供电，以保证二级用户全部或部分供电，确保一级用户供电不间断。,电工基础煤矿电气安全,9,（ 二）煤矿供电系统 1、电力系统是指发电厂内的发电机、电力网内的各输电线路和升降变电所以及电力网用户组成的统一整体。 即电能的产生变换传输分配消耗。 2、煤矿供电系统由地面变电所、井下中央变电所、采区变电所和输配电线路组成。,

4、电工基础煤矿电气安全,10,电工基础煤矿电气安全,11,（一）触电危害 1.电流对人体的作用 煤矿井下空间狭小、潮湿、有淋水、 矿尘大，容易造成电气设备漏电。因 此，煤矿井下发生触电事故可能性较大。 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，触电可 分为电击和电伤两种。,电工基础煤矿电气安全,12,电击是指电流流过人体内部，造成人体内 部器官损坏，而导致残废或死亡。 电伤是指强电流瞬间通过人体的某一局部 或电弧对人体表面造成的烧伤、灼伤。 在触电死亡事故中，大多数是电击死亡 事故。因此，触电事故主要是指电击事故。 电击是电流对人

5、体内部组织造成的伤害。 仅50mA的工频电流即可使人遭到致命电击， 神经系统受到电流强烈刺激，引起呼吸中枢衰 竭，呼吸麻痹，严重时导致心室纤维颤动，以 至引起昏迷和死亡。,电工基础煤矿电气安全,13,3. 影响触电伤害的因素 触电的危险程度于很多因素有关，而这些因素是互相关联的，只要某种触电到相当程度，都会使触电者达到危险程度。 （1）电流的大小。 ( 2 )人体电阻由体内电阻（500 ）和皮肤电阻（650 10 K ），一般人体电阻在1000 2000 之间。 （3） 持续时间。 ( 4 ) 接触电压,电工基础煤矿电气安全,14,（5） 电流的途径。 电流通过心脏、呼吸系统和中枢神经系统时，

6、危险性最大。从外部看，左手至脚的触电最危险，脚到脚的触电对心脏的影响较小。 （ 6）电流频率。 直流电危险性比交流电小很多。 (7）人体健康状况。 对触电有心理准备的，触电伤害轻。,电工基础煤矿电气安全,15,（二）人体触电的原因及预防措施 1.人体触电的原因 （1）作业人员违反煤矿安全规程、操作 规程有关规定、带电作业、带电安装、带电检查、 修理、处理障碍；忘记停电、停错电、不验电、放 电等。 （2）不执行停、送电制度，停电开关没闭锁； 没按要求悬挂“有人工作，严禁送电”警示牌，执 行“谁停电，谁送电”安全作业制度不严，误送电。,电工基础煤矿电气安全,16,（3）未设可靠的漏电保护、漏电保护

7、失效或甩掉不用；漏电保护失效接地网断线的情况下人触及带电的设备外壳。 （4）不按要求使用绝缘用具、带电拉隔离开关等误操作导致人体触电。 （5）不按要求携带较长的导电材料，在有架线的巷道行走时触及架线。 （6）工作中，触及破损电缆、裸露带电体等。,电工基础煤矿电气安全,17,2.人体触电的预防措施 （1）避免人体接触低压带电体；避免人体接近高压带电体。各变配电所的入口处或门口，非“工作人员，禁止入内”警示牌；无人值班的变配电所，关门加锁。 （2）对人员易接触的电气设备尽量采用较低电压；如煤电钻电压、信号照明电压使用127V；远距离控制电压36V等。 （3）在井下采用变压器中心点不接地系统，设置漏

8、电保护、保护接地等安全技术防止人身触电。 （4）严格遵守各项安全用电制度和煤矿安全规程相关规定。,电工基础煤矿电气安全,18,二、防爆电气设备及安全检查重点 工作在煤矿井下爆炸性环境中的电气设备必 须采取一定的防爆安全措施，使其在规定的运行 条件下不会引起周围爆炸性混合物爆炸。 按规定的条件设计制造的、不会引起周围爆 炸性混合物爆炸的电气设备通称为防爆电器设备。 （一）防爆电气设备的类型、标志及组别 矿用电气设备分为矿用一般型和矿用防爆型 两类，矿用防爆电气设备又分10种。 矿用一般型电气设备是只能用于井下无瓦斯、 煤尘爆炸危险场所的非防爆型电气设备。外壳明 显处有清晰的永久性凸纹标志“KY”

9、。,电工基础煤矿电气安全,19,爆炸性环境用电气设备类型及标志,电工基础煤矿电气安全,20,防爆电气设备按使用环境不同分为、 两类。 类：为煤矿井下用防爆电气设备，主要用于含 有甲烷混合物的爆炸性环境。 防爆标志由设备类型、级别、组别连同防爆电气 设备总标志“Ex”组成。如矿用隔爆型电气设备的防爆 标志“ Exd ”。在防爆电气设备外壳明显处有永久凸 纹标志” Ex ”和煤矿矿用产品安全标志“MA”。 类：用于工厂的防爆电器设备，主要用于除甲烷 外的其它爆炸性混合物环境。,电工基础煤矿电气安全,21,井下电气设备选用规定,使用场所,类别,煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井和瓦斯喷出区域,井底车

10、场、总进风 巷和主要进风巷,低瓦斯矿井,高瓦斯矿井,翻车机硐室,采区进风巷,总回风巷、主要回风巷、采区回风巷、工作面和工作面进回风巷,瓦斯矿井,1.高低压电机和电气设备,矿用防爆型(矿用增安型除外),矿用防爆型(矿用增安型除外),矿用防爆型(矿用增安型除外),矿用防爆型(矿用增安型除外),矿用防爆型(矿用增安型除外),矿用防爆型(矿用增安型除外),矿用 一般型,矿用 一般型,矿用 一般型,矿用 一般型,矿用 防爆型,矿用 防爆型,矿用 防爆型,矿用 防爆型,矿用 防爆型,矿用 防爆型,矿用 防爆型,矿用 防爆型,2.照明灯具,3.通信、自动 化装置和仪表、 仪器,电工基础煤矿电气安全,22,（

11、三）矿用隔爆型电气设备 隔爆型电气设备是指设备的所有电气元件全部置于隔爆外壳内，隔爆外壳既具有耐爆性又具有隔爆性（不传爆性），即内部可燃性爆炸混合物时所产生的压力不会使外壳损坏、变形引起壳外爆炸性混合物（瓦斯、煤尘）的爆炸；内部产生的高温火焰不会传到壳外引起壳外爆炸性混合物（瓦斯、煤尘）的爆炸（由隔爆面的长度、间隙和粗糙度决定）。 由于使用、管理、维护不善会造成防爆电气设备的失爆。失爆是指电气设备的隔爆外壳失去了耐爆性或隔爆性。 井下隔爆型电气设备常见的失爆现象有：,电工基础煤矿电气安全,23,（1）隔爆外壳严重变形或出现裂纹，焊缝开焊、连接螺丝不全、螺口损坏或拧 入深度少于规定值。 （2）隔

12、爆面锈蚀严重、间隙超过规定 值，有凹坑、连接螺丝没压紧。 （3）电缆进、出线不使用密封圈或使 用不合格密封圈，闲置喇叭口不使用挡板。 （4）电气设备内部随意增加电气元件、 维修设备时遗留导体或工具导致短路烧外壳。 （5）螺栓松动、缺少弹簧垫使隔爆间 隙超过规定值。,电工基础煤矿电气安全,24,使用局部通风机通风的掘进工作面，必须做到如下几点： （1）甲烷风电闭锁与甲烷电闭锁 1.风电闭锁是指为掘进工作面供风的局部通风机供风后，其工作面的瓦斯浓度在规程的制定范围以内，才可人工为该工作面动力电源线路的电气连锁。其作用是防止停风或瓦斯超限的掘进工作面在送电后产生电火花，造成瓦斯燃烧或爆炸。 2.甲烷

13、电闭锁是指掘进工作面正常供风或 停风的状态下，瓦斯浓度超过规定值或整定值， 切断掘进工作面的动力电源，这种瓦斯监控装 置与动力电源开关间的 连锁，称为瓦斯电闭锁。 其作用是防止正常通风产生局部瓦斯积聚时， 造成电火源引发瓦斯爆炸事故。,电工基础煤矿电气安全,25,2）对局部通风机的供电要求： 1. 保证局部通风机的正常运转是决定掘进工作安全生产的一个重要环节。以往局部通风机与动力电源共用一趟线路，而且供电系统中的检漏继电器的动作不具有选择性，又安装在变电所低压电网的总开关上，而很难保证局部通风机运转的连续性，这给掘进工作的安全造 成了重大影响。 2.规程规定：瓦斯喷出区域、高瓦斯 矿井、煤（岩

14、）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井 中，掘进工作面的局部通风机应采用“三专”（专用变压器、专用开关、专用线路）供电； 也可采用装有选择性漏电保护装置的供电线路 供电，但每天应有专人检查1次，保证局部通 风机可靠运转。,电工基础煤矿电气安全,26,（二）矿井电网保护,矿井电网保护由以下部分组成: 过电流保护 漏电保护 四保护 保护接地 矿井电网保护 电压保护 两闭锁 风电闭锁 甲烷电闭锁,电工基础煤矿电气安全,27,1.过电流保护 过电流是指电气设备或电缆的实 际工作电流超过其额定电流值。 过流的危害主要有： 、绝缘老化降低使用寿命； 、造成电气设备（含电缆）烧 毁，引发电气火灾； 、引爆瓦斯和煤尘。

15、 常见过电流现象有短路、过负荷和断相。,电工基础煤矿电气安全,28,1、引起过电流故障的原因 （1）、短路 在电网和电气设备中，若不同相线之间通过导 体直接短路或通过弧光放电短路均会产生过流。 造成短路故障的原因主要有： 击穿 误操作 机械损伤 （2）、过负荷 过负荷是指电气设备的工作电流不仅超过了 额定电流值，而且超过了允许的过负荷时间。,电工基础煤矿电气安全,29,造成电动机过负荷的原因主要有： 电源电压低； 频繁起动； 起动时间长； 机械卡堵。电动机内部有异物、偏轴扫膛以及外部负荷引起的运行阻力大导致电动机过负荷。 （3）、断相 是指三相交流电动机的一根相线或一相绕组断线。 熔断器熔断；

16、 电缆与电动机或开关的连接头脱落。 电缆芯线一相断线。,电工基础煤矿电气安全,30,（）、过电流保护 过流保护包括短路保护、过负荷保护和断相保护等。 煤矿井下低压电网过流保护装置主要有电磁式过流继电器、热继电器、熔断器等。 矿井低压供电系统中短路电流、过载电流大小和持续时间长短，决定了对供电系统中电气设备的危害程度，必须采取有效措施将短路电流、过载电流的危害限制在最小程度。,电工基础煤矿电气安全,31,设置过电流保护的目的就是在线路或 电气设备发生过电流故障时，能及时切断 电源防止电流故障引发电气火灾、烧毁设 备等现象的发生。 短路保护包括熔断保护和继电保护， 熔断保护用于各种启动器，继电保护

17、严格 按规定整定及校验。,电工基础煤矿电气安全,32,2、漏电保护 漏电的危害 1、造成人身触电伤亡； 2、引爆瓦斯和煤尘； 3、引起火灾； 4、引爆电雷管。,电工基础煤矿电气安全,33,井下常见的漏电故障分为集中性漏电和分散性漏电两种。 集中性漏电是指电网的某一处因绝缘破损导致漏电，占井下漏电的85%以上。 集中性漏电又可分为长期、间隙和瞬间三种。 分散性漏电是因淋水、潮湿导致电网中某段线路或某些设备绝缘下降至危险值形成的漏电。漏电会导致人体触电，引起瓦斯、煤尘爆炸，提前引爆电雷管，引起电气火灾等。,电工基础煤矿电气安全,34,（3）漏电保护 为保证漏电保护装置能有效可靠，防 止漏电引发各种

18、危害，对煤矿井下低 压漏电保护装置提出如下要求： 安全性。 可靠性。 选择性。 灵敏性。 全面性。,电工基础煤矿电气安全,35,漏电保护的作用主要有： 监视电网的绝缘。 迅速切断漏电故障线路的电源，防止 漏电故障引发各种危害。 补偿电容电流。 漏电保护动作、闭锁电阻值如下： 动作电阻 /k 电压等级/k 闭锁电阻/k 20 1140 220 11 660 211 3.5 380 2 3.5 1.5 127 2 1.5,电工基础煤矿电气安全,36,3. 保护接地 是指在变压器中性点不接地系统将电 气设备正常情况下不带电的金属外壳及构 架等与大地作良好的电气连接。设置保护 接地，可有效防止因设备外

19、壳带电引起的 人体触电事故。,电工基础煤矿电气安全,37,保护接地：用导体把电气设备所有正常状况下不带电的金属部分和埋在地下的接地极连接起来。通过人身电流与接地极电流的关系： 通过人体电流为,电工基础煤矿电气安全,38,有保护接地时人体触电示意图,电工基础煤矿电气安全,39,在中性点不接地的供电系统中，当电气设备内部绝缘损坏而使一相带电体碰壳，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。由于接地装置的分流作用，通过人体电流就大大减小。,电工基础煤矿电气安全,40,如不设保护接地，当人体触及因某一相绝缘破损而带电的外壳，电流将通过人体

20、 入地，经其他两相对地绝缘电阻及电网对地电容流回电网。当电网对地绝缘水平较低，通过人体的电流可能超过极限安全电流30mA而导致人体触电事故。,电工基础煤矿电气安全,41,规程对保护接地网及接地电阻的规定： (1) 保护范围：电压在36伏以上和由于 绝缘损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。,电工基础煤矿电气安全,42,（1） 主接地极 主、副水仓或集水井内必须各设一块主接 地极。主、副水仓和分区的主接地极，均应采用 面积不小于0.75、厚度不小于5毫米的钢板制 成。 （2） 局部接地极 按煤矿安全规程规定，在下列地点应装

21、设局部接地极： （1） 采区变电所（包括移动变电站和移动变 压器）；,电工基础煤矿电气安全,43,（2）装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备； （3）低压配电点或装有3台以上电气设备的地点； （4）无低压配电点的采煤机工作面的运输巷、回风巷、集中运输巷，以及由变电所单独供电的掘进工作面，至少应分别设置1个局部接地极； （5）连接高压动力电缆的金属接线盒。,电工基础煤矿电气安全,44,井下保护接地系统示意图 1接地母线；2辅助接地母线；3主接地极；4局部接地极；5漏电保护辅助接地极； 6电缆；7电缆接地层；8中央变电所；9采区变电所；10配电点；11电缆接线盒； 12连接导线；13接地导线

22、；14采煤机组；15输送机。,电工基础煤矿电气安全,45,（4）安全检查重点： （1）主接地极、局部接地极是否按规程规定设置。 （2）保护接地线是否完整，接头是否松动、锈蚀，接地线是否断裂或截面减小。 （3）每台电气设备是否单独与接地母线连接。 （4）接地线与接地母线连接是否焊接。用 螺钉连接是否用镀锌、镀锡螺钉和螺母接牢； 绞接时是否接牢。 （5）接地装置是否是钢材或铜材。,电工基础煤矿电气安全,46,（五）井下电缆的安全管理 在总回风巷和专用回风巷中不应敷设电缆。 溜放煤、矸、材料的溜道中严禁敷设电缆。 1.井下用好、管好电缆的基本要求 （1）严格按规程规定选用； （2）严格按规程规定连接

23、； （3）合格悬挂，不埋压、不淋水； （4）采区应使用分相屏蔽阻燃电缆，严禁 使用铝芯电缆； （5）盘圈、盘“8”字形电缆不得带电， 采、掘机组除外。,电工基础煤矿电气安全,47,2、井下电缆的选用应遵守的规定 （1）电缆实际敷设地点的落差，应与电缆规定的允许敷设落差相适应。 （2）电缆应带有保护接地用的足够截面的导体，即保证作保护接地用的电缆芯线电阻应不超过规定值。 （3）严禁采用铝包电缆。 （4）必须选用经检验合格的，并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。 （5）电缆主线芯的截面应满足供电线路负荷的要求。,电工基础煤矿电气安全,48,（4） 电缆连接,（1）立井井筒中所用的电缆中间不得有

24、接头；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。,电工基础煤矿电气安全,49,（2）电缆连接应符合的要求 1）电缆同电气设备的连接，必须使用与电气设备防爆类型（各种矿用防爆型、矿用一般型）相符的接线盒。 2）电缆芯线必须使用齿形压线板（卡爪）或线鼻子同电气设备进行连接。 3）不同型电缆之间不得直接连接，必须用符合要求的接线盒、连接器或母线盒进行连接。,电工基础煤矿电气安全,50,5.井下安全用电“十不准”及电气管理核心 （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； （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）电气设备的保护失灵后，不准送电； （9）失爆电气设备，不准使用； （10）不准在井下拆卸矿灯。,电工基础煤矿电气安全,5