矿井低压供电及三大保护

矿井低压供电及三大保护第一页，共三十九页，编辑于2023年，星期一概述矿山供电的要求：可靠性、安全性、供电质量、经济性电力用电的分类：根据事故停电对生产与安全造成的影响分1）一级负荷2）二级负荷3）三级负荷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，不超过10000V。2）低压，不超过1140V。3）照明、信号、电话和手持式电气设备的供电额定电压，不超过127V。4）远距离控制线路的额定电压，不超过36V。低压电器是指工作在交直流1200V（1140V）以下的电路中的电气设备。第二页，共三十九页，编辑于2023年，星期一主要内容我矿供电系统一二“三专”“两闭锁”三触电的危害及防治四安全用电作业电气设备的三大保护及相关规定五井下常见的电气设备七六矿用电气设备第三页，共三十九页，编辑于2023年，星期一一、我矿供电系统示意图西二小湖系采区西二采区强一变电所强二变电所强一皮带强二皮带35KV变电所-700泵房变电所-700迎头变电所-700东巷迎头变电所至东翼采区至西翼采区临变一-845变电所-850泵房变电所-640变电所临变三-845变电所-850探巷移变-850移变-810移变-845车房变电所34207移变-837变电所-1000泵房变电所-420泵房变电所地面变电所第四页，共三十九页，编辑于2023年，星期一供电系统各组成部分作用：矿井供电系统由地面变电所（35KV变电所）、井下中央变电所（-700泵房变电所）、采区变电所、防爆移动变电站、采区变电点以及彼此间的电缆线路组成。其中，地面35KV变电所是全矿供电的总枢纽，担负受电、变电、配电任务。井下-700泵房中央变电所是井下供电的中心，其任务是向采区变电所、整流变电所、主排水泵及井底车场附近负荷供电。采区变电所是采区变、配电中心，任务是向采区负荷及巷道掘进负荷供电。工作面配电点是采掘工作面及其附近巷道的配电中心，向工作面及附近负荷供电。第五页，共三十九页，编辑于2023年，星期一二、用电安全作业在矿井供电系统中从事电气作业时，应严格遵守相关的规章制度，如岗位责任制，交接班制度、巡回检查制度、工作监护制度、停送电制度等，落实相应的安全技术措施：（1）井下不得带电检修，带电搬迁电气设备、电缆和电线。（2）操作井下电气设备时，应遵守下列规定：非专职人员和非值班电气人员不得擅自操作电气设备；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；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性。（3）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拦等防护设施。（4）电气设备的检查、维护和调整，必须由电气维修工进行。高压电气设备的检修和调整工作，应有工作票和施工措施。高压停、送电的操作，可根据书面申请或其他可靠的联系方式，得到批准后，由专职电工执行。在特殊情况下，采区电工可对采区变电所内的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。（6）井下防爆电气设备运行、维护和修理，必须符合防爆性能的各项技术要求。防爆性能遭受破坏的电气设备，必须立即处理或更换，严禁继续使用。第六页，共三十九页，编辑于2023年，星期一三、供电“三专”“两闭锁”所谓的“三专”“两闭锁”中的“三专”是指专用变压器、专用线路、专用开关；“两闭锁”是指风电闭锁、瓦斯电闭锁。采取“三专”的供电方式主要是为了保证掘进工作面局部通风机供电的可靠性，保证其持续运转，保证掘进头新鲜风流的连续供应。掘进头设置风电闭锁和瓦斯电闭锁主要是为了防止停风或瓦斯超限时能及时停掉迎头动力，防止意外电气事故引起瓦斯和煤层爆炸等灾害事故。我矿各个掘进头面都采用双回路供电，以保证主意外停电后，备用风机能正常启动，保证掘进头供风。ΏΏ“三专”简单供电系统图高压防爆开关（专用）变压器（专用）低压馈电开关（专用）漏电继电器供电电缆（专用）低压馈电开关磁力启动开关局部通风机F1局部通风机F2低压馈电开关供电电缆（专用）磁力启动开关局部通风机F2第七页，共三十九页，编辑于2023年，星期一四、触电的危害及防治

触电事故是指人体触及带电体或人体接近高压带电体时，有电缆流过人体而对人身造成的伤害事故。一、触电的危害（一）触电的分类：按伤害程度不同分电击和电伤两种。电击是指电流流过人体，损害人体内部器官，导致触电者伤残或死亡。电伤是指电弧对人体表面造成的烧伤。在发生的触点死亡事故中，大多数是由电击造成的。因此，触点事故主要是指电击导致的伤亡事故。（二）触电对人体的影响人体触电时，触电电流会对心脏、呼吸和神经系统等造成影响。如引起心室颤动，阻碍心脏向大脑供血，导致大脑缺氧导致死亡。一般认为，凡是能引起心室颤动的电流或使触电者不能摆脱带电体的电流均是危险电流。只有触电者能自主摆脱带电体的电流才是安全电流。一般人体的安全电压是36V，极限安全电流是30mA。（三）触电方式1、接触触电:指人体直接与带电体接触，以单项触电多见。2、非接触触电：当人体与高压带电体的距离小于或等于放电距离时，会产生放电。虽然通过人体的电流很大，但人会被迅速击倒而脱离电源，有时不会造成死亡，但会造成严重烧伤。高压电气设备发生接地时，室内故障点4米以内，室外故障点8米以内人员不得进入。二、触电的防治1、加强电气设备的安全培训，强化安全意识，提高安全作业水平。2、严格遵守有关电气作业安全的规章、制度，落实相关的安全措施。3、加强对矿井供电系统保护设施的管理。4、不带电检修或搬迁电气设备、电缆和电线。5、从事电气作业时，使用必要的绝缘用具。煤矿安全规程规定：照明、信号、手持式电气设备额定电压不大于127V，远距离控制电压不超过36V。第八页，共三十九页，编辑于2023年，星期一五、电气设备的三大保护及有关规定电气设备三大保护指：漏电保护、过电流保护、接地保护。在电气设备的各类故障中，漏电故障具有危害大、发生率高、突发性强、分布范围广、不易察觉等特点，成为影响电力系统安全运行的重要因素。所以在电气设备的三大保护中，漏电保护是使用最频繁，也是最重要的保护之一。第九页，共三十九页，编辑于2023年，星期一煤矿井下低压电网事故可能造成的危害包括：1)损坏电气设备2)导致人身触电3)引起矿井火4)造成瓦斯、煤尘爆炸第十页，共三十九页，编辑于2023年，星期一（一）漏电保护1、漏电对煤矿安全生产的影响（1）产生过电压或造成相间短路；（2）造成人身触电；（3）提前引爆雷管；2、导致漏电的原因（1）电缆电气设备自身原因，包括绝缘老化、受潮等导致绝缘性能下降。（2）操作、维修不当。包括相线与地线接反、补电缆时使用材质低劣等。3、漏电保护的常用方法（1）附加直流保护方式（2）零序电流保护方式第十一页，共三十九页，编辑于2023年，星期一4、漏电保护原理1）附加直流电源2）利用三个整流管3）利用零序电流方向５、《规程》对低压检漏保护装置的要求：1）应具有漏电跳闸和漏电闭锁双重功能，并利于用千欧表连续不断的监视电网的绝缘状态。2）当电网对地的总绝缘电阻降低到规定值以下时，应立即动作，切断其供电电源并闭锁，以防合闸送电，防止事故扩大。3）检漏保护装置的动作速度越快越好。4）动作必须灵敏可靠，不拒动，也不误动。第十二页，共三十九页，编辑于2023年，星期一（二）过流保护

过流保护是指实际通过电气设备或电缆的工作电流超过了额定的电流值。常见的过流故障有短路、过负荷、断相三种。1、短路的危害与原因危害：短时间内烧毁电气设备或电缆，引起电气火灾，甚至引起瓦斯和煤层爆炸。原因：绝缘击穿、机械损伤、误操作等。2、过负荷的危害与原因危害：导致绝缘性能下降、电动机烧坏。原因：电源电压过低、机械性堵转、重载启动等。3、断相的危害及原因危害：引起过负荷。原因：熔断器一相熔断、电缆与电缆或电缆与设备没有可靠连接、电缆芯线中有一相断线。第十三页，共三十九页，编辑于2023年，星期一三相短路两相短路两相对地短路单相对地短路造成短路示意图：第十四页，共三十九页，编辑于2023年，星期一（三）保护接地保护接地就是将电气设备在正常情况下不带电的、但有可能带有危险电压的金属外壳、构架等与埋设在地下或水沟中的接地装置连接起来。《规程》规定，电压在36v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、铅皮或屏蔽护套等必须有保护接地。保护接地的作用：可以有效降低人身触电的危险，减少漏电故障引起瓦斯爆炸的机会。《规程》规定，从任意一个局部接地装置处所测得的总接地网的接地电阻，不得超过2欧。第十五页，共三十九页，编辑于2023年，星期一(四)《煤矿安全规程》对矿井低压供电三大保护的相关规定《煤矿安全规程》对井下电气设备接地保护的具体要求：1）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。2）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。3）井下低压馈电线上，必须装设检漏保护装置或有选择性漏电保护装置，保证自动切断漏电的馈电线路。4）煤电钻必须使用设有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离启动和停止的煤电钻综合保护装置。第十六页，共三十九页，编辑于2023年，星期一5）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。6)电压在36V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。7）接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2Ω。每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值，不得超过1Ω。第十七页，共三十九页，编辑于2023年，星期一《煤矿安全规程》对接地系统的规定1)主接地极：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0.75m2、厚度不得小于5mm。连接主接地极的接地母线，应采用截面不小于50mm2的铜线，或截面不小于100mm2的镀锌铁线，或厚度不小于4mm、截面不小于100mm2的扁钢。2)矿井有几个水平时，各个水平都要设立主接地极。3）局部接地极：可设置于巷道水沟内或其他就近的潮湿处。设置在水沟中的局部接地极应用面积不小于0.6m2、厚度不小于3mm的钢板或具有同等有效面积的钢管制成，并应平放于水沟深处。设置在其他地点的局部接地极，可用直径不小于35mm、长度不小于1.5m的钢管制成，管上应至少钻20个直径不小于5mm的透孔，并垂直全部埋入底板；也可用直径不小于22mm、长度为1m的2根钢管制成，每根管上应钻10个直径不小于5mm的透孔，2根钢管相距不得小于5m，并联后垂直埋入底板，垂直埋深不得小于0.75m。第十八页，共三十九页，编辑于2023年，星期一4）下列地点应装设局部接地极：●采区变电所（包括移动变电站和移动变压器）。●装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备。●低压配电点或装有3台以上电气设备的地点。●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（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1个局部接地极。●连接高压动力电缆的金属连接装置5）电气设备的外壳与接地母线或局部接地极的连接，电缆连接装置两头的铠装、铅皮的连接，应采用截面不小于25mm2的铜线，或截面不小于50mm2的镀锌铁线，或厚度不小于4mm、截面不小于50mm2的扁钢。6）橡套电缆的接地芯线，除用作监测接地回路外，不得兼作他用。第十九页，共三十九页，编辑于2023年，星期一矿井供电“十不准”制度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)不准甩掉漏电断路器、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、失爆电气，不准使用。10)不准在井下拆卸矿灯。第二十页，共三十九页，编辑于2023年，星期一六、矿用电气设备井下工作环境对电气设备的要求1）防爆型2）坚固的外壳3）防护等级、防锈、绝缘耐潮4）运行安全可靠、维护简单5）选材、结构便于搬运６）电气设备要有足够的容量和过载能力第二十一页，共三十九页，编辑于2023年，星期一矿用防爆电气设备的类型爆炸性气体环境用电气设备分为：Ⅰ类：煤矿用电气设备；Ⅱ类：工厂用电设备备注：防爆电气设备的类型、级别和级别连同防爆设备的总标志“Ex”一起，构成防爆标志。在防爆电气设备外壳的明显处，均有清晰的永久凸纹或凹纹标志“Ex”和煤矿矿用产品安全标志“MA”。第二十二页，共三十九页，编辑于2023年，星期一煤矿用电气设备防爆类型有：（1）隔爆型电气设备，符号为“d”。（2）增安型电气设备，符号为“e”。（3）本质安全型电气设备，符号为“i”。（4）正压型电气设备，符号为“p”。（5）充油型电气设备，符号为“o”。（6）充砂型电气设备，符号为“q”。（7）无火花型电气设备，符号为“n”。（8）浇注型电气设备。符号为“m”。（9）气密型电气设备。符号为“h”。（10）特殊型电气设备。符号为“s”。第二十三页，共三十九页，编辑于2023年，星期一（一）隔爆型电气设备１、隔爆原理简介

目前隔爆型电气设备仍采用隔爆外壳的间隙隔爆机理，法兰间隙可以起到隔爆作用，目前有两种观点：一种观点认为隔爆是法兰间隙的熄火作用；另一种观点认为隔爆是由于法兰间隙的熄火作用加上法兰间隙对爆炸产物的冷却作用。从研究结果看后一种观点的理由更充分一些。２、隔爆型电气设备隔爆结构参数1．隔爆接合面的长度(L)2．隔爆接合面的间隙(W)3．隔爆接合面的粗糙度（RB）

第二十四页，共三十九页，编辑于2023年，星期一（二）增安型电气设备增安型电气设备的防爆措施

①制成有效的防护外壳；②选择合适的爬电距离和电气间隙；③提高绝缘材料的绝缘等级；④限制设备的温度；⑤电路和导线要可靠连接；⑥在正常运行时产生火花和电弧的部件，必须放置在隔爆外壳中。第二十五页，共三十九页，编辑于2023年，星期一（三）本质安全型电气设备１、相关常识：本质安全型电气设备由于其电路所能传递的能量受到限制，不能制成较大功率的设备，因而使用范围受到限制。目前本质安全型电气设备在煤矿井下主要用于矿井通信系统、信号系统、有害气体的监测监控、遥控和自动装置以及测量仪器、仪表等。本质安全电路和本质安全型电气设备本质安全电路就是在GB3836.4规定的条件下，正常工作或规定的故障条件下产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性环境气体的电路。全部采用本质安全电路的电气设备称为本质安全型电气设备。第二十六页，共三十九页，编辑于2023年，星期一2．本质安全型电气设备的特点

(1)本质安全型电气设备是通过限制电路的电气参数，进而限制放电火花能量实现电气防爆的，即电路本身就具有防爆性能。

(2)本质安全型电气设备不需要专门的隔爆外壳，这就大大缩小了设备的体积和重量，简化了设备的结构。

(3)本质安全电路的外部传输线还可用一般的胶质线甚至裸线，可节省大量电缆。

总之本质安全型电气设备具有结构简单、体积小、重量轻、制造维修方便、造价低、安全性能可靠等优点。但由于输出功率较小使用范围受到限制。第二十七页，共