煤矿供电与供电安课件

煤矿供电及供电安全第一部分煤矿供电基本概述:一、煤矿企业对供电的基本要求1．供电可靠;2．供电安全;3．供电经济;4．供电质量良好;5．供电留有发展余地。

二、煤矿电力负荷的分类

为了满足煤矿企业对供电的要求,根据用电负荷在煤矿企业中所处地位的不同进行分类。将用电负荷分为三类。

第一类负荷:

凡因突然停电将造成人身伤亡事故、主要设备

损坏难以修复、或给企业造成重大经济损失的负荷。

如抽风机、掘进工作面的局扇、涌水量较大的井下排水泵、瓦斯抽放设备等。对第一类负荷必须采用双电源供电。第二类负荷:

凡因突然停电将造成大量减产或较大经济损失的负荷。如集中提、运设备，空压机等。对第二类负荷的供电是否需要备用电源，应根据企业的规模和技术经济比较决定;对于中小型矿井一般只需要专用供电线路，不需要备用电源;但需有库储一套设备，以备故障时临时更换。

第三类负荷:

几因突然停电对生产无直接影响的负荷（即除一、二类负荷外)均为三类负荷。

对第三类负荷不需要备用电源，还可采用几个负荷合用一路供电线路的分支接线方式。

三、地方煤矿常用交流电压等级高压:10KV——煤矿企业电源电压等级。

低压:1140V——机采工作面电压等级； 660V——井下（除机采外)低压动力负荷电压等级、地面绞车、抽风机、瓦斯抽放泵、空压机等电压等级。380V——地面的一般小型三相动力负荷电压等级；220V——地面的单相动负荷电等级；127V——井下照明、信号、煤电钻电压等级。

煤矿安全供电及影响安全供电的因素:一、供电电源、供电方式、接线方式（一)矿井供电电源 1．矿区供电电源应具备两回电源线路供电条件，能为矿井提供可靠的双回路电源。地方煤矿用两回10kV电源线路作为矿井专用线路。• 2．矿区高压10kV配电室须接线简单清晰，采用单母线分段接线，提高供电安全、可靠性。

3.正常运行时，两回路供电电源采用分列运行方式，一回路运行时另一回路必须带电备用，一旦主电源突然停电，分段开关设置备用电源自动投入装置，备用电源能很快投入运行，以保证供电的连续性。

（二)矿区高压配电室接线方式:采用单母线分段接线，提高供电安全可靠性。

高压配电室的操作:•• 1．停送电操作：操作高压电气设备主回路时，操作人员必须带绝缘手套，并穿电工绝缘靴或在绝缘台上;手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部分有良好的绝缘。2．高压停送电的操作严格执行工作票制度。非专职人员或非值班电气人员不得擅自操作电气设备。3．操作时必两人在场，一人操作，一人指挥并监视。

注:高配电室的操作电源不允许取用向井下供电变压器的相电压。

高配电室的停、送电操作:1.停电操作:先断开断路器、再断开隔开关。2.送电操作:先闭合隔离开关、再闭合断路器。

（三)低压下井供电

井下供电采、掘要分开。掘进工作面应满足三专两闭锁。

低压下井供电方式,变压器安装在地面,为提高供电可靠性,井下供电必须保证双电源下井。

低压下井供电接线方式:掘进风机供电接线方式:对掘进工作面的供电必须采用双风机、双电源供电方式。其供电回路采用装有选择性漏电保护的专用开关和专用线路供电,供电可靠性较好,并在掘进工作面配电点设置了甲烷、风电闭锁开关,以实现甲烷、风电闭锁功能,确保供电的可靠性。并满足煤矿安全规程规定。控制磁力起动器采用QBZ—2×80或QBZ—2×120型磁力起动器。

（四)高压下井供电方式

高压下井供电方式,变压器安装在井下,为提高供电可靠性,井下供电必须保证高压双电源下井,即由地面高压配电室的两段母线上各取一个电源经高压电缆送至井下变电所作为双电源。

1.采用变压器供电方式井下变电所接线方式2.采用移动变电站供方式3.两种供电方式的比较•对保护装置:采用分离高压配电箱、变压器组合供电方式，有安全隐患。采用移动变电站供电方无安全隐患。

建议:地方煤矿高压下井时采用移动变电站供电方式。

（五)地面低压供电

地面低压供电配电室的接线方式:为提高供电可靠性，采用单母分段接线方式。

（六)矿区内高压线路之间的连接

根据煤矿的实际,当高压配电室至变电所之间必须保证双电源供电。

三、电缆（输电导线)选用、敷设方式

（一)低压电缆（输电导线)截面选用应满足的条件

①

满足机械强度的要求；②

满足允许电流要求；③

满足正常运行要求；④

满足负荷起动要求；⑤

满足磁力起动器吸合要求。

（二)电缆型号及芯线数选择 1．电缆分为阻燃和非阻燃两种。电缆工作尤其是过流、过载时，由于导体发热会导致电

缆温度升高，如果电缆不具备良好的阻燃性能，极易引起电缆着火，在燃烧的同时可产生大量

有毒有害气体，造成矿工中毒窒息，还可能引

起瓦斯煤尘爆炸。因此，电缆的阻燃性能对煤

矿安全生产具有重要影响。所以井下电缆使用

阻燃电缆。（带M、U字母) 2．井下低压设备经常移动，电缆的拖动

和弯曲比较频繁，而铝的机械强度及柔韧性较

差，不适应这种使用条件要求。铝的电阻率比

铜高，相同截面铝芯电缆的导电能力比铜芯电

缆要差。要达到相同的输电量，铝芯电缆的线

芯及电缆外径比铜芯电缆大，降低了其耐弯曲、移动的能力。注:井下必须选用阻燃铜芯电缆，不允许用铝芯电缆，最少用四芯。

（二)电缆（输电导线)敷设1．井下电缆敷设1)电缆敷路径的选择

①

为减小投资和线路上的电压、功率损失，敷设路径应尽可能短；

②

为确保供安全，在总回风巷和专用回巷中，由于瓦斯、煤尘浓度较高不应敷设电缆，以防止电缆短路或漏电电火花引燃引爆瓦斯、煤尘；

③

在溜放煤、矸石、材料的留道中严禁敷设电缆，以防止溜放物砸伤电缆；

④

在机械提升的进风井（不包括输送机上、下山)，敷设电缆时必须有可靠的安全措施，以防止提升机械掉道轧伤电缆和电缆引燃木支架。

••2)电缆敷设方式及要求①

在水平巷道和倾角30度以下的井巷中电缆应用吊钩悬挂（与手持式和移动式设备联结的电缆除外)。电缆的悬挂间距不得3m，并保证电缆的悬挂有适当的松弛度，在意外受力时有缓冲作用且能自由坠落。电缆的悬挂高度应保征矿车掉道时不受撞击，电缆坠落时不落在轨道和输送机上。电缆穿墙部分应用套管保护并严密封堵管口。②

在立井井筒和倾角30度及其以上的井巷中，应采用夹子卡箍或其他夹持装置固定电缆。夹持装置应承受电缆的重量，但不得损伤电缆。电缆的悬挂间距不得6m。③

电缆不得遭受淋水，应悬挂在风管和水管的的上方，并保持0.3m以上的距离。电缆必须与瓦斯抽放管路分别挂在巷道两则，以防止瓦斯管路破损的同时电缆故障产生的电火花引爆瓦斯。

••

④

通信和信号电缆应与电力电缆分挂在井巷两则以防止电力电缆的强磁场对通信信的号的干扰。如果条件限制：在井筒内应敷设在电力电缆0.3m以外的地方；在巷道内应敷设在电力缆上方0.1m以上的地方。⑤

高、低压电缆敷设在巷道同一侧时，高、低压电缆之间的距离应大于0.1m，高压电缆之间、低压电缆之间不得小于50mm。⑥

在井下巷道内的电缆，每隔一定距离（一般不大于100m)处，在拐弯或分支点上，以及在连接不同截面电缆接线盒两端，都应在吊钩或夹持装置上悬挂标志牌，并在牌上注明号码、用途、电压等级等，以便识别。

注：为防止电缆发热着火，在带电时不准呈0字或8字盘放（采掘机用电缆除外)。

3)电缆的使用连接电缆的连接应符合下列要求：

①

电缆与电气设备的连接，必须用与电气设备性能相符的接线盒。电缆线芯必须使用齿形压线板（卡爪)或线鼻子与电气设备进行连接。

②

电缆之间严禁直接连接，必须经过符合要求的接线盒。

③

井下供电应做到无鸡爪子，无羊尾巴，无明接头，有过流和漏电保护装置，有接地装置。

④

橡套电缆的接地芯线、铠装电缆的铠装层必须接在电器设备的外壳上。

2．地面电缆（架空线)的敷设1)地面电缆的敷设

矿区地面电缆的敷设方式：直接埋地敷设、利用电缆沟敷设、架空与沿墙敷设等多种。

2)地面架空线的敷设矿区地面架空线的敷设应注意最小允许距离:•跨越物名称导线弧垂最点至下列各处最小距离(m)1KV以下1—10KV矿区地面6.06.5乡、村5.05.5田野4.04.5公路路面4.57.0铁路7.57.5建筑物物面7.53.0注：架空线与井口间距不得小30m;架空线与抽风机出口间距不得小30m。

四、井下电气设备的选用（一)矿用隔爆型高压配电箱

具有过流、短路、绝缘监视和漏电保护等功能。选用BGP系列矿用隔爆型真空配电箱图9－1 BGP23－6（10)/D型配电箱外形正视图1－箱门；2－指示灯观察窗；3－铭牌；5－门钩；6－吊耳；7－铰链轴；8－铰链9－仪表观察窗；10－电动合闸按钮；11－铰链座；12－电动分闸按钮（二)矿用变压器

前我国已有KBSG系列矿用隔爆型干式变压

器的替代产品,其产品安全性能好,维修方便,已广泛应用于煤矿井下采区变电所

。

（三)自动馈电开关

井下变电所、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。即规定馈电开关应具备短路、过负荷和漏电保护功能。

目前采用的KBZ系列:KBZ9、KBZ19KBZ-200/660(380)馈电开关（四)磁力起动器•

煤矿安全规程规定：井下电动机的控制设备，应具有短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置，应采用"QBZ系列真空电磁起动器”。现在采用的QBZ系列：QBZ—80、QBZ—120、QBZ—200、QBZ—80N、QBZ—120N等。

QBZ—80真空电磁起动器外形QBZ-80/666(380)矿用隔爆型电磁起动器（五)组合装置（综合装置)：煤电钻组合装置（BZZ、ZZ8L)，照明、信号组合装置（ZXZ8、BZX)，

他们的不同点是煤电钻组合装置具有先导电路，即煤电钻运行时电缆带电，反之不带电。保护装置有：过载、短路、断相、漏电。

五、保护装置

井下三大保护:接地保护、过电流保护、漏电保护。

（一)过电流保护1．磁力起动器磁力起动器采用JDB保护装置: JDB保护装置有过载保护、短路保护

、断相保护

、漏电闭锁①

过载保护整定：

过载保护整定是根据负荷电流大小确定JDB保护装置的档位开关来选择调整电流的大小。注：调整电流大于长时负荷电流。②短路保护整定：短路保护自动认定为过保护动作电流的（8—10)倍动作。

2.自动馈电开关

自动馈开关的保护有：过载、短路、漏电。1）过载保护整定：

整定倍数为额定电流的0.1、0.2.……1.0倍。整定时根据负荷电流大小与开关额定电流的比值来确定整定倍数。

2)短路保护整定：

整定倍数为额定电流的1------10倍或3-----10倍。整定时是根据通过开关的最大工作电流与开关

额定电流的比值来确定整定倍数。

3)漏电保护整定：

作为总开关使用，将微动开关推至“Z”。作为分开关使用将微动开关推至“F”。

3.高压配电箱

高压配电箱的保护有:过载、短路、漏电保护3)漏电保护整定

由电网电容电流的大小确定

零序电流的大小（动作电流0.5A.1.0A.3.0A.6.0A），动作时间有：0.1s、0.5s、1.0s、1.5s。

2)过载保护整定：•

整定倍数为额定电流的0.4、0.5.……2.0倍。整定时由负荷电流大小与开关额定电流的比值来确定整定倍数。动作时间由最大负荷的起动时间而定确定动作时间。

3)短路保护整定：

整定倍数为额定电流的1、2.……16倍。整定是根据通过开关的最大工作电流与开关额定电流的比值来确定整定倍数。动作时间不需整定（动作时间不大0.1s）。

（二)漏电保护漏电保护已设置在各开关中

注:高压配电箱、自动馈电开关的漏电保护为时时监测。磁力起器的漏电保护为漏闭锁。

第二部分安全用电一、接地保护基本概述触电触电分为：电击和电伤电击——电流通过人体；电伤——电弧烧伤人体表面。安全电流（通过人体的最大允许电流)直流——最大不得超过50mA；交流——最大不得超过30mA。

3)人体电阻人体电阻=皮肤电阻+体内电阻

煤矿安全规程规定:井下人体电阻取1KΩ。

4)安全电压由人体电阻、安全电流得。

煤矿安全规程规定:井下安全电压不得超过40V。所以井下的控制电压采用36V。

2．变压器中性点直接接地系统:通过人体电流380V:220mA,660V:380

mA3．变压器中性点绝缘系统:电缆线路较短时:通过人体电流380V:37mA,660V:63mA当供电线路较长时:

通过人体电流380V:151mA,660V:154

mA4．变压器中性点绝缘且电器设备的外壳接地:1)人体未触摸到带电体通过接地极的电流

接地极电阻取2欧，绝缘电阻取15000欧时当线路较短时:

通过接地极的电流:380V:44mA;660V:76mA.当线路较长时:

通过接地极的电流:380V:56.3mA;660V:90.8mA.2)人体触及带电体时通过人体的电流为：当供电线路较短时：

通过人体的电流:380V：0.088mA;660V:0.152mA.当线路较长时：

通过接地极的电流：380V：0.1126mA;660V:0.182mA.

由此可见,接地极电阻越小,通过人体的电流越小,则越安全。所以煤矿安全规程规定井下接网总电阻平得大于2Ω二、井下接地网 1．井下接地网的组成:由橡套电缆的接地芯线、铠装电缆的铠装层、电器设备的外壳、接地极、电器设备外壳与接地极之间的连接导线组成。

2．接地极及安放地点：接地极分为主接地极、辅助接地接；主接地极设在主、副水仑各一个，或水沟中；

辅助极地极设在潮湿处（井下变电所，装有电气设备的机电硐室、单独装设的高压电气设备处、低压配电点、有3台以上电气设备的地点、工作面运输巷、回风巷以及掘进工作面、连接高压动力电缆的金属连接装置、分别设置局部接地极)。

主接地极辅助接地极1辅助接地极2对接地网的要求

对井下接地网接地总电阻必须按时测定,满足煤矿安全规程的规定。接地网上任一接地点的接地总电阻值不得超过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超过1Ω。

三、井下电气设备漏电试验及失爆管理•• 1．自动控制开关、综合保护装置漏电试验:自动控制开关漏电保护装置每天必须进行1次跳闸试验。煤电钻综合保护装置，每班使用前应

对煤电钻综合保护装置进行1次跳闸实验，确保安全作业。

2.井下电气备的失爆管理凡具有下列情况之一者为失爆：1)外壳

（1)外壳有严重变形、歪扭、、裂纹、开焊（砂眼)或凸凹超过10mm的。

（2)闭锁装置不起作用的（隔离刀闸手炳与端盖、停止按钮之间)。

（3)透明板使用普通玻璃的，透明板破损、有裂纹的。（4)开关把手置于零位而刀闸不能断开的。

2)平面、止口和圆筒形隔爆接合面（1)结合面间隙大小不同结合面的隔爆间隙不得大于（mm)：结合面种类电动机轴孔圆形结合面止口转盖操作杆与杆孔平面对口间隙（mm）0.6（直径差）0.50.50.3（直径差）0.2（2)结合面宽度不同结合面的有效结合面宽度（mm)净容积（公升)净容积（公升)净容积（公升)净容积（公升)净容积（公升)净容积（公升)净容积（公升)净容积（公升)净容积（公升)净容积（公升)净容积（公升)净容积（公升)净容积（公升)净容积（公升)净容积（公升)净容积（公升)净容积（公升)净容积（公升)净容积（公升)净容积（公升)净容积（公升)净容积（公升)净容积（公升)净容积（公升)净容积（公升)（3)防爆面上有油漆及杂物的；（4)隔爆面严重透蚀的；3)用螺栓固定的隔爆结合面（1)缺螺栓、弹簧垫圈等防松装置；（2)弹簧垫圈未压平或螺栓松动者；

（3)螺栓或螺孔滑扣，未采取规定措施的。

4)隔爆设备的电缆引入装置密封圈内径大于引入电缆外径超过1mm；进线装置（喇叭)内径D0与密封圈外径D的差值超过下列规定密封圈外径D密封圈外径与进线装置内径间隙（mm）D≥20≤1.020<D<60≤1.5D

≥60≤2.0密封圈的宽度小于10mm，厚度小于4mm;将密封圈割开套在电缆上的;将密封圈部分破损的;密封圈与电缆护套之间有其它包扎物的;密封圈大套小用的;密封圈没有套在电缆护套上或仅有部分套在电缆上的;空闲进线嘴没有密封挡板的;挡板放在密封圈内的;电缆在进线装置外能轻易来回抽动的。

井下供电应做到: "三无”即无鸡爪子，无羊尾巴，无明接头；"四有”即有过流和漏电保护，有螺钉和弹簧

垫，有密封圈和挡板，有接地装置；"两齐”即电缆悬挂整齐，硐室设备清洁整齐；"三全”即防护装置全，绝缘用具全，图纸资料全；"三坚持”即坚持使用检漏继电器，坚持使用煤电钻、照明和信号综合保护，坚持使用风电闭锁和瓦斯电闭锁。

四、井下电气事故防范技术措施

矿井井下电气事故易发生异常停电和带电、电气设备失爆、电气火花及着火、静电火花引发瓦斯爆炸事故;电气设备短路、过负荷、断相造成损坏设备事故;人身触电造成人员伤亡等。

1.防治电气设备失爆的措施 1)井下电气设备均选用矿用隔爆型电气设备。 2)防爆电气设备入井前，检查其“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，方淮入井。3)井下失爆电气设备严禁继续使用。 4)电气设备的检查、维护、修理和调整工作，必须由电气维修工进行。

2.电气火花的防治措施•

正确选择电气设备和线路，不产生设备之间的碰撞，设备与线路、线路与线路之间的连接要牢固且使用压线板或线鼻子与接线端子连接;电缆连接采用符合要求的隔爆接线盒;井下电缆的敷设按《煤矿安全规程》的规定进行。保护装置齐全

完好，不得带电检修、搬迁电气设备

，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，井下电气设备正常不带电的金属外壳应可靠接地。

3.防治井下电气着火的措施

井下无充油电气设备，选用高分断能力、快速动作的断路器

，有安全可靠的保护装置

，选用取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆

，机电设备硐室配置足够数量的二氧化碳灭火器或"1211”灭火器，各变电所、低压配电硐室、机电设备硐室设置向外开的防火门。

4.防治触电的措施

不得带电检修、搬迁电气设备、电缆

，防止电气设备擅自开盖操作

，有安全可靠

的保护装置

，定期对配电系统继电保护装

置整定进行检查

，定期测定接地电网接地

电阻值

，手持式电气设备的操作手柄和工

作中必须接触的部分有良好的绝缘

，机电

硐室入口处悬挂"非工作人员禁止入内”和"有电危险”的警示牌，设备分别编号

且标明用途，并有停送电标志。

5.防治电气短路、过负荷、断相的措施

合理选择控制电气设备,控制电气设备保护功能完善、保护装置完好,6、防治异常停电和带电的措施1)防治异常停电的措施

接线均采用双电源进线、单母线分段

，保护装置具有选择性，主要设备、线路的定期检查和维护、确保其完好，非专职人员或非值班电气人员不得擅自操作电气设备。

2)防治异常带电的措施

检修或搬迁电气设备、电缆必须切断电源，开关把手在切断电源时必须闭锁并悬挂“有人工作，不准送电“字样的警示牌，机电硐室入口处悬挂“非工作人员禁止入内”和