《煤礦電氣安全》

煤礦電氣平安劉玉華高級講師.注冊平安工程師.注冊平安評價師053185558889

E—mail:lyh72261@163山東省煤礦培訓中心〔煤礦平安技術培訓講稿〕編輯ppt一、煤礦企業(yè)對供電的根本要求1、供電可靠：井下不間斷供電；全部負荷；雙回路電源。2、供電平安：人身平安，設備平安。3、供電經濟：保證供電質量，經濟、合理。編輯ppt二、礦井供電電壓等級1、35KV：礦井地面變電所電源電壓。2、10KV或6KV：井下高壓配電電壓和高壓電動機的額定電壓，井下高壓不得超過10KV。3、3.3KV或1140V：綜合機構化采煤工作面電氣設備的額定電壓。4、660V：井下低壓電網的配電電壓。5、380V：地面或井下小型設備配電電壓。6、220V：地面或井下新鮮風流大巷的照明電壓。7、127V：井下照明、信號、手持式電氣設備及的最高限額電壓。8、36V：煤礦井下電氣設備的遠距離控制電壓。9、直流250V、550V：井下直流架線電機車常用的額定電壓。編輯ppt三、礦井供電系統(tǒng)由煤礦地面變電所的變壓器、配電裝置、供電線路將電源輸送給中央變電所，采區(qū)變電所再經過變配電及供電線路送至電氣設備〔負荷〕，便組成了礦井供電系統(tǒng)。編輯ppt四、煤礦常用的電氣設備1、分類：煤礦電氣設備分為兩大類：1〕煤礦一般型電氣設備：標志KY有防護功能，但不防爆，僅適用于煤礦地面及低瓦斯礦井中的井底車場及總進風大巷?！?〕礦用防爆電氣設備：按GB3836.1—2000標準生產的專供煤礦井下使用的防爆電氣設備。采掘工作面必須使用防爆電氣設備。防爆總標志：ExⅠ:煤礦用；Ⅱ：除煤礦以外行業(yè)編輯ppt(一)、根本概念與通用要求1、防爆設備：這種按規(guī)定的條件設計制造的，不會引起周圍爆炸性混合物爆炸的電氣設備。如：防爆電機、開關、燈具、儀器儀表、等。編輯ppt2、防爆設備類型：共有十種類型。充砂型q；正壓型p；充油型o；無火花型n；特殊型s；隔爆型d；本質平安型i；增安型e；澆封型m；氣密型h；另有用于井下非防爆的一般型KY編輯ppt防爆設備的國家標準

防爆設備的國家標準是GB3836—2000礦用一般型的國家標準為GB12173

設備的設計、制造、檢驗均應以該標準為依據。編輯ppt3、類別、級別和組別類別：按使用環(huán)境的不同分兩大類。Ⅰ類：用于煤礦井下，可在CH4混合物爆炸性混合物環(huán)境。Ⅱ類：用于工廠，除CH4以外爆炸性混合物環(huán)境。組別：按電氣設備的允許最高外表溫度分組，T1～T6。編輯ppt1、分類：煤礦電氣設備分為兩大類：〔1〕煤礦一般型電氣設備：標志KY有防護功能，但不防爆，僅適用于煤礦地面及低瓦斯礦井中的井底車場及總進風大巷。〔2〕礦用防爆電氣設備：按GB3836.1—2000標準生產的專供煤礦井下使用的防爆電氣設備。采掘工作面必須使用防爆電氣設備。防爆總標志：ExⅠ:煤礦用；Ⅱ：除煤礦以外行業(yè)編輯ppt4、電氣間隙與爬電距離a.電氣間隙：指兩個裸露的導體之間的最短距離，即電氣設備中有電位差的金屬導體之間通過空氣的最短距離。b.爬電距離：兩個導體之間沿其固定絕緣材料外表的最短距離，也就是在電氣設備中有電位差的相鄰金屬零件之間，沿絕緣外表的最短距離。編輯ppt5、防護等級防護等級：指防外物和防水能力。如IP43IP外殼防護等級標志。第一個數(shù)表示防外物，第二位數(shù)表示防水數(shù)字越大，等級越高。防外物共7級，防水共9級。編輯ppt6、通用要求：〔1〕環(huán)境溫度為-20℃～40℃，氣壓為〔0.8～1.1〕×105Pa〔2〕外殼如采用塑料外殼，應有不燃性或難燃性，防靜電，承受沖擊試驗和熱穩(wěn)定試驗。〔3〕限制使用鋁合金外殼。〔4〕緊固件是防爆設備的主要零件。組成：螺栓、螺母、彈簧墊組成。隔爆型應采用護圈式緊固件。

編輯ppt〔5〕應設置連鎖裝置?！?〕固定在設備外殼隔板上，絕緣套管不易吸濕。〔7〕功率在250w，電流在5A以上Ⅰ類設備，連接要用接線盒和連接件?！?〕接線端子符合要求?！?〕引入裝置的密封圈應起到密封和防松作用，具有防松和防止拔脫裝置。〔10〕設備要良好接地?！?1〕應有明顯的防爆標志。總標志ExⅠ類別制作在設備的最明顯編輯ppt礦用設備通用要求①外殼應具有一定的防護能力。②具有良好的防潮性能，保證絕緣性能。③在保證技術要求前提下，盡量減小體積、重量。④要有良好的防爆性能。編輯ppt(二)、礦用電氣設備的防爆技術1、間隙隔爆技術2、本質平安技術3、超前切斷電源和快速斷電技術①屏蔽電纜和漏電繼電器配合，超前切斷電源。②快速斷電技術：故障形成最小時間不少于5ms平安斷電時間為2.5～3ms4、增加平安措施〔程度〕編輯ppt(三)、防爆電氣設備的使用要求：1、電氣設備的選用符合?規(guī)程?444條的要求。2、普通攜帶式測量儀表，必須在瓦斯?jié)舛?.0%以下的地點使用，并實時監(jiān)測。3、井下不得帶電檢修、搬遷電氣設備、電纜和電線，檢修或搬遷前應制定平安措施。措施：切斷電源→檢查瓦斯→在其巷道通風流中瓦斯?jié)舛鹊陀?.0%時→驗電→無電后放電→開關手把閉鎖→懸掛“有人工作，不準送電〞警示牌→檢修工作完畢，方可摘牌送電，中途不得換人。編輯ppt4、操作設備遵守規(guī)定〔井下〕。5、防爆設備入井前應取得“兩證一標志〞。6、失爆設備應立即更換或處理，不得在井下繼續(xù)使用。編輯ppt(四)、煤礦常用的防爆電氣設備1、隔爆型電氣設備隔爆型電氣設備，具有良好的隔爆和耐爆性能，既耐爆又不傳爆。

〔1〕防爆原理：“隔爆外殼〞〔解釋〕編輯ppta、耐爆性：當瓦斯?jié)舛仍?.5%時，爆炸壓力的理論值為0.8～0.82MPa，爆炸后的溫度大致在1850℃左右，實際爆炸壓力約為0.716MPa，并且隨外殼的形狀、容積大小、接合面間隙等因素變化。耐爆性由外殼機械強度滿足：一般采用鋼板或鑄鐵制成，設計時，以0.8MPa和2200℃來設計，并留有平安系數(shù)，鋼板，最小厚度3～4mm，鑄鐵為6mm。b、隔爆性：由外殼裝配接合面的結構參數(shù)〔如寬度、間隙、外表粗糙度〕來保證的，主要起散熱作用。編輯ppt〔2〕防爆措施：對隔爆外殼的形狀、材質、容積、結構等有特殊要求。a.長方形外殼爆炸壓力最小，球形外殼爆炸壓力最大。b.其他條件一定時，容積對壓力的影響不大。c.盡量防止采用多空腔結構，壓力重疊，長、寬、高之比也不要過大。d.隔爆結合面及隔爆結合面間隙〔平安間隙〕。編輯ppt〔3〕技術要求：a.隔爆面結構參數(shù)b.法蘭的變形c.防腐蝕d.緊固件的防銹、防松e.引入裝置、接線盒、透明件、襯墊等。編輯ppt2、本質平安型電氣設備〔1〕“本質平安〞從根本上解決平安問題；本質平安電路是指在正常工作或規(guī)定的故障狀態(tài)下產生的電火花和熱效應均不能點燃規(guī)定的爆炸性混合物的電路。全部采用本質平安電路的設備稱為本質平安型電氣設備。通風、信號和控制等裝置，應優(yōu)先選用本質平安型設備〔2〕火花放電：火花放電、弧光放電、輝光放電、低壓大電流、高壓擊穿、高壓小電流編輯ppt(五)、失爆及常見失爆現(xiàn)象失爆：隔爆設備失去耐爆性或著隔爆性。常見失爆現(xiàn)象：1、外殼嚴重變形或出現(xiàn)裂縫2、缺緊固螺絲或有螺絲但未擰緊3、無電纜接線嘴、缺密封圈和金屬檔板4、隔爆面有銹斑，或有油漆5、聯(lián)鎖裝置失效6、隔爆間隙超過平安間隙編輯ppt(六)、真空開關技術1、結構特點及滅弧原理真空開關中的陶瓷管殼中密封一對盤狀動、靜觸頭，動觸頭的導桿穿過波汶管伸出真空開關外與電磁操作機構相連，開關管內部抽成高真空，動觸頭在外部大氣壓力下與靜觸頭自然閉合，只有在電磁操作機構斷路彈簧的作用下才能將動、靜觸頭分斷。編輯ppt2、真空開關的優(yōu)點〔1〕真空介質強度高，恢復快，熄弧能力強，分斷電流能力大?！?〕真空電弧產生在密閉的真空開關管內，不向外飛弧，使用特別平安，防爆性能特別好?！?〕真空電弧小，燃弧時間短，觸頭磨損小，電壽命長。〔4〕真空觸頭開距小〔1～2mm〕〔5〕體積小，重量輕。?煤礦平安規(guī)程?454條規(guī)定：40KW及以上的電動機，應采用真空電磁起動器控制。編輯ppt(七)、井下電氣設備的檢查、維護、修理和調整1、?規(guī)程?488條規(guī)定：〔1〕電氣設備的檢查、維護和調整，必須由電氣維修工進行，高壓電氣設備的修理和調整工作，應有工作票和施工措施。〔2〕高壓停、送電的操作，可根據書面申請或其他可靠的聯(lián)系方式，得到批準后，由專責電工執(zhí)行。〔3〕采區(qū)電工在特殊情況下，可對采區(qū)變電所內高壓電氣設備進行停、送電的操作，但不得擅自翻開電氣設備進行修理。編輯ppt1、?規(guī)程?488條規(guī)定：〔1〕電氣設備的檢查、維護和調整，必須由電氣維修工進行，高壓電氣設備的修理和調整工作，應有工作票和施工措施?！?〕高壓停、送電的操作，可根據書面申請或其他可靠的聯(lián)系方式，得到批準后，由專責電工執(zhí)行。〔3〕采區(qū)電工在特殊情況下，可對采區(qū)變電所內高壓電氣設備進行停、送電的操作，但不得擅自翻開電氣設備進行修理。編輯ppt?規(guī)程?490條規(guī)定：應按規(guī)定的檢查周期對電氣設備和電纜進行檢查和調整〔P262表11〕①防爆性能：每月1次②繼電保護檢查整定：每6個月1次③高壓電纜的泄漏和耐壓試驗：每年1次④絕緣電阻的檢查：每6個月不少于1次⑤固定電纜的絕緣和外觀部檢查：每季1次⑥橡套電纜絕緣檢查：每月1次⑦接地電阻值測定：每季1次編輯ppt(八)、?規(guī)程?對電氣設備使用的絕緣油的有關規(guī)定電氣設備使用的絕緣油的物理、化學性能檢測和電氣耐壓試驗，每年應進行1次，但對操作頻繁的電氣設備使用的絕緣油，應每6個月進行1次耐壓試驗。

油斷路器經3次切斷短路故障后，其絕緣油應加試1次耐壓試驗，并檢查有無游離碳。不符合標準的絕緣油必須及時處理或更換，油浸電氣設備的絕緣油應定期檢查，并保持規(guī)定油量。更換和試驗礦用設備絕緣油應有記錄。編輯ppt五、礦井電網的保護保護種類保護分類保護范圍方法和手段舉例

漏電保護電網絕緣降到某一數(shù)值時動作漏電繼電器選擇性漏電保護

將漏電的回路選擇出來動作

選擇性漏電繼電器漏電閉鎖漏電回路不消除漏電不能送電有漏電閉鎖的漏電繼電器

漏電保護編輯ppt保護接地

防止人員觸電，防止電火花引燃爆炸性氣體

保護接地系統(tǒng)

過電流（負荷）保護

1、設備出現(xiàn)連續(xù)的過負荷時動作2、設備由于過負荷而出現(xiàn)異常時動作1、過電流（負荷）繼電器2、過熱繼電器短路保護

對電氣系統(tǒng)或設備出現(xiàn)短路時動作1、短路繼電器2、熔斷器接地保護

電流保護編輯ppt欠電壓保護當電壓消失或低于某一數(shù)值時動作1、防止設備自起動；2、防止電壓過低時電氣設備過熱1、欠電壓繼電器2、無電壓繼電器3、磁力起動器的電磁鐵低電壓釋放過電壓保護1、保護大氣過電壓引入井下2、保護操作過電壓1、避雷器2、熔斷器3、壓敏電阻4、R-C吸收裝置斷線保護局部通風機電動機一相斷線時動作斷線保護裝置風電、瓦斯電閉鎖風、瓦斯必須在規(guī)定的限度下方可向掘進工作面送電風電、瓦斯電閉鎖裝置風電瓦斯電閉鎖

斷線保護

電壓保護

編輯ppt1、過流保護〔1〕過流：I實>I額。過流是指電氣設備發(fā)生短路、過載、斷線故障時，流過電氣設備和供電線路的電流超過它們的額定電流?！?〕過流危害：過電流不及時得到控制，不僅燒壞電氣設備，還可能引起電氣火災及瓦斯、煤塵爆炸事故。〔3〕過流保護的作用當電氣設備及電纜中電流超過規(guī)定額定電流時〔出現(xiàn)短路、過載時〕，保護裝置能在規(guī)定時間內快速切斷故障處電源，防止事故擴大，防止造成災害。：編輯ppt〔4〕過流保護裝置a、熔斷器b、電磁式過流繼電器c、感應式過熱繼電器d、電子保護器〔5〕過流保護裝置的整定值：a、對保護電纜干線的饋電開關：I2≥IQe＋Kx∑IeKx—需用系數(shù)取0.5～1IQe—容量最大一臺電機啟動電流b、對保護一個負載的電纜支線：I2≥IQIQe=〔1.5～1.8〕Ie〔繞線型電動機〕IQe=6Ie〔鼠籠型電動機〕Id(2)c、校驗靈敏度：——≥1.5I2Id(2)：被保護電纜干線或支線距電源變壓器最遠點的兩相短路電流值。編輯ppt

d、如靈敏度不滿足要求，可采?。孩偌哟箅娎|截面；②減少Id(2)：被保護電纜干線或支線距電源變化器最遠點線路長度；③換大容量變壓器或變壓器并聯(lián)使用；④增設分段保護開關。e、由Id(3)max校驗開關設備的分斷能力。編輯ppt〔6〕熔體額定電流的選擇：IQe①對保護電纜干線的熔體：IR=————＋∑Ie1.8～2.51.8～2.5：容量最大的電動機起動時保證熔體不熔化的系數(shù)。IQe②對保護電纜支線的熔體：；IR=————1.8～2.5③對保護照明負荷的熔體：IR≈Ie。④選用的熔體按兩相短路電流最小允許值、最小允許電纜芯線斷面、最小允許的長時負荷進行校驗，合格前方可使用。Id(2)⑤按兩相短路電流進行校驗：——≥4～7IR如不滿足，同樣按上述四種方法改進。編輯ppt

〔1〕漏電的種類：①集中性漏電：漏電發(fā)生在電網的某一處或某一點，其余局部的對地絕緣水平正常。②分散性漏電：指某條線路或整個網絡對地絕緣水平均勻下降或低于允許絕緣水平。

2、漏電保護編輯ppt〔2〕漏電的危害：①產生電火花，能引起瓦斯、煤塵爆炸。②有可能造成人身觸電。③提前引爆電雷管，I漏≥50mA。④漏電長期存在，引起相間短路。編輯ppt〔3〕漏電保護裝置的功能：①能夠連續(xù)監(jiān)視電網的絕緣水平。②當電網絕緣水平下降到危險值或發(fā)生人身觸電時，能迅速自動切斷供電電源③發(fā)生人身觸電時，補償通過人體的電容電流，減輕觸電危險，發(fā)生單相接地，能減少接地電容電流.防止瓦斯、煤塵爆炸事故發(fā)生。編輯ppt〔4〕對漏電保護裝置的要求：①每天值班電工必須對低壓檢漏裝置進行一次跳閘試驗，并做記錄。②不準甩掉檢漏裝置不用。編輯ppt〔5〕事故案例：

案例一：檢漏繼電器送不上電，電工墊上檢漏繼電器后繼續(xù)生產，工人碰到電纜破口處觸電死亡。案例二：某礦輸送機道，供工作面電的電纜先是放在人行道一側，行人來回踩、壓，內有內傷，檢漏繼電器長期甩掉不用，電纜漏電不能及時發(fā)現(xiàn)，最后造成電纜短路著火，釀成火災，死亡35人，直接經濟損失近40萬元編輯ppt

3、保護接地〔1〕保護接地：把電氣設備的金屬外殼和構架用導線與埋在地下的接地極連接起來，稱為保護接地?！?〕保護接地的作用：電氣設備絕緣破壞，使外殼帶電時，人身即使接觸了這個帶電外殼，因接地裝置和人體構成并聯(lián)電路，對人體起分流作用，大大減少了通過人體的電流，可減少人體觸電的危險，3U相＋R人Ud=————3R人＋R相編輯ppt4、“三專〞、“兩閉鎖〞：?煤礦平安規(guī)程?明確規(guī)定：要求使用局部通風機通風的掘進工作面，必須嚴格執(zhí)行風電閉鎖、瓦斯電閉鎖和采用“三專〞供電方式?！?〕“三專〞：專用變壓器、專用開關、專用線路目的：保證供電可靠〔2〕“風電閉鎖〞①意義：指掘進工作面的局部通風機停止工作時，能立即切斷該巷道中的一切電源，并且在局部通風機未開動時，也不能接通該巷道中的一切電源。②作用：主要是防止停風或瓦斯超限的掘進工作面在送電后，由于設備絕緣不良或漏電產生的電火花，造成瓦斯燃燒或爆炸事故。編輯ppt〔3〕“瓦斯電閉鎖〞①瓦斯電閉鎖是指掘進工作面正常供風或停風狀態(tài)下，瓦斯?jié)舛瘸^了規(guī)定值或整定值而切斷掘進工作面動力電源，此種瓦斯監(jiān)控裝置與動力電源開關之間進行聯(lián)鎖。②作用：主要是防止正常通風產生局部瓦斯積聚時，造成事故。編輯ppt5、煤電鉆綜合保護裝置〔1〕意義：煤電鉆電纜由于受環(huán)境潮濕、移動頻繁、電纜落地磨損、物件碰撞、擠壓的可能，極容易發(fā)生漏電故障，危及操作人員及井下平安，為此采取降低的工作電壓〔127V〕及煤電鉆綜合保護裝置?！?〕作用：煤電鉆必須設有檢漏、短路、過負荷、斷相、遠距離起動和停止煤電鉆的綜合保護裝置，煤電鉆綜合保護裝置在每班使用前必須進行一次跳閘試驗。

編輯ppt六、電纜的使用和管理1、電纜的選用〔1〕根據使用地點的不同選用滿足要求的電纜?！?〕采區(qū)低壓電纜禁止使用鋁芯電纜?！?〕采掘工作面設備必須用分相屏蔽不延燃橡套電纜。編輯ppt2、電纜的敷設〔1〕電纜必須懸掛：a、在立井井筒或傾角在30°以上的井巷中，電纜應用夾子、卡箍或其它夾持裝置進行敷設。b、電纜懸掛點的間距，在水平巷道或傾斜井巷內不得超過3m；在立井井筒內不得超過6m?！?〕電纜不應懸掛在壓風管或水管上，不得遭受淋水或滴水，盤圈或盤“∞〞型電纜不得帶電，電纜必須懸掛在管子上方0.3m以上的距離處?！?〕高、低壓電纜之間的間距在0.1m以上，同等級電纜間的間距不得小于50mm，通訊電纜敷設在電力電纜上方0.1m以上的地方。編輯ppt3、電纜的連接井下電纜的連接應無明接頭、無雞爪子、無羊尾巴，并保證連接處絕緣良好，電纜同電氣設備的連接，必須用同電氣性能相符的接線盒，電纜芯線必須使用齒形壓線板或線鼻子與電氣設備連接；不同類型的電纜之間不得直接連接；紙絕緣電纜必須使用符合要求的電纜接線盒連接；橡套電纜連接可采用熱補〔井上〕冷補〔井下〕連接后，必須經浸水、耐壓試驗，合格后使用。編輯ppt七、觸電及其防治1、觸電：人身觸及帶電體或接近帶電設備，有電流通過人身的事故。2、觸電對人體的傷害：〔