煤矿电气安全.docx

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煤矿电气安全

电气安全

一、煤矿企业对供电的基本要求

1、供电可靠：

井下不间断供电；全部负荷；双回路电源。

2、供电安全：

人身安全，设备安全。

3、供电经济：

保证供电质量，经济、合理。

二、矿井供电电压等级

1、35KV：

矿井地面变电所电源电压。

2、10KV或6KV：

井下高压配电电压和高压电动机的额定电压，井下高压不得超过10KV。

3、3.3KV或1140V：

综合机构化采煤工作面电气设备的额定电压。

4、660V：

井下低压电网的配电电压。

5、380V：

地面或井下小型设备配电电压。

6、220V：

地面或井下新鲜风流大巷的照明电压。

7、127V：

井下照明、信号、手持式电气设备及电话的最高限额电压。

8、36V：

煤矿井下电气设备的控制电压。

9、直流250V、550V：

井下直流架线电机车常用的额定电压。

三、矿井供电系统

由煤矿地面变电所的变压器、配电装置、供电线路将电源输送给中央变电所，采区变电所再经过变配电及供电线路送至电气设备（负荷），便组成了矿井供电系统。

四、煤矿常用的电气设备

1、分类：

煤矿电气设备分为两大类：

（1）煤矿一般型电气设备：

标志KY

有防护功能，但不防爆，仅适用于煤矿地面及低瓦斯矿井中的井底车场及总进风大巷。

（2）矿用防爆电气设备：

按GB3836.1—2000标准生产的专供煤矿井下使用的防爆电气设备。

采掘工作面必须使用防爆电气设备。

防爆总标志：

ExⅠ:

煤矿用；Ⅱ：

除煤矿以外行业

2、隔爆型电气设备：

标志为“d”

隔爆型电气设备：

在铭牌右上角上标有ExdI

（1）隔爆：

既耐爆又不传爆；同时具有耐爆性和隔爆性。

（2）隔爆原理：

具有特殊的“隔爆外壳”

a、耐爆性：

当瓦斯浓度在9.5%时，爆炸压力的理论值为0.8～0.82MPa，爆炸后的温度大致在1850℃左右，实际爆炸压力约为0.716MPa，并且随外壳的形状、容积大小、接合面间隙等因素变化。

耐爆性由外壳机械强度满足：

一般采用钢板或铸铁制成，设计时，以0.8MPa和2200℃来设计，并安全系数，钢板，最小厚度3～4mm，铸铁为6mm。

b、隔爆性：

由外壳装配接合面的结构参数（如宽度、间隙、表面粗糙度）来保证的，主要起散热作用。

（3）失爆：

隔爆型电气设备失去隔爆性或耐爆性。

（4）常见失爆现象：

（现场易发现的）

a、隔爆间隙超限。

b、盖子的紧固螺丝缺少或没有拧紧。

c、无电缆接线嘴（卡爪），缺橡胶密封圈和金属挡板。

d、外壳严重变形，有裂缝。

e、隔爆面有锈斑，有油漆。

f、密封圈不合格。

g、外壳上的机械闭锁装置失效。

3、本质安全型电气设备：

标志为“i”

在设备铭牌上或外壳上标有“ExiI”

（1）本质安全电路是指在正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路。

全部采用本质安全电路的设备称为本质安全型电气设备。

通风、信号和控制等装置，应优先选用本质安全型设备。

（2）防爆原理：

通过限制电路的电气参数，进而限制该电路的放电能量实现防爆的，所以，从本质上讲，它是安全的。

它不需要专门的隔爆外壳或其它的防爆措施，这就大大缩小了设备的体积和重量，简化了结构。

4、矿用电气设备的基本防爆技术：

（1）间隙隔爆技术：

安全间隙隔爆型采用

（2）本质安全技术：

控制放电能量在0.28mJ以下

（3）超前切断电源和快速断电技术

a、屏蔽电缆和漏电继电器配合，超前切断电源。

b、快速断电技术：

故障形成最小时间不小于5ms，

安全断电时间为2.5～3ms。

（4）增加安全措施（程度）（增安型）

5、防爆电气设备的使用要求：

（1）电气设备的选用符合《规程》444条的要求。

（2）普通型携带式电气测量仪表，必须在瓦斯浓度1.0%以下的地点使用，并实时监测瓦斯浓度。

（3）井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线：

检修前或搬迁前应制定安全措施。

措施：

切断电源→检查瓦斯→在其巷道通风流中瓦斯浓度低于1.0%时→验电→无电后放电→开关手把闭锁→悬挂“有人工作，不准送电”警示牌→检修工作完毕，方可摘牌送电，中途不得换人。

（4）井下操作电气设备遵守规定446条。

（5）防爆设备入井前应取得“两证一标志”。

（6）失爆设备应立即更换或处理，不得在井下继续使用。

五、矿井电网的保护

1、保护的分类、保护范围、方法和手段

表5-1井下电网保护的分类、保护范围、方法和手段

保护

种类

保护分类

保护范围

方法和手段举例

漏

电

保

护

漏电保护

电网绝缘降到某一数值时动作

漏电继电器

选择性

漏电保护

将漏电的回路选择出来动作

选择性漏电继电器

漏电闭锁

漏电回路不消除漏电不能送电

有漏电闭锁的漏电继电器

接地

保护

保护接地

防止人员触电，防止电火花引燃爆炸性气体

保护接地系统

电

流

保

护

过电流（负荷）保护

1、设备出现连续的过负荷时动作

2、设备由于过负荷而出现异常时动作

1、过电流（负荷）继电器

2、过热继电器

短路保护

对电气系统或设备出现短路时动作

1、短路继电器

2、熔断器

电

压

保

护

欠电压

保护

当电压消失或低于某一数值时动作

1、防止设备自起动；

2、防止电压过低时电气设备过热

1、欠电压继电器

2、无电压继电器

3、磁力起动器的电磁铁

低电压释放

过电压保护

1、保护大气过电压引入井下

2、保护操作过电压

1、避雷器

2、熔断器

3、压敏电阻

4、R-C吸收装置

断线

保护

断线保护

局部通风机电动机一相断线时动作

断线保护装置

风电瓦斯电闭锁

风电、瓦斯电闭锁

风、瓦斯必须在规定的限度下方可向掘进工作面送电

风电、瓦斯电闭锁装置

2、过流保护

（1）过流：

I实>I额。

过流是指电气设备发生短路、过载、断线故障时，流过电气设备和供电线路的电流超过它们的额定电流。

（2）过流危害：

过电流不及时得到控制，不仅烧坏电气设备，还可能引起电气火灾及瓦斯、煤尘爆炸事故。

（3）过流保护的作用：

当电气设备及电缆中电流超过规定额定电流时（出现短路、过载时），保护装置能在规定时间内快速切断故障处电源，防止事故扩大，避免造成灾害。

（4）过流保护装置

a、熔断器b、电磁式过流继电器c、感应式过热继电器d、电子保护器

（5）过流保护装置的整定值：

a、对保护电缆干线的馈电开关：

I2≥IQe＋Kx∑Ie

Kx—需用系数取0.5～1

IQe—容量最大一台电机启动电流

b、对保护一个负载的电缆支线：

I2≥IQe

IQe=6Ie（鼠笼型电动机）

IQe=（1.5～1.8）Ie（绕线型电动机）

Id

（2）

c、校验灵敏度：

≥1.5

I2

Id

（2）：

被保护电缆干线或支线距电源变化器最远点的两相短路电流值。

d、如灵敏度不满足要求，可采取：

①加大电缆截面；②减少线路长度；③换大容量变压器或变压器并联使用；④增设分段保护开关。

e、由Id（3）max校验开关设备的分断能力。

（6）熔体额定电流的选择：

IQe

①对保护电缆干线的熔体：

IR=＋∑Ie

1.8～2.5

1.8～2.5：

容量最大的电动机起动时保证熔体不熔化的系数。

IQe

②对保护电缆支线的熔体：

；IR=

1.8～2.5

③对保护照明负荷的熔体：

IR≈Ie。

④选用的熔体按两相短路电流最小允许值、最小允许电缆芯线断面、最小允许的长时负荷进行校验，合格后方可使用。

Id

（2）

⑤按两相短路电流进行校验：

≥4～7

IR

如不满足，同样按上述四种办法改进。

3、漏电保护

（1）漏电的种类：

①集中性漏电：

漏电发生在电网的某一处或某一点，其余部分的对地绝缘水平正常。

②分散性漏电：

指某条线路或整个网络对地绝缘水平均匀下降或低于允许绝缘水平。

（2）漏电的危害：

①产生电火花，能引起瓦斯、煤尘爆炸。

②有可能造成人身触电。

③提前引爆电雷管，I漏≥50mA。

④漏电长期存在，引起相间短路。

（3）漏电保护装置的功能：

①能够连续监视电网的绝缘水平。

②当电网绝缘水平下降到危险值或发生人身触电时，能迅速自动切断供电电源。

③发生人身触电时，补偿通过人体的电容电流，减轻触电危险，发生单相接地，能减少接地电容电流，防止瓦斯、煤尘爆炸事故发生。

（4）对漏电保护装置的要求：

①每天值班电工必须对低压检漏装置进行一次跳闸试验，并做记录。

②不准甩掉检漏装置不用。

（5）事故案例：

案例一：

检漏继电器送不上电，电工垫上检漏继电器后继续生产，工人碰到电缆破口处触电死亡。

案例二：

某矿输送机道，供工作面电的电缆先是放在人行道一侧，行人来回踩、压，内有内伤，检漏继电器长期甩掉不用，电缆漏电不能及时发现，最后造成电缆短路着火，酿成火灾，死亡35人，直接经济损失近40万元。

4、保护接地

（1）保护接地：

把电气设备的金属外壳和构架用导线与埋在地下的接地极连接起来，称为保护接地。

（2）保护接地的作用：

电气设备绝缘破坏，使外壳带电时，人身即使接触了这个带电外壳，因接地装置和人体构成并联电路，对人体起分流作用，大大减少了通过人体的电流，可减少人体触电的危险，

3U相＋R人

Ud=

3R人＋R相

5、“三专”、“两闭锁”：

《煤矿安全规程》明确规定：

要求使用局部通风机通风的掘进工作面，必须严格执行风电闭锁、瓦斯电闭锁和采用“三专”供电方式。

（1）“三专”：

专用变压器、专用开关、专用线路

目的：

保证供电可靠

（2）“风电闭锁”

①意义：

指掘进工作面的局部通风机停止工作时，能立即切断该巷道中的一切电源，并且在局部通风机未开动时，也不能接通该巷道中的一切电源。

②作用：

主要是防止停风或瓦斯超限的掘进工作面在送电后，由于设备绝缘不良或漏电产生的电火花，造成瓦斯燃烧或爆炸事故。

（3）“瓦斯电闭锁”

①瓦斯电闭锁是指掘进工作面正常供风或停风状态下，瓦斯浓度超过了规定值或整定值，而切断掘进工作面动力电源，此种瓦斯监控装置与动力电源开关之间进行联锁。

②作用：

主要是防止正常通风产生局部瓦斯积聚时，造成事故。

6、煤电钻综合保护装置

（1）意义：

煤电钻电缆由于受环境潮湿、移动频繁、电缆落地磨损、物件碰撞、挤压的可能，极容易发生漏电故障，危及操作人员及井下安全，为此采取降低的工作电压（127V）及煤电钻综合保护装置。

（2）作用：

煤电钻必须设有检漏、短路、过负荷、断相、远距离起动和停止煤电钻的综合保护装置，煤电钻综合保护装置在每班使用前必须进行一次跳闸试验。

六、电缆的使用和管理

1、电缆的选用

（1）根据使用地点的不同选用满足要求的电缆。

（2）采区低压电缆禁止使用铝芯电缆。

（3）采掘工作面设备必须用分相屏蔽不延燃橡套电缆。

2、电缆的敷设

（1）电缆必须悬挂：

a、在立井井筒或倾角在30°以上的井巷中，电缆应用夹子、卡箍或其它夹持装置进行敷设。

b、电缆悬挂点的间距，在水平巷道或倾斜井巷内不得超过3m；在立井井筒内不得超过6m。