AQ1023煤矿井下低压供电系统及装备通用安全技术要求解析.docx
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AQ1023煤矿井下低压供电系统及装备通用安全技术要求解析
前言
本标准除6.6.8条为推荐性条款，其余为强制性条款。
本标准规定了煤矿井下低压供电系统及装备安全性能和技术性能的通用要求。
各类电气产品的特殊要求，应在各自产品标准中，分别加以补充规定。
本标准应与各类产品标准结合使用。
本标准由国家安全生产监督管理总局提出。
本标准由全国安全生产标准化技术委员会煤矿安全分技术委员会归口。
本标准负责起草单位：
煤炭科学研究总院抚顺分院。
本标准主要起草人：
李晓光、杨敏、刘炎钊、霍育川、王海洋、翟青妮、潘亮。
煤矿井下低压供电系统及装备
通用安全技术要求
1范围
本标准规定了煤矿井下低压供电系统的安全技术要求，以及控制、测量及用电设备的分类、技术要求、试验方法。
本标准适用于高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井低压供电系统（以下简称供电系统）及装备。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准。
然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB156-2003标准电压
GB191-2000包装储运图示标志
GB762-2002电气设备额定电流
CJB2894-1999安全标志牌
GB3836.1-2000爆炸性气体环境用电气设备第1部分：
通用要求
GB3836.2-2000爆炸性气体环境用电气设备第2部分：
隔爆型“d”
GB3836.3-2000爆炸性气体环境用电气设备第3部分：
增安型“e”
CJB3836.4-2000爆炸性气体环境用电气设备第4部分：
本质安全型“i”
GB3836.5-2004爆炸性气体环境用电气设备第5部分：
正压型“p”
GB3836.7-2004爆炸性气体环境用电气设备第7部分：
充砂型“q”
CJB3836.9-2003爆炸性气体环境用电气设备第9部分：
浇封型“m”
GB/T4026-2004人机界面标志标识的基本方法和安全规则设备端子和特定导体终端标识及字母数字系统的应用通则
GB4208-1993外壳防护等级IP代码
CB/T4728.1-2005电气图用图形符号第1部分：
一般要求
GB/T5094.1-2002工业系统、装置与设备以及工业产品结构原则与参照代号第1部分：
基本规则
GB/T5094.2-2003工业系统、装置与设备以及工业产品结构原则与参照代号第2部分：
项目的分类与分类码
GB/T7159-1987电气技术中的文字符号制订通则
GB/T10233-2005低压成套开关设备和电控设备基本试验方法
GB/T12173-1990矿用一般型电气设备
GB/T14048.1-2000低压开关设备和控制设备总则
GB14048.2-2001低压开关设备和控制设备低压断路器
GB14048.3-2002低压开关设备和控制设备低压开关、隔离器、隔离开关及熔断器组合电器
GB14048.4-2003低压开关设备和控制设备机电式接触器和电动机起动器
GB/T15663.11-1995煤矿科技术语矿山电气工程
1023-2006
MT/T154.2-1996煤矿用电器设备产品型号编制方法和管理办法
MT175-1988矿用隔爆型电磁起动器用电子保护器
MT189-1988矿用隔爆型检漏继电器
MT209-1990煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求
MT818.1～14-1999煤矿用阻燃电缆
MT/T661-1997煤矿井下用电器设备通用技术条件
《煤矿安全规程》2004年版
3术语和定义
除GB／T15663.11-1995的术语和定义适用于本标准外，补充以下术语和定义。
3.1
煤矿井下低压供电系统
煤矿井下的低压供电电缆、供电设备及其组成的输电、变电、配电和用电的整体。
3.2
漏电闭锁
装置在分闸断电状态下，负载侧网络绝缘电阻降低到装置整定值及以下时，保证装置不能向负载合闸送电的一种电气保护。
3.3
选择性漏电保护
当煤矿井下供电系统分支馈电开关负荷侧网络绝缘电阻降低到装置整定值及以下时，保证只断开绝缘电阻降低的这个支路的分支馈电开关，而其他分支馈电开关和总馈电开关不断开，从而保证非故障支路供电连续性的保护。
3.4
分级闭锁
将接线腔分成电源进线和负载出线两个独立隔爆接线腔，在带电情况下打开任一接线腔时，在接线腔未失爆前通过闭锁机构动作使开关分闸断电且闭锁的一种保护。
负载出线腔闭锁于本级开关，电源进线腔闭锁于上级开关。
3.5
全闭锁
设备的电源进线和负载出线只设一个隔爆腔，在带电情况下打开接线腔时，在接线腔未失爆前通过闭锁机构动作使上级开关分闸断电且闭锁的一种保护。
3.6
开关设备状态监测
可向监测监控系统提供设备运行状态的一种实时监测。
监测的功能状态至少具有：
设备开、设备停、漏电（含漏电闭锁）、短路、过载、欠压、过压及显示。
3.7
选择性断电保护
当操作人员无论任何原因打开电源进线腔或主腔时，保证只有该支路的上级开关断电，而不影响其他支路正常工作的一种后备保护。
4分类
4.1按电气设备防爆性能分类
——矿用一般型电气设备；
——矿用防爆电气设备。
4.2按电气设备用途分类
——配电开关；
——控制开关。
4.3煤矿用电缆
——煤矿用移动类阻燃软电缆；
——固定敷设阻燃电力电缆；
——煤矿用阻燃通讯电缆。
4.4辅助及其他
——隔爆型按钮；
——隔爆型行程开关；
——隔爆型跑偏开关；
——隔爆型脚踏开关；
——隔爆型电阻箱；
——隔爆型电磁铁；
——隔爆型电表箱；
——隔爆型插销；
——隔爆型接线盒；
——隔爆型电钻变压器综合保护装置；
——隔爆型照明变压器综合保护装置；
——隔爆型检漏继电器；
——本安型接线盒；
——隔爆型电磁阀；
——其他防爆产品。
5一般规定
5.1电气设备应符合本标准及各自产品标准的规定，并须送国家检验单位，按相应标准的规定进行检验，取得“MA”标志证和“防爆合格证”。
5.2井下用电气设备的选用，须符合表1规定的型式要求。
表1井下电气设备选用规定
类别
使用场所
煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井和瓦斯喷出区域
瓦斯矿井
井底车场、总进风巷和主要进风巷
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
低瓦斯
矿井
高瓦斯
矿井
高低压电机和电气设备
矿用防爆型**（矿用增安型除外）
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（矿用增安型除外）
照明灯具
矿用防爆型***（矿用增安型除外）
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（矿用增安型除外）
*使用架线电机车运输的巷道中及沿该巷道的机电设备硐室内可以采用一般型电气设备（包括照明灯具、通信、自动化装备和仪表、仪器）。
**煤（岩）与瓦斯突出矿井的井底车场的主泵房内，可使用矿用增安型电动机。
***允许使用经安全检测鉴定，并取得煤矿矿用产品安全标志的矿灯。
5.3电气设备的产品型号应根据MT/T154.2的规定编制。
5.4电气设备的额定电压应符合GB156的规定，一般额定交流
电压应为36V、127V、380V、660V、1140V。
5.5电气设备的额定电流应符合GB762的规定。
5.6电气设备的额定频率为50Hz。
5.7电气设备的工作制应由各自相关标准规定。
5.8电气设备出厂时应配备必要的配件、附件、专用工具及随
机文件。
重要电子插件应配备二套，一般的应配备一套，便于用户使用、管理、维修。
随机文件须包括装箱单、产品合格证、使用说明书、“MA”标志证复印件和“防爆合格证”复印件。
6技术要求
6.1环境条件
6.1.1周围环境温度-5℃～+40℃。
6.1.2安装地点的海拔不高于2000m，气压为0.8×l05Pa～
l.1×l05Pa。
6.1.3周围空气月平均相对湿度不大于95%（25℃时）。
6.1.4使用场所按本标准5.2的规定。
6.1.5在无破坏绝缘的气体或蒸汽环境中。
6.1.6污染等级为3级。
6.1.7安装类别由产品标准规定。
6.1.8在无显著振动与冲击的地方，若电气设备在使用、安装、
贮运期间有振动与冲击要求时，应能经受对应表2规定的振动与表3规定的冲击，且外观、性能完好，并在用户订货时注明。
表2振动试验要求
产品
振动频率Hz
加速度幅值am/s2
位移幅值bmm
每轴线的扫频循环次数
样品状态
安装于煤矿井下
5～150
50
0.35
5
不通电
安装于机车、采掘机械上
5～150
50
0.35
5
通电
a指交越频率以上的定加速度幅值。
b指交越频率以下的定位移幅值。
表3冲击试验要求
安装地点
峰值加速度m/s2
脉冲持续时间ms
样品状态
安装于机车、采掘机械上
50
11
通电
安装于煤矿井下
500
11
不通电
6.2电气设备结构与防爆要求
6.2.1隔爆型电气设备的结构与防爆性
隔爆型电气设备的结构与防爆性能应符合GB3836.1和GB3836.2的规定。
6.2.2本质安全型电气设备或电路的结构与防爆性能
本质安全型电气设备或电路的结构与防爆性能应符合GB3836.1和GB3836.4的规定。
6.2.3增安型电气设备的结构与防爆性能
增安型电气设备的结构与防爆性能应符合GB3836.1和GB3836.3的规定。
6.2.4矿用一般型电气设备的结构与防爆性能
矿用一般型电气设备的结构与防爆性能应符合GB/Ｔ12173的规定。
6.2.5复合型防爆电气设备的结构与防爆性能
复合型防爆电气设备的结构与防爆性能应符合GB3836.1、GB3836.2、GB3836.3、GB3836.4、GB3836.5、GB3836.7、GB3836.9的规定。
6.2.6标志、联锁及警告牌
6.2.6.1煤矿井下用电气设备外壳的明显处需设置清晰的标志，并应符合GB3836.1标志篇；矿用一般型电气设备应符合GB／T12173的标志篇。
6.2.6.2煤矿井下用电气设备的联锁装置应设计成专用工具才能解除其联锁功能的结构。
6.2.6.3正常运行时产生火花或电弧的电气设备，应设有联锁装置。
当电源接通时壳盖不能打开；壳盖打开后电源不能接通。
a）启动器除符合本条规定外，还须符合本标准的6.5.1条的规定。
b）煤电钻变压器综合保护装置除符合本条规定外，还应符合本标准的6.5.5条的规定。
c）照明信号综合保护装置除符合本条规定外，还应符合本标准6.5.6的规定。
6.2.6.4直流电压高于60V，交流电压高于36V的电气设备凡开盖或取下设备零部件后可能触及带电部分时应设置防护等级不低于IP20的防护罩，并按GB2894规定设置“当心触电”的警告牌。
6.2.6.5用隔离开关联锁的结构，应保证触头接通、断开位置准确。
6.2.6.6内装电容器、电热器且具有快动式门或盖结构的煤矿井下用电气设备，应设置符合GB3836.1的开盖（或门）时间间隔的警告牌，应符合GB3836.1通用要求。
6.2.7电气间隙和爬电距离
电气设备进出线端子、不同电位间裸露导电部分的电气间隙、爬电距离应符合GB3836.3的规定，见表4。
绝缘材料的耐起痕性应符合GB3836.3的规定，见表5。
表4电气间隙和爬电距离
工作电压U
V
最小电气间隙
最小爬电距离
mm
材料级别
I
II
IIIa
U≤15
1.6
1.6
1.6
1.6
15＜U≤30
1.8
1.8
1.8
1.8
30＜U≤60
2.1
2.1
2.6
3.4
60＜U≤110
2.5
2.5
3.2
4
110＜U≤175
3.2
3.2
4
5
175＜U≤275
5
5
6.3
8
275＜U≤420
6
8
10
12.5
420＜U≤550
8
10
12.5
16
550＜U≤750
10
12
16
20
750＜U≤1100
14
20
25
32
1100＜U≤2200
30
32
36
40
注：
I类电气设备额定电压1140V的最小爬电距离和最小电气间隙值可用线性内插法计算。
表5绝缘材料的耐起痕性
材料组别
相比漏电起痕指数（CTI）
I
600≤CTI
II
400≤CTI＜600
IIIa
175≤CTI＜400
6.2.8接地装置
电气设备应设有专用接地装置，应符合GB3836.1接地规定。
6.2.9交变湿热试验
电气设备应具有耐潮性能，矿用一般型必须符合GB/T12173耐潮性能规定，防爆型必须符合GB3836.1的湿热试验规定。
6.2.10表面温度
电气设备表面可能堆积粉尘时，允许最高表面温度为+150℃；采取措施防止堆积时，则为+450℃。
6.2.11电气设备外壳上一般应有电气原理图或接线图标牌，图中标示的图形符号和接线编号应符合GB/T4026、GB/T4728.1、GB/T5094、GB/T7159等有关标准的规定。
6.2.12电气设备的外壳一般按该设备的颜色来区分工作电压。
1.14kV为黄色或白色，0.66kV为灰色。
6.3供电系统一般要求
6.3.1矿井供电采用两回路电源线路。
井下各水平中央变（配）电所、主排水泵房和下山开采的采区排水泵房供电线路，不得少于两回路。
当任一回路停止供电时，其余回路应能担负全部负荷。
主要通风机、提升人员的绞车、抽放瓦斯泵等主要设备房，应各有两回路直接由变（配）电所馈出的供电线路；受条件限制时，其中的一个回路可引自上述同种设备房的配电装置。
6.3.2供电系统配电设备必须具有选择性漏电保护功能，确保发生漏电故障时，漏电支路开关跳闸并闭锁，缩小停电面积。
6.3.3供电系统控制设备必须具有分级闭锁和选择性断电保护功能，保证在任何情况下打开电源进线腔或主腔前，该支路上级开关实现选择性断电并闭锁，接线端子不带电。
6.3.4供电系统中的配电与控制设备必须具有状态监测功能，保证对系统设备运行状态进行实时监测。
6.3.5供电系统中严禁使用油浸式电气设备。
6.3.6井下防爆电气设备的运行、维护和修理，必须符合《煤矿安全规程》第四百八十九条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。
6.3.7供电系统供电设备应具有短路、过载和漏电（含漏电闭锁）保护。
低压控制设备应具有短路、过载、断相、漏电闭锁等保护及远程控制装置。
6.3.8井上、下必须装设防雷电装置。
6.4系统安全技术要求
6.4.1井下低压电缆
6.4.1.1井下严禁采用铝包电缆，必须选用取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆，电缆主线芯的截面应满足供电系统负荷的要求。
6.4.1.2固定敷设的低压电缆，应采用MVV型铠装或非铠装电缆或对应电压等级的移动橡套软电缆。
6.4.1.3非固定敷设的低压电缆，必须采用符合MT818标准的橡套软电缆。
6.4.1.4照明、通讯、信号和控制用的电缆，应采用铠装或非铠装通讯电缆、橡套电缆。
6.4.2井下电气设备保护接地
6.4.2.1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。
6.4.2.2接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2Ω。
从任意一个局部接地装置处测得的总接地网的接地电阻不得超过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的电
缆芯线和接地连接导线的电阻值，不得超过lΩ。
6.4.2.3所有电气设备的保护接地装置和局部接地装置，应与主接地极连接成一个总接地网。
6.4.2.4低压配电点或装有三台以上电气设备的地点，须装设局部接地极。
6.4.2.5连接主接地极的接地母线，须采用截面不小于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。
6.4.2.6电气设备的外壳与接地母线或局部接地极的连接，电缆连接装置与铠装、铅皮的连接，应采用截面不小于25mm2的铜线，或截面不小于50mm的镀锌铁线，或厚度不小于4mm、截面不小于50mm2的扁钢。
6.4.2.7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。
6.5电气设备安全技术要求
6.5.1供电系统用电磁启动器除符合产品标准规定外，还应具有分级闭锁保护功能，保证在接线端子不带电情况下方能打开接线腔。
负载接线腔闭锁于本级开关，电源接线腔和主腔闭锁于上级开关。
6.5.2真空电磁启动器应具有与任何监测监控系统联网通讯的功能，保证对真空电磁启动器运行状态实时监测。
监测的功能状态至少具有：
设备开停、漏电闭锁、短路、过载、断相、欠压、过压及显示。
6.5.3供电系统用真空馈电开关除符合产品标准规定外，必须具有选择性漏电保护功能，其性能应满足相关标准的规定。
6.5.4矿用隔爆型真空馈电开关除符合产品标准规定外，还应具有与任何监测系统联网通讯的功能，保证对真空馈电开关运行状态实时监测。
监测的功能状态至少具有：
设备开、设备停、漏电故障（含漏电闭锁）、短路故障、过载故障、欠压故障和过压故障。
6.5.5供电系统用煤电钻变压器综合保护装置除符合产品标准规定外，还应具有全闭锁保护功能，保证在接线端子不带电情况下方能打开接线腔。
6.5.6供电系统用照明信号综合保护装置除符合产品标准规定外，还应具有全闭锁保护功能，保证在接线端子不带电情况下方能打开接线腔。
6.6电气设备电气性能要求
6.6.1动作性能
6.6.1.1动作性能应符合GB／T14048.1中的规定。
6.6.1.2对于启动器等控制电器，当用电磁操作时，在周围温度-5℃～40℃范围内，在控制电源电压（Us）为额定值的75%～110%范围内均应可靠地吸合；在额定控制电源电压Us的20%～60%（直流为10%～60%）范围内启动器应能释放。
6.6.1.3启动器的过载保护动作范围及动作时间的要求：
用热继电器作过载保护时，其特性应符合表6的规定；用电子保护器作过载保护时，其特性应符合表7的规定。
表6启动器过载保护特性
过载电流/整定电流
动作时间（热元件）
起始状态
周围环境温度
1.05
＞1h（Ie≤63A）
＞2h（Ie＞63A）
冷态
+20℃
1.20
＜20min
热态
1.5
＜3min
热态
+20℃
6
≥5s
冷态
+20℃
表7启动器过载保护特性
实际电流/
整定电流
动作时间
起始状态
复位方式
复位时间
min
La组
Lb组
1.05
长期不动作
长期不动作
1.2
t1,2＜20min
5min＜t1,2＜20min
热态
自动
1＜tr＜3
1.5
t4,5＜3min
1min＜t4,5＜3min
热态
自动
1＜tr＜3
6
t6≥5s
8s≤t6≤16s
冷态
自动
1＜tr＜3
注1:
100A以下使用于恒定负载的电子过载保护特性可选用系列La组；100A及以上或使用于变动负载的电
子过载保护器，过载保护特性优先选用系列Lb组。
注2：
电子过载保护器热积累系数c应大于20%、小于70%。
6.6.1.4配电电器的分励脱扣器、欠压脱扣器、过流脱扣器的动
作范围按GB/T14048.1中欠电压继电器和脱扣器动作范围、分励脱扣器动作范围、电流动作继电器和脱扣器动作范围的规定执行。
6.6.1.5配电和控制电机用的馈电开关的过载长延时电子脱扣器
的动作特性应符合表8规定，配电开关的热过载长延时脱扣器的动作特性应符合表9规定。
表8反时限过载长延时电子脱扣器的动作特性
过载电流/整定电流
动作时间
脱扣器状态
1.05
2h不动作
冷态
1.2
0.2h～1h
热态
1.5
90s～180s
热态
2.0
45s～90s
热态
4.0
14s～45s
热态
6.0
8s～14s
冷态
表9配电开关的热过载长延时脱扣器的动作特性
过载电流/整定电流
动作时间
脱扣器状态
1.05
1h不动作（Iq≤63A）
2h不动作（Iq＞63A）
冷态（30℃）
1.3
1h不动作（Iq≤63A）
2h不动作（Iq＞63A）
热态
6.6.2温升
6.6.2.1启动器等控制电器、低压馈电开关的接线端子温升，邻近部件温升，主回路和控制回路等导电部件的温升应符合GB／T
14048.1、GB14048.2、GB14048.4的规定。
6.6.2.2启动器等的线圈和电磁铁的绕组温升按表10执行。
表10绝缘线圈的温升极限（空气中）
绝缘材料等级
用电阻法测量温升极限K
A
65
E
80
B
90
F
115
H
140
注1：
线圈的温升极限按环境温度40℃为基础规定，对于环境温度低于40℃的使用条件，表中温升极限可在所有绝缘材料的允许工作温度范围内相应调整。
注2：
表中规定的工作制是不间断工作制和8h工作制，对于断续周期工作制绕组的温升，按GB14048.4中断续周期工作制绕组的操作条件进行操作时，其温升仍按表10规定，其中线圈通电时间按负载因素选取，由产品标准规定推荐采用15%、25%、40%、60%档次。
6.6.3介电性能
6.6.3.1额定冲击耐受电压
电器的额定冲击耐受电压应符合GB/T14048.1中的规定。
6.6.3.2工频耐压
6.6.3.2.1介电性能应符合GB/T14048.1中的规定。
6.6.3.2.2工频耐压试验见表11。
表11工频耐压试验电压值v
额定绝缘电压（Ui）
工频耐压试验电压值（交流有效值）
Ui≤60
1000
60＜Ui≤300
2000
300＜Ui≤690
2500
690＜Ui≤800
3000
800＜Ui≤1200
4200
1200＜Ui≤1600（仅限直流）
4200
电器在电气性能试验（如通断试验、短路试验等）后验证介电性能，其最低工频耐压值为2Ui（但不小于1000V交流有效值），有关产品标准可以规定较高的试验电压，推荐的优先值为2Ui+l000V（交流有效值），但对湿热试验后的工频耐压应参照湿热带同类电器标准，应用全压验证介电性能。
本安型、增安型电器的介电性能应符合GB3836.4、GB3836.3中的规定。
6.6.3.3绝缘电阻
电气设备的绝缘电阻值见附录A。
6.6.4在空载、正常负载和过载条件下，接通、承载和
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