煤矿电工培训教案

教案课题：煤矿电工培训姓名：高庭秀日期：2011年2月20日山东省济宁二号煤矿电气设备检修工《电气设备检修工》授课计划一、学员基本情况培训学员年龄在20至40岁之间，掌握安全规程知识，学员基本属于初高中文化，熟悉煤矿井下安全操作技能。二、教学目的和要求；通过本课程的学习，使学员了解机电安全知识；掌握开关的结构原理；熟练掌握电气设备检修工的安全操作及日常维护内容。三、授课时间及具体安排序号1.授课章节及内容总课时70时数授课时间2010年2月2第一节概述；电工基础知识12课时3第二节煤矿电气三大保护的作用18课时4.第三节电气设备检修工安全操作14课时5.第四节电气开关的结构原理12课时6.第五节电气开关检修标准14课时四、搞好本课程教学的具体措施，授课时，根据学员的职责、岗位、文化程度和已有知识等方面的差异，采用“因人施教”的方法。对理论、实践、深度区别把握，使学员认识到本课程的针对性、指导性、操作性和可行性。五教具和教学手段使用说明采用讲授法、研讨法、互动教学法与案例教学法，通过违章事故教学影片让学员深刻掌握预防违章事故的重要性。《电气设备检修工》教案安全操作资格培训班授课日期：2010年2月教学目的：通过本课程的学习，使学员了解机电安全知识；熟悉电气设备检修工的开关结构原理；熟练掌握电气设备检修工的安全操作及有关安全规定内容。熟练掌握电气设备检修工伤人事故的原因及预防措施。教学重点，难点：1.电气设备检修工的安全操作及维护是重点；2.伤人事故及其预防是本章的难点课程类型：专业课主要教学方法：采用讲授法、研讨法、互动教学法与案例教学法教具：多媒体下面导入《电气设备检修工》课程第一章煤矿安全一、煤矿井下电气事故防治；《电工基础知识》（一）煤矿井下的特殊工作条件1、井下巷道、石门、峒室和采掘工作面的空间狭窄，设备摆放拥挤、杂乱。2、由于顶板压力的作用及采煤的影响，常有掉矸及片帮现象，所以电气设备易受砸、碰、压。3、井下顶板有滴水及淋水现象，空气比较潮湿，电气设备容易受潮。4、井下有瓦斯和煤尘，在一定条件下可以燃烧和爆炸。5、井下机电设备工作繁重，起动频繁，负载变化较大，设备容易过载。基于上述原因，矿用电气设备应具有多种特点：电气防爆；防护性能好；电网电压波动适应能力强；过载能力强；保护功能强；可靠性高；才能确保矿井机电设备的安全运行。（二）电气事故的原因及危害1、触电人触及带电体或接近高压带电体，都可以造成触电事故，根据伤害的性质分为电击和电伤两种。电击是指电流通过人体，造成人体内部器官损坏，而导致残废和死亡。电伤是指电弧对人体表面造成的烧伤。在触电死亡事故中，大多数是电击死亡事故。触电对人身的危害由下列因素决定：（1）电流的大小触电电流决定于加在人身上的电压和人体电阻的大小（井下人体电阻通常按1000欧计算），经验证明：30—50mA电流长时间通过人体，人就会有生命危险。100mA工频电流足以致人死命。（2）触电时间的长短人体电阻随电流作用时间的长短而变化，时间越长，人体组织破坏越厉害；人体电阻越低，电流就越大，对生命的危险性就越大。我国规定，通过人身电流与时间乘积的安全值为30mA·s。（3）电流通过人身的途径通过心脏、呼吸器官和中枢神经的触电危险性较大，特别是通过心脏的触电危险性最大，几十毫安的电流就会引起心室颤动，使心脏停止工作，导致死亡。一般地讲，从手到手或从手到脚的触电电流途径是危险的电流途径。（4）电流的种类和频率交流电比直流电危害性大，工频比低频或高频危害性大。（5）电压高低电压越高越危险，电压低于36V时，一般没有危险。所以我国规定安全电压为36V。（6）人的精神状态和健康状态的好坏对触电后果也有影响当人身疲劳、注意力不集中或酗酒以后，反应迟钝，触电后不能及时脱开带电体。具有心脏病、精神病的人触电后所受到的伤害要大于正常人。（二）、电网漏电煤矿井下低压电网，由于电气设备和电缆绝缘老化，受潮或绝缘被击穿，使电网对地绝缘电阻显著下降或导电部分直接接地而造成漏电，前者称为分散性漏电，后者称为集中性漏电。井下电网漏电时，将导致以下危险。（1）人身触电当电气设备因绝缘损坏而使外壳带电时，若人体接触此外壳，将导致触电事故，使人身安全受到威胁。（2）瓦斯煤尘爆炸图1-1当电气设备（电动机、开关等）一相（如上图C相）因绝缘损坏而碰壳时，漏电电流将经外壳入地，并经电网其它两相对地绝缘电阻ra和rb回到电源。如果此时一旦断开漏电电路（如设备外壳离地），将在断开处（如图中A点）产生火花，若此火花具有足够能量，就可以引起瓦斯、煤尘燃烧或爆炸。（3）电雷管超前引爆电网漏电电流在其通过的路径上将产生电位差、漏电流越大、电位差越大。若电雷管两端引爆线不慎与漏电电路上具有一定电位差的两点相接触，则可能引起电雷管超前引爆的严重事故。（4）燃烧电气设备不足以使短路保护装置动作的漏电电流，如果长时间通过绝缘损坏处，会使可燃烧物质（如橡套电缆护套等）燃烧，甚至烧毁电气设备。3、短路与过载线路或电气设备中相与相、相与地之间短接起来的现象叫短路。煤矿井下由于潮湿等原因，电气设备或电缆绝缘易遭破坏，短路故障极易发生。由于短路电流大（通常可达正常电流的几倍，甚至几十倍），可能产生很大的机械应力使电气设备损坏，短路电流如不及时切除，可使电缆起火，引起井下火灾；短路电流产生的电弧还可能点燃瓦斯或煤尘；此外短路故障还会使供电电压下降，影响电网其它设备的正常工作。所谓过载：是指电动机不仅负荷电流超过了允许值，而且过载的时间也超过了允许值。煤矿井下设备由于频繁起动，超载运行以及压降大等原因，很容易造成电动机的过载故障。电动机过载后，绕组电流密度大大增加，发热量急剧升高，当温升超过绝缘材料所允许的限度，在一定时间内就将导致绕组烧毁而损坏电动机。由于电动机绝缘烧毁，还会造成单相漏电，两相或三相短路。如不迅速排除故障，还可能引起重大事故。为此，对井下电气事故采取的防治措施有：（1）井下变压器以及向井下供电的变压器或发电机中性点禁止接地。（2）井下电网进行保护接地。（3）井下电网装设漏电保护装置。（4）井下低压电网装设过流保护装置。（三）、严禁井下配电变压器中性点直接接地，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1、变压器中性点直接接地的危害什么是中性点：发电机、变压器和电动机的三相绕组按星形连接的公共点就叫中性点。井下配电变压器中性点直接接地的危害主要有三个方面：一是由于井下供电电缆的敷设受井巷条件限制，一般高度均较低，人体可以直接触摸，一旦发生人体触电时，其触电电流相对于中性点不接地系统来讲大许多倍，对人员生命构成威胁；二是单相接地时形成单相短路，单相短路的电流很大，可引起变压器、供电设备及线路损坏事故或爆炸着火事故，同时接地点产生很大的电弧，有可能引起瓦斯煤尘爆炸；三是接地点的高电位、大地中的大电流有可能引发电雷管超前引爆。这些事故的后果都是极为严重的。图1-2如图1-2所示，当人体触及一相带电体时，跨接于人体的是电源的相电压，受井下潮湿空气影响，人身电阻按1000Ω计算。按欧姆定律计算，当电源电压为127V时，流经人体的电流为73mA；当电源电压为380V时，流经人体的电流为220mA；而当电源电压为600V时，流经人体的电流则高达380Ma。此时电流路径为：电源a相→人身→大地→接地体→电源中性点。研究资料表明，当人体通过5mA电流时，就有触电感觉；通过30mA电流时，就有危险；通过50mA可以致死；通过100mA绝对致死。中性点直接接地时，即使是127V电路，通过人体的电流也高达73mA，足以致人于死亡。在设计漏电保护时，假定人身电阻为1000Ω，通过人体的触电电流以不超过30mA为安全电流。单相接地如图1-3所示，此时的电流路径为：电源a相→大地→接地体→电源中性点。显然，这时的电流未经阻抗而直接流回电源，形成了单相短路。图1-32、中性点不接地供电系统分析图1-4如图1-4所示：ra、rb、rc分别为电缆三相芯线的绝缘电阻，Ca、Cb、Cc为三相芯线的对地电容。则人身的触电电流所通过的路径为：电源a相→人身→大地→b相与c相绝缘及对地电容→b相与c相芯线→电源中性点。设电网每相绝缘电阻在380V时为90000Ω，660V时为150000Ω（实际上常为兆欧级），而人身电阻仍在1000Ω，通过计算，其通过人身触电电流均为7mA。可见，在中性点不直接接地时，通过人体的电流是安全的。因此，《煤矿安全规程》明确规定：严禁井下配电变压器中性点直接接地。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。但是，在某些情况下，由于电路的对地分布电容不容忽视，存在电容电流分量，通过人身的电流要大的多。目前普遍采用在漏电继电器中加零序电抗线圈来补偿对地电容电流。并且，当电网一相接地时，往往不易发觉，由于这时三相电源电压明显对称，故不影响电气设备的运行。如果没有漏电指示与漏电继电器，一相接地可能长期存在。在此情况下如果人体解及另一相带电导体。则人身跨接于电网线电压，这时通过人身的解电电流，较之变压器中性点绝缘的供电系统还要大3倍，这是非常危险的。二、煤矿电气三大保护的作用漏电、过流、接地保护统称三大保护。（一）、接地保护1、保护接地的作用原理运行中的井下电气设备可能由于内部绝缘损坏，而使其金属外壳（如电动机、开关、变压器等）以及与电气设备所接触的其他金属物上出现危险的对地电压。人体接触后，就可能发生触电危险。这种情况下最可靠的方法就是装设保护接地。所谓保护接地，就是用导体把电气设备中所有正常不带电的外露金属部分（电动机、变压器等电器的外壳，配电装置金属构件，电缆接线盒等）和埋在地下的接地极连接起来。因为装设了保护接地装置，带电导体碰壳处的接地电流的大部分经接地装置流入大地。即使设备外壳与大地接触不良而产生火花，由于接地装置的分流作用，使电火花能量大大减小，从而减少了引爆瓦斯、煤尘的危险。由于有了保护接地，就可将由于绝缘损坏而使电气设备外壳所带的对地电压降到安全数值，当人体接触这些外壳时，不致发生触电危险，从而保护人身安全。保护接地是将设备上的故障电压限制在安全范围内的一种安全措施。保护接地原理图，如图所示。图1-5(a)没有保护接地在煤矿不接地低压系统中，如图1-5（a）没有保护接地时，当一相碰壳时，接地电流Ir通过人体入地，再经其它两相对地绝缘电阻形成回路，若忽略电网对地电容，此电流可由下式求出。RRUIrr33式中：U—电网相电压，（V）；Rr—人体电阻，（Ω）；R—电网每相对地的绝缘电阻，（Ω）。经分析可见，当电网绝缘电阻较低时，则通过人身电流将达到危险值。同时，产生的漏电电流还可能引起瓦斯、煤尘燃烧或爆炸。图1-5(b)有保护接地在这种情况下，若采用如图1—5（b）所示保护的措施，在电气设备绝缘损坏而使一相带相带电体碰壳时，当人接触外壳，电流将通过人身电阻与接地接装置的接地电阻并联电路入池，再通过其它两相对绝缘电阻回到电源。由于接地电阻的分流作用，通过人身的电流就大大减少。如下试，通过人身的电流为：rddrRRII式中：Id—通过保护接地极的接地电流，（A）；Rd—保护接地极的接地电阻，（Ω）可见，接地电阻Rd愈小则通过人身的电流Ir也愈小，电流大部分由接地极入地。所以，只要适当控制Rd的大小，就可使通过人身的电流小到安全值以内。在不接地电网中，单相接地电流主要取决于电网的特性，如电压的高低，范围的大小，敷设的方式以及绝缘质量等。由于绝缘电阻一般比较大，单相接地电流都比较小，使得有可能通过保护接地把漏电设备对地电压限制在安全范围之内（36V）。采用保护接地后，只要将接地电阻限制在规定范围内就可使流动人体电流不超过安全极限电流（30mA），达到预防人体触电的问题。此外，装设保护接地后，当电气设备外壳带电时，接地电流也大部分经过保护接地装置而入地，只有很少一部分漏电电流经电器外壳接地，当外壳与地因接触不良而出现裸露的电火花时，电火花的能量大为减弱，减少了引起瓦斯、煤尘爆炸的可能性。因此，《煤矿安全规程》规定：电压在36V以上和由于绝缘损