煤矿电气安全(课件)

煤矿电气安全主要内容第一部分：矿井供电系统第二部分：防爆基本知识第三部分：矿井电网的保护第四部分：电缆的使用和管理第五部分：触电及其防治第六部分：安全用电有关规定矿井供电系统一、煤矿企业对供电的基本要求1、供电可靠：井下不间断供电；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。《煤矿安全规程》448条规定：井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级，应符合下列要求：1、高压，不超过10000V。2、低压不超过1140V。3、照明、信号、电话和手持式电气设备的供电额定电压，不超过127V。4、远距离控制线路的额定电压，不超过36V。采区电气设备使用3300V供电时，必须制定专门的安全措施。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。防爆基本知识一、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。防爆电气设备的总标志：ExⅠ类:煤矿用；Ⅱ类：除煤矿以外行业《煤矿安全规程》452条规定防爆电气设备入井前，应检查其“产品合格证”、“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，方准入井。注：使用中的防爆电气设备的防爆性能检查周期是每月一次。二、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。三、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。四、矿用电气设备基本防爆技术：（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）五、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%(0.8%)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。a、非专职人员或非值班电气人员不得擅自操作电气设备。b、操作高压电气设备主回路时，操作人员必须戴绝缘手套，并穿电工绝缘靴或站在绝缘台上。C、手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部分必须有良好的绝缘。（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。矿井电网的保护一、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、熔断器接地保护电流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、瓦斯必须在规定的限度下方可向掘进工作面送电风电、瓦斯电闭锁装置电压保护断线保护风电瓦斯电闭锁二、过流保护1、过流：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∑IeKx—需用系数取0.5～1IQe—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≥IQIQe=（1.5～1.8）Ie（绕线型电动机）IQe=6Ie（鼠笼型电动机）Id(2)c、校验灵敏度：——≥1.5I2Id(2)：被保护电缆干线或支线距电源变压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Id(2)：被保护电缆干线或支线距电源变化器最远点线路长度；④增设分段保护开关。③换大容量变压器或变压器并联使用；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：IQe①对保护电缆干线的熔体：IR=————＋∑Ie1.8～2.51.8～2.5：容量最大的电动机起动时保证熔体不熔化的系数。IQe②对保护电缆支线的熔体：；IR=————1.8～2.5③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：——≥4～7IR如不满足，同样按上述四种办法改进。三、漏电保护1、漏电故障的明确定义：在变压器中性点绝缘的低压供电系统中，发生单相接地（包括直接接地和经过渡阻抗接地）或两相三相对地的总绝缘阻抗下降至危险值的电气故障就叫做漏电故障。2、漏电原因：（1）电气设备因绝缘受潮或进水。（2）电缆受到挤压、砍砸、过度弯曲、铁器划伤或针刺。（3）导线连接接头不牢固、有毛刺、无防松措施等。（4）电气设备超期服役或长期超负荷运行造成绝缘老化。（5）维修电气设备时，由于停、送电操作错误。（6）维修电气设备时，将工具和材料等导电体遗留在设备内部。（7）操作电气设备时，由于弧光放电造成一相接地。（8）在电气设备内部增加其他部件，使带电导体与外壳之间的电气间隙或爬电距离小于安全值时。3、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。4、漏电的预防措施1、避免电缆、电气设备浸泡在水中，防止电缆受挤压、碰撞、过度弯曲、划伤、刺伤等机械损伤2、导线连接要牢固，无毛刺，防松脱。3、维修电气设备时要按规程操作，不将工具和材料等导体遗留在电气设备中。4、不在电气设备中增加额外部件，若必须设置时，要符合有关规定的要求；5、设置保护接地装置；6、对电网对地电容电流进行补偿；5、漏电保护装置的功能①连续监视电网对地的绝缘电阻；②补偿电网对地分布电容的电容电流；③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。6、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。井下低压电网各等级电压的漏电跳闸动作电阻值如下：660V11K；1140V20K7、漏电闭锁漏电闭锁是在开关分闸断电的情况下，负载侧网路绝缘电阻降低到规定值及以下时，检出其故障并闭锁开关使其不能合闸送电。漏电闭锁电阻整定值可取供电系统检漏继电器动作整定值的2~3倍。解锁电阻值应不大于整定的漏电闭锁电阻值的150%。漏电保护装置是采用附加直流电源的工作原理，电网对地绝缘电阻越小，附加检测电流越大，当绝缘电阻下降到漏电保护装置的动作电阻值时，漏电保护装置动作，切断由变压器供电的全部设备电源。这种保护没有选择性，停电范围大。设置漏电闭锁装置后，可以检测并闭锁不送电线路和设备的漏电故障，减少了漏电保护的动作次数，缩小了漏电故障的停电范围。《煤矿安全规程规定》：每天必须对低压检漏装置的运行情况进行1次跳闸试验；每班使用前，必须对煤电钻综合保护装置进行1次跳闸试验。8、事故案例某矿输送机道，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40万元四、保护接地1、保护接地的概念：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。注：保护接地是漏电保护的后备保护。《煤矿安全规程》482条规定：电压在36V以上和由于绝缘破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。⑴、在中性点不接地的供电系统中，当电气设备内部绝缘损坏而是一相带电体碰壳，且人体接触外壳时，接地电流将通过人体电阻与接地装置电阻并联入地，再通过其他两相对地绝缘电阻和电容回到电源。由于接地电阻的分流作用，流过人体电流就大大减少。⑵、产生漏电故障时，由于接地装置的分流作用，大大减少了电火花能量，从而减少了瓦斯、煤尘爆炸的可能性。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3、井下保护接地网井下保护接地网的作用：⑴某一个接地电极受到损坏失去作用时，由于接地网的整体接地作用，仍然可以保障与损坏接地极相连的电气设备保护接地的功能；⑵降低了