机电知识教案

培训教案单位：新安煤业安全教育培训中心编号：培训班名称培训时间课时计划授课人山东科技大学毕业生入井前安全培训班2019.1.11赵伟一、教学课题：矿山供电知识二、教学目的：1熟知《煤矿安全规程》对矿山供电的要求；2了解矿山对供电电缆选型的原则、电气设备的要求；3掌握矿山电气设备防爆技术和防爆原理。三、教学重点与难点：重点：与矿山供电相关的法律法规及要求；难点：1实际操作中各环境的参考，对电缆、电气设备的选择；2防爆技术的辨认和防爆原理的掌握。四、教学设备：笔记本电脑投影仪五、教学类型方法：法律文件的叙述，图文并茂六、授课过程一矿井电源和供电线路的要求为保证矿井供电的可靠性，《煤矿安全规程》规定：“每一矿井应有两回路电源线路。当任一回路因发生故障停止供电时，另一回路应仍能担负矿井全部负荷”。《煤矿安全规程》规定：“矿井的两回电源线路上，都不得分接任何负荷，特殊情况下，经省(区)煤炭局批准，其中一回路，可不受分接负荷的限制。在正常情况下，如果采用一回路运行方式，另一回路必须带电备用，保证井下生产过程中供电的连续性。10kV及其以上的矿井电源架空线路不得共杆架设。矿井电源线路上，严禁装设负荷定量器”。《煤矿安全规程》规定：‘‘对井下各水平中央变电所和主排水泵房的供电线路，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的供电”。主要通风机、提升人员的立井绞车、抽放瓦斯泵等主要设备房，应各有两回直接由变(配)电所馈出的供电线路。在受条件限制时，其中一回路，可引自上述同种设备房的配电装置”。“三专”供电可用以下两种供电方式实现：1．采区变电所内，设立专供局部通风机使用的高压防爆开关、变压器、低压馈电开关、漏电继电器和供电电缆；2．同一采区内相邻的两个掘进巷道的局部通风机，可用一条电缆从采区变电所为其供电，也可分开供电。二矿用电缆井下常用电缆的类型及其用途，井下常用电缆可分为三大类，即：铠装电缆、塑料电缆和矿用橡套软电缆。铠装电缆和塑料电缆主要用于井下供电干线或向固定设备供电；矿用橡套软电缆主要向移动设备供电。(一)井下电缆的选用原则在井下供电系统中，电缆用量大，工作条件恶劣，事故多，是安全供电的薄弱环节。据有关统计资料介绍，电缆事故在矿井电气事故中所占比例最多，约占电气引爆事故的40％以上，占井下电气事故的50％以上。为提高井下电气安全水平，必须正确选用电缆。因此，《煤矿安全规程》对井下电缆的选用原则，作了如下规定：1电缆实际敷设地点的水平差，应与电缆规定的允许敷设水平差相适应；2电缆应带有供保护接地用的足够截面的导线；3严禁采用铝包电缆；4固定敷设的高压电缆：5．移动变电站必须采用监视型屏蔽橡套软电缆；6．低压动力电缆：7．固定敷设的照明、通讯、信号和控制用的电缆应采用铠装电缆、不延燃橡套电缆或矿用塑料电缆；非固定敷设的，应采用不延燃橡套电缆；8．低压电缆不应采用铝芯，采区低压电缆严禁采用铝芯。（二）井下高压动力电缆截面的选择原则为：1．按经济电流密度确定电缆截面；2．按长时允许电流校验电缆截面；3．按电缆通过正常负荷电流时，电网允许的电压损失校验电缆截面；4．按最大运行方式下发生三相短路故障，校验电缆的热稳定性；5．当电缆通过最小两相短路电流时，必须满足过电流保护装置最小灵敏度的要求。根据《煤矿安全规程》规定，除手持式或移动式设备连接的电缆以外，井下敷设电缆时，必须遵守下列规定：1．电缆必须悬挂：井筒或巷道内的通讯和信号电缆，应同电力电缆分挂在巷道两侧，如果受条件限制，在井筒内，应敷设在距电力电缆O．3m以外的地方；在巷道内，应敷设在电力电缆上方0．1m以上的地方。高、低压电缆敷设在巷道同一侧时，高、低压电缆相互的间距应大于0．1m；高压电缆之间和低压电缆之间的距离不得小于50mm，以便摘挂。2．立井井筒中所用的电缆，中间不得有接头。如果因井筒太深需设接头时，应将接头设在中间水平巷道内，以便检查维修。3．硐室内和木支架的井巷中敷设的电缆，必须将黄麻外皮剥除，并应定期在铠装层上加涂防锈油漆。电缆穿过墙壁部分，应用套管保护，并严密封堵管口。井下电缆除正确选择、按《规程》要求进行敷设和连接外，还应加强运行中的管理，进行日常维护与检查，才能保证电缆的安全运行。三矿用电气设备的类型及选用（一）矿用一般型电气设备矿用一般型电气设备是一种煤矿井下用的非防爆型电气设备，它只能用于井下无瓦斯、煤尘爆炸危险的场所。这种设备是按照国家标准GBl2173--90《矿用一般型电气设备》制造的。对矿用一般型电气设备的基本要求是：外壳坚固、封闭、能防止从外部直接触及带电部分；能防滴、防溅，防潮性能好；有电缆引入装置，并能防止电缆扭转、拔脱和损伤；开关手柄和门盖之间有联锁装置等。矿用一般型电气设备，在其外壳的明显处，均有清晰的永久性凸纹标志“KY”。（二）矿用防爆型电气设备的通用要求为：1.电气设备的允许最高表面温度：表面可能堆积粉尘时为+150℃；2.电气设备与电缆的连接应采用防爆电缆接线盒，电缆的引入引出必须用密封式电缆引入装置，并应具有防松动、防拔脱措施；3.对不同的额定电压和绝缘材料，电气间隙和爬电距离，都有相应的较高的要求；4.具有电气或机械闭锁装置；有可靠的接地及防止螺丝松动装置；5.在设备外壳的明显处，均须设清晰永久性凸纹标志“Ex”，并应有铭牌；6.防爆型电气设备，必须经国家指定的防爆试验鉴定单位，经过严格的试验鉴定，取得防爆合格证后，方可生产。四矿用电气设备的防爆技术由于井下存在着瓦斯和煤尘，当它们达到一定浓度时遇到火源就会爆炸。而井下开关设备在分合时都会产生电火花，成为引爆瓦斯、煤尘的火源。因此，煤矿井下使用的电气设备必须采取专门的措施，使其在正常工作或发生故障时都不能点燃矿井中的瓦斯和煤尘。煤矿电气设备的主要防爆途径有：1．采用隔爆外壳。采用隔爆外壳进行防爆的方法是将能够产生火花的电气元件放置在一个坚固的外壳中，这种外壳具有耐爆性和不传爆性，即把瓦斯爆炸范围限制在设备外壳之内，从而达到防爆的目的。2．采用本质安全电路。3．采用超前切断电源和快速断电系统。为了防止橡套电缆在受到机械损伤时发生短路从而产生电火花，引爆瓦斯，我国采用屏蔽电缆与漏电继电器配合使用的超前切断电源系统。4．采用正压外壳。正压外壳内无可燃性气体释放源，并能保持外壳内部保护气体(不燃性气体)的压力高于周围爆炸性环境的压力，阻止外部爆炸性混合物进入外壳，从而达到防爆的目的。5．设备外壳内充油。将全部或部分带电部件浸在油内，使设备不能点燃油面以上或外壳以外的爆炸性混合物，从而达到防爆的目的。6．设备外壳内充砂。外壳内充填砂粒材料，使之在规定的使用条件下，壳内产生的电弧、传播的火焰、外壳壁或砂粒材料表面的过热均不能点燃周围爆炸性混合物，从而达到防爆目的。7．采用浇封剂浇封。将可能产生点燃爆炸性混合物的电弧、电火花或高温部分浇封在浇封剂中，使其不能点燃周围的爆炸性混合物，从而达到防爆目的。浇封剂材料，可用热固性的、热塑性的、室温下固化的，含有或不含有充填剂或添加剂的物质，如环氧树脂。8．采用气密外壳。用熔化、挤压或胶粘的方法对外壳进行密封，防止壳外爆炸性气体混合物进入壳内，从而达到防爆目的。气密外壳各部分之问必须用熔化(如软钎焊、硬钎焊、熔接)、挤压胶粘的方法进行密封，不允许用衬垫密封方式。五隔爆、隔爆型电气设备隔爆原理当电气没备外壳内导电部件产生的电火花使外壳内可燃性气体发生爆炸时，决不能引起设备外壳外部周围可燃性气体混合物发生爆炸和燃烧，这种性能称为隔爆。具备这种性能的电气设备就称为隔爆型电气设备，隔爆型电气设备所以能够隔爆，其原因在于它的外壳具有耐爆性和不传爆性(也称隔爆性)。电气设备的隔爆外壳失去了耐爆性或隔爆性(即不传爆性)就是失爆。井下隔爆型电气设备常见的失爆现象有：1．隔爆外壳严重变形或出现裂纹，焊缝开焊以及连接螺丝不齐全、螺扣损坏或拧入深度少于规定值，致使其机械强度达不到耐爆性的要求而失爆；2．隔爆接台面严重锈蚀、由于机械损伤、间隙超过规定值、有凹坑、连接螺丝没有压紧等，达不到不传爆的要求而失爆；3．电缆进、出线口没有使用合格的密封胶圈或根本没有密封胶圈；不用的电缆接线孔没有使用合格的密封挡板或根本没有密封挡板而造成失爆；4.在设备外壳内随意增加电气元、部件，使某些电气距离小于规定值，或绝缘损坏，消弧装置失效，造成相间经外壳弧光接地短路、使外壳被短路电弧烧穿而失爆；5.外壳内两个隔爆腔由于接线柱、接线套管烧毁而连通，内部爆炸时形成压力叠加、导致外壳失爆；七、教后记通过讲述《煤炭安全规程》相关的规定，让山东科技大学的学生了解我国矿山供电的要求；讲述矿山供电知识，图文并茂，使学社基本上掌握矿山供电的电缆选型原则，电气设备的防爆方法和防爆原理；在以后的教学中，尽量走进现场，让学员从认识上加深理解，更快的掌握知识。