煤矿电气安全培训神东煤炭集团培训中心

煤矿电气安全神东分公司教育培训中心兰玉德主要内容第一部分：矿井供电系统第二部分：电气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：安全用电有关规定第七部分:矿井监控电能具有无可比拟的优越性非电能电能非电能从产生、输送、分配和控制三个方面说明。(1)产生机械能→发电机→水能热能太阳能化学能核能生物能风能海洋能电气设备机械能热能声能光能风能其他(2)输送高压架空线、地下电缆、电磁波。(3)分配和控制•电能的产生、输送、分配和控制学校小型电能用户输电线水力发电厂配电站住宅乡村小型配电站商店变电站大型工厂变电站•电能的传输与分配电能的传输与分配三相供电系统发电厂升压变电站远距离输电110~500kV降压变电站变电所配电10~35kV三相中的一相220V单相系统•电能的传输与分配矿井供电系统一、煤矿企业对供电的基本要求1、供电可靠：井下必须实现供电连续、不间断,应保证供电绝对可靠；而且具备双电源、双回路供电的条件。2、供电安全：人身安全，设备运行安全。3、供电质量：频率偏移量不应超过（0.2HZ—0.5HZ），电压偏移量不应超过额定电压的±5%。4、供电经济：保证供电、用电的经济、合理（尽量减少基本建设投资、降低系统运行费用、节约有色金属的消耗）。煤矿电力用户分为三类：1）一类用户：造成人身伤亡事故、重要设备损坏、重大经济损失者、严重政治影响的用电负荷等。2）二类用户：较大减产、较大经济损失者。3）三类用户：对生产没有直接影响者。二、矿井供电系统注：箱式变电站供电方式在我矿区应用较多。•井下中央变电所•采区变电所移动变电站(降压)•10/0.66kv•10/1.14kv10/3.3kv10KV或6KV10KV或6KV•通风机房•压风机房•提升机房•地面10KV或6KV负荷•矿井变电所（35/10KV双回路双电源）工作面配电点(1)供电系统:•地方区域变电所（110KV/35KV）各种用电设备控制开关三、矿井供电系统35KV高压经煤矿地面35KV/10KV(6KV)变电所的主变压器降压后（35KV/10KV），经过10KV（或6KV）高压配电装置及供电线路，将电能输送到井下中央变电所内，再由中央变电所输送至采区变电所，再经过采区变电所的变配电设备及供电线路送至综、连采、机运队等配电点，经配电点的移动变电站降压后，分别将不同等级的电压输送给不同的电气开关和用电设备（负荷），便组成了矿井供电系统。(1)矿井供电必须符合的要求:①供电供电可靠供电安全供电经济②矿井应有两回路电源;矿井的电源线路上严禁装设负荷定量器；③对井下各水平中央变（配）电所、主排水泵房的供电线路，不得少于两回路;一个回路运行时,另一回路应带电热备用。④严禁井下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。供电质量四、矿井供电电压等级1、35KV：矿井地面35/10KV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：综合机械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：地面生活、办公、后勤、照明电压。7、127V：井下照明、信号、手持式电气设备的最高额定工作电压。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（神东矿区没有使用）。《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，不应超过10000V。2、低压不应超过1140V（高、低压的分界线）。3、照明、信号、电话和手持式电气设备的供电额定电压，不应超过127V。4、远距离控制线路的额定电压不超过36V。采区电气、机械设备的额定供电电压超过3300V时，必须制定专门的安全措施。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具有基本防护功能，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；（3）电气间隙和爬电距离电气间隙：指两个裸露的导体之间的最短距离，即电气设备中有电位差的金属导体之间通过空气的最短距离。爬电距离：指两个导体之间沿其固体绝缘材料表面的最短距离。防爆电气设备（Ex—防爆总标志）设备类型标志设备类型标志隔爆型d无火花型n本质安全型i浇封型m增安型e气密型h正压型p防爆特殊型S充油型o矿用一般型KY充砂型q（4）防护等级防护等级就是防外物和防水能力。防护等级用字母IP连同两位数字来标志，例如，IP44；IP是外壳防护等级标志，第一位数字4表示防外物4级，第二位数字4表示防水4级。数字越大表示等级越高，要求越严格。防外物共分7级，防水共分9级。（5）通用要求（6）防爆设备标志防爆设备总标志“Ex”例如，“ExdⅠ”表示是Ⅰ类隔爆型防爆电气设备；“ExibⅠ”表示是Ⅰ类隔爆兼本质安全型防爆电气设备；要求：井下机电设备综合完好率不低于95%；机电设备待修率不大于5%；机电事故率不大于1%；小型电器合格率应为95%；防爆设备失爆率为0；（7）煤矿安全标志《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）对防爆电气设备的要求：1、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。2.严格按《煤矿安全规程》规定选用。3.入井前检查其“两证一标志”（“产品合格证”、“防爆合格证”、“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。4.井下防爆电气设备的运行、维护和修理，必须符合防爆性能的各项技术要求。失爆电气设备，必须立即处理或更换，严禁继续使用。三、隔爆型电气设备：标志为“d”矿用隔爆型电气设备：在铭牌右上角上标有ExdI隔爆型电气设备的防爆原理：将电气设备的带电部件放在特制的外壳内，该外壳具有将壳内电气部件产生的火花和电弧与壳外爆炸性混合物隔离开的作用，并能承受进入壳内的爆炸性混合物被壳内电气设备的火花、电弧引爆时所产生的爆炸压力，而外壳不被破坏；同时能防止壳内爆炸生成物向壳外爆炸性混合物传播，不会引起壳外爆炸性混合物的燃烧和爆炸。隔爆型电气设备应具有良好的隔爆和耐爆性能。即同时具有耐爆性和隔爆性。（1）隔爆性：就是外壳内爆炸性混合物爆炸时喷出的火焰，不会引起壳外可燃性混合物爆炸的性能。（2）耐爆性：就是外壳能承受壳内爆炸性混合物爆炸时所产生的爆炸压力，而本身不产生破坏和危险变形的能力。（3）隔爆原理：利用特殊的“隔爆外壳”和隔爆间隙（如宽度、间隙长度、表面粗糙度等）来实现。补充内容: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，并考虑一定的安全系数，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（如间隙宽度、间隙长度、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：（现场容易发现的）a、隔爆间隙超限。b、隔爆盖子缺少紧固螺丝或没有拧紧。c、无电缆接线嘴（或卡盘），缺少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。四、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）本质安全型电气设备: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：通过限制电气设备电路的各种电气参数，进而限制该电路的放电能量来实现防爆的，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。由于本质安全型电气设备的最大输出功率为25W左右,因而使用范围受到了一定限制.本安型电气设备分为ia和ib两个等级.(3)火花放电电路放电有三种形式:火花放电、弧光放电和辉光放电。电阻电路的火花放电、电感电路的火花放电、电容电路的火花放电。五、增安型电气设备：标志为“e”在设备铭牌上或外壳上标有“ExeⅠ”(1)增安型电气设备:增安型电气设备是在电气设备原有的技术条件上，采取了一定的措施，提高其安全程度的电气设备。（2）防爆原理：对于那些在正常运行条件下不会产生电弧、火花和危险温度的矿用电气设备，为了提高其安全程度，在设备的结构、制造工艺以及技术条件等方面采取一系列措施，从而避免了设备在运行和过载条件下产生火花、电弧和危险温度，以此实现电气防爆。(3)防爆措施（增安措施）a、有效的防护外壳；b、选择合适的爬电距离和电气间隙；c、提高绝缘材料的绝缘等级；d、限制设备温度；e、电路和导线连接可靠；六、浇封型电气设备：标志为“m”在设备铭牌上或外壳上标有“ExmⅠ”（1）浇封型电气设备:浇封型电气设备是采用浇封剂将电气设备有可能产生电弧、火花或高温的部分浇封在浇封剂中，避免这些电气部件与爆炸性混合物接触，从而起到防爆的作用。（2）防爆原理：将电气设备有可能产生点燃爆炸性混合物的电弧、火花或高温的部分浇封在浇封剂中，避免这些电气部件与爆炸性混合物接触，从而使电气设备在正常运行或认可的过载和故障情况下均不能点燃周围的爆炸性混合物。(3)防爆措施a、采用环氧树脂浇封剂；七、气密型电气设备：标志为“h”（1）防爆原理：将电气设备或电气部件置入经过气密的外壳内。八、充砂型电气设备：标志为“q”（1）防爆原理：在电气设备的外壳内填充石英砂粒，将设备的导电部件或带电部分埋在石英砂防爆填料层之下，使之在规定的条件下，在壳内产生的电弧、传播的火焰、外壳壁或石英砂材料表面的温度都不能点燃周围爆炸性混合物。九、正压型电气设备：标志为“p”（1）防爆原理：将电气设备置入外壳内，壳内无可燃性气体释放源；将壳内充入保护性气体，并使壳内保护性气体的压力高于周围爆炸性环境的压力，以阻止外部爆炸性混合物进入壳内，实现电气设备的防爆。十、矿用一般型电气设备：标志为“KY”矿用一般型电气设备与一般电气设备不同，它在绝缘、爬电距离、电气间隙、防潮和防尘、井下特殊的运行条件等方面均有特殊的要求。十一、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：故障形成的最小时间不小于5ms，安全断电的时间为2.5～3ms。（4）增加安全措施（增安型）十二、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→检修工作开始→检修工作完毕后，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）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、