煤礦電氣安全 李國欣

1、煤礦電氣安全與保護(hù)煤礦電氣安全與保護(hù)中中 國國 礦礦 業(yè)業(yè) 大大 學(xué)學(xué)電氣安全與智能電器研究所電氣安全與智能電器研究所二二OO九年十一月九年十一月2主要內(nèi)容主要內(nèi)容 煤礦電網(wǎng)的保護(hù)與監(jiān)控煤礦電網(wǎng)的保護(hù)與監(jiān)控 電氣防爆技術(shù)電氣防爆技術(shù) 事故案例分析事故案例分析3v供電可靠性要求高供電可靠性要求高 井下人員井下人員 瓦斯瓦斯 涌水涌水 生產(chǎn)生產(chǎn) 損失慘重，教訓(xùn)深刻損失慘重，教訓(xùn)深刻 v同一電壓等級的供電級數(shù)多同一電壓等級的供電級數(shù)多 地面變電所、井下中央變電所、采區(qū)變電所、移動變電站地面變電所、井下中央變電所、采區(qū)變電所、移動變電站v負(fù)荷集中負(fù)荷集中 大功率設(shè)備多大功率設(shè)備多 大功率設(shè)備多且相對集

2、中，負(fù)荷變化對供電系統(tǒng)影響大大功率設(shè)備多且相對集中，負(fù)荷變化對供電系統(tǒng)影響大v運行環(huán)境惡劣運行環(huán)境惡劣 事故頻繁事故頻繁 環(huán)境潮濕，粉塵多，移動型設(shè)備多，擠壓碰撞多環(huán)境潮濕，粉塵多，移動型設(shè)備多，擠壓碰撞多v電纜供電為主電纜供電為主 高壓電纜一般有幾十公里，單相接地電流大，易拉起電弧，高壓電纜一般有幾十公里，單相接地電流大，易拉起電弧，不易自恢復(fù)不易自恢復(fù)v新型電力電子設(shè)備逐漸增多新型電力電子設(shè)備逐漸增多 諧波含量超標(biāo)諧波含量超標(biāo) 自然功率因數(shù)低自然功率因數(shù)低v供電設(shè)備技術(shù)水平參差不齊供電設(shè)備技術(shù)水平參差不齊 設(shè)備多且難以統(tǒng)一，配合復(fù)雜，管理維護(hù)困難設(shè)備多且難以統(tǒng)一，配合復(fù)雜，管理維護(hù)困難礦礦

3、 井井 供供 電電 的的 特特 點點 4 1 煤礦電網(wǎng)供電結(jié)構(gòu)煤礦電網(wǎng)供電結(jié)構(gòu) 2 保護(hù)整定原則及配置保護(hù)整定原則及配置 3 存在問題及解決思路存在問題及解決思路 4 井下配電自動化監(jiān)控系統(tǒng)井下配電自動化監(jiān)控系統(tǒng)煤礦電網(wǎng)煤礦電網(wǎng)繼電保護(hù)繼電保護(hù)5一一 煤礦電網(wǎng)供電結(jié)構(gòu)煤礦電網(wǎng)供電結(jié)構(gòu)6 1 煤礦電網(wǎng)供電結(jié)構(gòu)在正常運行方式下為輻射狀煤礦電網(wǎng)供電結(jié)構(gòu)在正常運行方式下為輻射狀類似于配電網(wǎng)，但傳輸線路上并無類似于配電網(wǎng)，但傳輸線路上并無T型分支線路，同型分支線路，同時也不存在像時也不存在像10kV配網(wǎng)中的線路分段開關(guān)，其又具配網(wǎng)中的線路分段開關(guān)，其又具有輸電網(wǎng)的特點。有輸電網(wǎng)的特點。 2 地面的各高壓

4、配電點基本上是由地面的各高壓配電點基本上是由35kV或或110kV變電所變電所6kV母線直接供電，而下井線路供電級數(shù)較多，母線直接供電，而下井線路供電級數(shù)較多，其中央變電所以下部分每一級之間供電距離大都很短，其中央變電所以下部分每一級之間供電距離大都很短，有的線路長度不足有的線路長度不足500m。 3 煤礦電網(wǎng)中的所有高壓開關(guān)設(shè)備都安裝在變電煤礦電網(wǎng)中的所有高壓開關(guān)設(shè)備都安裝在變電所內(nèi)，如高壓斷路器都位于選煤廠等變電所中，高壓所內(nèi)，如高壓斷路器都位于選煤廠等變電所中，高壓防爆開關(guān)都位于中央變電所、各采區(qū)變電所或配電硐防爆開關(guān)都位于中央變電所、各采區(qū)變電所或配電硐室中。室中。 幾個特點幾個特點7

5、二二 保護(hù)整定原則及配置保護(hù)整定原則及配置3110kV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運行整定規(guī)程電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運行整定規(guī)程 （1996年年6月月1實施）實施）煤礦安全生產(chǎn)規(guī)程煤礦安全生產(chǎn)規(guī)程 （2005年年1月月1日起實行）日起實行） 煤礦井下供電三大保護(hù)整定細(xì)則煤礦井下供電三大保護(hù)整定細(xì)則 煤炭工業(yè)出版社煤炭工業(yè)出版社礦井漏電保護(hù)礦井漏電保護(hù) 煤炭工業(yè)出版社煤炭工業(yè)出版社8煤礦電網(wǎng)電氣設(shè)備保護(hù)配置表 設(shè)備對象設(shè)備對象保護(hù)配置保護(hù)配置35kV 110kV 主變保護(hù)主變保護(hù)縱聯(lián)差動保護(hù)縱聯(lián)差動保護(hù)二次諧波制動二次諧波制動CT斷線閉鎖差動保護(hù)斷線閉鎖差動保護(hù)差動速斷保護(hù)差動速斷保護(hù)后備保護(hù)后備保護(hù)高壓側(cè)后備高

6、壓側(cè)后備 復(fù)合電壓閉鎖（方向）過流保護(hù)復(fù)合電壓閉鎖（方向）過流保護(hù)低壓側(cè)后備低壓側(cè)后備限時電流速斷保護(hù)限時電流速斷保護(hù)(安裝于低壓側(cè)安裝于低壓側(cè)) 零序（接地）保護(hù)零序（接地）保護(hù)間隙零序電流保護(hù)間隙零序電流保護(hù)零序電壓保護(hù)零序電壓保護(hù)瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)本體輕瓦斯保護(hù)本體輕瓦斯保護(hù)本體重瓦斯保護(hù)本體重瓦斯保護(hù)有載調(diào)壓器瓦斯保護(hù)有載調(diào)壓器瓦斯保護(hù) 過負(fù)荷保護(hù)過負(fù)荷保護(hù)非電量保護(hù)非電量保護(hù) 變壓本體、有載調(diào)壓的油溫保護(hù)；變壓器的壓力釋放變壓本體、有載調(diào)壓的油溫保護(hù)；變壓器的壓力釋放的保護(hù)；變壓器帶負(fù)荷后啟動風(fēng)冷的保護(hù)；過負(fù)荷閉鎖的保護(hù)；變壓器帶負(fù)荷后啟動風(fēng)冷的保護(hù)；過負(fù)荷閉鎖有載調(diào)壓的保護(hù)有載調(diào)壓的

7、保護(hù)9煤礦電網(wǎng)電氣設(shè)備保護(hù)配置表 （續(xù)）設(shè)備對象設(shè)備對象保護(hù)配置保護(hù)配置地面配電地面配電變壓器變壓器電流速斷保護(hù)；過負(fù)荷保護(hù)；低壓側(cè)單相接地保護(hù)（采用在低壓側(cè)中性線裝設(shè)電流速斷保護(hù)；過負(fù)荷保護(hù)；低壓側(cè)單相接地保護(hù)（采用在低壓側(cè)中性線裝設(shè)專用零序保護(hù)）；瓦斯保護(hù)（干式變壓器除外）專用零序保護(hù)）；瓦斯保護(hù)（干式變壓器除外）井下動力井下動力變壓器變壓器電流速斷保護(hù)；過負(fù)荷保護(hù)；漏電保護(hù)電流速斷保護(hù)；過負(fù)荷保護(hù)；漏電保護(hù)并聯(lián)補(bǔ)償并聯(lián)補(bǔ)償電容器電容器瞬時或限時電流速斷保護(hù)；過電流保護(hù)；過電壓保護(hù)；低電壓保護(hù)；接地保護(hù)瞬時或限時電流速斷保護(hù)；過電流保護(hù)；過電壓保護(hù)；低電壓保護(hù)；接地保護(hù)；單星形接線電容器組

8、電壓差動保護(hù)；單星形接線電容器組開口三角電壓保護(hù)；單星形接線電容器組電壓差動保護(hù)；單星形接線電容器組開口三角電壓保護(hù)（不平衡電壓保護(hù)）；雙星形電容器中性線不平衡電流保護(hù)（不平衡電壓保護(hù)）；雙星形電容器中性線不平衡電流保護(hù)母母 聯(lián)聯(lián)過電流保護(hù)；電流速斷保護(hù)（兼做母線充電保護(hù)）過電流保護(hù)；電流速斷保護(hù)（兼做母線充電保護(hù)）高壓電高壓電動動 機(jī)機(jī)異步電動機(jī)異步電動機(jī)電流速斷保護(hù)；過電流保護(hù)；過負(fù)荷保護(hù)；負(fù)序電流保護(hù)；單相電流速斷保護(hù)；過電流保護(hù)；過負(fù)荷保護(hù)；負(fù)序電流保護(hù)；單相接地保護(hù)；低電壓保護(hù)（重要電機(jī)可不設(shè)）；過電壓保護(hù)。接地保護(hù)；低電壓保護(hù)（重要電機(jī)可不設(shè)）；過電壓保護(hù)。同步電動機(jī)同步電動機(jī)電流

9、速斷保護(hù)；過電流保護(hù)；過負(fù)荷保護(hù)；負(fù)序電流保護(hù)；單相電流速斷保護(hù)；過電流保護(hù)；過負(fù)荷保護(hù)；負(fù)序電流保護(hù)；單相接地保護(hù)；低電壓保護(hù)（重要電機(jī)可不設(shè)）；過電壓保護(hù)；失步接地保護(hù)；低電壓保護(hù)（重要電機(jī)可不設(shè)）；過電壓保護(hù)；失步保護(hù)；失磁保護(hù)。保護(hù)；失磁保護(hù)。6kV線路線路地面部分地面部分電流速斷保護(hù)；限時電流速斷保護(hù)（下井線路）；過流保護(hù)；單電流速斷保護(hù)；限時電流速斷保護(hù)（下井線路）；過流保護(hù)；單相接地保護(hù)；低電壓保護(hù)；低頻減載（有自備電廠情況）相接地保護(hù)；低電壓保護(hù)；低頻減載（有自備電廠情況）井下部分井下部分電流速斷保護(hù)；過流保護(hù)；低電壓保護(hù)；漏電保護(hù)電流速斷保護(hù)；過流保護(hù)；低電壓保護(hù)；漏電保護(hù)1

10、0對礦井電氣保護(hù)裝置的基本要求對礦井電氣保護(hù)裝置的基本要求1選擇性選擇性v當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，電氣保護(hù)裝置應(yīng)能當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，電氣保護(hù)裝置應(yīng)能有選擇地將故障段切除，即斷開距離事故點有選擇地將故障段切除，即斷開距離事故點最近的開關(guān)設(shè)備，從而保證供電系統(tǒng)的其他最近的開關(guān)設(shè)備，從而保證供電系統(tǒng)的其他部分能正常運行。部分能正常運行。v為了保證電氣保護(hù)裝置的動作有選擇性，上為了保證電氣保護(hù)裝置的動作有選擇性，上級開關(guān)保護(hù)動作值應(yīng)比下級開關(guān)保護(hù)的動作級開關(guān)保護(hù)動作值應(yīng)比下級開關(guān)保護(hù)的動作值大值大1.1倍以上，而且要求上級開關(guān)的動作時倍以上，而且要求上級開關(guān)的動作時間比下級開關(guān)的動作時間長間比下級開

11、關(guān)的動作時間長0.5s0.7s。11對礦井電氣保護(hù)裝置的基本要求對礦井電氣保護(hù)裝置的基本要求2快速性快速性v一般要求電氣保護(hù)裝置能快速切除故障。但一般要求電氣保護(hù)裝置能快速切除故障。但有些情況下快速動作與選擇性相矛盾。例如，有些情況下快速動作與選擇性相矛盾。例如，選擇性漏電保護(hù)，在線路出現(xiàn)漏電后，經(jīng)一選擇性漏電保護(hù)，在線路出現(xiàn)漏電后，經(jīng)一定選擇時限，再通過開關(guān)的動作，這就影響定選擇時限，再通過開關(guān)的動作，這就影響了故障的快速切斷。在不能同時滿足以上兩了故障的快速切斷。在不能同時滿足以上兩個要求時，一般應(yīng)首先滿足選擇性的要求。個要求時，一般應(yīng)首先滿足選擇性的要求。v對用來監(jiān)視電力系統(tǒng)不正常工作狀

12、態(tài)的保護(hù)對用來監(jiān)視電力系統(tǒng)不正常工作狀態(tài)的保護(hù)裝置，如過負(fù)荷保護(hù)，就不需快速動作，應(yīng)裝置，如過負(fù)荷保護(hù)，就不需快速動作，應(yīng)有一定的延時。有一定的延時。12對礦井電氣保護(hù)裝置的基本要求對礦井電氣保護(hù)裝置的基本要求3靈敏性靈敏性v電氣保護(hù)裝置對其保護(hù)范圍內(nèi)的故障和不正電氣保護(hù)裝置對其保護(hù)范圍內(nèi)的故障和不正常運行狀態(tài)的反應(yīng)能力稱為靈敏性。不同的常運行狀態(tài)的反應(yīng)能力稱為靈敏性。不同的保護(hù)裝置和被保護(hù)設(shè)備對靈敏系數(shù)的要求也保護(hù)裝置和被保護(hù)設(shè)備對靈敏系數(shù)的要求也不相同。井下被保護(hù)的變壓器、線路等所有不相同。井下被保護(hù)的變壓器、線路等所有電氣設(shè)備，其過流保護(hù)的最低靈敏系數(shù)為電氣設(shè)備，其過流保護(hù)的最低靈敏系數(shù)

13、為1.5，后備保護(hù)靈敏系數(shù)為后備保護(hù)靈敏系數(shù)為1.2。13靈敏度校驗靈敏度校驗 滿足靈敏性的要求保護(hù)裝置保護(hù)范圍滿足靈敏性的要求保護(hù)裝置保護(hù)范圍應(yīng)該在事先規(guī)定好的范圍內(nèi)，不論短路點應(yīng)該在事先規(guī)定好的范圍內(nèi)，不論短路點位置，短路類型如何，都能正確反應(yīng)。位置，短路類型如何，都能正確反應(yīng)。 保護(hù)裝置的靈敏性，通常用靈敏系數(shù)來保護(hù)裝置的靈敏性，通常用靈敏系數(shù)來衡量，它主要決定于被保護(hù)的元件和電力衡量，它主要決定于被保護(hù)的元件和電力系統(tǒng)的參數(shù)和運行方式。系統(tǒng)的參數(shù)和運行方式。14對礦井電氣保護(hù)裝置的基本要求對礦井電氣保護(hù)裝置的基本要求4動作可靠性動作可靠性v動作可靠性是指在線路和電氣設(shè)備發(fā)生故障動作可靠

14、性是指在線路和電氣設(shè)備發(fā)生故障時，保護(hù)裝置應(yīng)能可靠動作，不會出現(xiàn)拒絕時，保護(hù)裝置應(yīng)能可靠動作，不會出現(xiàn)拒絕動作，也不會出現(xiàn)誤動作。例如，鼠籠異步動作，也不會出現(xiàn)誤動作。例如，鼠籠異步電動機(jī)正常啟動電流為額定電流的電動機(jī)正常啟動電流為額定電流的57倍，倍，這時若保護(hù)裝置動作，電動機(jī)就會停止運轉(zhuǎn)，這時若保護(hù)裝置動作，電動機(jī)就會停止運轉(zhuǎn)，此動作為誤動作；若電動機(jī)出現(xiàn)短路故障，此動作為誤動作；若電動機(jī)出現(xiàn)短路故障，線路流過短路電流，此時裝置不動作，稱為線路流過短路電流，此時裝置不動作，稱為拒動。這都是不可靠動作，因此必須進(jìn)行正拒動。這都是不可靠動作，因此必須進(jìn)行正確整定和定期校驗。確整定和定期校驗。1

15、5可靠系數(shù)可靠系數(shù) 由于理論計算和實際情況之間存在一定的差別，即必須由于理論計算和實際情況之間存在一定的差別，即必須考慮各種因素的影響，如考慮各種因素的影響，如:（1）實際的短路電流大于計算值；）實際的短路電流大于計算值；（2）對瞬時動作的保護(hù)還應(yīng)考慮到非周期分量使總電流增大）對瞬時動作的保護(hù)還應(yīng)考慮到非周期分量使總電流增大的影響；的影響；（3）保護(hù)裝置中繼電器實際啟動電流可能小于整定值；）保護(hù)裝置中繼電器實際啟動電流可能小于整定值；（4）考慮必要的裕度。）考慮必要的裕度。 從最不利的情況出發(fā)，即使同時出現(xiàn)以上幾個因素的影從最不利的情況出發(fā)，即使同時出現(xiàn)以上幾個因素的影響，也能保證在預(yù)定的保護(hù)

16、范圍以外發(fā)生故障時，保護(hù)裝置響，也能保證在預(yù)定的保護(hù)范圍以外發(fā)生故障時，保護(hù)裝置不誤動作，因而必須乘以大于不誤動作，因而必須乘以大于1的可靠系數(shù)。過流保護(hù)考慮的可靠系數(shù)。過流保護(hù)考慮到設(shè)備的過負(fù)荷一般取到設(shè)備的過負(fù)荷一般取1.2，井下的保護(hù)為電腦程控綜合保，井下的保護(hù)為電腦程控綜合保護(hù)器，速斷的保護(hù)的可靠系數(shù)取護(hù)器，速斷的保護(hù)的可靠系數(shù)取1.1。16高壓高壓線路越級跳閘原因分析線路越級跳閘原因分析 1.整定方法整定方法 2.運行方式差異運行方式差異 3.保護(hù)裝置問題保護(hù)裝置問題 4.線路較短線路較短17整定方法不合理整定方法不合理v線路的速斷保護(hù)有如下整定方法：線路的速斷保護(hù)有如下整定方法：

17、dzQekeIIKI靈敏度校驗靈敏度校驗( 2 )1 .5dd zII(2)dI 被保護(hù)電纜干線距變壓器二次側(cè)出口被保護(hù)電纜干線距變壓器二次側(cè)出口 最遠(yuǎn)點兩相短路電流（線路的末端）最遠(yuǎn)點兩相短路電流（線路的末端） 整定方法為煤炭工業(yè)部制定的整定方法為煤炭工業(yè)部制定的煤礦井下供電的三大保護(hù)細(xì)則煤礦井下供電的三大保護(hù)細(xì)則（煤（煤炭工業(yè)出版社）中第炭工業(yè)出版社）中第6條中用于條中用于1200V及以下低壓電纜線路的速斷保護(hù)的及以下低壓電纜線路的速斷保護(hù)的整定計算。整定計算。 18采用該方法整定帶來的影響：采用該方法整定帶來的影響：19系統(tǒng)運行方式差異較大對整定的影響系統(tǒng)運行方式差異較大對整定的影響某礦

18、系統(tǒng)運行方式：某礦系統(tǒng)運行方式：1. 系統(tǒng)參數(shù)：系統(tǒng)參數(shù)： 最大短路容量：最大短路容量：449.03MVA 最小短路容量：最小短路容量：152.49MVA2021 由于某些下井線路未加限流電抗器，母線由于某些下井線路未加限流電抗器，母線的短路電流較大，如某條線路的母線最小三的短路電流較大，如某條線路的母線最小三相短路電流為相短路電流為3.15kA（最小兩相短路電流（最小兩相短路電流2.7KA），且它的下一級出線保護(hù)的電流互感），且它的下一級出線保護(hù)的電流互感器的變比為器的變比為200/5，而目前井下保護(hù)裝置的可，而目前井下保護(hù)裝置的可選的最大短路電流為選的最大短路電流為10倍電流互感器的額定倍

19、電流互感器的額定電流，即電流，即2KA。保護(hù)裝置對整定計算的影響：保護(hù)裝置對整定計算的影響：22線路較短對保護(hù)的影響：v當(dāng)線路較長時，其始端和末端的短路電流差別較大，因而短當(dāng)線路較長時，其始端和末端的短路電流差別較大，因而短路電流的變化趨勢比較陡，保護(hù)范圍較大。路電流的變化趨勢比較陡，保護(hù)范圍較大。v當(dāng)線路較短的時候，線路的短路電流變化平緩，速斷保護(hù)的當(dāng)線路較短的時候，線路的短路電流變化平緩，速斷保護(hù)的整定值考慮了可靠系數(shù)后，其保護(hù)范圍將很小甚至等于零。整定值考慮了可靠系數(shù)后，其保護(hù)范圍將很小甚至等于零。v如在井下有的電纜線路大約只有如在井下有的電纜線路大約只有500米，上下級的短路電流米，上

20、下級的短路電流很難區(qū)分，保護(hù)范圍為零，此時的瞬時速斷形同虛設(shè)。在靈很難區(qū)分，保護(hù)范圍為零，此時的瞬時速斷形同虛設(shè)。在靈敏度不滿足要求的情況下，應(yīng)采用同一靈敏系數(shù)法，保證最敏度不滿足要求的情況下，應(yīng)采用同一靈敏系數(shù)法，保證最小保護(hù)范圍小保護(hù)范圍 。23線路較短對保護(hù)的影響：此時不可避免的發(fā)生越級跳閘此時不可避免的發(fā)生越級跳閘24 煤礦生產(chǎn)的工作條件是具有十分特殊性煤礦生產(chǎn)的工作條件是具有十分特殊性的，其電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行是煤礦企業(yè)安的，其電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行是煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)的重要保障。要保障煤礦企業(yè)主設(shè)備全生產(chǎn)的重要保障。要保障煤礦企業(yè)主設(shè)備安全可靠運行，正確、合理的保護(hù)定值整定安全可靠運行

21、，正確、合理的保護(hù)定值整定是必不可少的措施之一。是必不可少的措施之一。 目前煤炭系統(tǒng)內(nèi)，繼電保護(hù)整定管理水目前煤炭系統(tǒng)內(nèi)，繼電保護(hù)整定管理水平總體上比較低，至今沒有形成統(tǒng)一的，被平總體上比較低，至今沒有形成統(tǒng)一的，被系統(tǒng)內(nèi)認(rèn)可的整定計算規(guī)范，目前各單位還系統(tǒng)內(nèi)認(rèn)可的整定計算規(guī)范，目前各單位還處于手動計算，各自為營的狀態(tài)。處于手動計算，各自為營的狀態(tài)。 25解決思路解決思路v制定更加完善的井下保護(hù)整定規(guī)程制定更加完善的井下保護(hù)整定規(guī)程v井下配電自動化系統(tǒng)井下配電自動化系統(tǒng)26井下配電自動化監(jiān)控系統(tǒng)井下配電自動化監(jiān)控系統(tǒng) 高壓開關(guān)保護(hù)器全部采用數(shù)字化綜合保高壓開關(guān)保護(hù)器全部采用數(shù)字化綜合保護(hù)，以提

22、高保護(hù)的可靠性，并在地面建立調(diào)護(hù)，以提高保護(hù)的可靠性，并在地面建立調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)，對井下變電所進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，度監(jiān)控系統(tǒng)，對井下變電所進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，構(gòu)成全礦井下供配電系統(tǒng)的自動化監(jiān)控系統(tǒng)。構(gòu)成全礦井下供配電系統(tǒng)的自動化監(jiān)控系統(tǒng)。 實現(xiàn)視頻、音頻及系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)控三網(wǎng)合實現(xiàn)視頻、音頻及系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)控三網(wǎng)合一，全面完善煤礦井下供電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、一，全面完善煤礦井下供電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、調(diào)度指揮的功能。調(diào)度指揮的功能。 2728功功 能能在地面進(jìn)行井下供配電系統(tǒng)的電氣量監(jiān)測、信在地面進(jìn)行井下供配電系統(tǒng)的電氣量監(jiān)測、信號量監(jiān)視、開關(guān)分合控制操作；號量監(jiān)視、開關(guān)分合控制操作；通過地面調(diào)度監(jiān)控工作站或在井下通過遙控

23、器通過地面調(diào)度監(jiān)控工作站或在井下通過遙控器在線調(diào)整保護(hù)定值，設(shè)定保護(hù)投退；在線調(diào)整保護(hù)定值，設(shè)定保護(hù)投退；保護(hù)裝置數(shù)字化，保護(hù)動作精度高、速度快，保護(hù)裝置數(shù)字化，保護(hù)動作精度高、速度快，可靠性高；可靠性高；事件順序記錄和故障錄波功能；事件順序記錄和故障錄波功能；報表打印。報表打印。 提高供電系統(tǒng)保護(hù)可靠性，縮小事故影響提高供電系統(tǒng)保護(hù)可靠性，縮小事故影響范圍，縮短事故影響時間，為井下變電所無人范圍，縮短事故影響時間，為井下變電所無人值守創(chuàng)造條件。值守創(chuàng)造條件。29井下配電自動化系統(tǒng)的幾個問題井下配電自動化系統(tǒng)的幾個問題v底層單元設(shè)計：底層單元設(shè)計：本安本安 模塊化模塊化v通信方式選擇：通信方式

24、選擇：總線總線+以太網(wǎng)以太網(wǎng)v井下網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計：井下網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計：自愈型環(huán)網(wǎng)自愈型環(huán)網(wǎng)v數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計v和其它自動化系統(tǒng)的聯(lián)系和其它自動化系統(tǒng)的聯(lián)系30網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)31煤煤 礦礦 電電 網(wǎng)網(wǎng)電電 氣氣 防防 爆爆 技技 術(shù)術(shù) 3233電火災(zāi)引起瓦斯電火災(zāi)引起瓦斯/煤塵爆炸的條件煤塵爆炸的條件防爆電氣設(shè)備的種類防爆電氣設(shè)備的種類礦用防爆設(shè)備的應(yīng)用與分析礦用防爆設(shè)備的應(yīng)用與分析存在問題及解決思路存在問題及解決思路煤煤 礦礦 電電 網(wǎng)網(wǎng)電電 氣氣 防防 爆爆 技技 術(shù)術(shù) 34電火花引起瓦斯電火花引起瓦斯/ /煤塵爆炸的條件煤塵爆炸的條件及其預(yù)防方法及其預(yù)防方法 v瓦斯、煤塵爆炸是井下

25、危險性最大的事故瓦斯、煤塵爆炸是井下危險性最大的事故爆炸時，氣體急劇膨脹，產(chǎn)生很大壓力和大爆炸時，氣體急劇膨脹，產(chǎn)生很大壓力和大量的一氧化碳，對爆炸地點的生產(chǎn)設(shè)施及人量的一氧化碳，對爆炸地點的生產(chǎn)設(shè)施及人的生命均有強(qiáng)烈的破壞性的生命均有強(qiáng)烈的破壞性v必須必須采取有力的預(yù)防措施，杜絕采取有力的預(yù)防措施，杜絕其其發(fā)生發(fā)生35瓦斯、煤塵爆炸的條件瓦斯、煤塵爆炸的條件 v瓦斯，通常指甲烷（瓦斯，通常指甲烷（CHCH4 4），），又名沼氣又名沼氣v瓦斯爆炸的條件瓦斯爆炸的條件在空氣中的含量（濃度）達(dá)到在空氣中的含量（濃度）達(dá)到5 516%16%的范圍的范圍8.5%8.5%的濃度最易引起爆炸的濃度最易引起

26、爆炸9.5%9.5%的濃度爆炸壓力最大的濃度爆炸壓力最大遇到溫度超過遇到溫度超過650650750750以上的電火花或灼熱的以上的電火花或灼熱的導(dǎo)體導(dǎo)體36v煤塵爆炸的條件煤塵爆炸的條件當(dāng)煤塵當(dāng)煤塵尺寸尺寸在在1 1 m m1mm1mm的范圍內(nèi)，揮發(fā)分指的范圍內(nèi)，揮發(fā)分指數(shù)超數(shù)超過過10%10%飛揚在空氣中的含量為飛揚在空氣中的含量為30303000g/m3000g/m3 3其中以其中以112g112gm m3 3爆炸最猛爆炸最猛700700800800的點燃溫度的點燃溫度37爆炸必須具備兩個條件爆炸必須具備兩個條件一定的氣體濃度一定的氣體濃度足夠的火花能量足夠的火花能量38瓦斯、煤塵爆炸的預(yù)

27、防方法瓦斯、煤塵爆炸的預(yù)防方法 v將瓦斯和煤塵的含量嚴(yán)格控制在非爆炸的范將瓦斯和煤塵的含量嚴(yán)格控制在非爆炸的范圍內(nèi)圍內(nèi)q瓦斯瓦斯：主要是加強(qiáng)通風(fēng)主要是加強(qiáng)通風(fēng)使總回風(fēng)巷中的瓦斯?jié)舛刃∮谑箍偦仫L(fēng)巷中的瓦斯?jié)舛刃∮?.75%0.75%工作面的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到工作面的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1 12%2%時，就應(yīng)當(dāng)停止機(jī)電設(shè)備時，就應(yīng)當(dāng)停止機(jī)電設(shè)備運行，撤離人員，進(jìn)行處理運行，撤離人員，進(jìn)行處理q煤塵煤塵：可用灑水或撒巖粉的方法來迫使可用灑水或撒巖粉的方法來迫使煤塵煤塵降落，降落，使飛揚的煤塵減少使飛揚的煤塵減少使使煤塵在空氣中的含量煤塵在空氣中的含量在在20g/m20g/m3 3以下以下 39v對電氣設(shè)備采取嚴(yán)格

28、的防爆措施，使對電氣設(shè)備采取嚴(yán)格的防爆措施，使之之不會不會引起瓦斯、煤塵引起瓦斯、煤塵v完善井下供電系統(tǒng)的保護(hù)裝置，預(yù)防電完善井下供電系統(tǒng)的保護(hù)裝置，預(yù)防電氣設(shè)備及電纜線路產(chǎn)生短路故障氣設(shè)備及電纜線路產(chǎn)生短路故障v建立健全各種有效的安全制度及操作制建立健全各種有效的安全制度及操作制度，保證井下電氣設(shè)備及系統(tǒng)正常運行度，保證井下電氣設(shè)備及系統(tǒng)正常運行40防爆電氣設(shè)備的種類防爆電氣設(shè)備的種類 v防爆電氣設(shè)備防爆電氣設(shè)備適用于有爆炸危險場所內(nèi)的電氣設(shè)備適用于有爆炸危險場所內(nèi)的電氣設(shè)備正常運行或事故狀態(tài)下正常運行或事故狀態(tài)下產(chǎn)生的產(chǎn)生的能量，能量，不足以或無法不足以或無法接觸接觸點燃易燃?xì)怏w點燃易燃?xì)?/p>

29、體，使之爆炸，使之爆炸v電氣設(shè)備的防爆型式電氣設(shè)備的防爆型式隔爆型隔爆型本質(zhì)安全型本質(zhì)安全型增安型增安型正壓型正壓型充油型充油型特殊型特殊型充砂型充砂型、無火花型、澆封型、氣密型無火花型、澆封型、氣密型41v隔爆型隔爆型指將所有能產(chǎn)生火花、電弧和危險溫度的零指將所有能產(chǎn)生火花、電弧和危險溫度的零部件都放到具有足夠強(qiáng)度的殼體之內(nèi)，當(dāng)殼部件都放到具有足夠強(qiáng)度的殼體之內(nèi)，當(dāng)殼體內(nèi)部發(fā)生爆炸時，不致引起外部爆炸性混體內(nèi)部發(fā)生爆炸時，不致引起外部爆炸性混合物爆炸的電氣設(shè)備合物爆炸的電氣設(shè)備符號為符號為“d d”v本質(zhì)安全型本質(zhì)安全型指電路系統(tǒng)中，在正常狀態(tài)和故障狀態(tài)下，指電路系統(tǒng)中，在正常狀態(tài)和故障狀態(tài)

30、下，產(chǎn)生的電火花和溫度，都不能引起爆炸性混產(chǎn)生的電火花和溫度，都不能引起爆炸性混合物爆炸的電氣設(shè)備合物爆炸的電氣設(shè)備符號為符號為“i i” 42v增安型增安型在零部件上采取適當(dāng)?shù)拇胧?，使其在正常運行在零部件上采取適當(dāng)?shù)拇胧?，使其在正常運行時不產(chǎn)生火花、電弧和危險溫度的電氣設(shè)備時不產(chǎn)生火花、電弧和危險溫度的電氣設(shè)備符號為符號為“e e”v正壓型正壓型通過保持內(nèi)部保護(hù)氣體的壓力高于周圍爆炸性通過保持內(nèi)部保護(hù)氣體的壓力高于周圍爆炸性環(huán)境壓力的措施來達(dá)到安全的電氣設(shè)備環(huán)境壓力的措施來達(dá)到安全的電氣設(shè)備符號為符號為“p p” v充油型充油型將可能產(chǎn)生火花、電弧和危險溫度的帶電零部將可能產(chǎn)生火花、電弧和危

31、險溫度的帶電零部件浸在油中，使其不引起油面上爆炸性混合物件浸在油中，使其不引起油面上爆炸性混合物爆炸的電氣設(shè)備爆炸的電氣設(shè)備符號為符號為“o o”43v充砂型充砂型在外殼內(nèi)充填砂?；蚱渌?guī)定特性的粉末材料，在外殼內(nèi)充填砂?；蚱渌?guī)定特性的粉末材料，使之在規(guī)定的使用條件下，殼內(nèi)產(chǎn)生的電弧或使之在規(guī)定的使用條件下，殼內(nèi)產(chǎn)生的電弧或高溫不能點燃周圍爆炸性氣體環(huán)境的電氣設(shè)備高溫不能點燃周圍爆炸性氣體環(huán)境的電氣設(shè)備 符號為符號為“q q” ” v無火花型無火花型在正常運行條件下不產(chǎn)生電弧或火花，也不產(chǎn)在正常運行條件下不產(chǎn)生電弧或火花，也不產(chǎn)生能夠點燃周圍爆炸性混合物的高溫表面或灼生能夠點燃周圍爆炸性混合

32、物的高溫表面或灼熱點，且一般不會發(fā)生有點燃作用的故障的電熱點，且一般不會發(fā)生有點燃作用的故障的電氣設(shè)備氣設(shè)備v澆封型澆封型將能產(chǎn)生點燃爆炸性混合物的電弧，火花或高將能產(chǎn)生點燃爆炸性混合物的電弧，火花或高溫的部分澆封，使它不能點燃周圍的爆炸性混溫的部分澆封，使它不能點燃周圍的爆炸性混合物的電氣設(shè)備合物的電氣設(shè)備符號為符號為“m m”44v氣密型氣密型用熔化、擠壓或膠粘的方法進(jìn)行外殼的密封，用熔化、擠壓或膠粘的方法進(jìn)行外殼的密封，這種外殼能防止殼外氣體進(jìn)入殼內(nèi)的電氣設(shè)備這種外殼能防止殼外氣體進(jìn)入殼內(nèi)的電氣設(shè)備符號為符號為“h h” ” v特殊型特殊型結(jié)構(gòu)上不屬于上述各類型，而采用其它防爆措結(jié)構(gòu)上不

33、屬于上述各類型，而采用其它防爆措施的電氣設(shè)備施的電氣設(shè)備符號為符號為“s s”45防爆電氣設(shè)備的類別防爆電氣設(shè)備的類別v防爆電氣設(shè)備因使用地點不同，根據(jù)防爆電氣設(shè)備因使用地點不同，根據(jù)GB38362000GB38362000分為兩類分為兩類I I 類類 煤礦用防爆電氣設(shè)備煤礦用防爆電氣設(shè)備 IIII類類 除煤礦外的其他爆炸性氣體環(huán)境用防爆電氣設(shè)備除煤礦外的其他爆炸性氣體環(huán)境用防爆電氣設(shè)備 46v電氣設(shè)備中應(yīng)用廣泛的是隔爆型設(shè)備電氣設(shè)備中應(yīng)用廣泛的是隔爆型設(shè)備 ExdExd I I 隔爆型設(shè)備要求隔爆外殼要有隔爆型設(shè)備要求隔爆外殼要有耐爆性耐爆性和和隔隔爆性爆性能，有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，能耐受內(nèi)部爆

34、能，有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，能耐受內(nèi)部爆炸性混合物可能產(chǎn)生的最大壓力，并嚴(yán)格控炸性混合物可能產(chǎn)生的最大壓力，并嚴(yán)格控制結(jié)合面的間隙、寬度及加工光潔度，使電制結(jié)合面的間隙、寬度及加工光潔度，使電氣設(shè)備外殼內(nèi)部發(fā)生的電火花及爆炸不致引氣設(shè)備外殼內(nèi)部發(fā)生的電火花及爆炸不致引燃外部爆炸性混合物。燃外部爆炸性混合物。4748小設(shè)備關(guān)系大安全小設(shè)備關(guān)系大安全我國礦井我國礦井供電設(shè)備安全現(xiàn)狀供電設(shè)備安全現(xiàn)狀v在我國瓦斯礦井中，有多達(dá)在我國瓦斯礦井中，有多達(dá)20余萬臺的供電余萬臺的供電設(shè)備。任何一臺設(shè)備存在安全隱患，都會給設(shè)備。任何一臺設(shè)備存在安全隱患，都會給礦井安全帶來難以預(yù)測的后果。礦井安全帶來難以預(yù)測的后果。

35、煤礦安全技術(shù)專家對煤礦安全技術(shù)專家對45戶重點監(jiān)測煤炭企業(yè)調(diào)查后指出，戶重點監(jiān)測煤炭企業(yè)調(diào)查后指出，因此，打造本質(zhì)安全型井下供電電路和設(shè)備，因此，打造本質(zhì)安全型井下供電電路和設(shè)備，成為實現(xiàn)煤礦安全的迫切要求。成為實現(xiàn)煤礦安全的迫切要求。49小設(shè)備關(guān)系大安全小設(shè)備關(guān)系大安全我國礦井我國礦井供電設(shè)備安全現(xiàn)狀供電設(shè)備安全現(xiàn)狀v國有重點煤礦礦井防爆電器在用數(shù)量統(tǒng)計：數(shù)量巨大國有重點煤礦礦井防爆電器在用數(shù)量統(tǒng)計：數(shù)量巨大項 目 礦井合計 高瓦斯礦井 煤與瓦斯突出礦井 低瓦斯礦井 各類礦井?dāng)?shù)（個） 565 154 104 307 饋電開關(guān)用量 （臺/年） 67800 18480 12480 36840 電

36、磁起動器用量 （臺/年） 11300 30800 20800 61400 煤電鉆綜保用量 （臺/年） 28250 7700 5200 15350 照明信號綜合用量（臺/年） 16950 4620 3120 9210 50小設(shè)備關(guān)系大安全小設(shè)備關(guān)系大安全我國礦井我國礦井供電設(shè)備安全現(xiàn)狀供電設(shè)備安全現(xiàn)狀v目前許多煤礦在用產(chǎn)品安全性能不符合國家目前許多煤礦在用產(chǎn)品安全性能不符合國家和行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)。隨著礦井逐漸老化，許多和行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)。隨著礦井逐漸老化，許多國有重點煤礦通風(fēng)線路延長，設(shè)備老化，風(fēng)國有重點煤礦通風(fēng)線路延長，設(shè)備老化，風(fēng)機(jī)帶病運行，原有的通風(fēng)系統(tǒng)、設(shè)備難以滿機(jī)帶病運行，原有的通風(fēng)系統(tǒng)、設(shè)備

37、難以滿足安全生產(chǎn)的要求；瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)老化，可足安全生產(chǎn)的要求；瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)老化，可靠性差；大部分礦井提升系統(tǒng)設(shè)備老化，安靠性差；大部分礦井提升系統(tǒng)設(shè)備老化，安全儀器儀表配備不足，全儀器儀表配備不足，51v我國煤礦為確保礦山安全生產(chǎn)，避免因電器我國煤礦為確保礦山安全生產(chǎn)，避免因電器開關(guān)工作時產(chǎn)生的電火花引燃、引爆瓦斯，開關(guān)工作時產(chǎn)生的電火花引燃、引爆瓦斯，普遍使用礦用隔爆真空電磁起動器來控制井普遍使用礦用隔爆真空電磁起動器來控制井下電氣設(shè)備。下電氣設(shè)備。v目前，我國各個煤礦井下很少裝備井下電網(wǎng)目前，我國各個煤礦井下很少裝備井下電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，不能實時監(jiān)測礦井電網(wǎng)的運行參監(jiān)控系統(tǒng)，不能實時監(jiān)測礦井電

38、網(wǎng)的運行參數(shù)，不能及時根據(jù)井下監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測到的瓦數(shù)，不能及時根據(jù)井下監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測到的瓦斯情況，發(fā)現(xiàn)事故征兆，及時調(diào)整和控制參斯情況，發(fā)現(xiàn)事故征兆，及時調(diào)整和控制參數(shù)，必要時切斷電源，保證井下安全生產(chǎn)。數(shù)，必要時切斷電源，保證井下安全生產(chǎn)。小設(shè)備關(guān)系大安全小設(shè)備關(guān)系大安全我國礦井我國礦井供電設(shè)備安全現(xiàn)狀供電設(shè)備安全現(xiàn)狀52我國煤礦隔爆電器產(chǎn)品的防護(hù)措施我國煤礦隔爆電器產(chǎn)品的防護(hù)措施v上蓋上設(shè)上蓋上設(shè)“開蓋前斷電開蓋前斷電 ” 警示牌警示牌v接線腔電源接線端與負(fù)載接線端加擋板并加接線腔電源接線端與負(fù)載接線端加擋板并加 “危險危險”警示牌警示牌v主腔加機(jī)械連鎖結(jié)構(gòu)，只有將隔離開關(guān)和執(zhí)主腔加機(jī)械連鎖結(jié)

39、構(gòu)，只有將隔離開關(guān)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)斷開的情況下才能打開主腔行機(jī)構(gòu)斷開的情況下才能打開主腔 53關(guān)于連鎖裝置關(guān)于連鎖裝置v從實踐知道，即使簡單的重復(fù)操作，都有出現(xiàn)誤操從實踐知道，即使簡單的重復(fù)操作，都有出現(xiàn)誤操作的概率。在緊急處理一些意外情況時，誤操作則作的概率。在緊急處理一些意外情況時，誤操作則是屢見不鮮的。正因為如此，在誤操作設(shè)備時會造是屢見不鮮的。正因為如此，在誤操作設(shè)備時會造成事故的設(shè)備中，規(guī)程規(guī)定這些設(shè)備必須具備電氣成事故的設(shè)備中，規(guī)程規(guī)定這些設(shè)備必須具備電氣機(jī)械連鎖結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)上，保證操作順序，防止誤機(jī)械連鎖結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)上，保證操作順序，防止誤操作。操作。v連鎖裝置應(yīng)設(shè)計成用一般工具不能解

40、除其連鎖功能連鎖裝置應(yīng)設(shè)計成用一般工具不能解除其連鎖功能的機(jī)構(gòu)。的機(jī)構(gòu)。v一臺設(shè)備，增加一套機(jī)構(gòu)，總要增加加工工時，提一臺設(shè)備，增加一套機(jī)構(gòu)，總要增加加工工時，提高成本的。然而，這種高成本的。然而，這種“增加增加”對安全是非常必要對安全是非常必要的，設(shè)計者應(yīng)該用最簡單的機(jī)構(gòu)達(dá)到連鎖要求。的，設(shè)計者應(yīng)該用最簡單的機(jī)構(gòu)達(dá)到連鎖要求。54關(guān)于連鎖裝置關(guān)于連鎖裝置v連鎖機(jī)構(gòu)具備，而要實現(xiàn)連鎖功能，還需要連鎖機(jī)構(gòu)具備，而要實現(xiàn)連鎖功能，還需要設(shè)備的運行部門大力合作，按操作規(guī)程辦事，設(shè)備的運行部門大力合作，按操作規(guī)程辦事，不能圖方便忽視安全。不能圖方便忽視安全。v在有些設(shè)備上，安全連鎖裝置存在一定困難，在

41、有些設(shè)備上，安全連鎖裝置存在一定困難，在征得國家防爆檢驗機(jī)關(guān)同意后，可設(shè)警告在征得國家防爆檢驗機(jī)關(guān)同意后，可設(shè)警告牌，代替連鎖結(jié)構(gòu)。一般，警告語為牌，代替連鎖結(jié)構(gòu)。一般，警告語為“開蓋開蓋停電！停電！”v在使用警告牌的設(shè)備上，運行人員更應(yīng)按章在使用警告牌的設(shè)備上，運行人員更應(yīng)按章辦事。帶電開蓋，一旦出現(xiàn)事故，后果不堪辦事。帶電開蓋，一旦出現(xiàn)事故，后果不堪設(shè)想。運行人員一定要特別注意。設(shè)想。運行人員一定要特別注意。55煤礦安全規(guī)程的相關(guān)條款煤礦安全規(guī)程的相關(guān)條款v煤礦安全規(guī)程煤礦安全規(guī)程第第445條明確規(guī)定條明確規(guī)定“井下井下不得帶電檢修、搬遷電氣設(shè)備不得帶電檢修、搬遷電氣設(shè)備”，即不允許，即不

42、允許帶電打開電器設(shè)備隔爆外殼。帶電打開電器設(shè)備隔爆外殼。 v如果完全按照煤礦安全規(guī)程操作，就能有效如果完全按照煤礦安全規(guī)程操作，就能有效杜絕電火花引燃引爆瓦斯問題。杜絕電火花引燃引爆瓦斯問題。v實際情況是有些礦井，規(guī)程并不能得到有效實際情況是有些礦井，規(guī)程并不能得到有效執(zhí)行。執(zhí)行。56防爆電器產(chǎn)品在使用中的實際問題防爆電器產(chǎn)品在使用中的實際問題v上蓋上設(shè)上蓋上設(shè)“開蓋前斷電開蓋前斷電 ” 警示牌警示牌在工人存在僥幸心理情況下在工人存在僥幸心理情況下斷電存在困難情況下斷電存在困難情況下為加快送電速度情況下為加快送電速度情況下v主腔內(nèi)加主腔內(nèi)加 “危險危險”警示牌警示牌如果不斷上級開關(guān)則但斷路器或

43、接觸器的電源側(cè)仍然帶如果不斷上級開關(guān)則但斷路器或接觸器的電源側(cè)仍然帶電電 v主腔加機(jī)械連鎖結(jié)構(gòu)，只有將隔離開關(guān)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)主腔加機(jī)械連鎖結(jié)構(gòu)，只有將隔離開關(guān)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)斷開的情況下才能打開主腔斷開的情況下才能打開主腔 連鎖結(jié)構(gòu)的接除需要專用工具，實際上作用不大，普通連鎖結(jié)構(gòu)的接除需要專用工具，實際上作用不大，普通螺絲刀就能解除螺絲刀就能解除57工人帶電違章作業(yè)造成的事故工人帶電違章作業(yè)造成的事故v2003年年5月月13日，安徽省淮北礦業(yè)集團(tuán)蘆嶺煤礦井日，安徽省淮北礦業(yè)集團(tuán)蘆嶺煤礦井下二水平發(fā)生的瓦斯爆炸事故，就是因為工人帶電下二水平發(fā)生的瓦斯爆炸事故，就是因為工人帶電打開起動器接線腔作業(yè)，產(chǎn)生電火

44、花引爆瓦斯，造打開起動器接線腔作業(yè)，產(chǎn)生電火花引爆瓦斯，造成成86人死亡。人死亡。v2004年年2月月23日，雞西成子河特大瓦斯爆炸事故，日，雞西成子河特大瓦斯爆炸事故，同樣是工人違章操作插銷開關(guān)造成電火，點燃周圍同樣是工人違章操作插銷開關(guān)造成電火，點燃周圍瓦斯造成的，事故處理專家組意見是瓦斯造成的，事故處理專家組意見是不是天災(zāi)，不是天災(zāi)，而是人禍而是人禍。v2005年年2月月14日，阜新孫家灣立井發(fā)生的重大瓦斯日，阜新孫家灣立井發(fā)生的重大瓦斯爆炸事故，調(diào)查分析原因同樣是工人帶電打開照明爆炸事故，調(diào)查分析原因同樣是工人帶電打開照明信號綜合保護(hù)裝置接線腔作業(yè)，產(chǎn)生電火花引爆瓦信號綜合保護(hù)裝置接線

45、腔作業(yè)，產(chǎn)生電火花引爆瓦斯，造成斯，造成214人死亡。人死亡。 孫家灣事故分析報告孫家灣事故分析報告58工人帶電違章作業(yè)的原因工人帶電違章作業(yè)的原因v僥幸心理僥幸心理v斷電困難斷電困難v技術(shù)原因：產(chǎn)品設(shè)計存在著不完善性，防爆技術(shù)原因：產(chǎn)品設(shè)計存在著不完善性，防爆外殼的結(jié)構(gòu)具有一定的局限性，存在著極大外殼的結(jié)構(gòu)具有一定的局限性，存在著極大的安全隱患。的安全隱患。 59我國煤礦防爆電器產(chǎn)品的我國煤礦防爆電器產(chǎn)品的不完善性和局限性不完善性和局限性 礦用隔爆型低壓防爆電器需要經(jīng)常進(jìn)行檢礦用隔爆型低壓防爆電器需要經(jīng)常進(jìn)行檢查、維修以及更換所控制的負(fù)荷。查、維修以及更換所控制的負(fù)荷。 目前，我國防爆電器的

46、防爆結(jié)構(gòu)型式一直目前，我國防爆電器的防爆結(jié)構(gòu)型式一直延續(xù)六七十年代原蘇聯(lián)的技術(shù)，即接線腔延續(xù)六七十年代原蘇聯(lián)的技術(shù)，即接線腔和主腔兩腔隔爆型式，主腔具有機(jī)械閉鎖和主腔兩腔隔爆型式，主腔具有機(jī)械閉鎖結(jié)構(gòu)，接線腔無任何機(jī)械電氣閉鎖結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)，接線腔無任何機(jī)械電氣閉鎖結(jié)構(gòu)。60我國煤礦防爆電器產(chǎn)品的不完善性和局限性v現(xiàn)有的防爆電器的結(jié)構(gòu)型式是：主腔設(shè)有機(jī)械聯(lián)鎖機(jī)現(xiàn)有的防爆電器的結(jié)構(gòu)型式是：主腔設(shè)有機(jī)械聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，即只有將隔離開關(guān)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)斷開的情況下才能構(gòu)，即只有將隔離開關(guān)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)斷開的情況下才能打開，但斷路器或接觸器的電源側(cè)仍然帶電，為了防打開，但斷路器或接觸器的電源側(cè)仍然帶電，為了防止人身觸電，

47、設(shè)計時在主腔內(nèi)加裝一個止人身觸電，設(shè)計時在主腔內(nèi)加裝一個“危險危險”警示警示牌，警示操作人員注意觸電危險，沒有從技術(shù)上徹底牌，警示操作人員注意觸電危險，沒有從技術(shù)上徹底解決主腔沒有帶電體這一根本問題。解決主腔沒有帶電體這一根本問題。，操作者可按自己主觀愿，操作者可按自己主觀愿望任意操作，在沒有停掉上級電源的情況下打開接線望任意操作，在沒有停掉上級電源的情況下打開接線腔作業(yè)，極易造成人身觸電，且當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到爆炸腔作業(yè)，極易造成人身觸電，且當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到爆炸范圍時，產(chǎn)生的電火花引起瓦斯爆炸事故，近兩年來，范圍時，產(chǎn)生的電火花引起瓦斯爆炸事故，近兩年來，幾起重大瓦斯爆炸事故為這不安全隱患提供了佐證

48、。幾起重大瓦斯爆炸事故為這不安全隱患提供了佐證。 61原因分析原因分析 深刻分析電火花引起瓦斯爆炸及人身觸電傷亡事深刻分析電火花引起瓦斯爆炸及人身觸電傷亡事故的原因，主要存在三方面的問題：故的原因，主要存在三方面的問題：1）我國煤礦井下工人安全意識不強(qiáng)，普遍存在誤操）我國煤礦井下工人安全意識不強(qiáng)，普遍存在誤操作或違章作業(yè)的現(xiàn)象；作或違章作業(yè)的現(xiàn)象；2）我國煤礦井下在用的礦用隔爆型防爆電器防爆安）我國煤礦井下在用的礦用隔爆型防爆電器防爆安全性能存在著嚴(yán)重缺陷，接線腔沒有機(jī)械全性能存在著嚴(yán)重缺陷，接線腔沒有機(jī)械-電氣閉電氣閉鎖功能，給工人違章提供了可能；鎖功能，給工人違章提供了可能；3）我國煤礦井

49、下防爆電器設(shè)備的運行狀態(tài)和電網(wǎng)故）我國煤礦井下防爆電器設(shè)備的運行狀態(tài)和電網(wǎng)故障信息不能及時上傳，缺乏有效的監(jiān)測手段。障信息不能及時上傳，缺乏有效的監(jiān)測手段。62問題的提出和解決問題的提出和解決違章帶電作業(yè)開違章帶電作業(yè)開蓋低壓防爆電器蓋低壓防爆電器產(chǎn)生電火花引爆產(chǎn)生電火花引爆瓦斯爆炸惡性事瓦斯爆炸惡性事故。故。分級閉鎖專利技術(shù)分級閉鎖專利技術(shù)和選擇性斷電技術(shù)和選擇性斷電技術(shù)從根本上解決從根本上解決工人違章帶電工人違章帶電開蓋低壓防爆開蓋低壓防爆電器問題電器問題保證只要帶電開蓋保證只要帶電開蓋就斷電并閉鎖就斷電并閉鎖63方案一：方案一：礦用隔爆型低壓電器獨立隔爆技術(shù)方案礦用隔爆型低壓電器獨立隔爆

50、技術(shù)方案 v除主腔外，將接線腔分為電源接線腔和負(fù)載除主腔外，將接線腔分為電源接線腔和負(fù)載接線腔。每腔都滿足防爆要求，也就是獨立接線腔。每腔都滿足防爆要求，也就是獨立隔爆。隔爆。64方案二：方案二：礦用隔爆型低壓電器分級閉鎖技術(shù)礦用隔爆型低壓電器分級閉鎖技術(shù) v各獨立防爆腔均需安裝開各獨立防爆腔均需安裝開蓋閉鎖裝置，實現(xiàn)分級閉蓋閉鎖裝置，實現(xiàn)分級閉鎖；且保證接線腔開蓋作鎖；且保證接線腔開蓋作業(yè)時，上級開關(guān)實現(xiàn)電氣業(yè)時，上級開關(guān)實現(xiàn)電氣閉鎖而人為送電合不上閘，閉鎖而人為送電合不上閘，只有本級合上蓋閉鎖解除只有本級合上蓋閉鎖解除后，上級開關(guān)方能送電合后，上級開關(guān)方能送電合閘。閘。v閉鎖裝置：壓縮蓋板

51、和閉閉鎖裝置：壓縮蓋板和閉鎖桿鎖桿 1-壓縮蓋板2-銅質(zhì)傳動軸3-接線腔蓋板4-微調(diào)螺母5-壓縮彈簧6-閉鎖桿7-防爆軸套機(jī)構(gòu)8-行程開關(guān)支架9-行程開關(guān)123456789壓縮蓋板及閉鎖桿示意圖壓縮蓋板及閉鎖桿示意圖 65礦用隔爆型低壓電器分級閉鎖技術(shù)礦用隔爆型低壓電器分級閉鎖技術(shù) 當(dāng)操作人員欲打開主隔爆腔當(dāng)操作人員欲打開主隔爆腔時，首先必須將隔離開關(guān)手柄時，首先必須將隔離開關(guān)手柄搬到搬到分分的位置，此時方能的位置，此時方能操作機(jī)械閉鎖桿，使其退到機(jī)操作機(jī)械閉鎖桿，使其退到機(jī)械閉鎖限位槽內(nèi)，機(jī)械閉鎖壓械閉鎖限位槽內(nèi)，機(jī)械閉鎖壓板解鎖，此時主隔爆腔內(nèi)電源板解鎖，此時主隔爆腔內(nèi)電源側(cè)仍然帶電。這時

52、工人如違章側(cè)仍然帶電。這時工人如違章打開主隔爆腔，主隔爆腔內(nèi)電打開主隔爆腔，主隔爆腔內(nèi)電氣閉鎖機(jī)構(gòu)的電氣閉鎖壓板移氣閉鎖機(jī)構(gòu)的電氣閉鎖壓板移動，壓縮行程開關(guān)的行程，行動，壓縮行程開關(guān)的行程，行程開關(guān)接點閉合，使上級開關(guān)程開關(guān)接點閉合，使上級開關(guān)斷電，從而實現(xiàn)了主隔爆腔機(jī)斷電，從而實現(xiàn)了主隔爆腔機(jī)械械電氣閉鎖。電氣閉鎖。主腔機(jī)械主腔機(jī)械電氣閉鎖裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)原理電氣閉鎖裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)原理1-電氣閉鎖壓板2-閉鎖行程開關(guān)3-行程開關(guān)支架4-機(jī)械閉鎖桿5-機(jī)械閉鎖壓板6-機(jī)械閉鎖限位槽7-閉鎖桿導(dǎo)通槽8-隔離開關(guān)分閘位6875432166礦用隔爆型低壓電器分級閉鎖技術(shù)方案礦用隔爆型低壓電器分級閉鎖技術(shù)方

53、案 KBXWK2XWK1RRDX3X2X1HGK主腔與接線腔開蓋電氣閉鎖原理圖主腔與接線腔開蓋電氣閉鎖原理圖 當(dāng)工人違章作業(yè)打開輸出接線腔壓縮當(dāng)工人違章作業(yè)打開輸出接線腔壓縮蓋板時，閉鎖桿彈起，使閉鎖行程開關(guān)蓋板時，閉鎖桿彈起，使閉鎖行程開關(guān)XWK2斷開，造成控制變壓器二次側(cè)斷電，斷開，造成控制變壓器二次側(cè)斷電，保證了該接線腔接線柱無電，從而實現(xiàn)保證了該接線腔接線柱無電，從而實現(xiàn)了接線腔開蓋閉鎖功能。正常操作程序了接線腔開蓋閉鎖功能。正常操作程序是：先操作本級開關(guān)的停止按鈕，使本是：先操作本級開關(guān)的停止按鈕，使本級開關(guān)處于分閘狀態(tài)，然后操作隔離開級開關(guān)處于分閘狀態(tài)，然后操作隔離開關(guān)使隔離開關(guān)處

54、于關(guān)使隔離開關(guān)處于“分分”的狀態(tài)，此時的狀態(tài)，此時負(fù)載接線腔內(nèi)的接線柱無電。接線腔分負(fù)載接線腔內(nèi)的接線柱無電。接線腔分為電源接線腔和負(fù)載接線腔兩個獨立的為電源接線腔和負(fù)載接線腔兩個獨立的隔爆腔的目的是，保證負(fù)載接線腔開蓋隔爆腔的目的是，保證負(fù)載接線腔開蓋作業(yè)時，不用停掉上級饋電開關(guān)而只停作業(yè)時，不用停掉上級饋電開關(guān)而只停掉本級開關(guān)即可實現(xiàn)無電作業(yè)，降低了掉本級開關(guān)即可實現(xiàn)無電作業(yè)，降低了工人的勞動負(fù)荷，從而縮短了工人的作工人的勞動負(fù)荷，從而縮短了工人的作業(yè)時間。業(yè)時間。 67方案三：方案三：礦用隔爆型低壓電器選擇性斷電技術(shù)方案礦用隔爆型低壓電器選擇性斷電技術(shù)方案 在整個低壓供電系統(tǒng)中，違章作業(yè)

55、打開接線腔在整個低壓供電系統(tǒng)中，違章作業(yè)打開接線腔時，必須實現(xiàn)選擇性斷電功能，縮小停電范圍，時，必須實現(xiàn)選擇性斷電功能，縮小停電范圍，保證其他用電設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。保證其他用電設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。 選擇性漏電采用附加直流和零序電流方向原理。選擇性漏電采用附加直流和零序電流方向原理。前者確定動作值，后者選擇故障支路。前者確定動作值，后者選擇故障支路。68方案四：方案四：礦用隔爆型低壓電器與監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方案礦用隔爆型低壓電器與監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方案 監(jiān)控系統(tǒng)的通信接口和通信分站監(jiān)控系統(tǒng)的通信接口和通信分站防爆低壓電器的通信接口：智能型的預(yù)留通信接口；普通型需加通信轉(zhuǎn)接口防爆低壓電器的通信接口：智能型的預(yù)留通信接口；普通型需加通信轉(zhuǎn)接口69煤礦井下高可靠性低壓供電系統(tǒng)構(gòu)建煤礦井下高可靠性低壓供電系統(tǒng)構(gòu)建 v低壓防爆電器四大功能的具備：低壓防爆電器四大功能的具備：獨立隔爆；獨立隔爆；分級閉鎖；分級閉鎖；選擇斷電；選擇斷電；監(jiān)測聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測聯(lián)網(wǎng)v饋電開關(guān)饋電開