煤礦井下電氣作業(yè)操作資格培訓考核教材講義

1、煤礦井下電氣作業(yè)操作資格培訓考核教材講義(第七章 礦井供電電網(wǎng)保護 笫八章 礦用電纜及其連接裝置 笫十章 安全生產監(jiān)控系統(tǒng)的安全運行) 一漣源市煤炭局培訓中心 曾初根 2014年4月 第七章 礦井供電電網(wǎng)保護一、礦井電氣保護的任務.類型及對電氣保護裝置的要求（一）礦井電氣保護的任務 煤礦為地下作業(yè)。井下開采陰暗潮濕、自然災害嚴重、環(huán)境惡劣及有限的空間等因素影響，對礦井電氣設備有著特殊的要求，井下電網(wǎng)必須實現(xiàn)漏電保護、過流保護和保護接地.即“三大保護”。三大保護是保證井下供電安全的重要措施。 礦井電氣保護的任務：一是采取“三大”保護措施，防止人身觸電事故，以及防止電火花引起的煤塵、瓦斯爆炸事故；

2、二是采取“三大”保護措施，防止因供電電源故障而損壞或燒毀電氣設備，確保電氣設備處于安全、高效、正常的良好的工作狀態(tài)。(二)電氣保護類型(1)電流保護.包括短路保護.過流(過負荷)保護(2)漏電保護.包括非選擇性.選擇性漏電保護和漏電閉鎖(3)保護接地.包括系統(tǒng)接地.局部保護接地(4)電壓保護.包括欠電壓保護.過電壓保護(5)單相斷線保護(6)風電.瓦斯與電閉鎖(7)綜合保護.有電動機.煤電鉆.照明綜合保護（三）電氣保護裝置的要求（1）地面變電所和井下中央變電所的高壓饋電線上，必須裝設有選擇性的單相接地保護裝置； 供移動變電站高壓饋電線上，必須裝設有選擇性的動作于跳閘的單相接地保護裝置。 礦井下

3、低壓饋電線上，必須裝設檢漏保護裝置或有選擇性的漏電保護裝置，保證自動切斷漏電的饋電線路。（2）井下高壓電動機、動力變壓器的高壓控制設備，應具有短路、過負荷、接地和欠壓釋放保護。 井下由采區(qū)變電所、移動變電站或配電點引出的饋電線上，應裝設短路、過負荷、接地和漏電保護裝置。 低壓電動機的控制設備，應具備短路、過負荷、單相斷線、漏電閉鎖保護裝置和遠程控制裝置。（3）電壓在36V以上和由于絕緣損壞可能帶有危險電壓的電氣設備的金屬外殼、構架、鎧裝電纜的鋼帶（或鋼絲）、鉛皮或屏蔽護套等必須采取保護接地措施。（4）在選擇和使用過流保護裝置時，應滿足具有選擇性、可靠性、快速性、靈敏性的基本要求。（5）井下配電

4、網(wǎng)路（變壓器饋出線路、電動機等）均應裝設過流、短路保護裝置；必須用該配電網(wǎng)路的最大三相短路電流校驗開關設備的分斷能力和動、熱穩(wěn)定性以及電纜的熱穩(wěn)定性。必須正確選擇熔斷器的熔體。必須用最小兩相短路電流校驗保護裝置的可靠動作系數(shù)。保護裝置必須保證配電網(wǎng)路中最大容量的電氣設備或同時工作成組的電氣設備能夠啟動。（6）對井下電氣設備和電纜設置保護裝置，嚴格按要求進行整定，并加強對電氣設備和電纜絕緣的維護與檢查。（7）煤電鉆必須使用設有檢漏、漏電閉鎖、短路、過負荷、斷相、遠距離啟動和停止煤電鉆功能的綜合保護裝置。（8）井下照明和信號裝置，應采用具有短路、過載和漏電保護的照明信號綜合保護裝置。（9）主接地極

5、應在主、副水倉中各埋設1塊。主接地極應用耐腐蝕的鋼板制成，其面積不得小于0.75m²厚度不得小于5mm。在鉆孔中敷設的電纜不能與主接地極連接時，應單獨形成一分區(qū)接地網(wǎng)，其接地電阻值不得超過2。（10）局部接地極可設置于巷道水溝或其他就近的潮濕處。設置在水溝中的局部接地極應用面積不得小于0.6m²厚度不得小于3mm的鋼板或具有同等效面積的鋼管制成，并應平放于水溝深處。（11）連接主接地極的接地母線，應采用截面不小于50mm²的銅線，或截面不小于100mm²的鍍鋅鐵線，或厚度不小于4mm、截面不100mm²扁鋼。二、漏電保護（一）漏電 在變壓器中性

6、點不接地電網(wǎng)中，發(fā)生單相接地（直接接地或經(jīng)過渡阻抗接地）或兩相、三相對地的總的絕緣電阻降到危險值的電氣故障叫漏電故障，簡稱漏電。人體觸及一相帶電導體的情況，是單相經(jīng)過渡電阻接地，也屬于漏電。電網(wǎng)按性質分為集中性漏電和分散性漏電兩大類。其中，分散性漏電是由于整個電網(wǎng)或某條線路的對地絕緣電阻降低而發(fā)生的漏電。集中性漏電則是由于電網(wǎng)某處或某點的絕緣損傷而發(fā)生的漏電。 1、漏電的危害（1）當漏電電流的電火花能量達到點燃瓦斯、煤塵的最小能量時，可能引起瓦斯、煤塵爆炸。（2）長期漏電，會使絕緣發(fā)熱、老化，還可能燒毀電氣設備，引發(fā)相間短路和電氣災害事故。（3）如果漏電發(fā)生在爆破作業(yè)地點附近，由于漏電電流在它

7、流經(jīng)的路徑的路徑上會產生電壓降，當電雷管兩端的引線接觸漏電路徑上具有電位差的兩點時，可能造成電雷管提前引爆。2、漏電保護裝置的作用 連續(xù)監(jiān)視電網(wǎng)對地的絕緣狀態(tài)，當人體觸及一相帶電導體或電網(wǎng)發(fā)生漏電時迅速切斷電源，防止漏電事故發(fā)生。3、漏電的原因（1）運行中的電纜或電氣設備受潮或進水，使絕緣電阻下降。（2）電氣設備或電纜長期過負荷運行使絕緣老化。（3）電纜與電氣設備的連接不符合要求，造成接頭松動脫落碰觸金屬外殼。（4）橡套電纜的連接不符合要求，出現(xiàn)“雞爪子”、“羊尾巴”、明接頭，并受潮氣侵入。（5）用金屬絲吊掛橡套電纜，使其嵌入絕緣層內接觸芯線。（6）接線時，將導電芯與地線接錯。（7）橡套電纜在

8、運行中被炮崩或受擠、壓、拉、砸、砍等機械作用而使護套絕緣層破壞。（8）電纜因長期過度彎曲而產生裂口或縫隙，運行機制中受潮氣或淋水侵入。（9）帶電作業(yè)，人體接觸一相帶導體。（10）在電氣設備內隨意增添電氣元件，或檢修時將工具等導體留在設備內，使電氣間隙小于規(guī)定值，導致一相對外殼放電（11）操作電氣設備時產生弧光對地放電。（12）出現(xiàn)嚴重過電壓、擊穿電纜或電氣設備的對地絕緣。(二)漏電保護常用的漏電保護方式一非選擇性漏電保護. 選擇性漏電保護. 漏電閉鎖 目前，使用的漏電保護裝置總體上分為兩大類：一類是安裝在各種開關中的具有漏電跳閘、漏電閉鎖和選擇性漏電保護功能的電子插件、微電腦綜合控制保護器和漏

9、電繼電器；另一類是具有獨立隔爆外殼必須與饋電開關配合使用訴檢漏繼電器。漏電保護按原理不同可分為附加直流電源式、零序電流方向式，旁路接地式和自動復電式等。1、附加直流電源漏電保護 漏電保護采用附加直流電源，在開關合閘后對帶電電網(wǎng)進行絕緣監(jiān)測，當電網(wǎng)對地絕緣電阻低于動作值時，開關跳閘停止供電、起保護作用。（1）附加直流電源漏電保護的基本原理 在變壓器中性點不接地的電網(wǎng)中，很能容易檢測到電網(wǎng)各相對地的絕緣電阻值。若在三相電網(wǎng)與大地之間附加一獨立的直流電源，則在三相對地絕緣電阻上將有一直流電流經(jīng)過，該電流的大小直接反映了電網(wǎng)對地絕緣電阻的高低。附加直流電源漏電保護就是通過檢測該電流來實現(xiàn)漏電保護的。（

10、2）漏電保護裝置的動作電阻值 漏電保護裝置的動作電阻值是以網(wǎng)絡允許最低絕緣電阻為基礎確定的。當?shù)蛪弘娋W(wǎng)對地總的絕緣電阻下降到對人觸電有危險的程度時，漏電保護裝置動作跳閘，切斷電源。這個人體觸電有危險的電網(wǎng)最低絕緣電阻值，即為漏電保護裝置的動作電阻值。2、選擇性漏電保護 在變壓器中性點不接地的放射式電網(wǎng)中，可以安裝選擇性漏電繼電器。選擇性漏電保護具有橫向選擇性、彌補了漏電保護的不足，即只切斷漏電故障支路的供電電源。 由變壓器中性點不接地電網(wǎng)分析： （1）當電網(wǎng)正常運行時，各相對地電壓對稱，電網(wǎng)無零序電壓，也無零序電流； （2）當電網(wǎng)發(fā)生不對稱漏電時，各相對地電壓不平衡，電網(wǎng)出現(xiàn)零序電壓， 因而必

11、有零序電流。選擇性漏電保護的原理就是利用零序電流實現(xiàn)不對稱漏電保護的。3、漏電閉鎖漏電閉鎖是指在開關合閘前對電網(wǎng)進行監(jiān)測，當電網(wǎng)對地絕緣電阻低于規(guī)定的漏電閉鎖動作電阻值，使開關不能合閘，起閉鎖作用。目前，漏電閉鎖單元都是利用附加直流電源式保護原理檢測對地絕緣電阻實現(xiàn)漏電閉鎖功能的。如圖1：井下供電系統(tǒng)中漏電保護相關基本原理圖所示。圖1：井下供電系統(tǒng)中漏電保護相關基本原理圖三、保護接地 保護接地是指用導體把電氣設備中所有正常不帶電的外露金屬部分，通過接地裝置與大地緊密連接起來。電氣設備的金屬外殼在正常情況下是不帶電的，但在絕緣損壞時其外殼或構架就會帶電。此時，若人體觸及，就會造成觸電事故。保護接

12、地就是預防這類觸電事故的重要措施之一。（一）裝設局部接地極的規(guī)定：（1）采區(qū)變電所（包括移動變電站和移動變壓器）。（2）裝有電氣設備的硐室和單獨裝設的高壓電氣設備。（4）無低壓配電點的采煤機工作面的運輸巷、回風巷、集中運輸巷（膠帶運輸巷）以及由變電所單獨供電的掘進工作面，至少分別設置1個局部接地極。（5）連接高壓動力電纜的金屬連接裝置。（6）其他地點的局部接地極，可用直徑不小于35mm、長度不小于1.5m的鋼管制成，管上應至少鉆20個直徑不小于5mm的透孔，并垂直全部埋入底板；也可用直徑不小于22mm、長度為1m的2根鋼管制成，每根管上應至少鉆10個直徑不小于5mm的透孔，2根鋼管相距不得小于

13、5m，并聯(lián)后垂直埋入底板；垂直埋深不得小于0.75m。（二）對接地母線和連接導線及其他要求（1）電氣設備的外殼與接地母線或局部接地極的連接，電纜連接裝置兩頭的鎧裝、鉛皮的連接，應采用截面不小于25mm²的銅線，或截面不小于50mm²的鍍鋅鐵線，或厚度不小于4mm、截面不小于50mm²的扁鋼。（2）接地網(wǎng)上任一保護接地點的接地電阻值不得超過2。（3）橡套電纜的接地芯線，除用作監(jiān)測接地回路外，不得兼作他用。四、過流保護 過流保護是指電氣設備或電纜的實際電流超過了額定值。過流保護包括短路保護、過負荷保護和斷相保護。（一）過電流故障的危害及原因1、短路 短路是指供電線路的

14、相與相之間經(jīng)導線直接短接、電流不流經(jīng)負載形成回路。短路時供電線路的電流稱為短路電流。井下電網(wǎng)可能出現(xiàn)的短路故障有兩相短路、三相短路和異相兩點接地短路?；脽羝?32、短路電流的危害 短路電流很大，通?？蛇_到額定電流值的幾倍、幾十倍甚至幾百倍。（1）短路電流產生大量的熱，燒毀電氣設備，引起火災或瓦斯、煤塵爆炸。（2）短路電流的電動力使故障設備及其他設備遭受機械破壞。（3）短路引起電網(wǎng)電壓突然下降，影響電網(wǎng)中其他電氣設備的正常運行等。3、造成電網(wǎng)短路故障的主要原因（1）電氣設備或電纜的絕緣受到破壞。如絕緣老化、機械性損傷等。（2）不同相序的兩回路電源線并聯(lián)。（3）檢修完畢的線路在送電時沒有拆除三相短

15、路接地的臨時接地線。（4）帶電檢修與搬遷電氣設備、電氣設備防護不當?shù)取＃ǘ┻^負荷 過負荷又叫過載，是指電氣設備和電纜的實際電流超過了該電氣設備和電纜的額定電流，并超過允許過負荷時間。（1）電氣設備和線路出現(xiàn)過負荷后，其溫度將超過所用絕緣材料的最高允許值，燒毀絕緣。（2）長期過載會擴展成漏電或短路故障。（3）電氣設備長期超載運行、電源電壓過低和斷相運行等都使電氣設備出現(xiàn)過負荷現(xiàn)象。（4）在重載情況下反復啟動電動機，因啟動電流大會使電動機過熱而燒毀。（5）在井下采掘機械中，由于堵轉也可能燒毀電動機。（三）斷相 斷相，是指三相交流電動機的一相供電線路或一相繞組斷線。在這種狀態(tài)運行的電動機叫單相運行

16、。此時，電動機輸出的轉矩比三相運行時小得多，在其所帶負載不變的情況下，工作電流增加，造成過熱，可能燒毀電氣設備。造成斷相故障的原因如下：（1）熔斷器一相熔斷。（2）電纜與電纜、電纜與設備的連接不牢而一相松動脫落，電纜一相芯線斷開。（3）電動機定子繞組與接線端子的連接一相松動脫落等。（四）電壓保護1、欠壓保護 （1）欠壓保護（失壓保護），是指在供電過程中，由于某種原因出現(xiàn)電網(wǎng)電壓突然消失或急劇降低30%-40%，此時，保護裝置使開關跳閘，自動切斷電源。當電網(wǎng)電壓恢復后，開關不會自動合閘，不會自動恢復供電或用電設備自動啟動的一種保護裝置。 （2）井下高低壓防爆開關都具有欠電壓保護功能。高壓防爆開關

17、內裝設有欠電壓釋放裝置，通常叫做無壓釋放裝置。（3）低壓磁力啟動器的接觸器在失壓或欠壓的情況下，接觸器電磁吸合力不能保持吸合狀態(tài)而釋放，其啟動控制回路中的自保節(jié)點已打開，只有電壓恢復后人工重新啟動，啟動器才關電。（4）磁力啟動器的控制回路就兼有欠壓裝置的功能，能夠起防止電動機低壓運行時被燒毀和電動機啟動造成事故的作用如圖2、圖3所示。2、過壓保護 過電壓是指在供電系統(tǒng)的運行過程中，產生危及電氣設備絕緣的電壓升高。一般超過額定電壓15%以上。 過電壓可能會破壞電氣設備的絕緣、燒毀供電線路，造成供電系統(tǒng)長時間停電的重大事故。其減少過電壓的技術措施如下：（1）研制低截流和低重燃率的真空觸頭（其截流值

18、為0.5-1A）。（2）在感性負載上并聯(lián)電容器或在10KV及其以下的母組上裝設一中性點接地的星型接線電容器組。（3）負載端并聯(lián)電阻、電容，可以有效地降低截流過電壓和減少或阻止電弧重燃。圖2：QC83-120（225）Z型真空磁力啟動器電氣原理圖圖2：QC83-120（225）型磁力啟動器原理圖五、綜合保護裝置（一）電動機綜合保護器 電動機綜合保護器是采用電子集成元件或微電腦控制的保護裝置，對電動機實現(xiàn)短路、過載、斷相和漏電閉鎖等保護功能。 1、電動機綜合保護器的技術性能（見相關參考資料） 2、電動機綜合保護器的取樣器 取樣電路由電流互感器、信號變換電路和整定電路等組成?；脽羝?3（1）信號電壓

19、的獲得 三個電流互感器LH1-LH3一次側接主電路，二次繞組的交流電流信號流過電阻R1-R6后被轉換成交流電壓信號，經(jīng)二極管D1-D3整流，C1-C3濾波后，在電阻R7-R9上形成保護電路所需的電壓信號。（2）動作電流的動作 調整短路和過載保護的整定動作電流，在每組電流互感器的二次側并聯(lián)兩個等值電阻，用粗調開關K1進行換接，用于實現(xiàn)動作電流的粗調。通過波段開關K2，改變a點在11段電阻上的位置，可以實現(xiàn)動作電流的細調。 過電流保護動作電流的整定通過設置在綜合保護器板上的分檔電流粗調開關和波段電流細調開關實現(xiàn)。（3）保護器保護動作判斷原則 電磁啟動器在一段時間內沒有工作面不能啟動，屬于漏電故障；

20、在工作面出現(xiàn)跳閘，且跳閘后經(jīng)一段延時還能啟動，屬于過載或斷相故障，若啟動后正常運行是過載，若啟動后經(jīng)一定時間又停止為斷相；啟動器工作時發(fā)生跳閘并且不能再次調動，屬于短路故障（二）煤電鉆綜合保護裝置 煤礦安全規(guī)程第475條規(guī)定：煤電鉆必須使用設有檢漏、漏電閉鎖、短路、過負荷、斷相、遠距離啟動和停止煤電鉆功能的綜合保護裝置。1、基本技術參數(shù)（見相關參數(shù)資料）2、結構 隔爆空腔為圓筒形、止口轉蓋式結構。主腔上部為電纜接線箱，右側的隔離開關把手和短路、漏電保護試驗按鈕，殼蓋上有觀察窗，殼內裝有變壓器和抽屜式啟動器。（3）工作原理（1）控制A、接通電源B、啟動煤電鉆C、停止煤電鉆（2）主要保護A、短路保

21、護B、漏電保護C、過載保護4、煤電鉆綜合保護裝置的安裝與維護（1）在搬運過程中，應避免振動和沖擊。嚴禁翻滾。（2）接線前應對裝置的絕緣性能做一次測定，用500V兆歐表測量高低壓側絕緣電阻，應不低于5M。測量前必須撥插件，以免造成電子器件損壞。（3）安裝時，裝置應可靠接地，輔助接地極應在接地極以外5m處。（4）裝置出廠時主變壓器是按660V電網(wǎng)接線的，若用于380V電網(wǎng)，需進行改裝。（5）安裝完畢后，應進行三次短路及漏電動作試驗，應可靠動作，并給出燈光信號顯示。（6）每班使用前必須做一次跳閘試驗。（7）嚴禁強行閉合或短路KM主觸頭。5、故障分析與處理如下表：煤電鉆綜合保護裝置的常見故障與處理方法

22、煤電鉆綜合保護裝置的常見故障與處理方法表（三）照明信號綜合保護裝置 煤礦安全規(guī)程規(guī)定：井下照明和信號裝置，應采用具有短路，過載和漏電保護的照明信號綜合保護裝置。 其結構與煤電鉆綜合保護裝置相似，也集變壓器、控制開關、保護裝置于一體的綜合裝置。二者功能基本相同，只是照明信號綜合保護裝置不需要設置電鉆不工作時，電纜不帶電的功能。照明信號綜合保護裝置用于煤礦井下127V照明和信號負荷的控制和保護，具有照明和信號短路保護、過載保護、漏電保護和漏電閉鎖功能。 現(xiàn)介紹ZXZ8-2.5（4）-（）型照明信號綜合保護裝置。1、基本參數(shù) 見中國礦業(yè)大學出版社煤礦井下電鉗工149頁如表5-8、表5-10所示。（1

23、）照明短路保護動作時間<0.15s，信號短路保護動作時間<0.4 s。（2）漏電保護動作電阻值為2K，動作時間<0.25s。（3）漏電閉鎖電阻值為2-4K。（4）電纜絕緣危險指示值為13K±10%。2、主要元件的作用 ZXZ8-2.5（4）-（）型照明信號綜合保護裝置電氣原理，如見中國礦業(yè)大學出版社煤礦井下電鉗工151頁如圖5-14所示。（1）主變壓器TM、控制變壓器TC：為127V和低壓保護裝置提供電源。（2）熔斷器1FU、2FU、和5FU：分別保護主變壓器和控制變壓器。（3）隔離開關QS：正常情況下隔離電源，故障時可分斷6倍主變壓器的額定電流三次。（4）熔斷器3

24、FU、4FU：127V系統(tǒng)的后備短路保護。（5）電流互感器TA1、2、3：用于照明和信號系統(tǒng)短路保護的信號取樣。（6）交流接觸器KM：接通或分斷主電路。（7）電子線路板插件：實現(xiàn)各種保護功能。（8）發(fā)光二極管1HL-5HL：用于正常及故障指示。1HL亮表示已送電，2HL和3HL分別表示信號和照明系統(tǒng)短路，4HL亮表示電纜絕緣危險，5HL亮表示漏電。（9）直流繼電器K：保護電路的執(zhí)行元件。（10）控制試驗按鈕1SB、2SB： 1SB用于接通電路2SB用于分斷電路并進行短路、漏電試驗。3、使用與維護（1）使用接線。接線前先將插件撥下，用500V搖表測量高低壓側絕緣電阻值，應不低于5。需將主變壓器取

25、下圖6所示的方法進行接線。（2）輔助接地極應設在距局部接地極5m以外處。照明信號保護裝置的輔助接地極可采用直徑不小于22mm，長不小于500mm的鋼管。（3）安裝完畢應先進行三次保護試驗，每次均應可靠動作，并給出燈光指示。其試驗方法：閉合QS，按壓1SB接通主電路，在按下2SB后接通短路、漏電試驗電路，相應指示燈亮，KM釋放，表示功能正常。若松開2SB，指示燈繼續(xù)發(fā)光，表明保護電路的自鎖功能正常。斷合一次QS后，在負荷側無電時，做漏電閉鎖試驗，其方法同上。（4）電流互感器TA1-3整定在1000m檔時，容量為2.5kvA負載不得超過350W；容量為4kvA的負載不得超過600w，否則將出現(xiàn)誤動

26、作。（5）當使用中出現(xiàn)誤動或按下試驗按鈕拒動時，可更換插件再試。（6）每班做1次跳閘試驗。圖6：主變壓器的接線圖4：順序控制接線圖圖5：DW80-200（350）型自動饋電開關接線圖6. .本章要點歸納 (見教材書154一157面)第八章 礦用電纜及其連接裝置(見教材書164一174面)一 礦用電纜的種類. 鎧裝電纜. 橡套電纜. 塑料電纜三種.1. 鎧裝電纜一用綱絲或鋼帶鎧裝起來的.(1)適用地點 A鋼絲鎧裝多用于立井井筒或急傾斜巷道中. B鋼帶鎧裝多用于水平巷道或緩傾斜巷道. C鎧裝多用于對固定和半固定設備供電.(2)優(yōu)缺點. 紙的絕緣強度高.耐熱和安全性好.缺點是彎曲半徑大.移動不方便.

27、敷設麻煩.接頭與封端要求工藝水平高(3)結構. 由銅或鋁導電芯. 相間浸漬紙絕緣. 浸漬麻填料. 統(tǒng)包浸漬紙絕緣. 鉛包層內護套. 涂瀝青紙防腐帶. 內黃麻保護層. 鋼絲或鋼帶鎧裝2橡套電纜一分為普通和屏蔽電纜(1)適用地點. 主要用于采區(qū)工作面.還有向千伏級固定設備供電的屏蔽電纜.和6KV雙層屏蔽高壓電纜等.(2)優(yōu)缺點. 克服了電纜主芯線絕緣破壞時造成相間短路.有效地防止漏電火花和短路電弧的產生(3)結構. 主芯線 .絕緣層 屏蔽層 屏蔽材料墊芯 地線3塑料電纜一芯線絕緣和護套全部采用塑料制成(1)適用性廣.(2)優(yōu)點是允許工作溫度高. 絕緣性能好.護套耐腐蝕. 敷設不受落差的限制.二 礦

28、用電纜的選擇(一)選擇應遵守規(guī)定 (1)合格的礦用產品.有煤安標志的阻燃電纜 (2)嚴禁采用鋁包電纜 .(3)電纜實際敷設地點的水平差應與電纜規(guī)定的允許敷設差相適應. (4) 用于移動式和手持式電氣沒備的電纜芯線的電阻值,作保護接地用的電纜芯線的電阻值,都不得超過1歐姆. 其他電氣沒備用的電纜.作接地芯線電阻不超2歐姆(5)對固定敷設的高壓電纜a 立井45度以上的井巷內.規(guī)定采用鋼絲鎧裝不滴流鉛包紙絕緣電纜和鋼絲交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜等.(6) 45度以下的巷道采用鋼帶不滴流鉛包和聚氯乙烯絕緣鋼帶或細鋼絲鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜,(7)非固定敷設的高壓電纜采用符合MT818標準的橡套軟電纜.(8)

29、 鋁芯電纜只能用在進風斜井,井底車場及其附近.井中變至采變所之間的電纜.其他地點必須采用銅芯電纜.(9)移動變供電電纜.采用監(jiān)視型屏蔽橡膠電纜.(10)低壓動力電纜a固定的用MVV鎧裝或非鎧裝電纜或相等壓的橡套軟電纜. B非固定采用MT818標準的橡套軟電纜.C照明.通信.信號.采用通信或橡套電纜.(二)電纜截面的選擇 (見書169一170頁) (1) 按經(jīng)濟性選.一是電纜購買經(jīng)濟.二是用電量經(jīng)濟. (2) 按<規(guī)定>選擇.即安全規(guī)程和用電規(guī)程及產品技術指標參數(shù)規(guī)定. (3)按使用時間和運行安全選擇.(三) 電纜長度的確定 (1)鎧裝電纜全長比實用長增加5%. (2)固定敷設的比實

30、際長增加10%. (3)移動設備用線.應按移動最大長度數(shù)另加3一10米活動電纜.(四)電纜線芯數(shù)選擇.動力干線,一般四芯電纜. 采掘面線應考慮控制等方面因素增加線芯為好. 專用通信線要選有備用線芯線為好三 電纜連接器 (見書171一173頁)第十章 安全生產監(jiān)控系統(tǒng)的安全運行第一節(jié) 監(jiān)控系統(tǒng)概況(概況.分類.內容.作用.組成.功能.特點)一、礦井安全監(jiān)控技術發(fā)展概況 1851年英國發(fā)明瓦斯檢定燈 20世紀30年代日本發(fā)明光干涉瓦斯檢定器 40年代美國研制出鉑絲催化元件 1954年英國采礦安全研究所制成了最早的載體催化元件 60年代以后.便攜式瓦斯監(jiān)測裝置和監(jiān)控系統(tǒng)得到了快速發(fā)展 我國礦井安全監(jiān)

31、控技術發(fā)展建國初期，煤礦下井人員主要使用光學瓦斯檢定器、瓦斯檢定燈、檢知管、風表等；60年代初期，研制達到使用水平的載體催化元件和AQR-1型瓦斯測量儀。70年代研制出瓦斯斷電儀；80年代初期，從歐美引進、吸收礦井監(jiān)控系統(tǒng)；80年代以后， 逐步開發(fā)出KJ126、KJF2000、KJ95、KJ90等系統(tǒng)。二、煤礦安全生產監(jiān)控系統(tǒng)的分類煤礦安全生產監(jiān)控系統(tǒng)可按照監(jiān)控目的、信號傳輸方式、網(wǎng)絡結構等來進行分類: 1 按傳輸信號復用方式分為：時分制系統(tǒng)、頻分制系統(tǒng)、碼分制系統(tǒng)、復合復用方式（同時采用頻分制、時分制、碼分制中兩種或兩種以上的系統(tǒng)）； 2 按系統(tǒng)網(wǎng)絡結構可分為：樹形、環(huán)形、星形、總線形等；

32、3 按傳輸信號的調制方式可分為：基帶、調幅、調頻、調相等； 4 按工作方式可分為：主從方式、多主方式等。 5 按監(jiān)控目的分類.(1)安全監(jiān)控系統(tǒng) (2)瓦斯抽放監(jiān)控系統(tǒng) (3)軌道運輸監(jiān)控系統(tǒng) (4)膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng) (5)提升運輸監(jiān)控系統(tǒng)( 6)供電監(jiān)控系統(tǒng) (7)排水監(jiān)控系統(tǒng) (8)礦山壓力監(jiān)控系統(tǒng) (9)煤與瓦斯突出監(jiān)控系統(tǒng) (10)人員定位監(jiān)控系統(tǒng) (11)綜合監(jiān)控系統(tǒng)三 煤礦安全監(jiān)控的主要內容 對井下CH4、CO、O2、CO2等氣體濃度的檢測；對風速、風量、氣壓、溫度、粉塵濃度、水位等環(huán)境參數(shù)的檢測；對生產設備運行狀態(tài)的監(jiān)測、監(jiān)控等。四 監(jiān)控系統(tǒng)的作用主要用來監(jiān)測甲烷濃度、一氧化碳濃

33、度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、硫化氫濃度、礦塵濃度、風速、風壓、濕度、溫度、饋電狀態(tài)、風門狀態(tài)、風筒狀態(tài)、局部通風機開停、主要風機開停等，并實現(xiàn)甲烷超限聲光報警、斷電和甲烷控制、水位控制等功能的系統(tǒng)作用。為煤礦高產高效安全生產的重要保證。 五 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的組成 由傳感器和執(zhí)行機構；信息傳輸裝置（包括傳輸接口，分站，傳輸線等）；電源箱(或電控箱)；中心站或中心站的硬件(包括主機，打印機，顯示裝置，UPS電源等)；管理工作站；服務器；路由器；中心站或主機的計算機軟件；霹雷裝置；機房等組成 六 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的功能（1）具有模擬量、開關量、累計量采集、傳輸、處理、顯示、打印、聲光報警、控制等功

34、能， (2) 傳感器transducer 將被測物理量轉換為電信號輸出的裝置。 (3) methanetransducer 連續(xù)監(jiān)測礦井環(huán)境氣體中及抽放管道內甲烷濃度的裝置，一般具有顯示及聲光報警功能。 (4) 風速傳感器airvelocitytransducer 連續(xù)監(jiān)測礦井巷道中風速的裝置。 (5) windpressuretransducer 連續(xù)監(jiān)測礦井通風機、風門、密閉巷道、通風巷道等地點通風壓力的裝置。 （6） carbonmonoxidetransducer 連續(xù)監(jiān)測礦井中煤層自然發(fā)火及膠帶輸送機膠帶子等著火時產生的一氧化碳濃度的裝置。 （7）溫度傳感器temperaturetr

35、ansducer 連續(xù)監(jiān)測礦井環(huán)境溫度高低的裝置。 （8） 煙霧傳感器smoketransducer 連續(xù)監(jiān)測礦井中膠帶輸送機膠帶等著火時產生的煙霧濃度的裝置。 (9)設備開停傳感器 連續(xù)監(jiān)測礦井中機電設備“開”或“停”工作狀態(tài)的裝置 （10） 風筒開關傳感器airpipeswitchtransducer 連續(xù)監(jiān)測風筒是否有風或無風的裝置。 （11） 風門開關傳感器 連續(xù)監(jiān)測礦井中風門開或關狀態(tài)的裝置 （12）饋電傳感器feedtransducer 連續(xù)監(jiān)測礦井中饋電開關或電磁啟動器負荷側有無電壓的裝置。 （13）執(zhí)行器（含聲光報警器及斷電器） 將控制信號轉換為被控物理量的裝置 （14）聲光報

36、警器acousto-opticalarm 能發(fā)出聲光報警的裝置。 （15） 斷電控制器switchingoffcontroller 控制饋電開關或電磁啟動器等的裝置。 （16） 分站 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中用于接收來自傳感器的信號，并按預先約定的復用方式遠距離傳送給傳輸接口，同時，接收來自傳輸接口多路復用信號的裝置。分站還具有線性校正、超限判別、邏輯運算等簡單的數(shù)據(jù)處理、對傳感器輸入的信號和傳輸接口傳輸來的信號進行處理能力，控制執(zhí)行器工作。 （17）主機host 一般選用工控或普通微型計算機、雙機或多機備份。主機主要用來接收監(jiān)測信號、校正、報警判別、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、顯示、聲光報警、人機對話、輸出控制、控

37、制打印輸出、與管理網(wǎng)絡聯(lián)接等。abnormalfeed 被控設備的饋電狀態(tài)與系統(tǒng)發(fā)出的斷電命令或復電命令不一致。 概述基本功能為：1數(shù)椐釆集。2儲存和查詢，3打印。4自診斷，5備甪電源。6防雷，7控制。8顯示。9人機對話。10雙機切換。11數(shù)據(jù)備份。12其它七 系統(tǒng)特點(1) 電氣防爆 (2)傳輸距離遠 （3）網(wǎng)絡結構宜采用樹形結構（4）監(jiān)控對象變化緩慢 （5）電網(wǎng)電壓波動適應性強 （6）抗干擾能力強 （7）抗故障能力強 （8）不宜采用中間繼電器 （9）傳感器適采用遠程供電 （10）設備外殼防護性能要求高。 第二節(jié) 礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)一般規(guī)定1.煤礦企業(yè)應建立安全儀表計量檢驗制度。2.高瓦斯礦井

38、、煤（巖）與瓦斯突出礦井，必須裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)。沒有裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的礦井的煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷的掘進工作面，必須裝備甲烷風電閉鎖裝置或甲烷斷電儀和風電閉鎖裝置。沒有裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的無瓦斯涌出的巖巷掘進工作面，必須裝備風電閉鎖裝置。沒有裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的礦井的采煤工作面，必須裝備甲烷斷電儀。3.采區(qū)設計、采掘作業(yè)規(guī)程和安全技術措施，必須對安全監(jiān)控設備的種類、數(shù)量和位置，信號電纜和電源電纜的敷設，控制區(qū)域等做出明確規(guī)定，并繪制布置圖。4.煤礦安全監(jiān)控設備之間必須使用專用阻燃電纜或光纜連接，嚴禁與調度電話電纜或動力電纜等共用。防爆型煤礦安全監(jiān)控設備之間的輸入、輸出信號

39、必須為本質安全型信號。 安全監(jiān)控設備必須具有故障閉鎖功能：當與閉鎖控制有關的設備未投入正常運行或故障時，必須切斷該監(jiān)控設備所監(jiān)控區(qū)域的全部非本質安全型電氣設備的電源并閉鎖；當與閉鎖控制有關的設備工作正常并穩(wěn)定運行后，自動解鎖。 礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)必須具備甲烷斷電儀和甲烷風電閉鎖裝置的全部功能；當主機或系統(tǒng)電纜發(fā)生故障時，系統(tǒng)必須保證甲烷斷電儀和甲烷風電閉鎖裝置的全部功能；當電網(wǎng)停電后，系統(tǒng)必須保證正常工作時間不小于2h；系統(tǒng)必須具有防雷電保護；系統(tǒng)必須具有斷電狀態(tài)和饋電狀態(tài)監(jiān)測、報警、顯示、存儲和打印報表功能；中心站主機應不少于2臺，1臺備用。1.安裝斷電控制系統(tǒng)時，必須根據(jù)斷電范圍要求，提供斷

40、電條件，并接通井下電源及控制線。安全監(jiān)控設備的供電電源必須取自被控制開關的電源側，嚴禁接在被控開關的負荷側。拆除或改變與安全監(jiān)控設備關聯(lián)的電氣設備的電源線及控制線、檢修與安全監(jiān)控設備關聯(lián)的電氣設備、需要安全監(jiān)控設備停止運行時，須報告礦調度室，并制定安全措施后方可進行。2.安全監(jiān)控設備必須定期進行調試、校正，每月至少1次。甲烷傳感器、便攜式甲烷檢測報警儀等采用載體催化元件的甲烷檢測設備，每7天必須使用校準氣樣和空氣樣調校1次。每7天必須對甲烷超限斷電功能進行測試。安全監(jiān)控設備發(fā)生故障時，必須及時處理，在故障期間必須有安全措施。3.必須每天檢查安全監(jiān)控設備及電纜是否正常，使用便攜式甲烷檢測報警儀或

41、便攜式光學甲烷檢測儀與甲烷傳感器進行對照，并將記錄和檢查結果報監(jiān)測值班員；當兩者讀數(shù)誤差大于允許誤差時，先以讀數(shù)較大者為依據(jù)，采取安全措施并必須在8h內對2種設備調校完畢。4.礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)中心站必須實時監(jiān)控全部采掘工作面瓦斯?jié)舛茸兓氨豢卦O備的通、斷電狀態(tài)。礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測日報表必須報礦長和技術負責人審閱。5.必須設專職人員負責便攜式甲烷檢測報警儀的充電、收發(fā)及維護。每班要清理隔爆罩上的煤塵，發(fā)放前必須檢查便攜式甲烷檢測報警儀的零點和電壓或電源欠壓值，不符合要求的嚴禁發(fā)放使用。6.配制甲烷校準氣樣的裝置和方法必須符合國家有關標準，相對誤差必須小于5%。制備所用的原料氣應選用濃度不低于

42、99.9%的高純度甲烷氣體。7.安全監(jiān)控設備布置圖和接線圖應標明傳感器、聲光報警器、斷電器、分站、電源、中心站等設備的位置、接線、斷電范圍、傳輸電纜等，并根據(jù)實際布置及時修改。1.甲烷傳感器報警濃度、斷電濃度、復電濃度和斷電范圍必須符合表3規(guī)定。2.低瓦斯礦井的煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進工作面，必須在工作面設置甲烷傳感器。3.在回風流中的機電設備硐室的進風側必須設置甲烷傳感器。4.高瓦斯礦井進風的主要運輸巷道內使用架線電機車時，裝煤點、瓦斯涌出巷道的下風流中必須設置甲烷傳感器。5.在煤（巖）與瓦斯突出礦井和瓦斯噴出區(qū)域中，進風的主要運輸巷道和回風巷道內使用礦用防爆特殊型蓄電池電機車或

43、礦用防爆型柴油機車時，蓄電池電機車必須設置車載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷檢測報警儀，柴油機車必須設置便攜式甲烷檢測報警儀。當瓦斯?jié)舛瘸^0.5%時，必須停止機車運行。6.瓦斯抽放泵站必須設置甲烷傳感器，抽放泵輸入管路中必須設置甲烷傳感器。利用瓦斯時，還應在輸出管路中設置甲烷傳感器。7.裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的礦井，每一個采區(qū)、一翼回風巷及總回風巷的測風站應設置風速傳感器，主要通風機的風硐應設置壓力傳感器；瓦斯抽放泵站的抽放泵吸入管路中應設置流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器，利用瓦斯時，還應在輸出管路中設置流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器。裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的開采容易自燃、自燃煤層的礦井，應設

44、置一氧化碳傳感器和溫度傳感器。裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的礦井，主要通風機、局部通風機應設置設備開停傳感器，主要風門應設置風門開關傳感器，被控設備開關的負荷側應設置饋電狀態(tài)傳感器。第十章 安全生產監(jiān)控系統(tǒng)的安全運行第一節(jié) 安全監(jiān)控系統(tǒng)的構成和功能一、系統(tǒng)的組成和功能礦井監(jiān)控系統(tǒng)一般由傳感器和執(zhí)行機構、信息傳輸裝置(包括傳輸接口、分站、傳輸線等)、電源箱(或電控箱)、中心站或中心站的硬件 (包括主機、打印機、顯示裝置、UPS電源等)、管理工作站、服務器、路由器、中心站或主站的計算機軟件等組成，如圖所示。 二、系統(tǒng)特點(1)電氣防爆。一般工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)均在非爆炸性環(huán)境中工作，而礦井監(jiān)控系統(tǒng)工作在有瓦斯和煤

45、塵爆炸性環(huán)境的煤礦井下。因此，礦井監(jiān)控系統(tǒng)的設備必須是防爆型電氣設備。(2)傳輸距離遠。一般工業(yè)監(jiān)控對系統(tǒng)的傳輸距離要求不高，僅為幾千米，甚至幾百米，而礦井監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸距離至少要達到不小于10 km。(3)網(wǎng)絡結構宜采用樹形結構。一般工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)電纜敷設的自由度較大，可根據(jù)設備、電纜溝、電桿的位置選擇星形、環(huán)形、樹形、總線形等結構。而礦井監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸電纜必須沿巷道敷設，掛在巷道壁上。由于巷道為分支結構，且分支長度可達數(shù)千米；因此，為便于系統(tǒng)安裝維護、節(jié)約傳輸電纜、降低系統(tǒng)成本，宜采用樹形結構。 (4)監(jiān)控對象變化緩慢。礦井監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對象主要為緩變量。因此，在同樣監(jiān)控容量下，對系統(tǒng)的傳輸

46、速率要求不高。 (5)電網(wǎng)電壓波動大，電磁干擾嚴重。由于空間小，采煤機、運輸機等大型機電設備啟停和架線電機車火花等造成電磁干擾嚴重。 (6)因工作環(huán)境惡劣，礦井監(jiān)控設備要有防塵、防潮、防腐、防霉、抗機械沖擊等措施。(7)傳感器(或執(zhí)行機構)宜采用遠程供電。由于傳感器及執(zhí)行機構往往設置在工作面等惡劣環(huán)境，因此，不宜就地供電?，F(xiàn)有礦井監(jiān)控系統(tǒng)多采用分站遠距離供電。(8)不宜采用中間繼電器。采用中間繼電器則會延長系統(tǒng)傳輸時間，系統(tǒng)故障率較高。同時，在中間繼電器處不一定好取電源，當采用遠距離供電時，需要增加供電芯線。第二節(jié) 安全監(jiān)控系統(tǒng)的安全運行一、使用與維護(一)使用前檢查與調試1、外觀檢查(1)防

47、爆性能應符合要求，防爆標志明顯；儀器內外螺釘、墊圈齊全完整；密封圈與所用電纜相配套；隔爆面的粗糙度、間隙符合隔爆設備要求，隔爆面的機械傷痕不超過規(guī)定。隔爆外殼無變形或損壞現(xiàn)象；不用的進、出線嘴用2 mm厚的鋼板封堵。(2)傳感器探頭、分站等部件齊全，無損壞；儀器調試操作靈活可靠。(3)儀器供電本質安全型電氣設備供電電源與使用地點的電源電壓等級一致。配用的熔絲(管)符合要求。(4)插入式連接的插件接觸良好，焊點無虛接、開接、漏接等現(xiàn)象。2、技術指標和功能試驗(1)本質安全型電源試驗。分別檢查本質安全型電源短路電流值、最大開路電壓值，其短路電流值和開路電壓值均應符合本質安全電源的規(guī)定。有雙重保護的

48、電路要分別進行檢測，雙重電路都要符合本質安全電源的規(guī)定。(2)儀器通氣試驗。通氣試驗要使用氣體流量計，因各種儀器傳感器不同，對通氣量要求也不同。在試驗中，通入氣體的流量一定要控制在儀器說明書規(guī)定的數(shù)據(jù)范圍內。按儀器說明書規(guī)定，在新鮮空氣的環(huán)境中調整儀器零點電位器，使儀器指(顯)示為零；通入標準濃度的甲烷氣樣，調整儀器指(顯)示精度，使儀器指(顯)示與標準氣樣的濃度數(shù)值相符。井上試驗時應配備不同濃度多種瓦斯標準氣樣，做線性試驗一股要選用3種以上濃度的氣樣，按順序通人儀器，如出現(xiàn)的差值不超過儀器規(guī)定的誤差范圍，即認為合格。報警、斷電、停測(間歇)功能試驗。由于儀器種類不同，報警、斷電點的設置方式也

49、不同。試驗斷電功能時，用萬用表的電阻擋分別接在斷電繼電器的常開或常閉觸點上，檢查通斷是否靈敏可靠。(二)使用與維護(1)為保證安全監(jiān)控設備靈敏可靠，安全監(jiān)控儀器設備必須定期調試校正，每月至少一次。由于甲烷載體催化組件的穩(wěn)定性大于或等于7天，因此，采用載體催化組件的甲烷傳感器、便攜式甲烷檢測報警儀等，每隔7天必須使用校準氣樣和空氣樣，按產品使用說明書的要求調校一次。(2)為保證甲烷超限斷電和停風斷電功能準確可靠，每隔7天必須對甲烷超限斷電閉鎖和甲烷風電閉鎖功能進行測試。(3)安全監(jiān)控儀器及設備校正包括零點、靈敏度、報警點、復電點、指示值、控制邏輯等。監(jiān)測氣體的安全監(jiān)控儀器及設備，應采用空氣樣和相應的標準氣樣或校準氣樣進行調試和校準。測量風速的安全監(jiān)控儀器及設備，選用經(jīng)過標定的風速計校對。測量溫度的安全監(jiān)控儀器及設備，選用經(jīng)過標定的溫度計校對。(4)安全監(jiān)測工必須24 h值班，每天檢查安全監(jiān)控設備及電纜，使用便攜式光學瓦斯檢測儀或便攜式甲烷檢測報警儀與甲烷傳感器進行對照，并將記錄和檢查結果報監(jiān)測值班員。當兩者讀數(shù)誤差大于允許誤差時，先以讀數(shù)較大者為依據(jù)采取安全措施?并必須在8 h內完成兩種設備的調校工作。(5)安裝在采煤機、掘進機和電機車上的機(車)載斷電儀，由司機負責監(jiān)護，并經(jīng)常檢查清掃，每天使