煤礦電氣安全

煤礦電氣安全韓彬

（煤礦安全技術培訓講稿）1一、煤礦企業(yè)對供電的基本要求

1、供電可靠：井下不間斷供電；全部負荷；雙回路電源。

2、供電安全：人身安全，設備安全。

3、供電經濟：保證供電質量，經濟、合理。2二、礦井供電電壓等級1、35KV：礦井地面變電所電源電壓。

2、10KV或6KV：井下高壓配電電壓和高壓電動機的額定電壓，井下高壓不得超過10KV。

3、3.3KV或1140V：綜合機構化采煤工作面電氣設備的額定電壓。

4、660V：井下低壓電網的配電電壓。

5、380V：地面或井下小型設備配電電壓。

6、220V：地面或井下新鮮風流大巷的照明電壓。

7、127V：井下照明、信號、手持式電氣設備及電話的最高限額電壓。

8、36V：煤礦井下電氣設備的控制電壓。

9、直流250V、550V：井下直流架線電機車常用的額定電壓。3三、礦井供電系統(tǒng)

由煤礦地面變電所的變壓器、配電裝置、供電線路將電源輸送給中央變電所，采區(qū)變電所再經過變配電及供電線路送至電氣設備（負荷），便組成了礦井供電系統(tǒng)。4四、煤礦常用的電氣設備1、分類：煤礦電氣設備分為兩大類：（1）煤礦一般型電氣設備：標志KY

有防護功能，但不防爆，僅適用于煤礦地面及低瓦斯礦井中的井底車場及總進風大巷。（2）礦用防爆電氣設備：按GB3836.1—2000標準生產的專供煤礦井下使用的防爆電氣設備。采掘工作面必須使用防爆電氣設備。防爆總標志：ExⅠ:煤礦用；Ⅱ：除煤礦以外行業(yè)52、隔爆型電氣設備：標志為“d”

隔爆型電氣設備：在銘牌右上角上標有ExdI

（1）隔爆：既耐爆又不傳爆；同時具有耐爆性和隔爆性。（2）隔爆原理：具有特殊的“隔爆外殼”

6

a、耐爆性：當瓦斯?jié)舛仍?.5%時，爆炸壓力的理論值為0.8～0.82MPa，爆炸后的溫度大致在1850℃左右，實際爆炸壓力約為0.716MPa，并且隨外殼的形狀、容積大小、接合面間隙等因素變化。耐爆性由外殼機械強度滿足：一般采用鋼板或鑄鐵制成，設計時，以0.8MPa和2200℃來設計，并安全系數(shù)，鋼板，最小厚度3～4mm，鑄鐵為6mm。

b、隔爆性：由外殼裝配接合面的結構參數(shù)（如寬度、間隙、表面粗糙度）來保證的，主要起散熱作用。7

（3）失爆：隔爆型電氣設備失去隔爆性或耐爆性。（4）常見失爆現(xiàn)象：（現(xiàn)場易發(fā)現(xiàn)的）

a、隔爆間隙超限。

b、蓋子的緊固螺絲缺少或沒有擰緊。

c、無電纜接線嘴（卡爪），缺橡膠密封圈和金屬擋板。

d、外殼嚴重變形，有裂縫。

e、隔爆面有銹斑，有油漆。

f、密封圈不合格。

g、外殼上的機械閉鎖裝置失效。83、本質安全型電氣設備：標志為“i”

在設備銘牌上或外殼上標有“ExiI”（1）本質安全電路是指在正常工作或規(guī)定的故障狀態(tài)下產生的電火花和熱效應均不能點燃規(guī)定的爆炸性混合物的電路。全部采用本質安全電路的設備稱為本質安全型電氣設備。通風、信號和控制等裝置，應優(yōu)先選用本質安全型設備。（2）防爆原理：通過限制電路的電氣參數(shù)，進而限制該電路的放電能量實現(xiàn)防爆的，所以，從本質上講，它是安全的。它不需要專門的隔爆外殼或其它的防爆措施，這就大大縮小了設備的體積和重量，簡化了結構。94、礦用電氣設備的基本防爆技術：

（1）間隙隔爆技術：安全間隙隔爆型采用（2）本質安全技術：控制放電能量在0.28mJ以下（3）超前切斷電源和快速斷電技術

a、屏蔽電纜和漏電繼電器配合，超前切斷電源。

b、快速斷電技術：故障形成最小時間不小于5ms，安全斷電時間為2.5～3ms。（4）增加安全措施（程度）（增安型）105、防爆電氣設備的使用要求：（1）電氣設備的選用符合《規(guī)程》444條的要求。（2）普通型攜帶式電氣測量儀表，必須在瓦斯?jié)?.0%以下的地點使用，并實時監(jiān)測瓦斯?jié)舛取＃?）井下不得帶電檢修、搬遷電氣設備、電纜和電線：檢修前或搬遷前應制定安全措施。措施：切斷電源→檢查瓦斯→在其巷道通風流中瓦斯?jié)舛鹊陀?.0%時→驗電→無電后放電→開關手把閉鎖→懸掛“有人工作，不準送電”警示牌→檢修工作完畢，方可摘牌送電，中途不得換人。（4）井下操作電氣設備遵守規(guī)定446條。（5）防爆設備入井前應取得“兩證一標志”。（6）失爆設備應立即更換或處理，不得在井下繼續(xù)使用。11五、礦井電網的保護1、保護的分類、保護范圍、方法和手段表5-1井下電網保護的分類、保護范圍、方法和手段保護種類保護分類保護范圍方法和手段舉例

漏電保護電網絕緣降到某一數(shù)值時動作漏電繼電器選擇性漏電保護

將漏電的回路選擇出來動作

選擇性漏電繼電器

漏電閉鎖漏電回路不消除漏電不能送電有漏電閉鎖的漏電繼電器

漏電保護12保護接地

防止人員觸電，防止電火花引燃爆炸性氣體

保護接地系統(tǒng)

過電流（負荷）保護

1、設備出現(xiàn)連續(xù)的過負荷時動作

2、設備由于過負荷而出現(xiàn)異常時動作1、過電流（負荷）繼電器2、過熱繼電器短路保護

對電氣系統(tǒng)或設備出現(xiàn)短路時動作1、短路繼電器2、熔斷器

接地保護

電流保護13欠電壓保護

當電壓消失或低于某一數(shù)值時動作

1、防止設備自起動；

2、防止電壓過低時電氣設備過熱1、欠電壓繼電器2、無電壓繼電器3、磁力起動器的電磁鐵低電壓釋放過電壓保護1、保護大氣過電壓引入井下

2、保護操作過電壓1、避雷器

2、熔斷器

3、壓敏電阻

4、R-C吸收裝置斷線保護

局部通風機電動機一相斷線時動作斷線保護裝置風電、瓦斯電閉鎖風、瓦斯必須在規(guī)定的限度下方可向掘進工作面送電風電、瓦斯電閉鎖裝置風電瓦斯電閉鎖

斷線保護

電壓保護

142、過流保護（1）過流：I實>I額。過流是指電氣設備發(fā)生短路、過載、斷線故障時，流過電氣設備和供電線路的電流超過它們的額定電流。（2）過流危害：過電流不及時得到控制，不僅燒壞電氣設備，還可能引起電氣火災及瓦斯、煤塵爆炸事故。（3）過流保護的作用當電氣設備及電纜中電流超過規(guī)定額定電流時（出現(xiàn)短路、過載時），保護裝置能在規(guī)定時間內快速切斷故障處電源，防止事故擴大，避免造成災害。：15（4）過流保護裝置

a、熔斷器b、電磁式過流繼電器

c、感應式過熱繼電器d、電子保護器（5）過流保護裝置的整定值：

a、對保護電纜干線的饋電開關：I2≥IQe＋Kx∑IeKx—需用系數(shù)取0.5～1IQe—容量最大一臺電機啟動電流

b、對保護一個負載的電纜支線：I2≥IQ

IQe=（1.5～1.8）Ie（繞線型電動機）IQe=6Ie（鼠籠型電動機）

Id(2)c、校驗靈敏度：——≥1.5I2Id(2)：被保護電纜干線或支線距電源變壓器最遠點的兩相短路電流值。16

d、如靈敏度不滿足要求，可采?。孩偌哟箅娎|截面；②減少Id(2)：被保護電纜干線或支線距電源變化器最遠點線路長度；③換大容量變壓器或變壓器并聯(lián)使用；④增設分段保護開關。

e、由Id(3)max校驗開關設備的分斷能力。17（6）熔體額定電流的選擇：

IQe①對保護電纜干線的熔體：IR=————＋∑Ie1.8～2.51.8～2.5：容量最大的電動機起動時保證熔體不熔化的系數(shù)。

IQe②對保護電纜支線的熔體：；IR=————1.8～2.5③對保護照明負荷的熔體：IR≈Ie。④選用的熔體按兩相短路電流最小允許值、最小允許電纜芯線斷面、最小允許的長時負荷進行校驗，合格后方可使用。

Id(2)⑤按兩相短路電流進行校驗：——≥4～7IR

如不滿足，同樣按上述四種辦法改進。18

（1）漏電的種類：①集中性漏電：漏電發(fā)生在電網的某一處或某一點，其余部分的對地絕緣水平正常。②分散性漏電：指某條線路或整個網絡對地絕緣水平均勻下降或低于允許絕緣水平。

3、漏電保護19（2）漏電的危害：①產生電火花，能引起瓦斯、煤塵爆炸。②有可能造成人身觸電。③提前引爆電雷管，I漏≥50mA。④漏電長期存在，引起相間短路。20（3）漏電保護裝置的功能：①能夠連續(xù)監(jiān)視電網的絕緣水平。②當電網絕緣水平下降到危險值或發(fā)生人身觸電時，能迅速自動切斷供電電源③發(fā)生人身觸電時，補償通過人體的電容電流，減輕觸電危險，發(fā)生單相接地，能減少接地電容電流.防止瓦斯、煤塵爆炸事故發(fā)生。21（4）對漏電保護裝置的要求：①每天值班電工必須對低壓檢漏裝置進行一次跳閘試驗，并做記錄。②不準甩掉檢漏裝置不用。22（5）事故案例：

案例一：檢漏繼電器送不上電，電工墊上檢漏繼電器后繼續(xù)生產，工人碰到電纜破口處觸電死亡。案例二：某礦輸送機道，供工作面電的電纜先是放在人行道一側，行人來回踩、壓，內有內傷，檢漏繼電器長期甩掉不用，電纜漏電不能及時發(fā)現(xiàn)，最后造成電纜短路著火，釀成火災，死亡35人，直接經濟損失近40萬元23

4、保護接地

（1）保護接地：把電氣設備的金屬外殼和構架用導線與埋在地下的接地極連接起來，稱為保護接地。（2）保護接地的作用：電氣設備絕緣破壞，使外殼帶電時，人身即使接觸了這個帶電外殼，因接地裝置和人體構成并聯(lián)電路，對人體起分流作用，大大減少了通過人體的電流，可減少人體觸電的危險，

3U相＋R人

Ud=————3R人＋R相245、“三?！?、“兩閉鎖”：《煤礦安全規(guī)程》明確規(guī)定：要求使用局部通風機通風的掘進工作面，必須嚴格執(zhí)行風電閉鎖、瓦斯電閉鎖和采用“三?！惫╇姺绞健＃?）“三?！保簩Ｓ米儔浩?、專用開關、專用線路目的：保證供電可靠（2）“風電閉鎖”①意義：指掘進工作面的局部通風機停止工作時，能立即切斷該巷道中的一切電源，并且在局部通風機未開動時，也不能接通該巷道中的一切電源。②作用：主要是防止停風或瓦斯超限的掘進工作面在送電后，由于設備絕緣不良或漏電產生的電火花，造成瓦斯燃燒或爆炸事故。25

（3）“瓦斯電閉鎖”①瓦斯電閉鎖是指掘進工作面正常供風或停風狀態(tài)下，瓦斯?jié)舛瘸^了規(guī)定值或整定值而切斷掘進工作面動力電源，此種瓦斯監(jiān)控裝置與動力電源開關之間進行聯(lián)鎖。②作用：主要是防止正常通風產生局部瓦斯積聚時，造成事故。266、煤電鉆綜合保護裝置（1）意義：煤電鉆電纜由于受環(huán)境潮濕、移動頻繁、電纜落地磨損、物件碰撞、擠壓的可能，極容易發(fā)生漏電故障，危及操作人員及井下安全，為此采取降低的工作電壓（127V）及煤電鉆綜合保護裝置。（2）作用：煤電鉆必須設有檢漏、短路、過負荷、斷相、遠距離起動和停止煤電鉆的綜合保護裝置，煤電鉆綜合保護裝置在每班使用前必須進行一次跳閘試驗。

27六、電纜的使用和管理1、電纜的選用

（1）根據(jù)使用地點的不同選用滿足要求的電纜。（2）采區(qū)低壓電纜禁止使用鋁芯電纜。（3）采掘工作面設備必須用分相屏蔽不延燃橡套電纜。282、電纜的敷設（1）電纜必須懸掛：

a、在立井井筒或傾角在30°以上的井巷中，電纜應用夾子、卡箍或其它夾持裝置進行敷設。

b、電纜懸掛點的間距，在水平巷道或傾斜井巷內不得超過3m；在立井井筒內不得超過6m。（2）電纜不應懸掛在壓風管或水管上，不得遭受淋水或滴水，盤圈或盤“∞”型電纜不得帶電，電纜必須懸掛在管子上方0.3m以上的距離處。（3）高、低壓電纜之間的間距在0.1m以上，同等級電纜間的間距不得小于50mm，通訊電纜敷設在電力電纜上方0.1m以上的地方。293、電纜的連接

井下電纜的連接應無明接頭、無雞爪子、無羊尾巴，并保證連接處絕緣良好，電纜同電氣設備的連接，必須用同電氣性能相符的接線盒，電纜芯線必須使用齒形壓線板或線鼻子與電氣設備連接；不同類型的電纜之間不得直接連接；紙絕緣電纜必須使用符合要求的電纜接線盒連接；橡套電纜連接可采用熱補（井上）冷補（井下）連接后，必須經浸水、耐壓試驗，合格后使用。30七、觸電及其防治1、觸電：人身觸及帶電體或接近帶電設備，有電流通過人身的事故。2、觸電對人體的傷害：（1）電擊：致人死亡；（2）電傷：致人肢體傷殘3、傷害程度影響因素：電流、電壓、觸電時間長短、電流頻率、人的身體狀況。交流電：1mA有感覺（麻木感）；50mA以上有生命危險。煤礦規(guī)定：安全電壓36v，安全電流30mA。31（1）井下帶電檢修、接線和搬遷電氣設備及電纜。（2）沒有執(zhí)行停、送電制度，停電后電源開關無專人看管，沒上鎖，不掛停電標志牌。（3）人身觸及已經破皮漏電的導線或由于漏電而帶電的電氣設備金屬外殼，造成觸電傷亡。（4）井下因環(huán)境窄