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煤礦電氣安全知識

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煤礦機電安全知識
主講：郭傳波
     學習要點
第一章、煤礦供電系統
第二章、礦井電網的三大保護
第三章、預防電氣事故的一般方法和措施
一、煤礦企業對供電的基本要求
       1、供電可靠：井下不間斷供電、雙回路電源
           《 煤礦安全規程》規定：礦井應采用兩回路電源線路供電，當任一回路發生故障停止供電時，另一回路能擔負礦井的全部負荷。正常情況下，采用一回路運行，另一回路必須帶電備用，以保證井下生產過程中供電的連續性。
       2、供電安全：人身安全、設備安全 
            井下必須采取防爆、防觸電、防潮和過流保護等一系列安全技術措施。
       3、供電經濟：保證供電質量、經濟合理
             我國對供電質量的要求是：供電電壓偏離幅度不超過額定值的±5%

第一章    煤礦供電系統
二、煤礦電力負荷的分類
       煤礦電力負荷根據用電設備的重要性和中斷供電對人身的安全性，以及經濟適用性等方面的要求不同，將電力用戶分為三級進行管理。
       1、一級負荷
           主要有礦井主通風機、井下主排水泵、井下各水平的中央變電所 、升降人員的立井提升設備、瓦斯抽放設備等。一級負荷與保護礦井安全有關，又稱為保安負荷。一級負荷必須設置兩個獨立電源供電，要求供電絕對可靠，一路發生故障，另一路能夠保證立即投入運行。
       2、二級負荷
            主要有礦井升降人員的斜井提升設備、提升煤和物料的立井提升設備、地面空氣壓縮機站、礦燈充電設備、采區變電所和綜采工作面的電氣設備等。大型煤礦的二級負荷，一般采用兩回路電源供電。
       3、三級負荷
             中斷供電不會在經濟上或其他方面造成損失或影響的負荷。

三、煤礦供電電壓等級
       1、35KV：礦井地面變電所電源電壓
       2、10KV/6KV：礦井高壓配電電壓和高壓電動機額定電壓，井下高壓不得超過10KV
       3、3.3KV/1140V：綜采工作面配電電壓和動力設備的額定電壓
       4、660V：井下低壓電網配電電壓
       5、380V:地面和井下小型設備配電電壓
       6、127V：井下照明、信號、手持式電氣設備及電話的最高限額電壓
       7、36V：井下電氣設備控制電源及局部照明的額定電壓
四、礦井供電系統
       由地面變電所的變壓器、配電裝置、供電線路將電源輸送給井下中央變電所，采區變電所再經過變配電及供電線路送至電氣設備（負荷）。
一、過流保護
    過流是過電流的簡稱。是指流過電氣設備或電纜的電流超過正常允許值。過流可分為允許過流和不允許過流兩種，通常所說的過流是指不允許過流。
    常見的過流故障有短路、過負荷和斷相三種。
短路：
    短路是指電流不流經負載，而是兩根或三根導線直接短接形成回路，這時電流很大，可達到額定電流的幾倍、幾十倍、甚至更大其危害是能夠在極短的時間內燒毀電氣設備，引起火災或引起瓦斯、煤塵爆炸事故。
第二章    礦井電網的三大保護
過負荷：
    過負載是指流過電氣設備和電纜的實際電流超過其額定電流和允許過負荷時間。其危害是電氣設備和電纜出現過負荷后，溫度將超過所用絕緣材料的最高允許溫度，損壞絕緣如不及時切斷電源，將會發展成漏電和短路事故。
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。此時，運行中的電動機叫單相運行，由于其轉矩比三相運行時小的多，在其所帶負載不變的情況下，必然過負荷，甚至燒毀電動機。
       
二、漏電保護
    漏電保護是指低壓電網電源中檢查漏電的保護裝置。其主要作用：一是監視電網的絕緣程度，以便進行預防性檢修；二是當電網發生漏電或人身觸電事故時，能允許的時間內將總饋電開關自動切斷，以保證安全。
     漏電保護分為集中性漏電和分散性漏電
集中性漏電：漏電發生在電網的某一處或某一點，其余的對地絕緣水平正常。

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。
1、漏電的危害：
   ⑴人接觸漏電設備會造成觸電傷亡事故。
   ⑵漏電回路上碰地碰殼能產生電火花，引起瓦斯煤塵爆炸。
   ⑶若電雷管引線兩端接觸不同電位的兩點，可能使雷管爆炸。
   ⑷電氣設備漏電時不及時切斷電源會擴大短路故障，燒毀設備，造成火災。

2、漏電的原因：
   ⑴電纜和設備長期過負荷，絕緣老化造成漏電。
   ⑵運行中的電氣設備受潮或進水，造成絕緣電阻下降而漏電。
   ⑶橡套電纜受擠壓、碰撞造成相線和地線破皮或護套破壞，芯線裸露而發生漏電。
   ⑷電氣設備內遺留導電物體，接線錯誤會造成漏電。
   ⑸設備維修時，因停送電操作錯誤，帶電作業或工作不慎，造成人身觸及一相而漏電。
3、漏電保護裝置的維護及檢修
⑴值班電鉗工每天應對漏電繼電器進行一次試驗。
⑵局部接地極和輔助接地極安裝是否良好，觀察歐姆表指示數值是否正常，如果1140V網絡的絕緣水平下降到40KΩ時，則設法提高網絡的絕緣電阻值，預防跳閘。
⑶每月至少要對漏電繼電器進行一次詳細的檢查和修理，還要檢查各處的線頭是否良好。
3、接地保護
    井下巷道狹窄，人身接觸電氣設備外殼的機會較多。如果電氣設備的絕緣一旦損壞，發生一相碰殼事故，其金屬外殼與該相導體便具有相同的電位，此時人身觸及因發生漏電而帶電的電氣設備金屬外殼時，將發生觸電危險。如果把電氣設備的金屬外殼經導電體與大地連接起來，在滿足一定的接地電阻的條件下，該設備外殼的電位可降低到安全范圍之內，因此流過人身的觸電電流也在安全值之內，足以防止人身觸電事故的發生，這種為防止人身觸電，將電氣設備的金屬外殼接地的方法，稱為保護接地。
      井下保護接地網是利用供電的高、低壓鎧裝電纜的金屬外皮和橡套電纜的接地芯線，把分布在井下中央變電所、井底車場、運輸大巷、采區變電所以及工作面配電點的電氣設備的金屬外殼在電氣上連接起來，并與安設于井下中央變電所附近主、副水倉中的主接地極、各配電點或電纜連接器的局部接地極、接地母線、輔助接地母線、連接導線和接地導線連接起來組成的。
      當井下構成保護接地網后，其總接地電阻就很小（2Ω以下），人身觸及因一相漏電帶電的設備金屬外殼時，其漏電電流便從總接地網流入地中，流過人身的電流就很小了，因此對人身便能起到很好的保護作用。工作面無局部接地極的移動電氣設備，經電纜的接地芯線與總接地網連接后，從工作面流入地中的漏電電流很小，從而大大降低了瓦斯、煤塵爆炸或電氣雷管引爆的危險性。
      因此，電氣設備的金屬外殼，凡絕緣損壞可能帶有危險電壓者，必須接地。     
    接地保護和漏電保護相輔相成，缺一不可。兩種保護是井下低壓電網的安全運行具有重要作用。

井下保護接地網的作用
         保護接地對保證人身觸電安全是非常重要的，通過接地裝置的有效分流作用，就可能把流經人身的觸電電流降低到安全值以內，確保人身安全。當帶電導體碰殼處的漏電電流經接地裝置流入大地，即使設備外殼與大地接觸不良而產生電火花，但由于接地裝置的分流作用，可以使電火花減少能量大大減小，從而避免引爆瓦斯、煤塵的危險。。
 
第三章 預防電氣事故的一般方法和措施
一、觸電事故的原因：
發生觸電事故的原因很多，一般常見的有；
1、作業人員違反《規程》規定，如帶電作業，帶電檢修、搬遷電氣設備、電纜等。
2、電氣設備或電纜受潮進水，絕緣損壞或設備外殼漏電，沒有及時修復。
3、沒有嚴格執行停送電制度，如開關停電后沒設專人看管或未掛警示標志牌等造成誤送電或停錯電以及沒驗電。
4、在電氣設備不完好、保護功能失效或沒有保護裝置以及有保護裝置甩掉不用而發生觸電事故。

5、人員在設有架線的巷道內行走，攜帶較長金屬工具或金屬材料等導電物體，觸及電機車架線而發生觸電事故。
6、接近或觸及剛停電但未放電的高壓設備或高壓電纜。
二、預防觸電事故的一般方法與措施：
1、防止人體接觸或接近帶電導體
2、對于人體經常觸及的電氣設備采用低電壓，如照明、手持式電氣設備以及電話、信號裝置的供電額定電壓，不超過127V遠距離控制線路的額定電壓，不超過36V。

3、嚴格遵守各項安全用電制度
⑴、井下不得帶電檢修、搬遷電氣設備等；
⑵、非專職人員或非值班電氣人員，不得擅自操作電氣設備；操作高壓電氣設備主回路時，操作人員必須戴絕緣手套，并穿電工絕緣靴或站在絕緣臺上；127V手持式電氣設備的操作手柄和工作中必須接觸部分必須有良好絕緣。
⑶、在切斷電源后，應將開關操作手柄閉鎖，并懸掛“有人工作，不準送電”警示牌，只有執行這項停電操作的人員，才有權取下此牌并送電。

三、井下供電采取的保護措施
⑴、嚴禁井下配電變壓器中性點直接接地。嚴禁由地面中性點直接接地的變壓器或發電機直接向井下供電。
⑵、井下電網進行保護接地。
⑶、井下電網必須裝有漏電保護裝置。
⑷、井下開關、控制設備應裝設過流保護裝置。
四、電氣質量標準

一、三無
  1、無雞爪子
     A、橡套電纜的連接不用硫化熱補或同等效能的  冷補者；
     B、電纜（包括通訊、照明、信號、控制電纜）
     C、鎧裝電纜的連接不采用接線盒或不灌注絕緣   充填物或充填不嚴密漏出芯線的接頭。
 2、無羊尾巴
         電纜的末端不接裝防爆電氣設備或防爆原件者為羊尾巴；電氣設備線咀（包括五小電氣元件）兩米內的不合格接頭或明線破口者均為羊尾巴。
 
  3、無明線接頭電氣設備與電纜有裸露的導體或明火操作者均屬明線接頭。
二、四有
        有過流和漏電保護裝置，有螺釘和彈簧墊，有密封圈和擋板，有接地裝置。
三、二齊 
        電纜懸掛整齊，設備硐室清潔整齊。
四、三全
        防護裝置全，絕緣用具全，圖紙資料全。
五、三堅持
        堅持使用煤電鉆、照明和信號綜合保護裝置，堅持使用瓦斯電和風電閉鎖。
復習題
1、礦井負荷是如何分級的？各級負荷對供電電源線路有何要求？
  答：分為三級：
一類負荷：凡因停電會危及人身和礦井安全，并嚴重影響生產的用電負荷叫一類負荷。
二類負荷：凡因停電能給生產造成大量損失的，如壓風機、井底車場、調度信號、采區變電所等用電都屬二類負荷。
三類負荷：因停電對安全生產沒有直接影響的用戶。
  對于一類用戶應采用不同電源的兩回路供電，當其中一個電源或一條線路發生故障時，不影響另一電源繼續各用戶供電。 對于大型煤礦的二類用戶，一般采用兩回路或環形供電，對于中小型煤礦的二類用戶一般采用一回路供電，但應有一定數量的變壓器、電纜等供電設備庫存，以便及時更換。
   對三類用戶采用一回路供電，沒有特殊的技術要求。
2、煤礦井下一般選用的電壓等級有哪些？
  答：10000v.6000v、1140v、660v、380v、127v、36v。
3、三大保護指的是哪三種，要求有哪些？
  答：1、過流保護。2、漏電保護。3、接地保護。 
 要求：1、選擇性。2、快速性。3、靈敏性。4、動作可靠性。
4、簡述常見過流故障產生的原因及危害？
   答：原因：短路、過負荷、斷相
      危害：短路電流值很大，它能夠在極短時間內燒毀電氣設備，甚至引起火災或引燃井下瓦斯、煤塵、或造成瓦斯、煤塵爆炸事故。還會引丐電網電壓急劇下降，影響電網中其他用電設備的正常工作。
   過電流值于時間長短不同，有時會引起線路著火甚至擴大為火災或重大事故。
   電動機電流增加，轉距下降，溫度上升甚至燒壞電動機。

5、漏電保護分為幾種？有何不同？
答：漏電保護分為集中性漏電和分散性漏電
集中性漏電：漏電發生在電網的某一處或某一點，其余的對地絕緣水平正常。
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。
6、造成漏電的原因有哪些？
   ⑴電纜和設備長期過負荷，絕緣老化造成漏電。
   ⑵運行中的電氣設備受潮或進水，造成絕緣電阻下降而漏電。
   ⑶橡套電纜受擠壓、碰撞造成相線和地線破皮或護套破壞，芯線裸露而發生漏電。
   ⑷電氣設備內遺留導電物體，接線錯誤會造成漏電。
   ⑸設備維修時，因停送電操作錯誤，帶電作業或工作不慎，造成人身觸及一相而漏電。

7、井下供電采取的保護措施有哪些？
答： ⑴、嚴禁井下配電變壓器中性點直接接地。嚴禁由地面中性點直接接地的變壓器或發電機直接向井下供電。
⑵、井下電網進行保護接地。
⑶、井下電網必須裝有漏電保護裝置。
⑷、井下開關、控制設備應裝設過流保護裝置
8、三無、四有、二齊、三全、三堅持指的是什么？
答：三無：1、無雞爪子2、無羊尾巴3、無明線接頭電氣設備與電纜有裸露的導體或明火操作者均屬明線接頭。
       四有：有過流和漏電保護裝置，有螺釘和彈簧墊，有密封圈和擋板，有接地裝置。
       二齊 ：電纜懸掛整齊，設備硐室清潔整齊。
       三全：防護裝置全，絕緣用具全，圖紙資料全。
       三堅持：堅持使用煤電鉆、照明和信號綜合保護裝置，堅持使用瓦斯電和風電閉鎖。

9、什么是過電流？   
 答：過流是過電流的簡稱。是指流過電氣設備或電纜的電流超過正常允許值。過流可分為允許過流和不允許過流兩種，通常所說的過流是指不允許過流。

10、煤礦供電的基本要求是什么？
答：1、供電可靠：井下不間斷供電、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

謝謝大家

祝大家工作順利

再見

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