#矿井供电系统井下供电安全和矿井供电电网保护.docx

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#矿井供电系统井下供电安全和矿井供电电网保护

矿井供电系统、井下供电安全及矿井供电电网保护

重点：

1、掌握矿井供电系统知识

2、掌握采区供电系统知识

3、掌握井下供电安全知识

4、掌握“三专两闭锁”的作用及使用范围

5、掌握矿井电气保护装置的要求

6、熟练掌握漏电的危害，原因和漏电保护原理及漏电保护装置

7、熟练掌握保护接地的作用及保护接地的要求

8、熟练掌握过电流保护知识

难点：

1、变压器中性点运行方式

2、漏电保护和保护接地

一授课内容

（一）矿井供电系统

1、矿井供电的基本要求：

（1）供电安全

（2）供电可靠（3）供电经济（4）供电技术合理

2、电力负荷的分类：

（1）一级负荷

（2）二级负荷（3）三级负

3、煤矿电压等级：

（1）高压不超过10000v，

（2）低压不超过1140v，（3）照明、信号、电话和手持式电气设备的供电电压不超过127v,（4）远距离控制线路的额定电压不超过36v，（5）采区电气设备使用3300v供电时，必须制定专门的安全措施。

4.10kv电压直接下井供电：

随着井下机械化程度的提高，采掘工作面机组容量的加大，6kv供电电压在一些矿井已不能满足要求，开始采用10kv电压直接下井。

（1）大型矿井：

a、可以提高电网输送电能的能力，扩大合理供电范围。

b、在输送能量一定的情况下，输电所需导线的截面也越小。

（2）中小矿井：

a、减少因设置35kv/6kv变电所而造成的多余容量初装增容费。

b、减少了年运行费用。

C、简化了供电系统，减少了电网事故，提高了运行的可靠性。

（3）供电安全措施：

a、必须通过指定检验机构的技术鉴定。

b、10kv系统投入前，必须按有关规定进行验收、检查、实验。

c、10kv系统投入运行后，必须按有关规定进行各项实验鉴定工作。

d、必须设置10kv单相接地保护，保护接地，并按有关规定进行各项实验。

e、矿用监视屏蔽型橡套电缆间的相互连接及和设备的连接，必须采用10kv专用的电缆终端。

5矿井供电系统的类型：

（1）深井供电系统。

（2）浅井供电系统。

6变压器中性点的运行方式：

（1）变压器中性点。

（2）变压器中性点的运行方式：

中性点直接接地，中性点不接地和中性点采用消弧线圈接地。

7、变压器中性点直接接的危害：

（1）人体触及一相带电体。

在中性点直接接地时，人触及一相带电体时，通过人体的触电电流远远大于通过人体的安全电流（30）mA，是非常危险的。

（2）电网一相接地。

在变压器中性点直接接地的系统中，一相接地即为单项短

路，会产生接地短路电流及电弧，如果接地点周围瓦斯浓度在爆炸的浓度范围内，则会引起瓦斯爆炸，造成更为严重的恶性事故。

8井下中央变电所的配电范围，主要向下列设备及地点配电：

（1）各采区变电所。

（2）主排水泵房的高压电动机。

（3）井下电机车需要的变流设备。

（4）井下中央变电所通过动力变压器将高压6kv降低到660v（或380v）,向井底车场及其附近巷道的低压动力设备供电。

（二）采区供电系统

1采区供电的要求

（1）采区供电电压已普遍提高，采用660v或1140v。

（2）为缩短低压供电距离，一般使用隔爆移动变电站；为了配合采煤机组快速推进的需要，广泛采用组合式电气设备。

（3）在采区电气安全方面，广泛采用阻燃移动式相套屏蔽电缆，使用了漏电闭锁、有选择性漏电保护装置，使用照明、信号综合保护装置和煤电钻综合保护装置。

2采区变电所接线方式：

（1）采区变电所高压接线方式：

a单电源进线。

b双电源进线

（2）采区变电所低压接线方式。

每台变压器的低压侧都装有1台自动馈电开关作为总开关，并且配有漏电保护装置。

3综采工作面供电系统：

（1）综采工作面对供电系统的要求：

a综采工作面各生产机械宜采用辐射式单独电缆供电。

b刮板输送机有多台电动机驱动，容量都不大时，可以采用干式供电；容量都较大时，可以采用辐射式单独供电。

C采用移动变电站。

优点是缩短低压供电距离，减少电压损失。

D力求减少电缆的长度，减少电缆的截面积。

E综采工作面照明灯间距不得大于15米。

（2）综采工作面供电系统的组成：

A6kv高压系统，由高压隔爆配电箱、移动变电站、高压屏蔽电缆等组成。

B1140v低压系统。

由低压馈电开关（设有漏电、过流、短路保护装置），真空电磁启动器，低压屏蔽电缆等组成。

（三）井下供电安全知识

1《煤矿安全规程》对井下供电的要求：

（1）对井下各水平中央变电所、主排水泵房和下山开采的采取排水泵房供电的线路，不得少于两回路。

当任一回路停止供电时，其余回路应担负全部负荷。

两回路电源来自各自的变压器和母线段，线路上不应分接任何负载。

（2）井下低压配电系统同时存在2种或2种以上电压时，低压电器设备上应明显标出其电压额定值。

（3）矿井必须备有井上、下配电系统图，井下电气设备布置示意图和电力、电话、信号、电机车等线路平面敷设示意图，并随着情况变化定期填绘。

（4）电气设备不应超过额定值运行。

（5）直接向井下供电的高压馈电线上，严禁装设自动重合闸。

（6）井上、井下必须装设防雷电装置。

2.安全用电作业制度：

（1）工作票制度：

凡井下高压电气设备的检修都要使用工作票。

《规程》规定，工作票分为三种：

第一种工作票、第二种工作票和口头或电话命令。

井下电气设备的检修采用第一种工作票制度。

其内容有：

A工作负责人，也称监护人，负责此项工作。

B工作人员，所有参加此项工作的人员。

C工作内容和工作地点。

D计划工作时间。

包括年、月、日、时、分。

E安全措施。

一部分由工作票签发人填写，由工作签发人签字；另一部分由工作许可人填写，由工作许可人签字。

F许可工作时间，一旦确后，有工作负责人和工作许可人分别签名。

G工作负责人变动。

当工作负责人临时变动时，列出新工作负责人姓名，注明变动时间，有工作票签发人签名。

H工作票延期。

注明延期的时间，由工作负责人签名，值班负责人签字。

I工作终结。

注明工作完成的时间，由工作负责人签名，，工作许可人签名，值班负责人签名。

工作期间工作票始终留在工作负责人手中，工作结束后交工作票签发人保存3个月。

（2）工作许可制度：

对地面变电站电源进线及和进线有关的电气设备进行操作检修时，必须得到主管部门调度的批准。

（3）高压倒闸、实验操作票和工作监护制度：

高压倒闸操作和高压实验必须执行操作工作票和工作监护制度，必须有两人执行，其中一人监护，一人操作。

（4）停送电制度：

井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线。

检修或搬迁前，必须切断电源，检查瓦斯。

在无人值班的变电所，停电后应设专人看守。

严禁约定信号停、送电。

（5）验电、放电、接地、挂牌制。

；

①停电后验电前，应先检查周围的瓦斯浓度，当瓦斯浓度低于1℅时，用和电源电压相适应的验电笔验电。

②当验明确实停电后，应先短路接地线接地，然后将被检修的设备、导线三相短路对地放电。

③工作前，应将电气设备的闭锁装置锁好，并挂上“禁止合闸，有人工作”的警示牌。

（6）工作中防止防止送电的措施：

①高压防爆配电装置停电后，必须把开关拉出，使插销脱离电源。

拔出插销后，电源侧要用专用的挡板挡住，以防触电和误推入开关。

②可能从两侧送电的设备，必须可靠的断开各方电源，拔出插销或拉开刀闸。

③低压防爆开关在开盖进行检修时，严禁解除闭锁，不盖盖进行送电实验或进行其他带电检查工作。

（7）井下用电十不准制度：

①不准带电检修、搬迁电气设备、电线、电缆。

②不准甩掉无压释放器、过电流保护装置。

③不准甩掉漏电继电器、煤电钻综合保护装置和局部通风机风电、瓦斯电闭锁装置。

④不准明火操作、明火打点、明火爆破。

⑤不准用铜丝、铝丝、铁丝等代替保险丝。

⑥停风、停电的采掘工作面，未检查瓦斯不准送电。

⑦有故障的线路不准强行送电。

⑧电气设备的保护装置失灵后，不准送电。

⑨失爆的设备、电器，不准使用。

⑩不准在井下拆卸和敲打矿灯。

（8）井下供电要实行“三无”和“三坚持”：

三无：

无“鸡爪子”，无“羊尾巴”，无明接头。

三坚持：

坚持使用捡漏继电器；坚持使用煤电钻、照明、信号综合保护装置；坚持使用风电和瓦斯电闭锁。

3触电的危害及防治措施：

（1）触电的概念机分类

①触电的概念：

人触及带电导体或因绝缘埙坏而带电的电气设备金属外壳，或接近高压带电体而成为电流通路的现象。

②触电的分类：

ⅰ电击：

触电电流对人体内部组织的损害。

ⅱ电伤：

电流的热效应、化学效应和机械效应对人造成的伤害。

（2）触电的方式：

①单相触电②两相触电③跨步电压触电

（3）安全电流和安全电压：

①安全电流：

发生触电时不会使人致死、致伤的通过人体的最大触电电流。

（安全电流为30mA）.

②安全电压：

安全电流和人体电阻的乘积称为安全电压。

（4）防止触电的措施：

①井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线。

②操作井下电气设备必须遵守《安全规程》里的规定。

③加强对电气设备、供电线路的管理。

④防止人体接触或接近带电体。

⑤对人员经常接触的电气设备采用低工作电压。

⑥井下电气设备必须有保护接地。

⑦设置漏电保护系统，一旦发生人体触电，应立即切断电源，保证人体安全。

（四）“三专两闭锁”的作用及使用范围

1“三专两闭锁”指：

专用变压器、专用开关、专用线路和风电闭锁、瓦斯电闭锁

2“三专”供电的作用：

保证供电的连续性、可靠性，可以不间断地向掘进工作面通风。

3“风电闭锁”的作用：

保证掘进工作面动力设备工作前，局部通风机先工作；由于任何原因使局部通风机停止工作时，切断掘进工作面动力设备的电源；防止由于电火花、机械火花引起瓦斯爆炸。

4“瓦斯电闭锁”的作用：

当瓦斯浓度达到1℅时，瓦斯监控器发出报警；当瓦斯浓度达到1.5℅时，立即切断掘进工作面的电源并闭锁，以免因电火花、机械火花引起瓦斯爆炸。

5使用范围：

瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井和瓦斯突出矿井中，掘进工作面的局部通风机。

（五）对矿井电气保护装置的要求：

⑴选择性：

当供电系统发生故障时，电气保护装置应能有选择将故障段切除，即断开距离事故点最近的开关设备，从而保证供电系统的其他部分能正常运行。

（上一级开关保护的动作值应比下一级开关保护的动作值大1.1倍以上，而且要求上级开关的动作时间比下级开关的动作时间长0.5～0.7s。

⑵快速性：

一般要求电气保护装置能快速切断故障。

（在快速动作和选择性相矛盾一般应先满足选择性的要求。

）

⑶灵敏性：

电气保护装置对其保护范围内的故障和不正常运行状态的反应能力。

⑷动作可靠性：

指线路和电气设备发生故障时，保护装置应能可靠动作，不会出现据动，也不会出现误动。

（六）漏电保护：

1漏电的概念：

在变压器中性点不接地电网中，发生单相接地或两相、三相对地的总绝缘电阻降低到危险值的电气故障叫漏电故障，简称漏电。

（按性质分：

集中性漏电和分散性漏电）。

2漏电的危害：

①流经人体的电流超过30Ma.S时，就有触电伤亡的危险。

②当漏电电流的电火花能力达到点燃瓦斯、煤尘的最小能量时，可能引起瓦斯、煤尘的爆炸。

③长期漏电，会使绝缘发热、老化，还可能烧坏电气设备，引起相间短路和电气火灾事故。

④如果漏电发生在爆破作业地点附近，由于漏电电流在它流经的电路上会产生电压降，当电雷管两端的引线接触漏电路径上具有电位差的两点时，可能造成电雷管提前引爆。

3漏电的原因：

①运行中的电缆或电气设备受潮或进水，使绝缘电阻下降；

②电气设备或电缆长期过负荷运行使绝缘老化；

③电缆和电气设备的连接不符合要求。

造成接头松动脱离、碰触金属外壳；

④橡套电缆的连接不符合要求，出现“鸡爪子”、“羊尾巴”和明接头，并受潮气入侵；

⑤用金属丝吊挂橡套电缆，使其嵌入绝缘层内接触芯线；

⑥接线时，将导电芯线和地线接错；

⑦橡套电缆在运行中被炮崩或受挤、压、砸、砍等机械作用而使护套绝缘破损；

⑧电缆因长期过度弯曲而产生裂口或缝隙，运行中受潮气或淋水侵入；

⑨带电作业，人体接触一相带电导体；

⑩在电气设备内部随意增添电气元件；或检修时将工具等导体留在设备内，使电气间隙小于规定值，导致一相对地放电；出现严重过电压，击穿电缆或电气设备。

（七）保护接地

1保护接地的概念：

用导体把电气设备中所有正常不带电的外露金属部分，通过接地装置和大地紧密连接起来。

（简单介绍保护接地的原理）

2保护接地的作用：

保护接地可以使电气设备金属外壳意外带电时对地电压降低到规定的安全范围内，减少人体触电电流和人地电流的大小，最大限度地降低危险程度。

3井下保护接地网：

（又称总接地网）是利用供电的高、低压铠装电缆的金属外皮和橡套电缆的接地芯线，把分布在井下中央变电所、井底车场、运输大巷、采区变电所及工作面配电点的电气设备金属外壳在电气上连接起来所形成的保护接地系统。

4保护接地的要求：

①对主接地极的要求：

主接地极应在主、副水仓中各埋设一块。

主接地极使用耐腐蚀的钢板制成，其面积不得小于0.75㎡、厚度不得小于5mm。

在钻孔中敷设的电缆不能和主接地极连接时，应单独形成一分区接地网，其接地电阻不得超过2欧姆。

②对局部接地极的要求：

局部接地极可设置于巷道水沟内或其他就近的潮湿处。

设置在水沟中的局部接地极使用面积不小于0.6㎡、厚度不小于3mm的钢板或具有同等有效面积的钢管制成，并应平放于水沟深处。

设置在其他地点的局部接地极，可用直径不小于35mm、长度不小于1.5m的钢管制成，管上应至少钻20各直径不小于5mm的透孔，并垂直全部埋入底板。

③对接地母线和连接导线的要求：

连接主接地极的连接母线，应采用截面不小于50mm的铜线。

④其他要求：

接地网上任一保护接地点的接地电阻不得小于2欧姆。

（八）过电流保护：

1概念：

指流过电气设备或电缆的实际电流超过了额定值。

（过流保护有：

短路保护；过负荷保护和断相保护）

2过电流故障的危害及原因：

⑴短路：

指供电线路的相和相之间经导线直接连接，电流不流经负载形成回路。

①短路电流的危害：

短路电流很大，通常可达额定电流的几倍、几十倍甚至及百倍。

其危害有：

Ⅰ：

短路电流产生很大的热，烧坏电气设备，引起火灾或瓦斯、煤尘爆炸。

Ⅱ：

短路电流的电动力使故障设备及其他设备遭受机械破坏。

Ⅲ：

短路引起电网电压突然下降，影响电网中其他电气设备的正常运行。

②造成电网短路故障的主要原因：

Ⅰ：

电气设备或电缆的绝缘受到破坏。

（如绝缘老化、机械性损伤等

Ⅱ：

不同相序的两回路电源线并联。

Ⅲ：

检修完毕的线路在送电时没有拆除三相短路接地的临时接地线。

Ⅳ：

带电检修和搬迁电气设备、电气设备防护不当。

二、课后总结：

1、通过本次学习，学员对安全教育的认识有了进一步的认识，体会到了安全生产的重要性。

2、对应知应会的相关专业知识有了了解和掌握。

三、课后作业：

1、井下安全用电的规定有哪些？

2、井下采用机车运输时的规定有哪些？

3、防爆电气入井前需要检查哪些项目？

4、对提升钢丝绳、罐道绳有哪些要求？

5、叙述绞车司机“六不开”制度。

6、矿井提升装置必须设置的保险装置有哪些？