矿井供电系统及采区供电安全.docx

1、矿井供电系统及采区供电安全矿井供电系统及采区供电安全课程授课教案备课日期: 年 月 日 第 页班 级课 时教 具上 课 日 期 课 题矿井供电系统及采区供电安全目的要求知识目标：掌握矿井供电系统、采区供电系统、三专两闭锁的构成与工作原理等知识。能力目标：巩固基本知识，强化学员在实践中充分运用科学理论知识，确保安全生产的能力。思想目标：培养学员做有知识、有技术的现代新型技术工人的信心和主人翁责任感。重 点矿井及采区供电系统及煤矿安全规程对其的要求和三专两闭锁的原理等。难 点变压器的中性点运行方式；触电的危害及防治措施；三专两闭锁的使用。课 型理 论 课（新授）教 法讲授法、板书演示法教学环节课堂

2、主要教学内容时间分配一、组织教学目视全员，自我介绍；点名，讲明课堂纪律并宣布上课。 二、导入新课介绍学习本课程的目的和意义，并提出一些简单问题，激发学员的兴趣。电工基础知识 第一节 直流电路一、电路和电路图1、电路：由直流电源、用电器、导线和辅助设备等所组成的闭合回路。2、电路图：将电路中的实际元器件用理想的电路元件代替后的电路的图。 三、讲授新课 课程要点二、电功和电功率1、电功：在导体两端加上电压U，导体内就建立电场。电场力在推动自由电子通过导体横截面的电量为q，则电场力做功W。W=qU=UIt上式中W、U、I、t的单位分别为焦耳（j）、伏特（V）、安培（A）、秒（s）2、电功率：电流所做

3、的功和完成这些功所用的时间的比值。用P表示电功率，则P=W/t或P=UI上式中P、U、I的单位分别为瓦特（W）、伏特（V）、安培（A）。三、欧姆定律1、部分欧姆定律：电阻中的电流与加在电阻两端的电压成正比，与电阻成反比。用公式表示为：I=U/R或U=RI上式中，电压U的单位是V，电流I的单位是A，电阻值R的单位是R。2、全电路欧姆定律全电路由电源、用电器（电阻）、开关和导线组成。用公式表示为I=U/（R+R0）其中，U为电源电压，R为外电阻，R0为电源的内电阻。注意：开路状态和短路状态全电路欧姆定律的使用情况。第二节 磁与磁路一、磁场的基本概念1、磁场与磁力线当两个互不接触的磁铁靠近时，会产生

4、相斥或相吸的现象，是因为磁铁周围存在着一个作用力的空间，即磁场。磁铁周围的磁场可以用磁力线来形象地描述。磁力线的特点有：（1）磁力线在磁铁外部总是N极出，S极入；而在磁铁内部则从S极到N极。（2）磁力线的疏密程度反映了磁场的强弱。（3）磁力线是一些互不相交的封闭曲线。2、电流的磁效应（1）通电导线的磁场：在通电导线的周围有磁场产生，这一现象称为电流的磁效应。（2）右手螺旋定则：右手伸直大拇指顺着直导线中电流的方向，则弯曲的四指就表示导线周围磁场的方向。通电螺线管的磁场方向的判定仍符合右手螺旋定则。3、磁场的基本物理量（1）磁感应强度：用来表示磁场中各点磁场强弱和方向的物理量，用符号B表示。磁场

5、中某点的磁感应强度在数值上等于与磁场方向相垂直的单位长度的导体，通过单位电流时所受到的作用力。在均匀磁场中，如果一通电导体与磁场方向相垂直，则通电导体将受到磁场的作用力称为电磁力，用公式表示：F=BLI其中，磁感应强度B的单位是T，导线的有效长度L的单位是m，电流I的单位是A，电磁力F的单位是N。电磁力的方向可用左手定则来判定。（2）磁通：在均匀磁场中，磁感应强度B和垂直于磁场方向的面积S的乘积，用公式表示为：=BS其中磁通的单位为韦（Wb）。课程要点（3）磁导率：磁场中各种介质的导磁性能，用表示。由实验测定，真空中的磁导率0=4*10-7H/m（4）磁场强度：磁场中某点的磁感应强度B与媒介质

6、磁导率的比值，用H表示，即H=B/二、电磁感应定律 感应电动势的大小与磁通的变化率成正比，方向符合楞次定律。E=-N/t第三节 正弦交流电路一、正弦交流电的基本概念1、正弦交流电：指其大小和方向随时间作周期性变化的电流和电压。2、正弦交流电的三要素（1）振幅：正弦量所能达到的最大值。（2）角频率：相位角变化的快慢的物理量。单位是rad/s。（3）初相角：当t=0时的相角。单位是rad二、正弦交流电的相量表示：用有效值和初相角表示的一种极坐标形式。三、RLC串联电路由电阻、电感和电容串联组成的电路成为RLC串联电路。1、复阻抗Z=R+jL-j*（1/（c）2、阻抗的大小Z3、阻抗角四、正弦交流电

7、的功率1、有功功率：瞬时功率在一个周期内的平均值，用符号P表示。P=UIcos 课程要点2、无功功率无功功率用Q表示，Q=UIsin3、视在功率：用S表示，S=UI注意：阻抗符合阻抗三角形，功率关系符合功率三角形。第四节 三相交流电路一、三相交流电源：指三个大小相等，频率相同，相位互差1200的三个电源构成的电源。以顺序A、B、C表示。其瞬时表达式为：eA=EmsinteB= Emsin（t-1200）eC= Emsin（t+1200）二、三相电源的连接及三相负载的连接其连接方式分为星型接线和三角形接线。三、三相对称电路的计算计算方法：使用单相计算法煤矿井下供电的三大保护 煤矿井下环境条件差，

8、容易发生各种电气故障，保证供电安全是保证矿井安全生产的重要环节之一，井下供电的三大保护：过流保护、漏电保护和保护接地。一、过流保护 1、过流2、危害（1）强大的短路电流会损坏电气设备；（2）短路电的电弧会烧毁电气设备甚至引起瓦斯煤尘爆炸；（3）长期过负荷会使设备或线路的绝缘老化，缩短设备的使用寿命。课程要点3、原因（1）绝缘老化（2）机械损伤4、过流保护的措施（1）采用熔断器进行保护（2）采用过流继电器进行保护5、过流保护的设置变压器的高压侧和高压电机应设置过流保护，变压器的低压侧或低压馈电开关应设置过流保护、漏电保护。二、漏电保护1、漏电2、危害（1）接地电的电火花可能引起可燃性气体着火或爆

9、炸；（2）导致人身触电；（3）漏电流的长期存在，使绝缘进一步恶化，甚至引起两相短路；（4）使电雷管超前引爆。3、原因（1）设备绝缘自然老化；（2）施工方面的原因：橡套电缆悬挂时，没有使用电缆挂钩而使用铜丝或铁丝悬挂，长时间会导致漏电；（3）管理方面的原因：电气设备和电缆遭受水淹或潮湿，未经干燥而送电引发漏电；（4）维修不当引起的漏电。4、漏电保护（1）非选择性漏电保护：在采区变电所使用检漏继电器。（2）选择性漏电保护：使用电流方向继电器和功率方向继电器。课程要点三、保护接地1、组成：由主接地极，接地母线，辅助接地母线，局部接地极，连接导线，接地引线组成。2、设置（1）主接地极：采用规格符合规程

10、要求的钢板做成。设置在井下中央水仓。（2）接地母线：采用符合规程要求的镀锌钢板或裸钢板做成。设置在井下中央变电所，与主接地极的连接采用焊接。（3）辅助接地母线：采用符合规程要求的镀锌钢板或裸钢板做成。设置在采区变电所及各个配电点。（4）局部接地极：采用符合规程要求的镀锌钢管做成。设置在采区变电所、各个配电点和电缆接线盒等处。（5）连接导线和接地引线：采用符合规程要求的镀锌钢绞线或裸铜线做成。连接电气设备的金属外壳的导线称为连接导线。由局部接地极引出的导线称为接地引线。3、要求：井下接地网总的接地电阻不能超过2欧姆。矿井安全供、用电及专业化管理1、为保证安全用电，制定了哪些安全作业制度？严格执行

11、这些制度有什么重要意义？安全作业制度主要有：工作票制度；工作许可制度；倒闸、试验操作票制度和工作监护制度；停、送电制度等。2、工作票制度的具体内容是什么？工作票由谁签发？工作负责人、操作人员和工作许可人的安全责任是什么？课程要点在地面电气设备和线路上作业时，以及对井下高压电气设备进行检修及对重要线路和重要工作场所进行停、送电时，都必须使用工作票，并按工作票规定的内容进行工作。工作票的主要内容有：工作地点和工作内容；工作起、止时间；工作负责人（监护人）、工作许可人和工作人员的姓名，以及注意事项和安全措施。工作票应由局、矿熟悉设备情况，熟悉电业安全工作规程和煤矿安全规程的局、矿主管供电负责人签发。

12、其中一份留存在工作地点，由工作负责人执存，另一份由值班员收执，按值移交。值班员应将工作票号码、工作任务、许可工作时间及完成工作时间记入操作记录簿中。工作票应在工作前一天交给值班员、临时工作可在工作开始以前直接交给值班员。若工作内容、工作人员或工作时间有变更，应提前修改或重新填写工作票。工作票中所列人员的安全责任：工作票签发人：工作必要性；工作是否安全；工作票上所填安全措施是否正确完备；所派工作负责人和工作班人员是否适当和足够；精神状态是否良好。工作负责人（监护人）：正确安全地组织工作；结合实际进行安全思想教育；督促、监护工作人员遵守有关规程的规定；负责检查工作票所载安全措施是否正确完备，值班员

13、所做的安全措施是否符合现场实际条件；工作前对工作人员交待安全事项；工作班人员变动是否合适。课程要点工作许可人（值班调度员、工区值班员、变电所值班员均为工作许可人）：负责审查工作票所列安全措施是否正确完备；是否符合现场条件；工作现场布置的安全措施是否完善；负责检查停电设备有无突然来电的危险；对工作票中所列内容即使发现很小疑问，也必须向工作票签发人询问清楚，必要时应要求作详细补充。工作人员：认真执行有关规程规定和现场安全措施，互相关心，监督讯息工期安全和各项安全措施的实施。3、高压操作工作许可制度的内容是什么？对地面变电所的电源进线及与进线有关的电气设备进行操作、检修时，都必须得到系统主管部门调度

14、（局电力调度或电力系统调度）的批准。对地面和井下高压电气设备（包括采区变电所内的高压设备），必须经矿生产调度的许可，方能进行检修操作。对采区（工区）内的机电设备进行检修时，一般由采区（工区）自行决定，但影响较大的，可对采区变电所内高压电气设备进行停、送电操作，但不得擅自打开电气设备进行修理。经维修单位机电主管人员授权者，不受此限。在井下搬迁或增减电气设备，必须经过电气管理部门审查批准。在具体进行各项检修、操作时，还必须得到现场值班人员的许可。工作许可人（工作现场值班人员）在完成施工期现场的安全措施后（切断被检修设备的电源、用同电源电压相符的验电笔验电，确认无电后，检查工作地点的瓦斯浓度在1%以

15、下时，进行对地放电），还应会同工作负责人到现场两次检查所做的安全措施，以手触课程要点试，证明被检修设备确无电压，并对工作负责人指明带电设备的位置和注意事项。然后双方在工作票上分别签名，工作班方能开始工作。工作负责人和工作许可人（值班员）任何一方不得擅自变更安全措施，值班员不得变更被检修设备的运行结线方式。工作中如有特殊情况需要变更时，应事先取得对方的同意。4、高压倒闸、试验操作票制度和工作监护制度的内容是什么？为了保证人身安全，防止因误操作而引起的设备损坏编号（未编号的操作票不准使用）。操作之前，操作人及监护人应根据线路图或模拟板认真核对操作票中的操作项目，并经值班负责人审核签名。倒闸操作，必

16、须由两人挂靠执行，其中一人监护，一人操作。操作人和监护人必须经过培训、考试合格并经批准后的人员担任，其中对操作现场和设备比较熟悉，级别较高的一人做监护人，操作中执行监护复诵制度，人武部操作结束后，应进行复查。特别重要和复杂的倒闸操作，应由熟练的值班员操作，由值班长或值班负责人监护。除特殊情况外，交接班时一般不进行倒闸操作。在进行高压试验时，同样应由两人执行，其中一人监护，一人操作。试验现场应设遮拦，并悬挂“止步”、“高压危险”的标示牌，同时派专人看管，若被测试设备的两端不在同一地点，两端均需派人看管。课程要点在倒闸、试验操作中，操作人员应使用经过试验合格的专用绝缘工具，并按规定戴绝缘手套，穿绝

17、缘靴或站在绝缘台上。在整个倒闸、试验操作过程中，监护人必须始终在工作现场，对工作人员的安全认真进行监护，及时纠正违反安全的动作。原则上监护人不参加具体操作，专职监护人不得兼做其它工作。5、高压停、送电制度的内容是什么？为了保证安全供电，防止人身触电，电气设备在进行检修搬迁等作业时，必须遵守停电、验电、放电、装设接地线、设置遮拦和悬挂标示牌等规定程序，严禁带电作业。电气设备在进行停电检修时，必须严格执行谁停电，谁送电的停、送电制度，中间不得换人，严禁约时停、送电。（1）、停电：停电时，必须把有着线路的电源开关全部断开，与其有关的变压器，须断开高、低压两侧开关，断开的隔离开关的操作机构必须加闭锁。

18、井下高压隔爆电器装置，断路器打开后，应向外拉出，使其隔离插头脱离电源。操作手把上均应悬挂“有人工作，禁止合闸”的标示牌。当部分设备停电时，工作人员下沉活动范围与带电设备之间应设置临时遮拦，其安全距离为：10KV以下，不小于0.35m；2035KV，不小于0.6m，并应悬挂“止步，高压危险！”的标示牌。（2）、验电：停电后，必须用合格的、相应电压等级的验电器验电。课程要点（3）、放电，装接地线：经验电证明设备确无电压后，应立即对被检修设备接地并三相短路，使其剩余电荷放尽。接地线应用有接地和适中导线组成的成套碰撞接地线，它由多股软铜线组成，其截面不得小于25mm，严禁用其它导线做接地线，装接地线时

19、，应先接接地端，后接导线端，接地线应连接可靠。拆除接地线的程序与此相反。装、拆接地线时，操作人员应戴绝缘手套，人体不得碰触接地线。在煤矿井下，上述验电，放电，装拆接地线的操作，必须有瓦斯检查员在场，只有瓦斯浓度在1%以下时方可进行。（4）、送电：当设备检修完毕恢复送电时，必须由原来执行停电并悬挂标示牌的操作人员亲自取下此牌，然后方可合闸送电。6、常用绝缘工具的管理有哪些要求？（1）、地面变电所的绝缘工具，应有专门的工具室存放，室内通风良好，清洁，干燥；（2）、绝缘工具应设专人保管，并负责绝缘工具的领取和发放；（3）、井下变电所的绝缘工具，应有专用的工具柜加锁存放；（4）、绝缘工具应分类存放，避

20、免扎伤、受潮和污染绝缘；（5）、如发现绝缘工具操作或受潮，应及时进行检修和干燥处理，试验合格后方可使用；（6）、绝缘工具必须按规定定期进行绝缘性能的试验，不符合试验要求者，禁止使用。课程要点7、当井下低压配电系统同时存在两种或两种以上电压时，应采取的安全措施。井下低压配电系统同时存在两种或两种以上电压时，低压电气设备（变压器、馈电开关、起动器、电动机、漏电继电器等）上，应明显地标出其额定电压值，以免造成不同额定电压的设备互相混接、错接，发生电气事故。8、井下为什么不得带电检修、搬迁电气设备？对此，煤矿安全规程是如何规定的？因为井下空间狭窄，空气潮湿，并且有淋水，有了触电的危险性。特别是井下存在

21、瓦斯、煤尘等爆炸性物质。如带电检修、搬迁电气设备（包括电缆和电线）极容易发生人身触电事故或短路事故，产生的电火花，可能引起瓦斯、煤尘爆炸事故。为此，煤矿安全规程规定：井下不得带电检修、搬迁电气设备（包括电缆电线）。检修或搬迁前，必须切断电源，并用同电源电压相适应的验电笔检验。检验无暇后，必须检查瓦斯，在其巷道的风流中瓦斯浓度在1%以下时，方可进行导体对地放电。控制设备内部安有放电装置的，不受此限。所有开关把手在切断电源时都应闭锁，并悬挂“有人工作，不准送电”牌，只有执行这项工作的人员，才有权取下此牌并送电。必须带电搬迁设备时，应制订安全措施，报矿工程师批准。案例1990年，某矿25区胶带输送机

22、上山机电设备安装结束后，准备移交生产。在调整胶带输送机时，电工带电修理巷道的课程要点照明灯，产生电火花，引起瓦斯爆炸，死亡14人，重伤4人，破坏巷道242m，损坏胶带输送机两台。9、井下供电必须做到“十不准”，其具体内容是什么？井下供电必须做到“十不准”，即：（1）不准带电检修；（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、明火放炮；（5）不准用铜、铝、铁丝等代替保险丝；（6）停风、停电的采掘工作面，未经检查瓦斯，不准送电；（7）有故障的供电线路，不准强行送电；（8）电气设备的保护装置失灵后，不

23、准送电；（9）失爆设备、失爆电器、不准使用；（10）不准在井下拆卸矿灯。案例1985年10月20日，某矿1313回采工作面上巷，工人运木料时，矿调度指示电工甩掉漏电继电器继续供电，运料工手扶电缆，触电身亡。案例1985年10月6日，某矿立井一采区146工作面，因停电使局部通风机停机停风，造成盲巷瓦斯积聚。恢复供电后局部通风机排放瓦斯时，一工人拆卸矿灯，产生电火花，引起瓦斯爆炸，死亡36人，轻伤一人，经济损失10余万元。10、“三无、四有、两齐、三全、三坚持”，其具体内容是什么？为什么要这样规定？课程要点 “三无”，即无鸡爪子；无羊尾巴；无明接头。“四有”，即有过电流和漏电保护装置；有螺钉和弹簧

24、垫；有密封圏和挡板；有接地装置。“两齐”，即电缆悬挂整齐；设备硐室清洁整齐。“三全”，即防护装置全；坚持使用检漏继电器；坚持使用煤电钻、照明和信号综合保护；坚持使用风电和瓦斯电闭锁。上述规定，对防止短路、漏电、人身触电、过负荷和电气设备失爆，对加强技术资料管理，正确分析、判断和处理事故，都是极为有效的措施。因此在日常运行、维护工作中，应严格执行上述规定，精心维护、认真检查，如发现问题，应及时处理，确保井下安全供电。11、为什么要健全技术管理资料？对此，煤矿安全规程是如何规定的？为了做好电气安全管理工作，机电管理人员必须熟悉全矿供电系统的运行状况，并掌握设备动态，以便事先预测和判断事故隐患，以及

25、在发生事故时能及时制定出正确的处理方案和措施。因此，各矿机电管理部门必须建立健全全矿供电方面的各种技术管理资料。根据煤矿安全规程规定：每一矿井必须备有地面、井下配电系统图、井下电气设备布置示意图和电力、电话、信号和电机车线路平面敷设示意图、并随着情况的变化定期填绘。图中应注明：课程要点（1）电动机、变压器、配电设备、信号装置、通讯装置等装设地点；（2）每一设备的型号、容量、电压、电流种类及其它技术性能；（3）馈出线的短路、过负荷保护的整定值、熔断器熔体的额定电流值以及被保护干线和支线最远点两相短路电流值；（4）电缆的用途、型号、电压、截面和长度；（5）保护接地装置的地点；（6）风流方向。12、

26、煤矿安全规程规定煤矿必须建立哪些机电专业管理组？各矿机电部门必须建立防爆检查、电气管理、小型电器管理、电缆管理等专业组。13、如何对电缆进行管理？电缆的领取、发放和回收应遵守哪些规定？1、电缆的管理具体要求：（1）、矿井必须设立电缆管理组，对电缆实行集中统一管理。（2）、使用电缆的单位，应设兼职“电缆管理员”一人，负责本单位电缆的领取、入井、移交、验收及电缆回收上井，向电缆管理组交还电缆等工作。（3）、电缆管理组应有必要的规章制度。（4）电缆入井前必须经过严格检查，填写入井证。没有入井证的电缆，禁止入井使用。（5）高压电缆应执行挂牌制度，以便识别和管理。所有高压电缆进、出线处；主要运输大巷中电

27、缆分支处；井下机电硐室的高压电缆进、出线处。电缆标志牌上应注明：电缆的型号、规格、长度及维护人。课程要点2、电缆的领取、发放和回收的规定。电缆的领取、发放的规定：（1）、购进的电缆，由电缆管理组统一领取，领回的电缆经检查合格后，一律统一编号、上帐、建卡；（2）、没有合格证的电缆，不准发放；电缆的回收规定：（1）采区生产结束，应及时将电缆回收上井，如给电缆管理组，并设专人验收检查。（2）如电缆完好，给交回单位填写收到条。并在卡片上注销，记载收到日期，说明该条电缆停用回库；（3）如果电缆严重损坏或无故割断时，必须追查责任，并报上级领导，听候处理。14、对井下电气设备如何进行防爆管理？为了保证井下电

28、气安全，必须加强井下电气设备的防爆管理，具体要求是：（1）井下电气设备防爆管理工作，由防爆设备检查组全面负责，集中统一管理。（2）防爆电气设备入井前应由指定的、经矿务局考试合格的电气设备防爆检查员检查其安全性能，取得合格证后，方准入井。（3）在日常运行中，应进行经常性的维护检查和定期检查、明确规定检查内容和日期、检查中发现的问题及处理，应做好记录。（4）防爆电气设备的运行、维护和修理，必须符合防爆性能和各项技术要求。防爆性能受到破坏的电气设备，应立即处理和更换，不得继续使用。（5）运行中的防爆电气设备，应进行编号，实行版板管理。有的设备，应由专人负责，进行更换或维修。课程要点15、井下电网过电

29、流保护装置进行管理具体要求：（1）井下过电流保护装置管理，由电气管理组（电管组）全面负责，集中分级管理；（2）矿机电主管部门应加强对此项工作人员和机电维修人员的培训工作；（3）矿机电主管部门应备有井下实际供电系统图板。（4）井下高压配电箱保护装置的整定和管理，由组专人负责；（5）新投产的采区、由电管组对保护装置进行选择、检验和整定；（6）新安装的保护装置的整定，由电管组负责；运行中的电气设备的保护装置可由机电维修工按整定值进行；（7）运行中的电气设备的保护装置，由机电维修工负责检查，如发现有误动作或整定值计算有差错的，应由电管组根据实际情况，作必要的改动，其它人员不得任意变更；（8）为了便于检

30、查运行中的保护装置的整定值，应在开关上挂一块牌子，牌子上注明该点的适中电流、开关的整定值、整定日期和整定人等；（9）当高、低开关在机电修配厂检修时，对其保护装置应同时进行校验，使之符合要求，以便在井下使用时，可以根据其刻度，进行准确地调整。16、防止人身触电的主要措施（1）防止人身触及或接近带电导体：(2）取相应技术措施，防止人身触电。（3）对手持式设备和接触较多容易造成触电危险的照明、通讯、信号及控制系统，除应加强绝缘外，尽量采用较低电压。课程要点（4）严格执行煤矿安全规程有关规定和安全作业制度：例如，不带电检修、搬迁电气设备；工作票制度；工作许可制度；停、送电制度工作监护制度等。井下机电硐室和采区供电安全 一、煤矿安全规程对井下机电硐室有井下机电硐室应符合如下规定和要求：