煤矿电气安全技术资料电子教案.ppt
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1、煤煤矿电气安全技气安全技术资料料2.2.供电安全要求供电安全要求 (1 1)供电安全可靠:采用双回路供电网,确保不间断地对)供电安全可靠:采用双回路供电网,确保不间断地对矿井供电。矿井供电。(2 2)供电技术合理:矿井供电系统简单,供电质量高。)供电技术合理:矿井供电系统简单,供电质量高。3.3.电力负荷分级电力负荷分级根据供电可靠性要求的不同,矿山电力负荷可分为以下三级。根据供电可靠性要求的不同,矿山电力负荷可分为以下三级。(1 1)一级负荷:主排水泵,主要通风机等。采用两个独立电源供电,)一级负荷:主排水泵,主要通风机等。采用两个独立电源供电,以保证一回路检修或故障时,另一回路仍能继续供电
2、,保证供电不中断以保证一回路检修或故障时,另一回路仍能继续供电,保证供电不中断。(2 2)二级负荷:空气压缩机、煤矿提运设备、井底车场整流设备、采)二级负荷:空气压缩机、煤矿提运设备、井底车场整流设备、采区变电所等,区变电所等,应由两回路供电。应由两回路供电。(3 3)三级负荷:不属于一、二级负荷的设备。)三级负荷:不属于一、二级负荷的设备。煤矿安全规程煤矿安全规程第四百三十六条:向采区供电的同一电源线路上,第四百三十六条:向采区供电的同一电源线路上,串接的采区变电所数量不得超过串接的采区变电所数量不得超过3 3个。个。4.4.煤矿安全规程煤矿安全规程第四百四十五条第四百四十五条 井下各级配电
3、电压和各种电气井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级设备的额定电压等级 应符合下列要求:应符合下列要求:(1 1)高压不应超过)高压不应超过10000V10000V。(2 2)低压不应超过)低压不应超过1140V1140V。(3 3)照明和手持式电气设备的额定电压供电额定电压不超过)照明和手持式电气设备的额定电压供电额定电压不超过127V127V。(4 4)远距离控制线路的额定电压不应超过)远距离控制线路的额定电压不应超过36V36V。(5 5)采掘工作面用电设备电压超过)采掘工作面用电设备电压超过3300V3300V时,必须制定专门的安全措施。时,必须制定专门的安全措施。5.5.矿井供
4、电方式矿井供电方式(1 1)三级供电方式,即地面变电所、井下中央变电所、采区变电所。)三级供电方式,即地面变电所、井下中央变电所、采区变电所。(2 2)中小型矿井采用二级供电方式,即地面变电所、采区变电所。)中小型矿井采用二级供电方式,即地面变电所、采区变电所。6.6.矿井供电系统矿井供电系统(1 1)深井供电系统:煤层埋藏深度大于)深井供电系统:煤层埋藏深度大于150m150m。(2 2)浅井供电系统:煤层埋藏深度小于)浅井供电系统:煤层埋藏深度小于150m150m。徐庄煤矿供电系统徐庄煤矿供电系统v 煤矿用电来自电力系统或矿区发电厂。由发电厂、输电线路和升煤矿用电来自电力系统或矿区发电厂。
5、由发电厂、输电线路和升 降变电所组成。为保证供电可靠性,供电系统中各变电所应有两降变电所组成。为保证供电可靠性,供电系统中各变电所应有两 条独立电源。条独立电源。v 矿井供电系统由矿井地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、矿井供电系统由矿井地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、工作面配电点和输配电线路按照一定方式相互连接起来组成的整体。工作面配电点和输配电线路按照一定方式相互连接起来组成的整体。地面变电所有两回路电源进线,一般为地面变电所有两回路电源进线,一般为35KV35KV,配电电压为,配电电压为6KV6KV。矿。矿 井地面变电所是矿山供电的枢纽,担负着全矿的供电任务。井地面变电所是矿
6、山供电的枢纽,担负着全矿的供电任务。v 井下中央变电所一般与井下中央水泵房合建在一个硐室内,就设井下中央变电所一般与井下中央水泵房合建在一个硐室内,就设 在井底车场附近。我矿井下在井底车场附近。我矿井下-400-400中央变电所和中央变电所和-750-750中央变电所。中央变电所。凡是进入矿井井筒的供电设备及电缆所组成的供电线路,均属凡是进入矿井井筒的供电设备及电缆所组成的供电线路,均属于井下供电系统。一般由两条高压(于井下供电系统。一般由两条高压(6KV6KV)下井电缆、井下中央变)下井电缆、井下中央变(配)电所、采区变电所、防爆移动变电站、工作面配电点以及用(配)电所、采区变电所、防爆移动
7、变电站、工作面配电点以及用于输配电用的各类电缆等组成。于输配电用的各类电缆等组成。防爆移动变电站主要用于对容量较大的机组电动机供电,允许放防爆移动变电站主要用于对容量较大的机组电动机供电,允许放置在采掘工作面附近,以缩短低压供电距离,改善对机组等大容量置在采掘工作面附近,以缩短低压供电距离,改善对机组等大容量设备的供电质量。设备的供电质量。v 对我矿供电的典型电力系统如下图:对我矿供电的典型电力系统如下图:v煤矿安全规程煤矿安全规程第四百四十五条第四百四十五条 1 1、采区变电所应当设专人值班。无人值班的变电所必须关门加锁,并有、采区变电所应当设专人值班。无人值班的变电所必须关门加锁,并有巡检
8、人员巡回检查。巡检人员巡回检查。2 2、实现地面集中监控并有图像监视的变电所可以不设专人值班,硐室必、实现地面集中监控并有图像监视的变电所可以不设专人值班,硐室必须关门加锁,并有巡检人员巡回检查。须关门加锁,并有巡检人员巡回检查。二、矿井电气设备二、矿井电气设备 1.1.矿井电气设备的种类矿井电气设备的种类 (1 1)高低压配电柜:用于接受和分配电能,并实施供电保护控制。)高低压配电柜:用于接受和分配电能,并实施供电保护控制。(2 2)矿用变压器:用于将矿井供电网电压降至动力设备及照明所需)矿用变压器:用于将矿井供电网电压降至动力设备及照明所需 的电压等级。的电压等级。(3 3)矿用低压开关:
9、用于矿井低压供电系统配电控制,)矿用低压开关:用于矿井低压供电系统配电控制,(4 4)矿用隔爆型磁力启动器:用于矿井低压动力设备。)矿用隔爆型磁力启动器:用于矿井低压动力设备。(5 5)隔爆移动变电站:作为采区、工作面动力设备供电源及控制设)隔爆移动变电站:作为采区、工作面动力设备供电源及控制设 备。备。2.2.矿井电气设备的防爆性能要求矿井电气设备的防爆性能要求v (1 1)防爆外壳的耐爆性:矿用电气设备的防爆外壳应有足够机械强度(一般大于)防爆外壳的耐爆性:矿用电气设备的防爆外壳应有足够机械强度(一般大于8 8个大气压),能承受壳体内物质爆炸压力作用;个大气压),能承受壳体内物质爆炸压力作
10、用;v (2 2)防爆外壳的不传爆性:壳体内爆炸产生的)防爆外壳的不传爆性:壳体内爆炸产生的高温高压气体和火焰不能直接点燃外部的可爆炸性高温高压气体和火焰不能直接点燃外部的可爆炸性气体。气体。3.3.矿井电气设备的标志矿井电气设备的标志v (1 1)矿用一般型电气设备标志:)矿用一般型电气设备标志:“KY”KY”。v (2 2)矿用防爆型电气设备标志:)矿用防爆型电气设备标志:“EX”EX”和和v“MA”MA”。v (3 3)矿用隔爆型电气设备标志:)矿用隔爆型电气设备标志:“ExdI”ExdI”。隔爆型真空馈电开关隔爆型真空馈电开关 4.4.常见隔爆设备的失爆现象常见隔爆设备的失爆现象(1
11、1)产品没有合格证的,没有煤矿安全标志的()产品没有合格证的,没有煤矿安全标志的(MAMA),没有防爆标),没有防爆标 志的(志的(ExEx)均为失爆。)均为失爆。(2 2)用螺栓固定的结合面,缺螺栓、螺母、弹簧垫的为失爆,弹垫未)用螺栓固定的结合面,缺螺栓、螺母、弹簧垫的为失爆,弹垫未 压平、螺栓松动的为失爆,螺栓或螺孔滑扣的也为失爆。压平、螺栓松动的为失爆,螺栓或螺孔滑扣的也为失爆。(3 3)闲置的喇叭嘴先上密封圈,后上挡板,再上金属圈最后拧紧,)闲置的喇叭嘴先上密封圈,后上挡板,再上金属圈最后拧紧,反之为失爆。反之为失爆。防爆电气设备对矿井的重要性:防爆电气设备对矿井的重要性:煤矿井下在
12、生产过程中存在着瓦斯、煤尘等具有爆炸性的煤矿井下在生产过程中存在着瓦斯、煤尘等具有爆炸性的物质,为了安全生产,防止瓦斯、煤尘发生爆炸事故,一方面物质,为了安全生产,防止瓦斯、煤尘发生爆炸事故,一方面要控制瓦斯、煤尘在井下空气中的含量;另一方面要杜绝一切要控制瓦斯、煤尘在井下空气中的含量;另一方面要杜绝一切能够点燃矿井瓦斯、煤尘的点火源和高温热源。能够点燃矿井瓦斯、煤尘的点火源和高温热源。井下电气设备正常运行和故障状态下都有可能出现电火花、井下电气设备正常运行和故障状态下都有可能出现电火花、电弧、热表面和灼热颗粒等,它们都具有一定的能量,可能成电弧、热表面和灼热颗粒等,它们都具有一定的能量,可能
13、成为点燃矿井瓦斯、煤尘的点火源和热源。因此煤矿井下使用的为点燃矿井瓦斯、煤尘的点火源和热源。因此煤矿井下使用的电气设备必须是防爆型的,以防止瓦斯、煤尘爆炸事故的发生。电气设备必须是防爆型的,以防止瓦斯、煤尘爆炸事故的发生。常见的失爆现象如下各图:常见的失爆现象如下各图:防爆面缺螺栓、弹簧垫圈防爆面缺螺栓、弹簧垫圈防爆面螺栓未上紧(以弹簧垫圈压平为准)防爆面螺栓未上紧(以弹簧垫圈压平为准)、弹、弹垫失效、或压不平。垫失效、或压不平。喇叭嘴缺拉紧螺栓喇叭嘴缺拉紧螺栓喇叭嘴压紧无余量(喇叭嘴亲嘴)喇叭嘴压紧无余量(喇叭嘴亲嘴)带螺纹的电缆引入装置(喇叭嘴),带螺纹的电缆引入装置(喇叭嘴),螺纹拧入扣
14、数不够螺纹拧入扣数不够合格合格拧入不够拧入不够喇叭嘴喇叭嘴闲置进线喇叭嘴内无挡板闲置进线喇叭嘴内无挡板 进线装置无金属圈进线装置无金属圈错误错误正确正确矿灯灯线破损、密封不严、灯线来回窜动矿灯灯头矿灯灯线破损、密封不严、灯线来回窜动矿灯灯头破裂、灯头圈松动、玻璃破裂、灯头密封不严、灯破裂、灯头圈松动、玻璃破裂、灯头密封不严、灯锁失效锁失效5 5 三专两闭锁三专两闭锁 1 1、煤矿安全规程煤矿安全规程规定,瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤与瓦斯规定,瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井中,掘进工作面的局部通风机供电必须设专用变压器、专用开关、专突出矿井中,掘进工作面的局部通风机供电必须设专用变
15、压器、专用开关、专用线路。局部通风机和工作面的电气设备必须装有风电闭锁和瓦斯电闭锁装置,用线路。局部通风机和工作面的电气设备必须装有风电闭锁和瓦斯电闭锁装置,以保证局部通风机停止运转或掘进巷道内瓦斯超限时,能立即自动切断巷道中以保证局部通风机停止运转或掘进巷道内瓦斯超限时,能立即自动切断巷道中电气设备的电源,防止爆炸事故的发生。电气设备的电源,防止爆炸事故的发生。2 2、“三专两闭锁三专两闭锁”适用于掘进工作面。掘进工作面是独头巷道,甲烷和适用于掘进工作面。掘进工作面是独头巷道,甲烷和有害气体易于集聚而引起爆炸,同时也会给人员造成伤亡,所以工作面需要有害气体易于集聚而引起爆炸,同时也会给人员造
16、成伤亡,所以工作面需要呼吸新鲜空气,有害气体必须及时排出或稀释,主要靠局部通风机。呼吸新鲜空气,有害气体必须及时排出或稀释,主要靠局部通风机。3 3、三专的作用:对局部通风机实行专用变压器、专用开关、专用线路供、三专的作用:对局部通风机实行专用变压器、专用开关、专用线路供电来保证供电的连续性,不间断地向掘进工作面通风。电来保证供电的连续性,不间断地向掘进工作面通风。4 4、风电闭锁的作用:掘进动力设备工作前应先通风吹散瓦斯,当瓦斯浓、风电闭锁的作用:掘进动力设备工作前应先通风吹散瓦斯,当瓦斯浓度降到度降到0.1%0.1%以下时,再开动力设备;由于故障原因局部通风机停止通风时,以下时,再开动力设
17、备;由于故障原因局部通风机停止通风时,掘进动力也同时停电,这样可防止由于电火花或机械火花引起瓦斯爆炸事故。掘进动力也同时停电,这样可防止由于电火花或机械火花引起瓦斯爆炸事故。5 5、瓦斯电闭锁作用:由于瓦斯喷出量大时局部通风机不能将其及时吹散、瓦斯电闭锁作用:由于瓦斯喷出量大时局部通风机不能将其及时吹散或稀释,则有瓦斯监控系统对掘进工作面的动力源实行闭锁。当瓦斯浓度达到或稀释,则有瓦斯监控系统对掘进工作面的动力源实行闭锁。当瓦斯浓度达到1%1%时,瓦斯监控器发生报警;当瓦斯达到时,瓦斯监控器发生报警;当瓦斯达到1.5%1.5%时,立即切断掘进工作面动力电时,立即切断掘进工作面动力电源,防止电火
18、花和机械火花引起瓦斯爆炸。源,防止电火花和机械火花引起瓦斯爆炸。三、供电系统电气保护三、供电系统电气保护 在供电系统的运行过程中,往往由于电气设备绝缘损坏,操作维在供电系统的运行过程中,往往由于电气设备绝缘损坏,操作维护不当以及外力破坏等原因,造成短路、漏电、断相故障或其他不正护不当以及外力破坏等原因,造成短路、漏电、断相故障或其他不正常的运行状态,影响矿井的正常生产,甚至危及人身安全或造成瓦斯、常的运行状态,影响矿井的正常生产,甚至危及人身安全或造成瓦斯、煤尘爆炸事故。因此,供电系统发生故障时,必须及时采取有效排除煤尘爆炸事故。因此,供电系统发生故障时,必须及时采取有效排除措施,以免产生严重
19、的后果,因此完善的供电系统电气保护是保证电措施,以免产生严重的后果,因此完善的供电系统电气保护是保证电气安全的重要措施,是对电气故障的保护,在故障状态时,发出信号气安全的重要措施,是对电气故障的保护,在故障状态时,发出信号或动作。或动作。煤矿安全规程煤矿安全规程v第四百五十条第四百五十条井下严禁使用油浸式电气设备。井下严禁使用油浸式电气设备。40kW 40kW 及以上的电动机,应当采用真空电磁起动器控制。及以上的电动机,应当采用真空电磁起动器控制。v第四百五十一条第四百五十一条井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备,井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备,应当具有短路、过负荷、接地和欠压释
20、放保护。井下由采区变电所、应当具有短路、过负荷、接地和欠压释放保护。井下由采区变电所、移动变电站或者配电点引出的馈电线上,必须具有短路、过负荷和漏移动变电站或者配电点引出的馈电线上,必须具有短路、过负荷和漏电保护。低压电动机的控制设备,必须具备短路、过负荷、单相断线、电保护。低压电动机的控制设备,必须具备短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护及远程控制功能。漏电闭锁保护及远程控制功能。煤矿安全规程煤矿安全规程第四百五十三条第四百五十三条 矿井矿井6000V6000V及以上高压电网,必须采取措施限制单及以上高压电网,必须采取措施限制单相接地电容电流,生产矿井不超过相接地电容电流,生产矿井不超过20
21、A20A,新建矿井不超过,新建矿井不超过10A10A。井上、下变电所的高压馈电线上,必须具备有选择性的单相接地井上、下变电所的高压馈电线上,必须具备有选择性的单相接地保护;向移动变电站和电动机供电的高压馈电线上,必须具有选择性保护;向移动变电站和电动机供电的高压馈电线上,必须具有选择性的动作于跳闸的单相接地保护。的动作于跳闸的单相接地保护。井下低压馈电线上,必须装设检漏保护装置或者有选择性的漏电井下低压馈电线上,必须装设检漏保护装置或者有选择性的漏电保护装置,保证自动切断漏电的馈电线路。保护装置,保证自动切断漏电的馈电线路。每天必须对低压漏电保护进行每天必须对低压漏电保护进行1 1次跳闸试验。
22、次跳闸试验。煤电钻必须使用具有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相和远煤电钻必须使用具有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相和远距离控制功能的综合保护装置。每班使用前,必须对煤电钻综合保护距离控制功能的综合保护装置。每班使用前,必须对煤电钻综合保护装置进行装置进行1 1次跳闸试验。次跳闸试验。突出矿井禁止使用煤电钻,煤层突出参数测定取样时不受此限。突出矿井禁止使用煤电钻,煤层突出参数测定取样时不受此限。对矿井电气保护装置的基本要求:对矿井电气保护装置的基本要求:(1 1)选择性:)选择性:当供电系统发生故障时,电气保护装置应能有选择地将故障切当供电系统发生故障时,电气保护装置应能有选择地将故障切除
23、,从而保证供电系统其他部分能正常运行。除,从而保证供电系统其他部分能正常运行。(2 2)快速性:)快速性:就是要求电气保护装置能快速切除故障。就是要求电气保护装置能快速切除故障。(3 3)灵敏性)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 应能力称之为灵敏性。不同的保护装置和被保护设备对灵敏应能力称之为灵敏性。不同的保护装置和被保护设备对灵敏 系数的要求也不相同。系数的要求也不相同。(4 4)动作可靠性)动作可靠性 :动作可靠性是指线路和电气设备故障时,保护装置应能动作可靠性是指线路和电气设备故障时,保护装置应能 可靠动作
24、,不会出现拒动,也不会出现误动。可靠动作,不会出现拒动,也不会出现误动。我国煤矿井下电气设备和线路普遍具有和使用的三大保护:我国煤矿井下电气设备和线路普遍具有和使用的三大保护:v(1 1)漏电保护)漏电保护v(2 2)接地保护)接地保护v(3 3)过流保护)过流保护 井下供电系统的三大保护是保证井下供电安全的可靠措施。井下供电系统的三大保护是保证井下供电安全的可靠措施。另外还有:另外还有:v电压保护:包括欠电压和过电压保护电压保护:包括欠电压和过电压保护v单相断线保护单相断线保护v风电、瓦斯电闭锁风电、瓦斯电闭锁v综合保护综合保护(一)漏电保护一)漏电保护1.1.漏电:漏电:电网与电气设备的绝
25、缘状态是重要的电气参数。电网与电气电网与电气设备的绝缘状态是重要的电气参数。电网与电气设备漏电是指绝缘电阻显著下降的现象。设备漏电是指绝缘电阻显著下降的现象。漏电概念:漏电概念:当电气设备或导线的绝缘损坏或人体触及一相带电体时,当电气设备或导线的绝缘损坏或人体触及一相带电体时,电源和大地形成回路,有电流流过的现象。电源和大地形成回路,有电流流过的现象。漏电故障是低压供电系统中的常见故障漏电故障是低压供电系统中的常见故障。漏电故障类型:漏电故障类型:(1 1)集中性漏电:)集中性漏电:若供电系统中某一处或某一点的绝缘受到破坏,若供电系统中某一处或某一点的绝缘受到破坏,其绝缘阻值低于规定值,而供电
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