矿业电气与安全课件.pptx
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1、电气事故包括人身伤亡事故和设备事故两大方面。人身伤亡事故指触电伤亡事故。触电包括与正常带电部位接触触电、与漏电部位接触触电和没有直接与电气设备接触触电等。设备事故主要是指电气设备所产生的电弧、电火花和危险温度引起的瓦斯或煤尘爆炸,设备损毁,电气火灾等。矿用电气设备同一般电气设备相比具有如下特点:(1)电气防爆。煤矿井下具有瓦斯和煤尘,当其浓度达到爆炸浓度时,若工作在该环境中的电气设备产生危险电弧、电火花或局部高温,就会发生燃烧和爆炸。因此用于煤矿井下爆炸性环境的电气设备必须是防爆型电气设备,避免电气设备所产生的电弧、电火花和高温引起瓦斯和煤尘爆炸。(2)防护性能好。煤矿井下除具有甲烷、一氧化碳
2、等易燃易爆性气体外,还有硫化氢等腐蚀性气体,矿尘大、潮湿、有淋水。因此矿用电气设备的防护性能要好,具有防潮、防腐、防毒等防护措施。(3)电网电压波动适应能力强。地面电网电压的波动范围一般为90%110%,而煤矿井下电网电压的波动范围可达75%-110%。因此,矿用电气设备的电网电压波动适应能力强。(4)过载能力强。采、掘、运等电气设备启动频繁,井下机电硐室和巷道的温度较高,散热条件差。因此,矿用电气设备要有足够的过载能力。(5)保护功能强。煤矿井下潮湿、空间小,这就增大了人体触电的机会。因此,矿用电气设备和供电系统应使人身不能触及或接近带电导体,具有完整、可靠的保护接地网,在高、低压供电系统装
3、设漏电保护系统及装置,对人身经常触及的电气设备要用较低的电压等级。(6)可靠性高。主要通风机、局部通风机等设备或供电系统的故障会引起瓦斯集聚,在一定的条件下会造成瓦斯和煤尘爆炸。因此,煤矿井下供电系统及设备的可靠性要高。煤矿供电及监察煤矿供电及监察 一、一、煤矿供电系统煤矿供电系统 电力是煤矿的动力,对保证煤炭的安全生产,对供电提出如下要求:(1)可靠供电,即要求供电不间断。煤矿如果供电中断不仅会影响产量而且有可能引发瓦斯集聚、淹井等重大事故,严重时会造成矿井的破坏。为了保证对煤矿供电的可靠性,供电电源应采用双电源可以来自不同变电所或同一变电所不同母线上。(2)安全供电。由于煤矿井下的特殊的工
4、作环境,任何供电作业上的疏忽大意,都可能造成触电,电气火灾和电火花引起瓦斯煤尘爆炸等事故,所以必须严格按照煤矿安全规程的有关规定进行供电,确保供电安全。(3)经济供电。在满足供电可靠与安全的前提下,还应保证供电质量,要求做到供电系统投资、运行维护成本低。煤矿电力用户可分为三类:一类用户:凡因突然停电造成人身伤亡事故或重要设备损坏,给企业造成重大经济损失者,均是一类用户。如煤矿主通风机、井下主排水泵、副井提升机等,这类用户采用来自不同电源母线的两回路进行供电,无论是电力网在正常或事故时,均应保证对它的供电。二类用户:凡因突然停电造成较大减产和较大经济损失者。例如,煤矿集中提煤设备、地面空气压缩机
5、、采区变电所等,对这类用户一般采用双回路供电或环形线路供电。三类用户:这类用户突然停电时对生产没有直接影响。例如,煤矿井口机修厂及公用事业用电设备等。对这类用户的供电,只设一回路供电。矿井供电系统电压等级矿井供电系统电压等级主要有:6kv 10kv 35kv 110kv,矿区供电电压等级大多数在35kv以下。通常情况下,经过经济技术比较,当两种电压的技术经济指标比较结果相差不多时,宜采用电压较高的方案。输电距离和容量:电压等级kv 输电距离(km)输电容量(MW)6 4-15 0.1-1.210 6-20 0.2-235 20-50 2-10110 100-150 10-50对于380伏以下低
6、压动力和照明线路,输电距离由矿区实际情况、负荷大小和导线截面确定。二、供电系统的监察二、供电系统的监察矿井供电必须符合下列要求:(1)矿井应有两回路电源。(2)地面供电线路发生任何故障至少应有一路电源不中断供电,即两路电源和线不得同时受到损害,并且任一回路都能担负全部负荷。(3)采用一个回路运行时,另一回路应带电热备用,保证已运行回路停电时能迅速查明停电原因并进行必要的倒闸操作。(4)发生任何故障时,应由值班人员进行必要的操作,迅速恢复一个电源供电,并能担负矿井的全部负荷。(5)矿井地面变电所的电能应分别来自电力网中的两个区域变电所和发电厂。(6)年产60000 t 以下的矿井采用单回路供电时
7、,必须有备用电源;备用电源的容量必须满足通风、排水、提升等要求。(7)矿井的两回路电源线路上,不得分接其他负荷但经有关部门批准后,其中一个回路可不受分接负荷的限制。(8)矿井电源线路上严禁装有负荷定量器。(9)小型矿井采用10 KV以下电压作为矿井架空电源进线时,两回路电源线路不得共杆架设。(10)矿井多回路电源供电,部分线路可共杆架设。(11)井下各水平中央变(配)电所、主排水泵房和下山开采的采区排水泵的供电线路,不得少于两回路,当任一回路停止供电时,其余回路应能承担全部负荷的供电。(12)井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级,应符合下列要求:高压不应超过10000V;低压不应超过1
8、140V;照明、手持式电气设备的额定电压和电话、信号装置的额定供电电压都不应超过127V。远距离控制线路的额定电压不应超过36V。采区机械设备的额定供电电压超过3300V,必须制定专门的安全措施。(13)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(电动机、变压器、馈电开关、启动器、检漏继电器等)上,应明显地标出其电压额定值。(14)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、电机车等线路平面敷设示意图,并随着情况变化定期填绘。(15)电气设备不应超过额定值运行。(16)直接向井下供电的高压馈电线上,严禁装设自动重合闸。(17)为了防止地面雷电
9、波及井下引起瓦斯、煤尘以及火灾等灾害,对架空入井线路、管路、通信线路“规程”都有明确要求。(18)煤电钻必须设有捡漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离启动和停止煤电钻的综合保护装置。煤电钻综合保护装置在每班使用前必须进行1次次跳闸试验。(19)严禁井下配电变压器中性点直接接地。严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机向井下供电。第二节第二节 矿用电缆及监察矿用电缆及监察 一、矿用电缆一、矿用电缆 由于井下潮湿,巷道狭小,有冒顶和岩石塌陷等现象。为了保证供电可靠与安全,井下供电线路禁止使用普通导线及裸导线(电机车的架空线除外),必须使用矿用电缆。(一)电缆的分类 电缆按用途分为动力电缆、控制
10、电缆、信号电缆和通讯电缆。按电压等级分为高压电缆(1140伏以上)、低压电缆(多用于660伏、380伏及127伏以下)。按结构分为铠装电缆、橡套电缆和塑铠装电缆、橡套电缆和塑料电缆料电缆。(二)电缆的构造 1.铠装电缆铠装电缆所谓铠装电缆,即电缆是用钢丝或刚带铠装起来的,由于钢丝耐拉力强,所以钢丝铠装电缆多用于立井井筒或急倾斜巷道中;而刚带铠装电缆多用于水平巷道或缓倾斜巷道。在井下铠装电缆多用于对固定设备或半固定设备的供电;对井下移动设备(例如采、掘工作面设备)的供电,多用柔软性较好、能够弯曲的橡套电缆。铠装电缆构造(1)铜或铝导电芯;高压动力电缆为三芯,低压动力电缆有三芯,也有四芯,其中一根
11、为接地。(2)相间浸渍纸绝缘;用于三相导电主芯线之间的相间绝缘。(3)浸渍麻填料;用于填充线芯绞合成电缆后的空隙,从而使电缆得到圆形截面。(4)统包浸渍纸绝缘;用于增加三相导电主芯对地的绝缘,并对主芯线的绝缘起保护作用。(5)铅包层内护套;用于防止水汽浸入绝缘层及浸渍剂外流,同时保护绝缘层免受机械损伤。(6)涂沥青纸防腐带;用于保护铅包层不受空气和水分的化学腐蚀。(7)黄麻保护层;用于保护铅包层免受金属铠装层的损伤。(8)钢丝或钢带铠装(金属);由于承受电缆上的拉力和压力,并保护铅包层等内层 铠装电缆优点:(1)纸的绝缘强度高;(2)故适用作高压电缆;(3)其机械强度、耐热和安全性都好。一条铠
12、装电缆如果维护得好寿命可达3040年。缺点:(1)弯曲半径大;(2)移动不方便;(3)敷设麻烦及电缆接头与封端要求工艺水平高。型号型号电缆结构电缆结构使用场所使用场所ZQ20铜铜芯芯、油油纸纸绝绝缘缘、铅铅包包、裸裸钢带铠装钢带铠装敷设在度以内及水平巷道中具有可燃敷设在度以内及水平巷道中具有可燃性支架场所及井下硐室内性支架场所及井下硐室内ZLQ20铝铝芯芯、油油纸纸绝绝缘缘、铅铅包包、裸裸钢带铠装钢带铠装同同ZQ20,但符合铝芯电缆在井下使用范围,但符合铝芯电缆在井下使用范围ZQP20铜铜芯芯、干干绝绝缘缘、铅铅包包、裸裸钢钢带带铠装铠装敷设在高差不大于允许高差的井巷(包括敷设在高差不大于允许
13、高差的井巷(包括垂直巷道),但须用中间支撑点垂直巷道),但须用中间支撑点ZQP30铜铜芯芯、干干绝绝缘缘、铅铅包包、裸裸细细钢钢丝铠装丝铠装敷设在垂直或度以上巷道中,能承受拉敷设在垂直或度以上巷道中,能承受拉力垂直,高度不大于米,中间有支撑力垂直,高度不大于米,中间有支撑点。点。ZQP50铜铜芯芯、干干绝绝缘缘、铅铅包包、裸裸粗粗钢钢丝铠装丝铠装敷设在井筒中,高差在米以内。敷设在井筒中,高差在米以内。ZLQP20铝铝芯芯、干干绝绝缘缘、铅铅包包、裸裸钢钢带带铠装铠装同同ZQP20,但须符合铝芯电缆在井下使,但须符合铝芯电缆在井下使用范围用范围ZLQP30铝铝芯芯、干干绝绝缘缘、铅铅包包、裸裸细
14、细钢钢丝铠装丝铠装同同ZQP30,但须符合铝芯电缆在井下使,但须符合铝芯电缆在井下使用范围用范围ZLQP50铝铝芯芯、干干绝绝缘缘、铅铅包包、裸裸粗粗钢钢丝铠装丝铠装同同ZQP50,但须符合铝芯电缆在井下使,但须符合铝芯电缆在井下使用范围用范围ZQD30铜芯、不滴流铜芯、不滴流铅包、裸细铜铅包、裸细铜丝铠装丝铠装敷设在垂直或度以上巷道中,垂直敷设在垂直或度以上巷道中,垂直限度不限。限度不限。ZQD50铜芯、不滴流铜芯、不滴流铅包、裸粗钢铅包、裸粗钢丝铠装丝铠装敷设在井筒中敷设在井筒中ZLQD30铝芯、不滴流铝芯、不滴流铅包、裸细铜铅包、裸细铜丝铠装丝铠装敷设垂直或度以上巷道中,但须符敷设垂直或
15、度以上巷道中,但须符合铝芯电缆在井下使用范围合铝芯电缆在井下使用范围ZLQD50铝芯、不滴流铝芯、不滴流铅包、裸粗钢铅包、裸粗钢丝铠装丝铠装敷设在井筒中,须符合铝芯电缆在井下敷设在井筒中,须符合铝芯电缆在井下使用范围。使用范围。VV20铜芯、聚氯乙铜芯、聚氯乙烯绝缘及护套、烯绝缘及护套、裸钢带铠装裸钢带铠装敷设在高差不大于允许高差的井巷(包敷设在高差不大于允许高差的井巷(包括垂直巷道),但须要用中间支撑点括垂直巷道),但须要用中间支撑点(系四芯电缆)(系四芯电缆)VLV20铜芯、聚氯乙铜芯、聚氯乙烯绝缘及护套、烯绝缘及护套、裸钢带铠装裸钢带铠装同同VV20,须符合四芯电缆在井下使用范,须符合四
16、芯电缆在井下使用范围(四芯电缆)围(四芯电缆)表表12常用矿用铠装电缆型号及使用场所常用矿用铠装电缆型号及使用场所VV30铜芯、聚氯乙铜芯、聚氯乙烯绝缘及护套、烯绝缘及护套、裸细钢丝铠装裸细钢丝铠装同同ZLQD30(系四芯电缆)(系四芯电缆)VLV30铝芯、聚氯乙铝芯、聚氯乙烯绝缘及护套、烯绝缘及护套、裸细钢丝铠装裸细钢丝铠装同同VV须符合铝芯电缆在井下使用范须符合铝芯电缆在井下使用范围(四芯电缆)围(四芯电缆)n n(1)Z表示纸绝缘;Q表示铅包;L表示铝芯(无L时则为铜芯);P表示干绝缘;D表示不滴流;20表裸钢带铠装;30表示裸细钢丝铠装;50表示裸粗钢丝铠装;VV表示塑料绝缘、塑料护套
17、;n n(2)VV、VLV型为四芯电力电缆,其中一芯为接地芯线。2.橡套电缆橡套电缆(1)导电主芯线:芯线数目有二芯、三芯、四芯、六芯、七芯等。动力截面有1.5、2.5、4、70等。(2)橡胶绝缘:起分相绝缘作用。(3)防震橡胶:填满空间,起暖和冲击等作用(4)外护套:起保护电缆芯线和加强绝缘作用。(5)接地芯线:用于保护接地,与设备外壳或接地极相连。橡套电缆分为普通橡套电缆与屏蔽电缆。普通橡套电缆它的芯线是用多股丝拧成的。芯线分动力芯线和辅助芯线,辅助芯线包括控制芯线和接地芯线。每个芯线包一层橡胶内护套,作用是使芯线间绝缘。在芯线内护套之外又包一层橡胶外护套。屏蔽电缆主要用于采区工作面以提高
18、工作的安全性。屏蔽电缆的优点:(1)屏蔽电缆克服了电缆主芯线绝缘破坏时会造成相间短路的严重事故。(2)避免了由于电缆损坏使人触电的危险。表表13井下采区常用橡套电缆的型号及用途井下采区常用橡套电缆的型号及用途型号型号名称名称用途用途UZ500电钻电缆井下电钻U1000矿用移动橡套软电缆井下各种移动电器设备UP100矿用移动屏蔽橡套电缆井下各种移动电器设备UC1000采掘机用橡套电缆井下采煤机及掘进机UCP1000采掘机用屏蔽橡套电缆井下采煤机及掘进机UGSP6000高压双屏蔽橡套电缆移动变电钻UM矿灯软电缆矿工头灯专用n n注:U矿用;Z电钻;P屏蔽;C采掘机用;G高压;SP双屏蔽;M矿帽;型
19、号中后边数字表示电压(V)3.塑料电缆塑料电缆 塑料电缆的芯线绝缘和护套全部采用塑料制成。优点是:允许工作温度高,绝缘性能好,护套耐腐蚀,敷设的落差不受限制等。因此在条件适合时应尽量采用。4.井下电缆截面的选择井下电缆截面的选择 电缆的选择包括二方面内容:一要电缆使用场所正确选择电缆的型号。二要根据电缆的工作电压和实际负荷电流正确的选择电缆的额定电压和截面。若电缆的额定电压低于其工作电压,则可能造成漏电、击穿以至短路事故。若电缆的截面选择过小,则会造成电缆发热,加速绝缘的老化而引起漏电,还会使接头严重发热,以至烧红引起火灾。二、二、矿用电缆的监察矿用电缆的监察防止电缆漏电和短路着火是井下电缆监
20、察的重点,要从电缆的选用、敷设、吊挂以及电缆的连接几个方面进行现场检查。(一)(一)电缆的选用电缆的选用 (1)必须选用经检验合格的,并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。严禁采用铝包电缆。(2)电缆实际敷设地点的水平差,应与电缆规定的允许敷设水平差相适应。(3)电缆应带有保护接地用的足够截面的导体,即保证作保护接地用的电缆芯线电阻应不超过规定值。(4)铝芯电缆。(5)固定敷设的高压电缆。(6)非固定敷设的高压电缆采用橡套电缆。(7)低压动力电缆。(8)电缆截面。(二)(二)敷设与悬挂电缆敷设与悬挂电缆 (1)总回风巷和专用回风巷中不应敷设电缆。(2)溜放煤、矸、材料的溜道等地点中严禁敷设电缆
21、。(3)电缆必须悬挂。(4)水平巷道或倾斜井巷中悬挂的电缆应有适当的弛度,并在承受意外重力时能自由坠落。(5)电缆悬挂点的间距:1)在水平巷道或倾斜井巷内不得超过3m;2)在立井井筒不得超过6 m。(6)沿钻孔敷设的电缆必须帮紧在钢丝绳上,钻孔必须加装套管。(7)电缆悬挂在压风管或水管上方时,相距0.3米以上。不得遭受淋水或滴水。在电缆上严禁悬挂任何物件。(8)敷设电缆的最小允许弯曲半径,铠装电缆不应小于外径的15倍。橡套电缆不应小于外径的6倍。(9)井筒和巷道内的通信和信号电缆,应同电力电缆分挂在两侧。如果受条件所限必须装一侧时井筒内相距0.3米以上,巷道内相距0.1米。(10)高、低压电力
22、电缆敷设在巷道同一侧时,高低压电缆相互的间距应大于0.1 m;距离不少于50。(11)立井井筒中所用的电缆,中间不得有接头。(12)硐室内电缆应沿墙壁悬挂或敷设在电缆沟内,电缆沟应做称5%的坡度,以防积水。(13)电缆、接线盒、终端盒在敷设和运行中都不应受很大的拉力。(三)电缆连接电缆连接 (1)电缆同电气设备的连接,必须使用与电气设备防爆类型(各种矿用防爆型、矿用一般型)相符的接线盒。(2)电缆芯线必须使用齿形压线板(卡爪)或线鼻子同电气设备进行连接。(3)不同型电缆之间不得直接连接,必须用符合要求的接线盒、连接器或母线盒进行连接。(4)电缆与电缆的连接以及电缆与电气设备的连接,应通过电缆接
23、线盒、插销连接器、母线盒等连接装置,不得有明接头、冷包头和“鸡爪子”、“羊尾巴”。第三节第三节 机电设备硐室及监察机电设备硐室及监察 机电设备硐室是设置供电设备的重要场所。机电设备硐室应满足下列要求:(1)永久性井下中央变电所和井底车场的其他机电设备硐室,应砌碹或其他可靠的构筑方式支护。(2)采区变电所应用不燃性材料支护。(3)硐室必须装设向外开的防火铁门。(4)从硐室出口防火铁门起5 m内的巷道,应砌碹或用其他不燃性材料支护。(5)井下中央变电所和主要排水泵的地面,应比其出口同井底车场或大巷连接处底板标高高出0.5 m。(6)采掘工作面配电点的位置和空间,必须满足设备检修和巷道运输其他设备安
24、装的要求,并用不燃性材料支护。(7)变电硐室长度超过6 m时,必须在硐室的两端各设一个出口。(8)硐室内各种设备同墙壁之间留出0.5 m以上通道,各种设备之间应留出0.8 m以上的通道。(9)带油的电气设备必须设在机电设备硐室内,并严禁设集油坑。(10)所有硐室内不应有滴水现象。(11)严禁存放无关的设备和物件。(12)硐室高度和宽度应满足搬运最大设备的要求。(13)带油的电气设备,如果溢油或漏油,必须立即处理。(14)硐室入口处必须悬挂“非工作人员禁止入内”牌;硐室内有高压电气设备时,入口处和硐室内都必须在明显地点悬挂“高压危险”牌。(15)采区变电所应设专人值班,无人值班的硐室必须关门加锁
25、并有巡回检查值班人员。(16)硐室内的设备必须分别编号,标明用途,并有停送电的标志。(17)硐室内必须备有灭火砂、电气火灾灭火器等灭火工具器材。(18)硐室内必须备有高压绝缘手套、绝缘台、绝缘靴。第四节第四节 保护接地及监察保护接地及监察 一、保护接地一、保护接地 运行中的煤矿井下电气设备如由于内部绝缘损坏,发生一相碰壳事故,会使其金属外壳(如电动机、开关、变压器等)以及与电气设备所接触的其他金属物上出现危险的对地电压,人体接触后,就有可能发生触电危险。这种情况下,避免触电最可靠的办法就是装设保护接地。此外,由于装设了保护接地装置,带电导体碰壳处的漏电电流的大部分经接地装置流入大地。即使设备外
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