煤矿井下安全供电教案

华烨煤矿井下安全供电

第一节煤矿供电系统

一、煤矿电源线路

煤矿电源线路是指由区域变电所引到煤矿变电所的输电线路。

煤矿属于一类负荷用电，所以煤矿电源线路应保证对煤矿的可靠供电，《煤矿安全规程》的规定，每一矿井应有两回电源线路，当任一回路因发生故障停止供电时，另一个回路仍能担负矿井的全部负荷。

二、煤矿供电系统

由矿井有多级变电所（地面变电所，井下中央变电所，采区变电所）的变压器，配电装置，供电线路及用电负荷组成。

三、煤矿供电的电压等级

地面供电35kV、10kV、6kV、380V。

井下供电采用中性点不接地的供电系统，6kV、660V （380V）127V。

第二节矿用电气设备

一、矿用电气设备的类型及选用

（一）矿用电气设备的类型

矿用电气设备分为两大类，即：矿用一般型电气设备和矿用防爆型电气设备两种，而矿用防爆电气设备又分为9种类型。

1、矿用一般型电气设备

矿用一般型电气设备是一种煤矿井下用的非防爆型一

般型电气设备，它只能用于低瓦斯矿井的井底车场，总进风巷和主要进风巷。这种设备是按照国家标准GB12175－90《矿用一般型电气设备》制造的。

对矿用一般型电气设备的基本要求是：外壳坚固、封闭，能防止从外部直接触及带电部分；防滴、防潮性能好；有电缆引入装置，并能防止电缆扭转、拔脱和损伤；开关手柄和门盖之间有联锁装置等。

矿用一般型电气设备外壳的明显处，均有清晰的永久性凸纹标志“KY”。

2、矿用防爆型电气设备

矿用防爆型电气设备是按照国家标准GB3836·1-2000《爆炸性气体环境用电气设备》系列国家标准制造的。该标准规定防爆型电气设备为Ⅰ类和Ⅱ类，其中Ⅰ类为煤矿井下用电气设备。

防爆电气设备的类型、级别和组别连同防爆设备的总标志“Ex”一起，构成防爆标志。在防爆型电气设备的明显处，均有清晰的永久性凸纹标志“Ex”。煤矿用隔爆型电气设备防爆标志为“ExdI”。

矿用防爆型电气设备，根据不同的防爆要求可分为9种类型，其基本要求和标志符号见表3－1。

表3－1矿用防爆电气设备—览表

表3－2井下电气设备的选用（规程444条）

二、矿用电气设备的防爆

由于井下存在瓦斯和煤尘，当它们达到一定浓度时遇到火源就会爆炸。而井下开关设备在分合时都会产生电火花，成为引爆瓦斯、煤尘的火源。因此，煤矿井下使用的电气设备必须采用专门的措施，使其在正常工作或发生故障时都不能点燃煤矿井下的瓦斯和煤尘。煤矿电气设备的主要防爆途径有：

1、采用隔爆外壳

采用隔爆外壳进行防爆的方法是将能够产生的火花的

电气元件放置在一个坚固的外壳中，这种外壳具有耐爆性和不传爆性，即把瓦斯爆炸范围限制在设备外壳之内，从而达到防爆的目的。

2、采用本质安全电路

本质安全技术的特点是限制热源的能量，使本质安全设备在正常或事故状态下所产生的电火花均不能点燃瓦斯与煤尘，即采用“本质安全电路”。这种技术只适用于“弱电”系统。

3、采用增安程度的措施

采用各种方法提高电气设备的安全程度，使其故障率大大降低，从而防止电弧、火花或危险温度的产生。配合有效的保护之后，可以防止井下瓦斯或煤尘被电气设备引燃事故的发生。这种防爆措施主要用于常运行时不会产生点燃作用的电气和照明灯具上。

第三节井下三大保护及其保护范围

一、漏电与漏电保护范围

电网与电气设备的绝缘状态是电气安全上的重要参数。电网与电气设备漏电，就是它们绝缘电阻显著下降的现象。漏电具有广布性、隐密性、连续性、多发性、突发性等多种特点。

漏电与漏电保护范围可以从两个角度划分：一是从保护区域角度划分，漏电保护的保护范围覆盖整个低压电网，包括分布在采区变电所、巷道、工作面配电点以及工作面等地点的输电电缆和电气设备；二是从反映的故障类型的角度划分，保护范围主要包括电网对地绝缘电阻的对称下降、单相

漏电（包括单相接地）、人身单相触电。

无论从哪个角度划分，漏电保护对其保护范围内的漏电问题都可以及时做出反映。例如当工作面的电气设备出现漏电故障时，工作面配电点内的磁力起动器或采区变电所内的分支馈电开关受选择性漏电保护装置控制，迅速地断开故障设备所在线路的电源。当电网对地绝缘电阻出现对称下降，并且降低到限定值时，检漏继电器动作，使总馈电开关切断整个供电单元的电源。由于故障设备被切除，保证了电网中其它正常线路和设备的正常运行。

二、保护接地及其保护范围

电气设备的绝缘一旦损坏，造成一相导体碰壳，那么设备的金属外壳和该相导体具有相同的电位，当人体接触时，有触电危险。如果采取保护接地，就可以通过接地装置的分流作用大大减少通过人体的电流，防止触电事故发生。因此，保护接地同漏电保护一样，也是防止发生人身触电事故的重要手段。另外，在电缆或电气设备发生漏电故障时，保护接地会使漏电电流沿接地装置流入大地，可避免因漏电故障处接触不良产生电火花，引起电火灾、瓦斯、煤尘爆炸事故。

《煤矿安全规程》第482条规定：电压在36V以上的和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架等，都必须有保护接地。

从以上的分析可见，保护接地的保护范围包括防止人身接触电和防止漏电火花引爆瓦斯、煤尘。

在井下保护接地网上，任何地点的电气设备或电缆出现人身触电或漏电故障，都可以通过接地装置的分流作用来降低其危险性。

三、过电流保护及其保护范围

凡是流过电气设备或线路的电流超过了它们的额定值或允许值，都属于过电流。引起过电流的原因有很多，其中主要有短路、过负荷和电动机单相运转等三种。过电流除了导致电缆、电气设备的损坏，还会引发严重的电气事故。为此，对于电气设备和供电线路都必须设置相应的过电流保护，以便能及时地切断故障线路或设备的电源，防止事故的恶化。

《煤矿安全规程》第455条规定：……井下由采区变电所、移动变电站或配电点引出的馈电线上，应装设短路和过负荷保护装置，或至少应装短路保护装置。低压电动机应具备短路、过负荷、单相断线的保护及远方控制装置。

过电流保护的保护范围也可以从两个角度划分，从保护区域角度看，它的保护范围是指低压电网中所有安装过电流保护装置的电气设备和线路；从反映的故障类型角度看，它的保护范围包括短路、过负荷以及断相。

第四节煤矿井下电网可能造成的危害

一、电网漏电

1、漏电分类

漏电指带电体对地绝缘显著的下降现象，它的物理特征，绝缘阻值下降，漏电电流增加。

煤矿井下低压电网的漏电分为：

①有分散性漏电，集中性漏电之分。

②单相漏电，两相漏电，三相漏电。

分散性漏电：主要是由于电气设备及电缆的绝缘老化受潮等原因，使电网对地绝缘电阻显著下降而造成的漏电。