煤矿电气安全

电气安全

一、煤矿企业对供电的基本要求

1、供电可靠：井下不间断供电；全部负荷；双回路电源。

2、供电安全：人身安全，设备安全。

3、供电经济：保证供电质量，经济、合理。

二、矿井供电电压等级

1、35KV：矿井地面变电所电源电压。

2、10KV或6KV：井下高压配电电压和高压电动机的额定电压，井下高压不得超过10KV。

3、3.3KV或1140V：综合机构化采煤工作面电气设备的额定电压。

4、660V：井下低压电网的配电电压。

5、380V：地面或井下小型设备配电电压。

6、220V：地面或井下新鲜风流大巷的照明电压。

7、127V：井下照明、信号、手持式电气设备及电话的最高限额电压。

8、36V：煤矿井下电气设备的控制电压。

9、直流250V、550V：井下直流架线电机车常用的额定电压。

三、矿井供电系统

由煤矿地面变电所的变压器、配电装置、供电线路将电源输送给中央变电所，采区变电所再经过变配电及供电线路送至电气设备（负荷），便组成了矿井供电系统。

四、煤矿常用的电气设备

1、分类：煤矿电气设备分为两大类：

（1）煤矿一般型电气设备：标志KY

有防护功能，但不防爆，仅适用于煤矿地面及低瓦斯矿井中的井底车场及总进风大巷。

（2）矿用防爆电气设备：

按GB3836.1—2000标准生产的专供煤矿井下使用的防爆电气设备。采掘工作面必须使用防爆电气设备。

防爆总标志：E x Ⅰ:煤矿用；Ⅱ：除煤矿以外行业

2、隔爆型电气设备：标志为“d”

隔爆型电气设备：在铭牌右上角上标有ExdI

（1）隔爆：既耐爆又不传爆；同时具有耐爆性和隔爆性。

（2）隔爆原理：具有特殊的“隔爆外壳”

a、耐爆性：当瓦斯浓度在9.5%时，爆炸压力的理论值为0.8～0.82MPa，爆炸后的温度大致在1850℃左右，实际爆炸压力约为0.716MPa，并且随外壳的形状、容积大小、接合面间隙等因素变化。

耐爆性由外壳机械强度满足：一般采用钢板或铸铁制成，设计时，以

0.8MPa和2200℃来设计，并安全系数，钢板，最小厚度3～4mm，铸铁为6mm。

b、隔爆性：由外壳装配接合面的结构参数（如宽度、间隙、表面粗糙度）来保证的，主要起散热作用。

（3）失爆：隔爆型电气设备失去隔爆性或耐爆性。

（4）常见失爆现象：（现场易发现的）

a、隔爆间隙超限。

b、盖子的紧固螺丝缺少或没有拧紧。

c、无电缆接线嘴（卡爪），缺橡胶密封圈和金属挡板。

d、外壳严重变形，有裂缝。

e、隔爆面有锈斑，有油漆。

f、密封圈不合格。

g、外壳上的机械闭锁装置失效。

3、本质安全型电气设备：标志为“i”

在设备铭牌上或外壳上标有“ExiI”

（1）本质安全电路是指在正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路。全部采用本质安全电路的设备称为本质安全型电气设备。

通风、信号和控制等装置，应优先选用本质安全型设备。

（2）防爆原理：

通过限制电路的电气参数，进而限制该电路的放电能量实现防爆的，所以，

从本质上讲，它是安全的。它不需要专门的隔爆外壳或其它的防爆措施，这就大大缩小了设备的体积和重量，简化了结构。

4、矿用电气设备的基本防爆技术：

（1）间隙隔爆技术：安全间隙隔爆型采用

（2）本质安全技术：控制放电能量在0.28mJ以下

（3）超前切断电源和快速断电技术

a、屏蔽电缆和漏电继电器配合，超前切断电源。

b、快速断电技术：故障形成最小时间不小于5ms，

安全断电时间为2.5～3ms。

（4）增加安全措施（程度）（增安型）

5、防爆电气设备的使用要求：

（1）电气设备的选用符合《规程》444条的要求。

（2）普通型携带式电气测量仪表，必须在瓦斯浓度 1.0%以下的地点使用，并实时监测瓦斯浓度。

（3）井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线：检修前或搬迁前应制定安全措施。

措施：切断电源→检查瓦斯→在其巷道通风流中瓦斯浓度低于1.0%时→验电→无电后放电→开关手把闭锁→悬挂“有人工作，不准送电”警示牌→检修工作完毕，方可摘牌送电，中途不得换人。

（4）井下操作电气设备遵守规定446条。

（5）防爆设备入井前应取得“两证一标志”。

（6）失爆设备应立即更换或处理，不得在井下继续使用。

五、矿井电网的保护

1、保护的分类、保护范围、方法和手段

表5-1 井下电网保护的分类、保护范围、方法和手段

2、过流保护

（1）过流：I

实>I

额

。过流是指电气设备发生短路、过载、断线故障时，流过电

气设备和供电线路的电流超过它们的额定电流。

（2）过流危害：过电流不及时得到控制，不仅烧坏电气设备，还可能引起电气火灾及瓦斯、煤尘爆炸事故。

（3）过流保护的作用：

当电气设备及电缆中电流超过规定额定电流时（出现短路、过载时），保护装置能在规定时间内快速切断故障处电源，防止事故扩大，避免造成灾害。

（4）过流保护装置

a、熔断器

b、电磁式过流继电器

c、感应式过热继电器

d、电子保护器（5）过流保护装置的整定值：

a、对保护电缆干线的馈电开关：I

2≥I

Qe

＋Kx∑I

e

Kx —需用系数取0.5～1

I

Qe

—容量最大一台电机启动电流

b、对保护一个负载的电缆支线：I

2≥I

Qe

I

Qe = 6 I

e

（鼠笼型电动机）

I

Qe = （1.5～1.8） I

e

（绕线型电动机）

I

d

(2)

c、校验灵敏度：≥1.5

I

2

I

d

(2)：被保护电缆干线或支线距电源变化器最远点的两相短路电流值。

d、如灵敏度不满足要求，可采取：①加大电缆截面；②减少线路长度；

③换大容量变压器或变压器并联使用；④增设分段保护开关。

e、由I

d (3)

max

校验开关设备的分断能力。

（6）熔体额定电流的选择：

I

Qe

①对保护电缆干线的熔体：I

R = ＋∑I

e

1.8～

2.5

1.8～

2.5 ：容量最大的电动机起动时保证熔体不熔化的系数。

I

Qe

②对保护电缆支线的熔体：；I

R

=

1.8～

2.5

③对保护照明负荷的熔体：I

R ≈ I

e

。

④选用的熔体按两相短路电流最小允许值、最小允许电缆芯线断面、最小允许的长时负荷进行校验，合格后方可使用。

I

d

(2)

⑤按两相短路电流进行校验：≥4～7

I

R

如不满足，同样按上述四种办法改进。