煤矿井下供电设计规范解释条文

煤矿井下供电设计规范解释条文
1总则
1.0.1本条文明确了《煤矿井下供电设计规范》（以下简称“本规范”）的指导思想和制定本规范的目的。

1.0.2规定了本规范的适用范围
1.0.3技术创新是工程设计的灵魂，只有不断创新和进步，在矿井建设中适用安全可靠的新设备、新器材，才能不断促进矿井的安全生产，不断提高矿井建设的经济效益；设计规范是工程实践的总结，当设计规范的某些条款明显落后与工程实践时，工程设计可以有条件地、慎重地突破规范的规定，及时采用经工程实践证明是成熟可靠的新技术。

2井下供配电系统与电压等级
2.0.1本条文对突然中断供电可能造成重大的人身伤亡或经济财产损失的井下主排水设备、人员提升设备等规定按一级负荷要求供电。

为一级负荷供电的两个电源及线路，要求在任何情况下都不至于同时受到损坏，以确保供电的连续性，从而保证主排水设备、人员提升设备等的正常运转，这是必须满足的条件。

2.0.2本条文对突然中断供电可能造成生产秩序混乱或较大经济财产损失的井下主要生产设备等规定按二级负荷要求供电。

二级负荷要求在条件许可时应尽量采用两回路电源线路供电，但并不要求两回路电源线路必须来自两个电源；在条件不具备时，第二路电源线路可引自
其他二级负荷用电设备或采用单回专用电源线路供电。

2.0.3井下主（中央）变电所主要向井下主排水泵房的一级用电负荷和主要生产负荷供电，要求供电可靠、电能充足。

所以，要求供电电源线路不少于2回，且当任何一回路停止供电时，其余回路的供电能力应承担井下全部负荷的用电要求。

2.0.4 本条文之所以规定井下供电的变压器或向井下供电的变压器或发电机中性点不直接接地，是因为变压器或发电机中性点直接接地系统存在以下问题：
1.人身触电电流太大。

在变压器中性点直接接地系统中，人身触电电流为：IΦ= I cp/ (R z+ R r)
在人身电阻R r（=1000Ω）不变情况下，由于井下环境潮湿，中性点接地电阻R z一般都小于2Ω，因此，井下人身触电电流IΦ都远大于30mA的安全触电电流。

由此可见，在井下采用变压器中性点直接接地系统，将会对人身安全造成重大威胁。

2.单项接地短路电流太大，容易引起供配电设备和电缆损坏或爆炸着火事故；同时，接地点会产生很大电弧，容易引起煤尘或瓦斯爆炸事故。

3.容易引起电雷管先期超前引爆。

以上问题对煤矿的安全生产威胁太大。

采用变压器中性点不直接接地供电系统，再配合安装漏电保护装置和使用屏蔽电缆，可以较好地避免漏电和相间短路故障。

我国1955年起即采用变压器中性点不直接接地供电系统，实践证明是可以实现安全运行的。

2.0.5 本条文规定了井下局部通风机的专用供电问题，低瓦斯矿井掘进工作面局部通风机供电要求达到“二专”（专用开关和专用线路），高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）矿井掘进工作面局部通风机供电要求达到“三专”（专用变压器、专用开关和专用线路）。

这主要是因为，在调查中发现，有些矿井（特别是一些中小型矿井）的掘进工作面之所以频繁发生停风、瓦斯超限和积聚现象，都是因为局部通风机没有实行专用线路供电，而是与掘进工作面其他动力用电设备共用供电线路，在其他动力用电设备搬迁、检修或发生短路事故时，都会造成局部通风机的停电运行。

因此，为确保局部通风机的供电可靠和连续正常运行，特制订本条文规定。

2.0.6 本条文规定了高产高效工作面采用3300V供电时，必须制定专门的安全措施。

这主要是因为，井下变压器或移动变电站采用中性点不接地供电系统的运行方式，在这种运行方式下，随着高产高效工作面装机容量的不断增大，工作面所配移动变电站容量也不断增大，过大的变电站容量将产生较大的单相接地电流，而过大的单相接地电流将增大人身触电的可能性，容易引起电气火灾和电雷管超前引爆等事故发生。

安全隐患远比采取1140V供电时大的多，因此特制定本条文规定。

4下井电缆选择与计算
4.1下井电缆类型选择
4.1.1 阻燃电缆是遇火点燃时燃烧速度非常缓慢，离开火源后即自行熄灭的特制电缆，对阻止或减少火灾事故非常有好处。

因此，本条文
规定下井电缆必须选用煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。

电缆应采用铜芯，而不采用铝芯，主要有以下原因：
1.隔爆型电气设备的安全间隙铜电极为0.43mm，铝电极为0.05mm。

煤矿井下隔爆型电气设备采用法兰间隙隔爆结构都是按照铜芯材料设计的，所以一旦接入铝芯电线后，电气设备也就失去了防爆性能。

2.铝与氧气发生化合反应释放的氧化热是铜的5.5倍，铝产生的电火花或电弧的温度比铜高的多。

3.铝的线性膨胀系数是铜的1.41倍，铜铝接头受热膨胀不一致，必会导致接头松动，电阻增加，造成电缆接头放炮、漏电、短路等事故发生。

严禁采用铝包电缆，主要有以下原因：
1.电缆铝包皮极易发生氧化、腐蚀，一旦腐蚀严重，失去电缆的保护性能，可能引发电气及其他事故。

2.当电路发生漏电、断相等故障，使三相电流不平衡时，铝包中将流过很大的电流，使铝包皮中电位升高，造成人身触电事故。

3.由于铝的膨胀系数大，极易发生氧化，如果断点发生电火花，铝与氧迅速化合，放出大量的热量，烧坏电缆，引爆瓦斯和煤尘，威胁矿井的安全。

因此，严禁采用铝包电缆。

4.1.2 在总回风巷和专用回风巷中敷设电缆存在以下问题：
1.煤矿总回风巷和专用回风巷的风流中都含有一定量的瓦斯浓度值，尤其是高瓦斯矿井、瓦斯突出矿井的回风流中瓦斯含量还相当
高。

如果当总回风巷和专用回风巷中瓦斯含量达到爆炸浓度时，一旦敷设电缆出现故障、产生电火花，则会引起瓦斯爆炸事故。

同时，如果当总回风巷和专用回风巷中煤尘沉积量较大，瓦斯爆炸后更可能引起煤尘爆炸，将造成更大的事故。

2. 煤矿总回风巷和专用回风巷的风流中瓦斯浓度较大，一旦达到瓦斯断电浓度值时，敷设在其中的电缆必须停电，则停电区域无法生产，当发生灾变时，也无法抢险救灾。

3. 煤矿总回风巷和专用回风巷的相对湿度较大，腐蚀性气体含量高，使得电缆使用寿命减短、故障率增高，不利于安全生产。

因此，规定：在总回风巷和专用回风巷中不得敷设电缆。

溜放煤、矸、材料的溜道中敷设电缆时，电缆容易被碰撞、挤压和掩埋，容易引发短路、断线等故障。

因此，溜放煤、矸、材料的溜道中严禁敷设电缆。

在有机械提升的进风斜巷（不包括带式输送机上、下山）和使用木支架的立井井筒中敷设电缆，一旦发生火灾将会迅速蔓延，危及区域较大。

因此，必须可靠地安全保护措施，并应符合下列要求：
1.不应设接头，需设接头时，必须用防爆的金属接线盒保护壳，并可靠的接地：
2.短路、过负荷和检漏等保护应安设俱全，整定准确、动作灵敏可靠；
3.保证电缆敷设质量，并指定专人对其接头、绝缘电阻、局部温升和电缆吊钩等项进行定期检查；
4.支护必须完好；
5.纸绝缘电缆的接线盒应使用非可燃性充填物；
6.电缆应敷设在发生断绳跑车事故时不易砸坏的场所或增设电缆沟槽、隔墙，以防砸坏电缆；
7.定期清扫巷道和电缆上的落煤。

5井下主（中央）变电所
5.1变电所位置及设备布置
5.1.3本条文规定井下主（中央）变电所内的动力变压器不应少于2台（包括2台）的理由：
1.满足对一级和二级负荷供电的要求；
2.系统接线简单；
3.正常时双回路供电，发生单一故障时，不致于全部停电。

5.2设备选型及主接线方式
5.1.3本条文规定井下主（中央）变电所不宜选用带油电气设备，设备选型应按现行《煤矿安全规程》的有关规定执行。

其理由是：
1.油浸式电气设备较易发生漏油、溢油等故障，当电气设备工作电流较大，油温升高快，油压增大，有造成电气设备喷油或爆炸着火的可能性，从而对矿井的安全生产带来巨大威胁。

2.油浸式电气设备(短路器)体积相对较大，占用空间大，分段能力低（在井下要折半使用），安全性能不如真空断路器，但综合造价（包括柜体和安装硐室）却高于真空断路器。

7井下保护及接地
7.1电气设备及保护
7.1.1本条文规定经由地面架空线路引入井下的供电电缆，必须在入井处装设防雷电装置。

其理由是：
经由地面架空线路引入井下的供电电缆是雷电电磁波、行波传导的良好路径。

而雷电波所产生的强大的雷电电流将会引起井下火灾，并进而引起瓦斯和煤尘爆炸。

因此，经由地面架空线路引入井下的供电电缆，必须在入井处装设防雷电装置。

7.1.2自动重合闸装置是指装在馈电线路上的馈电开关因线路故障自动跳闸后，能使馈电开关重新合闸迅速恢复送电的一种自动装置。

本条文规定向井下供电的电源线路上不得装设自动重合闸装置，其理由是：在馈电线路上装设自动重合闸装置后，当线路发生短暂性故障使开关跳闸，
7.1.3井下主（中央）变电所的高压馈出线上，必须装设有选择性的单相接地保护装置；供移动变电站的高压馈出线上，除必须设有选择性的动作于跳闸单相接地保护装置外，还应有电缆监视保护装置。

井下低压馈出线上，必须装设检漏保护装置或有选择性检漏保护装置（包括人工旁路装置），保证切断漏电的馈电线路。

煤电钻必须设有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离起动和停止煤电钻的综合保护装置。

第三章矿井井下供配电
第一节供配电电压及供配电系统
第3.1.1条井下供电的一般设计原则
第3.1.3条本条是指矿井井下低压系统的接地方式。

中性点直接接地方式，配合灵敏的保护装置，在发生单相接地故障时，可以快速切除故障电路，而且能限制电压的升高。

但井下巷道的工作场所均极窄狭，光线不足，又有大量移动式电气设备和电缆，许多电气设备还是手工操作。

因此，触电危险是对人身安全的重大威胁：是主要的矛盾所在。

加之恶劣的潮湿环境，触电的后果往往也显得更为严重。

直接接地系统单相接地故障电流较大，热效应也常会导致发生次生事故，对井下安全不利。

我国在解放初期，一些矿井曾普遍采用过这种系统，实践表明触电事故频繁，其后才改用中性点不接地方式。

现在中性点直接接地方式在井下是严禁采用的。

中性点非直接接地方式除了不接地方式外，还包括中性点经高电阻、电抗或阻抗等接地方式。

由于井下单台变压器容量有限，低压电网的供电范围不大，电容电流较小。

以千伏级网络来说，每相对地电容约在1PF上下，总的电容电流不足1A。

配合矿井手持设备接地电阻不超过1欧的规定，接触电压远低于安全值。

选取不接地方式，只要有足够灵敏的保护装置配合，可以达到系统简单，运行安全。

一些国家，如英国低压侧采用了中性点经高电阻接地方式，主要是着眼于在单相接地故障时，取得足够的电流，能使保护装置易于达到灵敏、简单的目的。

有些矿井，为了不设专用的照明变压器而获得220V照明电源，从变压器中性点引出中性线，这种系统有以下缺点：
1.不接地方式引出的中性线必须绝缘，如绝缘受损，将形成中
性点经不定阻抗接地方式，严重时，可成为直接接地方式。

2.中性线如有电流（一般是希望利用相电压才引出中性线，三相很难绝对平衡），对地将有电压，对人身不安全。

3.中性线某处断线，断开处后面不均衡时，则中性点偏移，出现过高的相电压，可能损坏接地相电压上的电气设备。

故不得采用这种方式。

第3.1.4条原规范条文第3.1.2条基本不变。

本次修订时补充两回电源电缆应引自变电所的不同母线段。

第3.1.6条井下为电缆网络，不论电缆或设备的故障，往往不是瞬时性的，一般重合成功率不高。

井下环境较复杂，重合在故障上，可能造成事故扩大，对有爆炸危险的矿井尤其危险。

故规定不得装设重合闸装置。

手动合闸时，也必须事先和井下联系。

第3.1.7条井下电力网络中，不论是电缆还是电气设备，其单相接地故障，属永久性几率居多。

为了缩短故障点接地电流的存在时间，宜瞬时动作于断路器跳闸。

条件合适时，也可动作于信号。

第二节电力设备及其保护
第3.2.1条井下电力网各点允许的短路电流值，以不超过井下各点装设的断流设备的开断能力为依据，保证在发生短路时，能迅速切断故障。

这条规定改变了过去井下短路容量不能超过某一限值（MVA）的限制。

近年来，矿山生产迅速发展，规模日益增大，采掘机械化程度
不断提高，导致用电负荷急剧增长，系统大量增容，限制短路容量势必要增设电抗器等限流装置，不但要降低电压质量，还要增加投资及能耗。

而电气设备性能也在不断改进，为解决这个问题创造了有利条件。

改变这个规定有以下几点根据：
1.短路容量在50MVA及以上时，事故发生后造成灾害的影响在量上可能有些区别，但从质上目前还无分析出其差别。

2.短路发生后，迅速切除故障是安全的最好保证。

因此，短路器的性能是关键。

3.从国外情况分析，除前苏联外都无容量的限制。

井下6kV的矿用设备中，法国生产的索列维尔型油短路器，断流容量为125MVA；德国西门子公司生产的矿井配电装置，断流容量达150MVA；我们引进英国六氟化硫高压防爆形状，断流量也为100MVA；德国SSN2型高压开关柜，额定断流容量为200MVA。

以上设备均已使用多年，且无折扣之说。

标称断流容量为100MVA，在井下折半使用。

如按该配电装置中配套的电流互感器等元件验算其动、热稳定，还达不到50MVA的要求。

BMB-6型油断路器曾在我国进行过断流试验，也达不到100MVA的保证值。

推断其折扣和限制的规定，很可能和当时设备的制造水平有关。

但限制后，无疑又会制约了新设备的发展。

在前苏联的《煤矿保安规程》1986年版中，既重申了50MVA的限制，又作了“若电气设备和电缆断面允许时，新建和改建矿井的短路容量可以提高到100MVA”的规定。

因此，50MVA的规定，并不是不可突破的。

短路器开断电源折半的规定，该规定只对以油为灭弧介质的断路器加以限制。

这是考虑到井下潮湿，而油断路器一般密封不够严密，绝缘油极易吸入水份，用于作断流灭弧用的油的断流性能将急剧恶化。

调查中也普遍反应油样试验指标迅速恶化。

为运行安全，对油断路器保留折扣使用的规定还是必要的。

用于井下的其它介质断路器，如六氟化硫是利用正压充气，真空开关是利用高真空度断流，受环境影响小，且有检测手段，故可不加限制。

第3.2.2条
一、矿用一般型是根据井下使用环境的一般特点而制造的，虽无防爆性能，但为封闭式结构，有较强的防潮、防滴溅的性能，外壳机械强度较高，导电部门不敞露，宜优先选用。

二、根据煤炭部门的特点和规定。

三、井下采用带油的电气设备，增加了起火燃烧的危险。

原则上只要有无油的设备供应，不宜再选用带油的设备。

第3.2.3条专指低压配电用变压器，按负荷等级来计算保证率。

第3.2.4条原规范条文第3.2.4条基本不变。

本次修改内容：
一、出线总数由原10回改为8回，以进一步提高矿井供电可靠性。

二、新增保证高压一级负荷的可靠供电。

三、为了不增加保护时限的级次，二回及以下的电源进线开关宜不设置保护，只用于操作。

两回进线的分段母线系统正常分列运行时，母线分段开关不宜设置保护。

由于操作不多，操作时都要和前级
变电所联系，故只设置隔离开关。

如负荷容量较大，系统比较复杂，为切换操作方便，上述地点的开关宜装设断路器。

四、上一级地面变电所如属不同部门（如供电局或其它企业）管理，为减少操作中发生事故造成严重后果，应设断路器。

第3.2.5条馈出线路宜装设短路器和保护装置。

负荷开关性能较差，宜限制它的使用范围。

第3.2.6条
一、第一、二款规定，主要考虑便于运行操作和安全因素。

对有爆炸危险的矿井，由于采区内通常均为防爆电气设备，故均选用防爆型短路器。

二、第三款无爆炸危险的矿井，以及小容量变压器高压侧，常采用较简单的设备，用于操作和保护。

三、第四款低压侧装设总的自动开关，主要有以下理由：
1.低压系统接地越级跳闸时，总开关的检漏保护可直接作用于低压总开关，切除故障，避免事故发展。

2.变压器的高压侧，当装设的是隔离开关或跌落式熔断器时，不宜带负荷操作切断电源；当遇紧急情况需要操作时，可利用低压侧总开关先切除低压负荷，然后再操作高压侧。

3.低压侧总开关应选用带保护的自动开关，开关的热脱扣器，还可以对变压器的过负荷起后备保护作用。

四、第五款井下环境比较恶劣，由于工作环境特点，人员接触设备和电缆外皮的机会很多；虽然采用了中性点不直接接地方式，对
接触电压亦有规定，但这些都是被动的保护措施。

当绝缘电阻降至一定值时，人员接触正常不带电部分，亦将有电流通过人体。

因此，对绝缘情况进行可靠的监视，防患于未然是非常重要的。

因此漏电保护装置的可靠与否，直接关系着人身的安全。

过去漏电保护装置产品，由于对故障的选择性能不完善，只有在电源总开关处装设漏电保护，这种方式在事故跳闸时影响面很大，因此常为生产单位所不欢迎。

有的地方虽然装设了漏电保护装置，但运行中因嫌碍事而不投入运行，结果导致人身发生伤亡，这种事故例是子很多的。

调查的许多矿区，如湖南、江西、辽宁等地区几乎都有类似事例发生。

除了绝缘损坏造成的事故外，有些安装上的错误本可通过保护发现的，也因未安装或未投入保护装置而酿成事故。

例如1979年* * *矿，在接装局部扇风机线路时，未觉察电缆芯线断了一根，而将电缆的接地芯线误接在相线上，又未投入漏电保护装置，在接局部扇风机时按常规接法，将接地芯线接到外壳上。

合闸时，由于断相未能起动，掘进电工处理时，手触局扇导致死亡。

如有漏电闭锁则可防止合闸，即使没有闭锁，也会在合闸后断开。

故井下变电所的高压侧和低压侧，应装设接地、漏电保护装置。

近年来，为解决矿井安全问题，漏电保护装置的研制有很大的进展，新型漏电保护装置也不断出现。

从过去装在地面的简单的漏电保护装置，发展到目前在高低压均可装设在每回馈线上的接地保护或漏电保护装置，实现了有选择性的保护。

配合屏蔽电缆，有的还可实现漏电闭锁，可防止将电源接在绝缘不合标准的线路上。

第3.2.7条参见第3.2.6条第五款说明。

第3.2.8条选择性单相接地保护装置与高压防爆配电装置配合，可实现选择性保护。

本装置接点与高压配电装置中的失压脱扣线圈回路相串联，出现故障时切断电源。

高压配电装置欠压线圈断电后，监视故障指示黄色发光二极管发亮。

该装置在正常运行时，可监视馈出电缆，监视线与接地线回路的可靠性，当其绝缘被破坏或回路断开时均能实现保护。

第三节电缆线路
第3.3.1条选用电缆时，应符合本条文的有关规定。

此外，设计时应注意以下几点：
1.油浸纸绝缘电缆水平敷设高差，必须符合电缆制造厂家有关规定。

2.在同一使用条件下，条文中所列电缆种类顺序代表着规定采用的先后顺序。

3.各类电缆铠装的外护层除裸铠装外，应选用二级外护层。

4.用于井下的塑料电缆除了具有不延燃性能外，还必须在电高热或燃烧时不析出大量有毒气体。

5.矿用难燃性橡胶电缆，目前虽没有系列标准，但国内已有若干厂家生产，并通过了有关部门的鉴定，可以供货。

其价格比同种规格的不延燃橡胶电缆略贵10%—20%。

其主要优点是难燃且可成束敷设。

第3.3.2条本条文中的塑料电缆应符合第3.3.1条说明中第4
项要求。

橡套电缆系指中型电缆或重型电缆。

第3.3.3条考虑到熔断器熔断的时间很短，故可不验算受它保护的电缆热稳定性。

第3.3.4条目前电缆生产中，大量使用塑料外被层，有聚氯乙烯和举一些之分。

聚氯乙烯不延燃，但在有外火源而燃烧时，将要产生氯化氢等有害气体，有使人中毒的危险。

氯乙烯虽不产生有害气体，但能延燃。

根据调查及讨论认为：由于井下保护日益完善，电气火源一般不会延燃很久；防止措施也趋完备，引起火灾几率还是有限的。

聚氯乙烯纵使析出有害气体，其量也不会太多，只要有良好通风条件，外被层还是可以选用聚氯乙烯护套。

第四节变（配）电所硐室
第3.4.1条栅栏防火两用门系采用防火材料制作，有可以向外开启的栅栏门，栅栏门上另附有可以遮盖栅栏部分的防火门。

正常时开启防火的遮盖门，可以通风，可防止闲人进入。

事故时，关闭防火遮盖部分，则可以隔绝内外，达到一定程度的防火目的。

防火用的遮盖门应装在栅栏门向外的一侧。

硐室高出巷道是为了防止巷道积水流入硐室内，发生水患时，可以利用巷道部分容积作为缓冲，以争取时间对硐室采取密封等措施。

过去有关规定中，只规定硐室标高应比井底车场轨面标高高出0.5m。

井底车场由于运输及排水要求，巷道都有一定的坡度。

泛指井底车场，意义不够明确。

更由于机电硐室在井底车场的位置各井也。