井下电钳工培训教案

井下电钳工培训教案
第一节矿井供电系统
1、矿井应有双回路电源线路。

当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能挡负矿井全部负荷。

年产60000T以下的矿井采用单回路供电时，必须有备用电源；备用电源的容量必须满足通风、排水、提升等的要求。

矿井的两回路电源线路上都不得分接任何负荷。

矿井电源线路上严禁装设负荷定理定量器。

2、井下各水平中央变（配）电所、主排水泵房和下山开采的采区水泵房供电的线路，不得少于双回路。

3、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直接向井下供电。

4、由经地面架空线路引入井下供电线路，必须在入井处装设避雷装置，由地面直接入井的轨道，露天架空引入的管道，必须在井口附近将金属体进行不少于两处良好接地，通讯线路必须在入井处装设熔断器和避雷装置。

5、井下低压配电系统同时存在2种或2种以上电压时，低压电气设备上应明显地表出其电压额定值。

6、矿井必须备有井上、井下配电系统图。

7、电气设备不应超过额定值运行。

8、防爆电气设备入井前，应检查其“产品合格证”、“防爆合格证”、“煤矿矿用产品安全标志”及安全性能；检查合格并签发合格证
后，方准入井。

二、用电安全作业制度
1、工作票制度
在地面电气设备和线路上作业时，以及对井下高压电气设备进行检修及对重要线路和重要工作场所进行停、送电时都必须使用工作票，并按工作票规定的内容进行工作。

2、高压操作工作许可制度
对地面变电所的电源及进线与进线有关的电气设备进行操作、检修时，都必须得到系统主管部门调度的批准。

3、高压倒闸、试验操作票制度
为了保证人身安全，防止因误操纵而引起设备损坏事故，在进行高压电气设备和线路的倒闸操纵和试验时，必须执行操作票制度和工作监护制度。

4、工作监护制度
倒闸操作和井下电气设备的检修，必须由两人执行。

其中一人监护，一人操纵。

5、停、送电制度
电气设备在进行检修、搬迁等作业，必须遵守停电、验电、放电、挂接地线和挂牌，严禁带电操纵。

严格执行谁停电谁送电，严禁约时送电。

6、井下十不准制度
⑴不准带电检修。

⑵不准甩掉无压释放器、过电流保护装置。

⑶不准甩掉漏电继电器、煤电钻综合保护装置和局部通风机风电、瓦斯电闭锁装置。

⑷不准明火操作，明火打点、明火放炮。

⑸不准用铜、铝、铁等代替保险丝。

⑹停风、停电的采掘工作面，未经检查瓦斯，不准送电。

⑺有故障的线路不准强行送电。

⑻电气设备的保护装置失灵后，不准送电。

⑼失爆设备、失爆电器，不准使用。

⑽不准在井下拆卸矿灯。

7、三无、四有、两齐、三全、三坚持制度。

三无:无鸡爪子、无羊尾巴、无明接头。

四有:有过流和漏电保护装置，有螺钉和弹簧垫，有密封圈和挡板，有接地装置。

两齐:电缆悬挂整齐，设备硐室清洁整齐。

三全:防护装置全，绝缘用具全，图纸资料全。

三坚持:坚持使用检漏继电器，坚持使用煤电钻照明和信号综合保护装置，坚持使用风电和瓦斯电闭锁。

三、矿井供电系统
1、矿井供电电压等级
高压不超过10000V；低压不超过1140V；照明、信号、电话手持式电气设备的供电额定电压不超过127V；远距离控制线路的额定电压不超过36V、采区电气设备使用3300V供电时，必须制定专门的安全措施。

2、矿井供电系统
根据不同的矿井分别采取不同方式供电，具体可分为2级、3级、
4级供电；深井供电与浅井供电。

3、变压器的中性点运行方式
三种方式：直接接地、不接地和经消弧线圈接地，分别将三种方式进行分析。

四、采区供电系统
1、对采煤工作面的供电
2、对掘进工作面的供电
3、井下供电的“三专两闭锁”三专是指：专用线路、专用开关、专用变压器，两闭锁是指：风电闭锁、瓦斯电闭锁，引用采煤工作面的供电和掘进工作面的供电对其进行阐述（在后面的讲解中用图纸进行分析）。

第二节采区供电安全
一、机电峒室的规定与要求（见培训教材P65）
二、工作面配电点设在低压开关设备集中的地方，其特点是需要经常随工作面移动，一般距工作面70-100m；掘进工作面的配电点，大多设在掘进巷的一侧或掘进巷道的贯通巷内，一般距工作面80-100m。

三、触电的危害及预防措施
1、触电的危害
人身接触带电导体或因绝缘损坏而带电的设备外壳，都可能造成触电事故由于井下的特殊工作条件，发生触电的可能性较大。

触电对人体组织的破坏程度很复杂，对人体的伤害大致可分为电击和电伤两种。

电击是指触电后电流通过人体，在热化学和电解作用下使呼吸器官、
心脏和神经系统受到损伤和破坏。

多数情况下电击可以使人致死，所以最危险。

电伤是指由于强电流瞬时通过人体某一部位或电弧烧伤人体，造成对人体外表器官的破坏，当烧伤的面积不大时，不至于有生命危险。

触电对人体的危害是由许多因素决定的，但通过人身的电流大小是起决定作用的主要因素。

我国规定30mA.s及其以下为安全电压。

流过人身的电流与人身的电阻有很大的关系，在理论上我们一般取人身电阻为1000欧；还与电压有很大的关系，我国规定：在没有高度危险的行业安全电压为36V以下，但在高度危险的行业安全电压为24；在特别危险的行业安全电压为12V以下；还与触电的持续时间有关，一般为30mA.s以下；也与工频、交直流有关，一般讲工频越高危害越低，直流比交流危害小。

2、触电的预防方法
A、使人身不接触和不靠近带电体
B、人身接触较多的电器设备采用低电压
C、设保护接地装置
D、设漏电保护装置
E、井下及向井下供电的变压器中性点禁止接地
3、煤矿井下防止触电应注意的事项
A、非专职大气人员不得擅自摆弄、检修、操纵大气设备
B、不准自行停电、送电
C、上、下山行走，不能手扶电缆，电缆一旦漏电，后果非常严重
D、严禁在大气设备与电缆上躺坐，以防触电
第三节、杂散电流
杂散电流分直流杂散电流与交流杂散电流，直流杂散电流是指：直流架线电机车电流的全部或一部分，没有经过轨道回路的全程而通过大地或其他设备流回变流所用的电流。

交流杂散电流是指：在井下变压器采用中性点不直接接地的供电系统中，当电网三相对地的绝缘电阻、电容不相等时将出现零序电流。

零序电流从地线或大地经漏电继电器流回电网。

一、杂散电流的危害
1、矿井杂散电流可能引发电雷管的误爆炸，威胁人身安全。

2、矿井杂散电流腐蚀金属管路和铠装电缆的金属外皮，缩短其使用寿命。

3、杂散电流可能使漏电保护发生误动作。

4、杂散电流可引起电火花，其电火花能引起瓦斯、煤尘爆炸。

二、杂散电流的防治措施
因我井只有交流杂散电流，故只讲交流杂散电流的防治措施：1、提高交流电网的绝缘水平；2、采用屏蔽电缆
第四节、三专两闭锁
根据《煤矿安全规程》规定：瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井，掘进工作面的局扇供电必须设专用线路、专用开关、专用变压器。

局部通风机和工作面的大气设备必须装设风电闭锁、瓦斯电闭锁，以保证局扇停止运转或掘进巷道瓦超限时，能立即自动切断巷道中电器设备的电源，防止爆炸事故的发生。

一、构成与工作原理
“三专两闭锁”电气系统图（如图3-11)
掘进工作面的风机是用专用开关、专用线路、专用变压器，上未分接任何负荷；供掘进工作面的动力采用了风机和动力电闭锁，监测分站与断电仪再与动力电闭锁。

2、QC83-120型开关与QC83-80型局部通风机开关闭锁（如图
3-12）
QC83-120型开关（风电开关）的2、9线分别接QC83-80型开关（局部通风机开关）的9、13线。

只有在QC83-80型开关的9、13这对常开触点在局扇运转处于闭合时方可使QC83-120型开关的2、9线连通，这样QC83-120型开关才能启动，即掘进工作面的动力才有电。

3、瓦斯电闭锁示意图
瓦斯探头测得CH4含量信号送给监控分站，当瓦斯超限时，监控分站显示CH41.5%，其常开触点K1闭合，接通断电仪电路，断电仪的常闭触点断开，就能切断风电开关的2、9线。

4、我井的“两闭锁”是用风机占2、13桩头、断电仪占13、9桩头，13装头是公共桩头，2桩头机电队用，9桩头通风队遥测用。

第二章、采区电网保护
煤矿井下供电系统的过流保护、漏电保护、接地保护统称为煤矿井下的三大保护。

井下供电系统的三大保护是井下供电安全的可靠保证。

第一节、漏电保护
当电气设备或导体的绝缘损坏或人体触及一相带电体，电源和大地形成回路，有电流流过的现象，叫漏电。

分为集中漏电与分散漏电。

一、漏电的危害及原因
1、漏电的的危害
漏电会给人身、设备以及矿井造成很大的威胁，其危害为：
A、触电伤亡事故；
B、产生电火花引起煤尘、瓦斯爆炸；
C、漏电产生电位差，可能引起电雷管爆炸；
D、会扩大短路故障，烧毁设备、造成火灾。

2、漏电的原因
A、电缆和电气设备长期过负荷运行，使绝缘老化而造成漏电；
B、运行中的电气设备受潮或进水，造成对地绝缘电阻下降而漏电；
C、电缆与电器设备连接时接头不牢，运行或移动时接头松脱，某相碰壳而造成漏电；
D、电气设备内部随意增加元件，使外壳与带电体之间的间隔小于规定值，造成某一相对壳放电而发生接地漏电；
E、电缆绝缘层因车辆、机械碰撞而破坏，芯线裸露而漏电；
F、铠装电缆受机械损坏或过度弯曲而产生裂口，受潮或进水漏电；
G、导体遗留在电气设备内，造成一相碰壳而漏电；
H、设备接错线，火线与地线接错而造成漏电；
I、操作设备时，造成弧光放电而接地漏电；
J、停、送电错误等原因，造成人触及一相而漏电。

3、漏电的保护方式
漏电的保护方式有漏电保护、选择性漏电保护、漏电闭锁本处只讲漏电保护，我井只用了漏电保护这种方式，分析JY82检漏继电器工作原理（见图4）
该继电器采用了附加直流电源的方式进行漏电保护。

A、监视电网对地的绝缘水平，
检漏继电器接入电网后，即有了直流电源，并经如下检测回路：VC （+）—O—接地极1PE辅助接地极2PE—大地—电网对地绝缘电阻—三相电网—QS—1L—2L—KD—VC（—）。

有直流电流通过欧姆表，其直流电流的大小可以通过下式计算：ID=UVC/r +R
B、电网漏电保护
当人触及电网一相或电网对地绝缘电阻下降到危险值时，流过继电器的电流超过其动作值，使其动作，接点KD1闭合、自动馈电开关DW 的脱扣线圈YA有电，使开关跳闸，实现漏电保护作用。

接点KD2
先于KD1闭合，继电器KD自保，这样，可以保证在间续性接地故障时，继电器KD可靠动作。

C、检漏继电器的试验
为使检漏继电器可靠工作，该继电器自身设置了检查回路。

按《煤矿安全规程》规定：“每天应对检漏装置的运行情况进行一次试验”。

试验时，按下试验按钮SB，接通如下回路：VC（+）—Q—1PE—地—PE—SB—R3—1L—2L—KD—VC（—）。

检漏继电器应可靠动作，DW自动馈电开关跳闸。

D、电网对地电容电流的补偿，从前面分析可知，由于电网对地电容的存在，使得人身触电时电流超过极限安全值，造成极大危险。

为了抵消电容电流，可以用附加电感支路来实现。

JY82型检漏继电器是利用零序电抗器2L，串接在三相电抗器的中性点与地之间，如图5所示，人触及一相时，通过人体电流有电容电流IC，电感电流IL和电阻电流IR，但电容电流IC，电感电流IL相位差180度，适当调整零序电抗器的电感量，使IC与IL两者相互抵消，使流过人身电流大大减小。

JY82型检漏继电器电感的调节是利用带抽头的零序电抗器，改变线圈的匝数来实现的，由于零序电抗器2L的电感电抗值是靠改变线圈的匝数（L0—L9）进行调节，所以补偿效果较差（实测效果最多补偿47%左右），而且最佳补偿范围也小（最大电容每相只能达0.247uf左右)。

该继电器采用的是静态补偿方法。

第二节、过电流保护
一、过电流故障的危害及原因
过电流是指流过电气设备和电缆的电流超过了额定值。

其故障有短路、过负荷和断相。

1、短路
短路是指电流不流经负载，而是两根或三根导线直接短路形成回路，这时电流很大，可达到额定电流的几十倍，甚至更大，其危害是在短时间内烧毁电器设备，引起火灾、瓦斯、煤尘事故。

短路电流还会产生很大的电动力，使电气设备受机械损坏，也引起电网电压急剧下降，影响电网中的其他电气设备正常工作。

造成短路的主要原因是绝缘受到破坏，因而应加强对电气设备和电缆绝缘的维护及检查，并设置短路保护装置。

2、过负荷
过负荷是指流过电气设备和电缆的实际电流超过其额定电流和允许过负荷时间。

其危害是电气设备和电缆出现过负荷后，温度将超过所用绝缘材料的最高允许温度，损坏绝缘，如不及时切断电源，将会发展为漏电和短路事故。

引起电气设备和电缆过负荷的原因主要有以下几个方面：A、引起电气设备和电缆的容量选择过小，致使正常工作时负荷电流超过了额定电流；B、对生产机械的误操作；C、电源电压过底或电动机机械性堵转都会引起电动机过负荷。

3、断相
断相是指三相交流电动机的一相供电线路或一相绕组断线。

此时，运行中的电动机叫单相运行，由于其转矩比三相运行时小得多，再其所带负荷不变的情况下，必然过负荷，甚至烧毁电机。

造成断相的原因有：熔断器有一相熔断；电缆与电机或开关的接线端子连接不牢而松动脱落；电缆心线一相断线；电机定子绕组与接线端子连接不牢固而脱落等。

由于井下过电流发生的机会多而且造成的危害巨大，所以对电气设备和电缆都必须加以相应的过流保护。

此处分析DW80-350馈电开关（如图7）
第三节、保护接地
漏电保护的恻重点是故障发生后的跳闸时间，一旦发生漏电或人身触电，应尽快切断电源，将故障存在的时间减少到最断。

井下保护接地的厕重点在于限制裸露漏电电流和人身触电电流的大小，最大限度地降低严重程度。

两种保护在煤矿井下低压电网中相辅相成，缺一不可，它们对保证井下低压电网的安全运行具有重要作用。

一、井下保护接地网的作用与构成
1、井下保护接地网的作用
保护接地对保证人身触电安全是非常重要的。

由于接地电阻的数值被控制在《煤矿安全规程》的范围内，因此，通过接地装置的有效分流作用，确保人身的安全，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经接地装置流入大地，即使设备外壳与大地接触不良而产电火花，但由于接地装置的分流作用，可以使电火花能量大大减少，从而避免引爆瓦斯、煤尘的危险。

2、井下保护接地网的构成
井下电气设备比较分散，而且供电距离又较远，很难用一个集中的接地装置来满足保护接地的需要。

因此除井下中央变电所设置主接
地级外，沿着供电线路还埋设了许多局部接地级。

利用铠装电缆的铅皮、钢带、电缆的接地芯线，把分布在井底车场、运输大巷、采区变电所以及工作面配电点的电气设备的金属外壳在电气上连接起来，这样就使各处埋设的接地级也并联起来，形成一个井下保护接地系统。

3、对保护接地的要求
接地电阻的大小，将直接影响到电器设备金属外壳对地电阻的高低，而单个接地级很难达到安全的要求，因此井下采用保护接地网以尽量减小接地电阻的数值为好，根据《煤矿安全规程》对保护接地有如下要求：
A、电压在36V以上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都必须装设保护接地。

B、接地网上任一保护接地点的接地电阻不得超过2欧，任一移动或手持电气设备至局部接地级之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值不得超过1欧。

C、所有电气设备的保护接地装置和局部接地装置，应在主接地级连接成1个总接地网。

D、采区变电所、装有电气设备的峒室和单独装设的高压电气设备、低压电气设备点或3台以上电气设备的地点、连接高压动力电缆的金属连接装置、无低压配电点的采煤机工作的运输巷、回风巷等地必须装设局部接地级。

E、连接主接地的接地母线，应采用截面不小于50mm2的铜线或截面不小于100mm2的镀锌铁线，或厚度不小于4mm、截面不小于100mm2的扁铁。

电气设备的外壳与接地母线或局部接地级的
连接，电缆连接装置两头的铠装、铅皮的连接，应采用截面不小于25mm2的铜线，或截面不小于50mm2的镀锌铁线，或厚度不小于4mm、截面不小于50mm2的扁铁。

F、橡套电缆的接地芯线，除用作监测接地回路外，不得做它用。

三、保护接地装置的安装检查与维护
1、井下保护接地装置的安装
A、主接地级。

两个主接地级分别安装在主、副水仓，并保证其工作时总是埋在水里。

为了检修时提升方便，应设置专用吊环和吊绳。

另外，在制作时，主接地级及其接地导线必须焊接在一起。

而安装时，接地导线和接地母线之间只好用螺栓连接，但应保证接触良好，并不承受过大拉力。

B、局部接地级。

钢板和角钢局部接地级，最好埋设在巷道旁的排水沟中。

钢板和角钢局部接地级与接地导线之间也必须焊接；钢管局部接地级，一般垂直打入潮湿的地下，并要求埋在地下部分不小于1.5m，而地表部分应留有100mm以上的焊接长度，如接地级附近的土壤比较干燥，在其周围应用砂纸、木炭和食盐等混合物填满。

2、井下接地保护装置的检查与维护
凡有值班人员的机电峒室和有专职司机的电气设备，在交接班时，必须对局部接地级、接地导线及连接导线等进行一次表面检查，对于其他电气设备的保护接地，则由维护人员每周至少一次检查，此外每年至少要将主接地级和局部接地级从水仓中提起来，详细检查一次，对于主接地级，应是一个检查，一个工作，而不是两个同时提起来，以免影响安全。

第四节、煤电钻综合保护装置
以矿用隔爆型ZBZ—2.5/4Z—B型煤电钻综合保护装置为例。

一、适用范围
⒈用途：本装置适用于具有甲烷或煤尘爆炸危险的煤矿井下，作为127V煤电钻的供电装置。

⒉适用条件：
⑴海拔高度不超过2000米；
⑵周围介质温度不超过-10～40℃；
⑶周围空气相对湿度不大于95%（20℃）；
⑷可用于有甲烷和煤尘爆炸危险的矿井中；
⑸与垂直面的安装倾斜度不超过15°；
⑹在无显著摇动和冲击震动的地方；
⑺在无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体及蒸汽的环境中；
⑻无滴水及液体进入的地方
二、技术特征及主要参数
1、产品及性能
⑴短路保护具有短路跳闸、闭锁、动作指示及试验监视等性能，保护装置动作后，电路具有自锁作用；
⑵漏电保护具有漏电跳闸，闭锁动作指示及试验监视等性能，保护装置动作后，电路具有自锁作用；
⑶具有过载保护，当发生过载时过载跳闸，并具有动作显示；
⑷具有坚固可靠机械联锁装置；
⑸主变压器、隔离开关、短路保护、漏电保护组成一个综合整体，置
于隔爆外壳内，结构简单，使用维护方便；
⑹电源电压在90-110%Ue范围内波动时，各保护正常动作。

三、电气原理
1、主回路
由隔离开关K1、一次熔断器1RD、自动空气开关ZK、主变压
器ZB、交流接触器主触头CJ等组成
2、控制回路
由熔断器2RD、交流接触器CJ线圈、继电器J、按钮AN组成，当无短路、漏电故障时，只要启动电钻回路先导接通，主回路通电，电钻工作。

3、先导回路
先导回路C7、T4、D15-18、R33、K、R19、20、C13、IC2、D31、32、K2及电流互感器组成。

使用电钻时，K拨向电钻，1、2通。

当无发生过载、短路、漏电故障时，K2闭合，KB电压经整流送到T4，经R19、CJ1、K2电机线圈，T4工作，IC2的5脚呈高电位，IC2的7脚也呈高电位，继电器J吸合，电钻工作，互感器LH有电压输出，经D20整流送至IC2的5脚，使IC2的工作状态不变。

当停止煤电钻工作时，K2断开，互感器LH无电压输出，IC2的7脚呈低电平，继电器J释放，CJ断开，煤电钻停止工作。

4、过载保护
当煤电钻过载时，热继电器JR接点动作。

JR常闭接点断开，CJ 线圈断电，电钻停止工作。

5、煤电钻短路保护回路
当煤电钻发生短路时，载频信号大幅度衰减，C4两端电压下降，使IC1的14脚呈低电位，IC1的3脚呈低电位，IC1的1脚输出低电位，T2截止，继电器J释放，CJ断开。

电钻停止工作，同时，指示灯亮。

6、煤电钻漏电保护回路
当供电回路发生漏电时，C13两端电压升高，使IC2的14脚呈
低电位，使IC2的8脚呈低电位，T2截止，继电器J释放，CJ断开。

电钻停止工作，同时，指示灯亮。

7、信号试验回路
当煤电钻工作，短路试验时，AN1常开点接通，通过电容短路载频信号，C4两端电压下降，使IC1的14脚呈低电位，IC1的3脚呈低电位，IC1的1脚输出低电位，继电器J释放，CJ断开。

电钻停止工作，同时，指示灯亮。

当漏电试验时，AN2常开点接通，通过电阻R30接地，C13两端电压上升，使IC2的14脚呈低电位，使IC2的8脚呈低电位，T3截止，继电器J释放，CJ断开。

电钻停止工作，同时，指示灯亮。

8、当作用照明时，K拨向电钻，2、3通，此时，IC1的5脚滤波系统成为照明保护的定值电路，当输出端发生短路时，LH1、LH2输出高电压，IC1的6脚呈高电位，IC1的7脚输出低电位，继电器J释放，CJ断开。

照明停止工作，同时，指示灯亮。

漏电工作时，工作原理同电钻。

9、ZA、ZB为小负荷的端子，仅做临时照明或其他负荷用，无保护。

正常使用时，请使用三相输出保护端子。

四、安装、使用与维修
1、设备拆箱后，应检查各电器元件，有无因在运输途中受震损坏、脱落和受潮现象。

如有上述情况发生，需经处理后房可使用。

2、接线方式：出厂时产品主变压器均按1140/133方式接线，即：Y/△接线方式。

如660V在网路工作，需将主变压器撤出外壳，按△/△接线方式进行改接。

接线前用500V兆欧表测量高低压侧绝缘电阻值，应不低于5MΩ。

3、综合装置应可靠接地，辅助接地应在主接地点5米以外处。

4、本产品连续使用时，每班应做一次保护性能试验。

5、装置应进行定期检查。

6、CJ触点有一定的使用寿命，损伤严重时，应及时更换。

第三章矿井维修电钳工安全操作规程
一、一般规定
第1 条矿井维修电工必须经过培训，考试合格，并持证上岗。

第2 条矿井维修电工必须熟知《煤矿安全规程》、《煤矿机电设备完好标准》、《煤矿机电设备检修质量标准》和《电气设备防爆标准（GB3836）》中的有关规定。

第3 条矿井维修电工应熟悉矿井巷道布置，了解作业地点的瓦斯浓度，熟悉在灾害情况下的停电顺序及人员撤离路线。

第4条高压电气设备停送电操作，必须填写工作票。

第一节矿井维修电工操作规程
第1 条矿井维修电工必须经过培训，考试合格，并持证上岗。

第2 条矿井维修电工必须熟知《煤矿安全规程》、《煤矿机电设备完好标准》、《煤矿机电设备检修质量标准》和《电气设备防爆标准（GB3836）》中的有关规定。

第3 条矿井维修电工应熟悉矿井巷道布置，了解作业地点的瓦斯浓度，熟悉在灾害情况下的停电顺序及人员撤离路线。

第4条高压电气设备停送电操作，必须填写工作票。

二、作业前的准备
第5 条维修电工入井前应检查、清点应带的工具、仪表、零部件、。