煤矿电气安全（新）.ppt

煤矿电气安全,,,主要内容,第一部分矿井供电系统第二部分电气防爆基本知识第三部分矿井电网的保护第四部分电缆的使用和管理第五部分安全用电及触电防治第六部分安全用电有关规定第七部分矿井监控,第一节供电系统概述,发电厂按照所利用的能源种类分为水力、风力、火力、核子能、太阳能、沼气等几种。主要还是火力发电厂和水力发电厂。近年来核电厂发展也很快。,大、中型发电厂距离用电地区往往是几百至上千公里，为了减少输电线路上的能量损耗，电能从发电厂升到高压，用输电线路向用户输送，然后再降压分配给各用电户。目前我国的输电电压等级有6、10、35、110、220、330、500、1000kV等几个等级，送电距离越远，输电的电压越高。由S＝√3UⅠ和QⅠ2Rt可知当S为定值时，如果U，则Ⅰ。,,,电力系统示意图,电力系统的运行特点,1电能的生产、输送、分配和消费是同时进行的。,2系统中发电机、变压器、电力线路和用电设备等的投入和撤除都是在一瞬间完成的，所以、系统的暂态过程非常短暂。,,,电能具有无可比拟的优越性,非电能,电能,非电能,,,从产生、输送、分配和控制三个方面说明。1产生,机械能→发电机→,水能,热能,太阳能,化学能,核能,生物能,风能,海洋能,电气设备,机械能,热能,声能,光能,风能,其他,2输送高压架空线、地下电缆、电磁波。3分配和控制,,电能的产生、输送、分配和控制,,,电能的传输与分配,,电能的传输与分配,,,电能的传输与分配,,一、供电系统的组成,供电系统包括一次电路（主回路）和二次电路（辅助性线路），主回路用来传输、分配和控制电能，包括有电力降压变压器，各种开关电器、母线和输电线。二次回路用来测量和监测用电情况，以保护和控制主回路的电器。,图中的Q为不同电压等级的隔离开关，干线上还有各种负荷开关、自动开关等。中、小型用电单位，进线一般6～10kV，为了供电的可靠性，使用两个不同的高一级的变电所供电。,二、企业变配电所及一次系统,变电所的任务是接受电能、变换电压；配电所的任务是接受电能和分配电能，区别是有无变压器。1kV以下是低压，1kV以上是高压。从电网进线到低压配电所的供电主结线路称为一次系统。,1.单回路供电方式只有一路电源进线，一个降压变压器和一段低压母线，适用于具有二、三类性质的中、小型供电系统,2.双回路供电方式具有两路电源进线，至少有两台变压器，可进行桥式接线，适用于大型企业供电系统。,三、低压配电系统,6～10kV,380/220V,380/220V,6～10kV,低压放射式,低压树干式,1.放射式配电线路特点发生故障时互不影响，供电可靠性高，但导线消耗量大，开关控制设备较多，投资高。适用于对供电可靠性要求高的场合,2.树干式配电线路特点开关设备少，导线的消耗量也较少，系统的灵活性好，但干线上发生故障时，影响范围大，供电可靠性较低，适用于供电容量小而负载分布较均匀的场合。,四、企业节约电能,节约电能的具体措施,一）计划用电根据保证重点、择优供应、统筹兼顾的原则来编制电力分配方案。,二）发挥用电设备的效能电动机、变压器、电焊机在接近额定负载时运行效率最高，轻载时效率较低。为此应正确选用它们的功率；,三）提高线路和用电设备的功率因数,四）降低线路损失可用提高功率因数、合理选择导线截面积，适当缩短大电流负载的连线，保持连接点的紧固，使三相负载接近对称；,五）技术革新如电力变压器，原采用热轧硅钢片铁心，空载损耗较大，改用冷扎硅钢片铁心后空载损耗显著降低。大量推广使用节能灯等；,六）加强用电管理，强化节约用电意识,第二节矿井供电系统,一、煤矿企业对供电的基本要求1、供电可靠井下必须实现供电连续、不间断,应保证供电绝对可靠；而且具备双电源、双回路供电的条件。2、供电安全人身安全，设备运行安全。3、供电质量频率偏移量不应超过（0.2HZ0.5HZ），电压偏移量不应超过额定电压的5。4、供电经济保证供电、用电的经济、合理（尽量减少基本建设投资、降低系统运行费用、节约有色金属的消耗）。二、煤矿电力用户分为三类1）一类用户中断供电将造成人身伤亡事故、重要设备的损坏、重大经济损失和严重政治影响的用电负荷。一级负荷一般应采用两个独立电源供电，其中，一个系统为备用电源。2）二类用户中断供电将造成大量产品报废，连续生产过程被打乱，造成较大减产、较大经济损失的用电负荷。3）三类用户不属于一类和二类负荷的一般负荷，即为三类负荷，对生产没有直接影响。,三、矿井供电系统（深井和浅井供电系统）注箱式变电站供电方式近年来在我矿区应用较多。,,,,,,,,,,,,,,,,井下中央变电所,,,,采区变电所,移动变电站降压,,10/0.66kv10/1.14kv10/3.3kv,,10KV或6KV,10KV或6KV,,通风机房,压风机房,,主运输驱动机房房,地面10KV或6KV负荷,矿井变电所（35/10KV双回路双电源）,工作面配电点,,1供电系统,地方区域变电所（110KV/35KV）,各种用电设备,控制开关,,,,四、矿井供电系统,由地方的11万伏区域变电站送来的35KV的高压电，经煤矿地面35KV/10KV6KV变电所的主变压器降压后（10KV或6KV），经过10KV（或6KV）高压配电装置及供电电缆，将电能输送到井下中央变电所内，再由中央变电所输送至采区变电所，再经过采区变电所的变配电设备及供电线路送至综、连采、机运队等配电点，经配电点的移动变电站降压后，分别将（3300V、1140V、660V）不同等级的电压输送给不同的电气控制开关和用电设备（负荷），便组成了矿井的供电系统。,煤矿安全规程规定1矿井供电必须符合的要求,①供电,,供电可靠,供电安全,供电经济,②矿井应有两回路电源;矿井的电源线路上严禁装设负荷定量器；,③对于井下各水平中央变（配）电所、主排水泵房的供电线路，不得少于两回路;一个回路运行时,另一回路应带电热备用。,④严禁井下变压器中性点直接接地（三种供电方式）。,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。,供电质量,五、矿井供电电压等级1、35KV矿井地面35/10KV变电所的电源电压。2、10KV或6KV井下高压配电电压和高压电动机的额定工作电压，井下高压不得超过10KV。3、3.3KV或1140V综合机械化采煤工作面电气设备的额定工作电压。4、660V井下低压电网配电电压和小型用电设备的额定工作电压。5、380V地面配电电压及小型动力设备的额定工作电压。,6、220V地面生活、办公、后勤、照明电压。7、127V井下照明、信号、手持式电气设备的最高额定工作电压。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。,煤矿安全规程448条规定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1、高压，不应超过10000V。2、低压不应超过1140V（1140V电压是高、低压的分界线）。3、照明、信号、电话和手持式电气设备的供电额定电压，不应超过127V。4、远距离控制线路的额定电压不超过36V。采区电气、机械设备的额定供电电压超过3300V时，必须要制定专门的安全措施。,防爆基本知识,一、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具有基本防护功能，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GB3836.12000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。防爆电气设备的总标志ExⅠ类煤矿用；Ⅱ类除煤矿以外行业；（3）电气间隙和爬电距离电气间隙指两个裸露的带电导体之间的最短距离，即电气设备中有电位差的金属导体之间通过空气的最短距离。爬电距离指两个带电导体之间沿其固体绝缘材料表面的最短距离。,防爆电气设备（Ex防爆总标志）,（4）防护等级防护等级就是防外物和防水能力。防护等级用字母IP连同两位数字来标志，例如，IP44；IP是外壳防护等级标志，第一位数字4表示防外物4级，第二位数字4表示防水4级。数字越大表示等级越高，要求越严格。防外物共分7级（06级），防水共分9级（08级）。（5）防爆设备标志防爆设备总标志“Ex”例如，“ExdⅠ”表示是Ⅰ类隔爆型防爆电气设备；“ExibⅠ”表示是Ⅰ类隔爆兼本质安全型防爆电气设备；,煤矿井下机电质量综合指标要求井下机电设备综合完好率不低于95；机电设备待修率不大于5；机电事故率不大于1；小型电器合格率应为95；防爆设备失爆率为0；,,（6）煤矿安全标志,,二、对防爆电气设备的要求,1.电气必须防爆、防护性能好、电网电压波动适应能力强、过载能力强、保护功能强、可靠性高。2.严格按煤矿安全规程规定选用。3.入井前检查其“两证一标志”（“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。4.使用中的防爆电气设备的防爆性能检查周期是每月一次。5.井下防爆电气设备的运行、维护和修理，必须符合防爆性能的各项技术要求。失爆电气设备，必须立即处理或更换，严禁继续使用。,三、隔爆型电气设备标志为“d”,矿用隔爆型电气设备在铭牌右上角上标有ExdI隔爆型电气设备的防爆原理将电气设备的带电部件放在特制的外壳内，该外壳具有将壳内电气部件产生的火花和电弧与壳外爆炸性混合物隔离开的作用，并能承受进入壳内的爆炸性混合物被壳内电气设备的火花、电弧引爆时所产生的爆炸压力，而外壳不被破坏；同时能防止壳内爆炸生成物向壳外爆炸性混合物传播，不会引起壳外爆炸性混合物的燃烧和爆炸。隔爆型电气设备应具有良好的隔爆和耐爆性能。即同时具有耐爆性和隔爆性。（1）隔爆性就是外壳内爆炸性混合物爆炸时喷出的火焰，不会引起壳外可燃性混合物爆炸的性能。（2）耐爆性就是外壳能承受壳内爆炸性混合物爆炸时所产生的爆炸压力，而本身不产生破坏和危险变形的能力。（3）隔爆原理利用特殊的“隔爆外壳”和隔爆间隙（如宽度、间隙长度、表面粗糙度等）来实现。,补充内容a、耐爆性当瓦斯浓度在9.5时，实验室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，实际的爆炸压力约为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，并考虑一定的安全系数，钢板，最小的厚度3～4mm，铸铁为6mm。b、隔爆性由外壳装配接合面的结构参数（如间隙宽度、间隙长度、表面粗糙度）来保证的，主要起散热作用。,四、失爆与常见失爆现象（一）失爆隔爆型电气设备失去隔爆性或耐爆性。（二）常见失爆现象（现场容易发现的）用螺栓固定的隔爆接合面的失爆现象缺螺栓、弹簧垫圈或螺母，螺栓或螺孔中未上满扣。（2）弹簧垫圈未压平或螺栓松动，弹簧垫圈断裂或无弹性。2.电缆引出引入装置的失爆现象密封圈老化、失去弹性、变质、变形，有效尺寸配合间隙达不到要求，起不到密封作用。（2）密封圈外径与进线装置内径差值超过标准的规定。（3）密封圈内径与引入电缆外径差大于1mm以上。,（4）密封圈的单孔内穿进多根电缆。（5）把密封圈割开套在电缆上。（6）密封圈刀削后凸凹不整齐圆滑，锯齿直径差大于2mm以上。（7）密封圈没有完全套在电缆护套上。（8）线嘴压紧没有余量，线嘴与密封圈之间没有加装金属垫圈。（9）进线嘴压紧后没有余量或进线嘴中缘压不紧密封圈，或密封圈端面与器壁接触不严，或密封圈能活动。（10）引入引出电缆压线板未压紧电缆，用单手扳动喇叭嘴上下左右晃动时有明显晃动。（11）在引入装置处能轻易来回抽动电缆。,（12）高压铠装电缆终端接线盒没有灌绝缘胶；绝缘胶没有灌到电缆三叉口以上；绝缘胶有裂纹而能相对活动。3.隔爆电气设备内外壳的失爆现象（1）使用未经国家法定的检验单位发证生产的防爆部件。（2）隔爆外壳有裂纹、开焊、严重变形长度超过50mm，同时凹坑深度超过5mm者。（3）隔爆壳内外有锈皮脱落。（4）机械闭锁装置不符合规定，闭锁装置不全，变形损坏起不到机械闭锁作用。（5）电气闭锁不起作用。（6）隔爆室（腔）的观察窗（孔）的透明板松动、破裂，使用普通玻璃或机械强度不符合规定。,（7）螺纹隔爆结构螺距的最少啮合扣数、最小拧入深度不符合规定量，拧紧程度一般用单手正向用力拧入半圈以上者。（8）喇叭嘴外缺损影响防爆性能者。（9）未接线的喇叭嘴没有分别用密封圈、挡板、金属圈依次装入、压紧，有一项未装上或未压紧者。（10）挡板直径与进线装置内径之差大于2mm，挡板厚度小于公称尺寸2mm（厚度允差为0.18mm），挡板材质低于钢垫板强度，挡板有缺陷或机械性伤痕超过有关规定者。（11）金属圈外径小，与进线装置内径之差大于2mm，金属圈厚度小于1mm，金属圈开口等。,4.防爆面的失爆现象防爆接合面应保持光洁、完整，各结构参数符合规定。有下列情况之一者即为失爆（1）转盖式或插盖式隔爆接合面的宽度小于25mm，间隙大于0.5mm以上。（2）隔爆电动机轴与轴孔的隔爆接合面在正常工作状态下产生摩擦。（3）隔爆面上产生的机械伤痕，宽度与深度都小于0.5mm；其长度未保证剩余无伤隔爆面有效长度小于规定长度的2/3。（4）隔爆接合面的表面粗糙度大于，操纵杆的表面粗糙大于。（5）隔爆接合面无间隙或锈蚀，正常情况下用手打不开大盖的。,五、矿用隔爆型电气设备的失爆原因及危害1.失爆原因造成失爆的原因是复杂多样的，常见的主要原因有（1）由于维护和定期检修不妥，防护层脱落往往使隔爆面上出现砂泥灰尘等杂物，某些用螺钉紧固的平面对口接合面出现凹坑，使隔爆面间隙增大。（2）井下电气设备由于移动或搬运不当而发生磕碰，使外壳变形或产生严重的机械伤痕，或在使用中也很可能发生撞击现象，严重时可能增加接合面间隙。（3）装配时产生严重的机械划痕。这是由于杂质没清除干净造成划伤隔爆面，在转盖式结构的接合面上特别容易发生这种现象。（4）隔爆面上产生锈蚀现象，增大粗糙度。（5）由于不熟悉设备的性能，在装卸过程中没有采用专用工具或发生误操作。（6）螺钉紧固隔爆设备中，由于螺孔深度过浅或螺钉太长，而不能很好地紧固零件。,（7）由于工作人员对防爆理论知识掌握不够，对各种规程不能正确贯彻执行，以及对设备的隔爆要求粗心大意，均可能造成失爆。2.失爆的危害井下防爆设备具有隔爆性和耐爆性，而设备失爆后就起不到隔爆和耐爆的作用。内部发生爆炸的火焰会传到壳外，并且与井下可燃、可爆性混合气体直接接触，会引起矿井火灾及瓦斯、煤尘爆炸，造成重大恶性事故。,五、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）本质安全型电气设备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气设备电路的各种电气参数，进而限制该电路的放电能量来实现防爆的，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。由于本质安全型电气设备的最大输出功率为25W左右,因而使用范围受到了一定限制.本安型电气设备分为ia和ib两个等级.3火花放电电路放电有三种形式火花放电、弧光放电和辉光放电。电阻电路的火花放电、电感电路的火花放电、电容电路的火花放电。,六、增安型电气设备标志为“e”,在设备铭牌上或外壳上标有“Ⅰ”增安型电气设备增安型电气设备是在电气设备原有的技术条件上，采取了一定的措施，提高其安全程度的电气设备。防爆原理对于那些在正常运行条件下不会产生电弧、火花和危险温度的矿用电气设备，为了提高其安全程度，在设备的结构、制造工艺以及技术条件等方面采取一系列措施，从而避免了设备在运行和过载条件下产生火花、电弧和危险温度，以此实现电气防爆。3防爆措施（增安措施）a、有效的防护外壳；b、选择合适的爬电距离和电气间隙；c、提高绝缘材料的绝缘等级（共分为7个等级YAEBFHC）；d、限制设备温度；e、电路和导线连接可靠；,七、浇封型电气设备标志为“m”,在设备铭牌上或外壳上标有“ExmⅠ”（1）浇封型电气设备浇封型电气设备是采用浇封剂将电气设备有可能产生电弧、火花或高温的部分浇封在浇封剂中，避免这些电气部件与爆炸性混合物接触，从而起到防爆的作用。（2）防爆原理将电气设备有可能产生点燃爆炸性混合物的电弧、火花或高温的部分浇封在浇封剂中，避免这些电气部件与爆炸性混合物接触，从而使电气设备在正常运行或认可的过载和故障情况下均不能点燃周围的爆炸性混合物。3防爆措施a、采用环氧树脂浇封剂；八、气密型电气设备标志为“h”（1）防爆原理将电气设备或电气部件置入经过气密的外壳内。,九、充砂型电气设备标志为“q”（1）防爆原理在电气设备的外壳内填充石英砂粒，将设备的导电部件或带电部分埋在石英砂防爆填料层之下，使之在规定的条件下，在壳内产生的电弧、传播的火焰、外壳壁或石英砂材料表面的温度都不能点燃周围爆炸性混合物。十、正压型电气设备标志为“p”（1）防爆原理将电气设备置入外壳内，壳内无可燃性气体释放源；将壳内充入保护性气体，并使壳内保护性气体的压力高于周围爆炸性环境的压力，以阻止外部爆炸性混合物进入壳内，实现电气设备的防爆。十一、矿用一般型电气设备标志为“KY”矿用一般型电气设备与一般电气设备不同，它在绝缘、爬电距离、电气间隙、防潮和防尘、井下特殊的运行条件等方面均有特殊的要求。,,十二、矿用电气设备基本防爆技术,间隙隔爆技术安全间隙，隔爆型采用。本质安全技术控制放电能量在0.28mJ以下。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的最小时间不小于5ms，安全断电的时间为2.5～3ms。（4）增加安全措施（增安型）,十三、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（要留专人看守）→检修工作开始→检修工作完毕后，采取谁停电谁摘牌谁送电的原则，中途不得换人。严禁采用约时停、送电。（4）井下操作电气设备遵守规定446条。,,矿井电网的保护,一、保护的分类、保护范围、方法和手段,接地保护,过电流保护,,,,断相保护,电动机一相断线时动作（电动机单相运行）,断相保护装置,电压保护,风、电闭锁装置、瓦斯、电闭锁装置,经由地面架空线路引入井下的供电线路（包括电机车架线），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（出）的管路，必须在井口附近将金属体进行不少于两处的良好的集中接地；通信线路必须在入井处装设熔断器和避雷装置。,,矿井电网保护,四保护,两闭锁,,,过电流保护,保护接地,漏电保护,电压保护,风、电闭锁,瓦斯、电闭锁,,,,安全用电,三大保护,三专,三专专用变压器、专用开关、专用线路,二、过流保护,1、过流过流是指电气设备发生短路、过载、断相（缺相）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、过流危害过电流如不及时得到控制，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电源，防止事故扩大，避免造成灾害。短路4、过电流现象过载断相,,5、1【案例】,,,,,,,,,,,,d2,,KBZ-400/1140拒动,PB2-6G拒动,,,,,,,,,,,QC815-60,KSJ-320/6,箱体爆炸,设备内部短路，三级保护失灵，变压器爆炸皮带着火煤体着火17人中毒死亡。,,,QC83-80,DQZBH-300/1140,,拒动,2造成短路故障的原因主要有①绝缘击穿②误操作③机械损伤（3）造成电动机过负荷的主要原因有①电源电压低②频繁启动③启动时间过长④机械性堵转4断相的主要原因①熔断器熔断。②电缆与电动机或开关的连接头脱落。,6.过电流保护装置,熔断器保护（严禁用铜丝、铁丝代替保险丝）（1）短路保护继电器保护（严格按规定整定）（2）过负荷热继电器RJJDB--电动机综合保护（3）断相晶闸管断线保护线路,,,,,7、过流保护装置整定电流的计算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8、采区低压开关过流保护装置的整定值1电磁式过流继电器a、对保护电缆干线的馈电开关Iz≥IQe＋Kx∑IeKx需用系数取0.5～1;IQe容量最大一台电机的启动电流;b、对保护一个负载的电缆支线Iz≥IQeIQe（1.5～1.8）Ie（绕线型电动机）IQe6Ie（鼠笼型电动机）,Id2c、校验灵敏度≥1.5IzId2被保护电缆干线或支线距电源变压器最远点的两相短路电流值。两相短路电流的计算公式为,,d、变压器二次侧总馈电开关的整定①过负荷保护IzI2Ne②短路保护Iz≥IQe＋∑Ie式中I2Ne变压器二次侧的额定电流，Ａ。∑Ie其余负荷额定电流之和，Ａ。e、如灵敏度不能满足以上要求，可采取①加大电缆截面；②减小（即增大Id2）被保护电缆干线或支线距电源变压器最远点线路长度；③增设分段保护开关。④更换大容量变压器或变压器并联使用（一般不用）；,2熔体额定电流的选择IQe①对保护电缆干线的熔体IR＋∑Ie1.8～2.51.8～2.5容量最大的电动机起动时保证熔体不熔化的系数。IQe②对保护电缆支线的熔体IR（鼠笼型电动机）1.8～2.5现场也可使用简化的经验公式IR（2～2.5）Ie对于保护电缆支线（负荷为绕线式电动机）的熔体IR≥Ie③照明信号综保电缆支线的熔体IR（1.2～1.4）Ie/ku（一次）照明信号综保电缆干线的熔体IR≥∑Ie（二次）煤电钻综保电缆支线的熔体IR（1.2～1.4）（IQe/2.5∑Ie）（一次）ku④对保护照明负荷的熔体IR≈Ie。Id2⑤按两相短路电流进行校验≥4～7IR如不满足，同样按上述四种办法进行补救。,式中４～７保证熔体及时熔断的系数，电压为３８０Ｖ、６６０Ｖ、1140V时，熔体额定电流１００Ａ及以下时，系数取７；熔体额定电流１２５Ａ时，系数取６.4；熔体额定电流１６０Ａ时，系数取５；熔体额定电流２００Ａ及以上时，系数取４；电压为１２７Ｖ时，系数一律取４。3热继电器额定电流的整定计算①对保护电缆干线Iz∑Ie②对保护电缆支线IzIe4电子保护器额定电流的整定计算按下式计算IzIe式中Ｉｚ电子保护器的过流整定值，Ａ；Ｉe电动机的额定电流．Ａ；,电动机额定电流经验公式,对于３８０Ｖ电动机，Ｉe2Ｐe；对于６６０Ｖ电动机，Ｉｅ＝１.1５Ｐe;对于１１４ＯＶ电动机，Ｉe０.67Ｐe。对于3300Ｖ电动机，Ｉe０.22Ｐe对于6000Ｖ电动机，Ｉe０.12Ｐe对于10000Ｖ电动机，Ｉe０.07ＰeＰe为鼠笼型电动机的额定功率KW，ＩＱe＝６Ｉe。绕线式电动机ＩＱe＝1.5--1.8Ｉe。,9、高压配电装置过流保护装置的整定1）变压器保护①过负荷保护IZgI1Ne式中I1Ne变压器一次侧额定电流，Ａ。②短路保护1.2～1.4IZd≥（INQe＋∑INe）ku式中INQe变压器负荷中最大电机的额定启动电流，Ａ。∑INe其余负荷额定电流之和，Ａ。ku变压器变比。如配电箱给出的是继电器整定电流时，则应计算出继电器的动作电流。即过负荷保护时IZgjIZg/fH*ni1.2～1.4短路保护时IZdj（INQe＋∑INe）fHniku,式中fH返回系数，有延时取0.5，瞬时动作取1。ni电流互感器变比。ku变压器变比。③灵敏度校验Id（2）KS≥1.5kΤnikuIZdj式中kΤ变压器接线系数，当变压器为D，y接线时，取√3；Y，y接线时，取1；井下高压配电箱的电流互感器接线系数均为1。2）高压电缆线路保护①过负荷保护高压配电箱中长延时反时限过载保护装置的动作电流整定为IZg≥1.1IcgZ式中IcgZ线路的最大长时工作电流，Ａ。,②短路保护IZd1.2IcgZ/fH*ni③灵敏度校验Id（2）KS≥1.25～1.5nikuIZd3）高压电动机保护①过负荷保护IZg≥Ie②短路保护对于瞬时动作的过流继电器，动作电流应为1.2～1.4IZdINQeni③灵敏度校验Id（2）KS≥2niIZd,三、漏电保护,1、漏电故障的定义在变压器中性点不接地的低压供电系统中的单相、两相或三相对地的总绝缘电阻下降到危险值以下时，或是电气设备或电缆的绝缘损坏或人体触及一相带电体时，电源和大地形成回路，有电流流过的现象，称为漏电故障。漏电的形式集中性、分散性漏电。集中性漏电长期、间隙、瞬间漏电。1）长期集中性漏电指没有漏电保护装置或漏电保护装置没有动作的漏电故障。2）间隙集中性漏电指有漏电保护装置的开关控制的设备或电缆的漏电故障。3）瞬间集中性漏电指人体或其他接地导体偶然触及设备的带电部分所发生的漏电故障。,2、漏电原因,（1）电气设备因绝缘受潮或进水。（2）电缆受到挤压、砍砸、过度弯曲、铁器划伤或针刺。（3）导线连接接头不牢固、有毛刺、无防松措施等。（4）电气设备超期服役或长期超负荷运行造成绝缘老化。（5）检修电气设备时，由于停、送电操作错误。（6）检修电气设备时，误将工具和材料等导电体遗留在设备内部。（7）操作电气设备时，由于弧光放电造成一相接地。（8）在电气设备内部随意增加其他另部件，使带电导体与外壳之间的电气间隙或爬电距离小于安全值。,3、漏电的危害,①产生电火花，可能引起瓦斯、煤尘爆炸。②有可能造成人身触电。③可以提前引爆电雷管（跨步电压所致）。④漏电长期存在，可以引起相间短路。4、漏电的预防措施1）避免电缆、电气设备浸泡在水中，防止电缆受挤压、碰撞、过度弯曲、划伤、刺伤等机械损伤。2）导线连接要牢固，无毛刺，防松脱。3）维修电气设备时要按规程操作，不将工具和材料等导体遗留在电气设备中。4）不在电气设备中增加额外的另部件，若必须设置时，要符合有关规定的要求；5）设置保护接地装置；6）对电网对地电容电流进行补偿；7）设置漏电保护装置；,5、漏电保护原理1）附加电源直流检测式漏电保护原理,,漏电保护装置是采用附加直流电源的工作原理，电网对地绝缘电阻越小，附加检测电流越大，当绝缘电阻下降到漏电保护装置的动作电阻值时，漏电保护装置动作，切断由变压器供电的全部设备电源。这种保护没有选择性，停电范围大。设置漏电闭锁装置后，可以检测并闭锁不送电线路和设备的漏电故障，减少了漏电保护的动作次数，也缩小了漏电故障的停电范围。,6、漏电保护的作用1）可以防止人身触电；2）可以防止漏电电流烧毁电气设备；3）可以防止漏电电流引起矿井瓦斯、煤尘爆炸的危险；4）漏电保护还可以作为短路故障的后备保护。,,,,7、对漏电保护装置的要求①要求漏电保护装置具有安全性、可靠性、选择性。②每天值班电工必须对低压漏电保护装置进行一次跳闸试验，并做好记录。③不准甩掉漏电保护装置不用。井下低压电网各等级电压的漏电保护跳闸动作电阻值如下127V1.5K380V3.5K660V11K；1140V20K,8、漏电闭锁保护原理图,,9、漏电闭锁,漏电闭锁是在开关分闸断电的情况下，负载侧网路绝缘电阻降低到规定值及以下时，检测出其漏电故障并且闭锁开关使开关不能合闸送电。漏电闭锁电阻整定值可取供电系统漏电保护继电器动作整定值的2倍。解锁电阻值应不大于整定的漏电闭锁电阻值的150。,10、漏电保护装置的功能,①连续监视电网的对地绝缘电阻值；②补偿电网的对地分布电容电流；③当电网绝缘水平下降到危险值或发生人身触电时，能迅速自动切断供电电源。④漏电闭锁保护装置在电网送电之前能对电网的绝缘状态进行监测，一旦发现漏电，将电源开关进行闭锁。⑤将漏电保护装置与屏蔽电缆配合使用，可以实现超前断电。,11、事故案例,某矿输送机道，工作面供电的电缆先是放在人行道一侧，行人来回踩、压，电缆内部有内伤，漏电继电器长期甩掉不用，电缆漏电不能及时发现，最后造成电缆内部短路着火，酿成火灾，死亡35人，直接经济损失近400万元。,四、保护接地,1、保护接地的概念把电气设备的金属外壳和构架用导线与埋在地下的接地极连接起来，称为保护接地。注保护接地是漏电保护的后备保护。煤矿安全规程482条规定电压在36V以上和由于绝缘破坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架，铠装电缆的钢带（或钢丝）、铅皮或屏蔽护套等必须有保护接地。,,,,,,,,,,c,b,a,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Ir＞30mA,,不设保护接地,Ir,ra,rb,rc,ca,cb,cc,,,IJC,,,,,,,,,,o,,,,,,,,,,c,b,a,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,设保护接地,Ijd,,Ir≤30mA,,,rc,cc,cb,ca,ra,rb,Rd≤2Ω,Ir,,,IJC,,,,,,,,,o,,电气设备绝缘破坏，使外壳带电时，人身即使接触了这个带电外壳，因接地装置和人体形成并联电路，对人体起到分流作用，可以大大地减小通过人体的电流，可减小人体触电的危险性。此时流过人体的电流为R地R地I人I总或I人≈I总R人＋R地R人可见，接地电阻R地越小，则通过人身的电流也就越小。,⑴、在中性点不接地的低压供电系统中，当电气设备内部的绝缘损坏或是一相带电体碰壳，且人体接触带电设备外壳时，接地电流将通过人体电阻与接地装置电阻并联入地，再通过其它两相对地绝缘电阻和对地电容回到电源。由于接地电阻的分流作用，流过人体电流就可以大大减小。⑵、设备和电缆产生漏电故障时，由于接地装置的分流作用，可以大大减小漏电火花能量，从而减少了瓦斯、煤尘爆炸的可能性。,2、保护接地的作用,煤矿安全规程规定,483条矿井接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2欧姆。484条所有电气设备的保护接地装置（包括电缆的铠装、铅皮、接地芯线）和局部接地装置，应与矿井主接地极连接成1个总接地网。矿井主接地极应在主、副水仓中各埋设1块。主接地极应用耐腐蚀的钢板制成，其面积不得小于0.75㎡、厚度不得小于5mm。,3、井下保护接地网,井下保护接地网的作用⑴某一个接地极受到损坏失去作用时，由于接地网的整体接地作用，仍然可以保障与损坏接地极相连的电气设备保护接地的功能；⑵降低了总的接地电阻（保护接地电阻越小，保护性能越好）；,补充说明,1、漏电保护的侧重点是故障发生后的跳闸时间，一旦发生漏电或人身触电，应能尽快切断电源，将漏电故障存在的时间减少到最短。2、井下保护接地的侧重点，在于最大限度的限制裸露漏电电流和人身触电电流的大小，最大限度地降低故障的严重程度。这两种保护在井下电网中相辅相成，缺一不可。,3、当漏电保护装置拒动时，漏电故障就容易发展成为短路故障，此时短路保护就成了漏电保护的后备保护。另一方面，当电气设备内部发生短路，而短路保护又失灵的情况下，炽热的短路电弧便可能将防爆外壳灼穿，使其失去防爆性能。但电弧一旦触及外壳，便引发了漏电故障，引起漏电保护装置的动作，及时切断电源，这样,漏电保护又成了短路保护的后备保护。由此可见，短路保护和漏电保护在很多情况下是互为备用的，这就增加了井下电气保护的可靠性。,4、风电闭锁,①意义指掘进工作面的局部通风机停止工作时，能立即切断该巷道中动力设备的一切电源，并且在局部通风机未开动时，始终不能接通该巷道中一切动力设备的电源。②作用主要是防止停风或瓦斯超限的掘进工作面在动力设备送电后，由于设备、电缆绝缘不良或漏电产生的电火花，造成瓦斯燃烧或爆炸事故。（即有风送电，停风断电，风机不转不能送电。）,5、瓦斯电闭锁①瓦斯电闭锁是指掘进工作面正常供风或停风状态下，如果瓦斯浓度超过了规定值或整定值而切断掘进工作面动力电源，此种瓦斯监控装置与动力电源开关之间进行联锁。②作用主要是防止正常通风时产生局部瓦斯积聚时，造成事故。（即瓦斯超限报警\断电，风机正常转；一旦风机停电，闭锁风机开关；检查瓦斯不超限风机才能转。）,6、煤电钻综合保护装置,（1）意义煤电钻电缆由于受环境潮湿、移动频繁、电缆落地磨损、物件碰撞、挤压的可能，极容易发生漏电故障，危及操作人员及井下安全，为此采取降低工作电压（127V）及煤电钻综合保护装置。（2）作用煤电钻必须设有检漏、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，煤电钻综合保护装置在每班使用前必须进行一次跳闸试验。,电缆的使用和管理,一、电缆的选用（1）根据使用地点的不同选用满足要求的电缆。（2）采区低压电缆禁止使用铝芯电缆。（3）采掘工作面设备必须用分相屏蔽橡套电缆。,矿用照明信号橡套软电缆允许载流量,,矿用橡套软电缆的允许载流量值,,二、矿用电缆,,1.矿用电缆的分类,矿用电缆,,铠装电缆,,钢带铠装,钢丝铠装,,细钢丝,粗钢丝,,,水平或倾角＜45的井巷,立井井筒或倾角≥45的井巷,,橡套电缆,或半固定固定,,普通,屏蔽,,半导体,铜丝尼龙网,塑料电缆,,外加铠装（同铠装电缆）,不加铠装（同橡套电缆）,,,,移动设备主要用于,三、电缆的分类及型号含义,（1）铠装电缆Z---纸绝缘Q---铅包L---铝芯（不标为铜芯）P---干绝缘D---不滴流20---裸钢带铠装30---裸细钢丝铠装50---裸粗钢丝铠装（2）橡套电缆①系列代号U---矿用阻燃型橡套电缆②特征代号Y---移动C---采掘设备M---帽灯Z---照明信号用③结构特征代号P---屏蔽（半导体）J---监视\加强型PT---屏蔽（金属）Q---千伏级T---拖曳（3）塑料电缆MVV---塑料绝缘塑料护套（4）型号举例ZQP20、ZQD50、MVV30、ZLQD30UCP0.66/1.14ＫＶ、UT---1.14ＫＶ、UYPJ---10ＫＶUＪ---1.14ＫＶ,四、电缆的敷设与连接,1、电缆辅设1）电缆辅设应符合煤矿安全规程的规定。2）电缆应用吊勾（卡）悬挂，橡套电缆严禁用铁丝悬挂。3）电缆悬挂整齐、不交叉、不落地，应有适当驰度，在承受意外重力时能自由坠落。悬挂高度应在矿车、电机车、装岩机等掉道时不致碰撞，在电缆坠落时，不致落在轨道或运输机上。4）电缆悬挂的间距在水平或倾斜的巷道内不得超过3米，在立井井筒内不得超过6米。,,5）沿钻孔敷设的电缆必须绑紧在钢丝绳上，钻孔应加装套管。6）综采工作面的电缆，应放入电缆槽或夹板内；工作面出口电缆应用吊梁悬挂或绑扎吊挂不得与油管、风管、水管混吊。7）电缆不应悬挂在压风管或水管上，不得遭受淋水或滴水，电缆必须悬挂在管子上方0.3m以上的距离处。8）高、低压电缆之间的间距在0.1m以上，同等级电缆间的间距不得小于50mm，通讯电缆敷设在电力电缆上方0.1m以上的地方。,,2、电缆使用1）不得超负荷运行，接头温度不得超过60度。2）工作电压与电缆额定电压要相符。千伏级以上的橡套电缆在井下使用时，应采用不延燃屏蔽电缆。3）运行中电缆不应盘成圈或∞字形（屏蔽电缆、采煤机电缆车的电缆除外）。4）井筒或巷道内的电话和信号电缆应与电力电缆分别挂在井巷的两侧，至少应距电力电缆300毫米以上，