礦井低壓供電及三大保護

礦井低壓供電及三大保護第1頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月概述礦山供電的要求：可靠性、安全性、供電質(zhì)量、經(jīng)濟性電力用電的分類：根據(jù)事故停電對生產(chǎn)與安全造成的影響分1）一級負荷2）二級負荷3）三級負荷井下各級配電電壓和各種電氣設備的額定電壓等級，應符合下列要求：1）高壓，不超過10000V。2）低壓，不超過1140V。3）照明、信號、電話和手持式電氣設備的供電額定電壓，不超過127V。4）遠距離控制線路的額定電壓，不超過36V。低壓電器是指工作在交直流1200V（1140V）以下的電路中的電氣設備。第2頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月主要內(nèi)容我礦供電系統(tǒng)一二“三專”“兩閉鎖”三觸電的危害及防治四安全用電作業(yè)電氣設備的三大保護及相關(guān)規(guī)定五井下常見的電氣設備七六礦用電氣設備第3頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月一、我礦供電系統(tǒng)示意圖西二小湖系采區(qū)西二采區(qū)強一變電所強二變電所強一皮帶強二皮帶35KV變電所-700泵房變電所-700迎頭變電所-700東巷迎頭變電所至東翼采區(qū)至西翼采區(qū)臨變一-845變電所-850泵房變電所-640變電所臨變?nèi)?845變電所-850探巷移變-850移變-810移變-845車房變電所34207移變-837變電所-1000泵房變電所-420泵房變電所地面變電所第4頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月供電系統(tǒng)各組成部分作用：礦井供電系統(tǒng)由地面變電所（35KV變電所）、井下中央變電所（-700泵房變電所）、采區(qū)變電所、防爆移動變電站、采區(qū)變電點以及彼此間的電纜線路組成。其中，地面35KV變電所是全礦供電的總樞紐，擔負受電、變電、配電任務。井下-700泵房中央變電所是井下供電的中心，其任務是向采區(qū)變電所、整流變電所、主排水泵及井底車場附近負荷供電。采區(qū)變電所是采區(qū)變、配電中心，任務是向采區(qū)負荷及巷道掘進負荷供電。工作面配電點是采掘工作面及其附近巷道的配電中心，向工作面及附近負荷供電。第5頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月二、用電安全作業(yè)在礦井供電系統(tǒng)中從事電氣作業(yè)時，應嚴格遵守相關(guān)的規(guī)章制度，如崗位責任制，交接班制度、巡回檢查制度、工作監(jiān)護制度、停送電制度等，落實相應的安全技術(shù)措施：（1）井下不得帶電檢修，帶電搬遷電氣設備、電纜和電線。（2）操作井下電氣設備時，應遵守下列規(guī)定：非專職人員和非值班電氣人員不得擅自操作電氣設備；操作高壓電氣設備主回路時，操作人員必須戴絕緣手套，并穿電工絕緣靴或站在絕緣臺上；手持式電氣設備的操作手柄和工作中必須接觸的部分必須有良好的絕緣性。（3）容易碰到的、裸露的帶電體及機械外露的轉(zhuǎn)動和傳動部分必須加裝護罩或遮攔等防護設施。（4）電氣設備的檢查、維護和調(diào)整，必須由電氣維修工進行。高壓電氣設備的檢修和調(diào)整工作，應有工作票和施工措施。高壓停、送電的操作，可根據(jù)書面申請或其他可靠的聯(lián)系方式，得到批準后，由專職電工執(zhí)行。在特殊情況下，采區(qū)電工可對采區(qū)變電所內(nèi)的高壓電氣設備進行停送電操作，但不得擅自打開電氣設備進行修理。（6）井下防爆電氣設備運行、維護和修理，必須符合防爆性能的各項技術(shù)要求。防爆性能遭受破壞的電氣設備，必須立即處理或更換，嚴禁繼續(xù)使用。第6頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月三、供電“三?！薄皟砷]鎖”所謂的“三?！薄皟砷]鎖”中的“三?！笔侵笇Ｓ米儔浩?、專用線路、專用開關(guān)；“兩閉鎖”是指風電閉鎖、瓦斯電閉鎖。采取“三?！钡墓╇姺绞街饕菫榱吮ＷC掘進工作面局部通風機供電的可靠性，保證其持續(xù)運轉(zhuǎn)，保證掘進頭新鮮風流的連續(xù)供應。掘進頭設置風電閉鎖和瓦斯電閉鎖主要是為了防止停風或瓦斯超限時能及時停掉迎頭動力，防止意外電氣事故引起瓦斯和煤層爆炸等災害事故。我礦各個掘進頭面都采用雙回路供電，以保證主意外停電后，備用風機能正常啟動，保證掘進頭供風。??“三?！焙唵喂╇娤到y(tǒng)圖高壓防爆開關(guān)（專用）變壓器（專用）低壓饋電開關(guān)（專用）漏電繼電器供電電纜（專用）低壓饋電開關(guān)磁力啟動開關(guān)局部通風機F1局部通風機F2低壓饋電開關(guān)供電電纜（專用）磁力啟動開關(guān)局部通風機F2第7頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月四、觸電的危害及防治

觸電事故是指人體觸及帶電體或人體接近高壓帶電體時，有電纜流過人體而對人身造成的傷害事故。一、觸電的危害（一）觸電的分類：按傷害程度不同分電擊和電傷兩種。電擊是指電流流過人體，損害人體內(nèi)部器官，導致觸電者傷殘或死亡。電傷是指電弧對人體表面造成的燒傷。在發(fā)生的觸點死亡事故中，大多數(shù)是由電擊造成的。因此，觸點事故主要是指電擊導致的傷亡事故。（二）觸電對人體的影響人體觸電時，觸電電流會對心臟、呼吸和神經(jīng)系統(tǒng)等造成影響。如引起心室顫動，阻礙心臟向大腦供血，導致大腦缺氧導致死亡。一般認為，凡是能引起心室顫動的電流或使觸電者不能擺脫帶電體的電流均是危險電流。只有觸電者能自主擺脫帶電體的電流才是安全電流。一般人體的安全電壓是36V，極限安全電流是30mA。（三）觸電方式1、接觸觸電:指人體直接與帶電體接觸，以單項觸電多見。2、非接觸觸電：當人體與高壓帶電體的距離小于或等于放電距離時，會產(chǎn)生放電。雖然通過人體的電流很大，但人會被迅速擊倒而脫離電源，有時不會造成死亡，但會造成嚴重燒傷。高壓電氣設備發(fā)生接地時，室內(nèi)故障點4米以內(nèi)，室外故障點8米以內(nèi)人員不得進入。二、觸電的防治1、加強電氣設備的安全培訓，強化安全意識，提高安全作業(yè)水平。2、嚴格遵守有關(guān)電氣作業(yè)安全的規(guī)章、制度，落實相關(guān)的安全措施。3、加強對礦井供電系統(tǒng)保護設施的管理。4、不帶電檢修或搬遷電氣設備、電纜和電線。5、從事電氣作業(yè)時，使用必要的絕緣用具。煤礦安全規(guī)程規(guī)定：照明、信號、手持式電氣設備額定電壓不大于127V，遠距離控制電壓不超過36V。第8頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月五、電氣設備的三大保護及有關(guān)規(guī)定電氣設備三大保護指：漏電保護、過電流保護、接地保護。在電氣設備的各類故障中，漏電故障具有危害大、發(fā)生率高、突發(fā)性強、分布范圍廣、不易察覺等特點，成為影響電力系統(tǒng)安全運行的重要因素。所以在電氣設備的三大保護中，漏電保護是使用最頻繁，也是最重要的保護之一。第9頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月煤礦井下低壓電網(wǎng)事故可能造成的危害包括：1)損壞電氣設備2)導致人身觸電3)引起礦井火4)造成瓦斯、煤塵爆炸第10頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）漏電保護1、漏電對煤礦安全生產(chǎn)的影響（1）產(chǎn)生過電壓或造成相間短路；（2）造成人身觸電；（3）提前引爆雷管；2、導致漏電的原因（1）電纜電氣設備自身原因，包括絕緣老化、受潮等導致絕緣性能下降。（2）操作、維修不當。包括相線與地線接反、補電纜時使用材質(zhì)低劣等。3、漏電保護的常用方法（1）附加直流保護方式（2）零序電流保護方式第11頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月4、漏電保護原理1）附加直流電源2）利用三個整流管3）利用零序電流方向５、《規(guī)程》對低壓檢漏保護裝置的要求：1）應具有漏電跳閘和漏電閉鎖雙重功能，并利于用千歐表連續(xù)不斷的監(jiān)視電網(wǎng)的絕緣狀態(tài)。2）當電網(wǎng)對地的總絕緣電阻降低到規(guī)定值以下時，應立即動作，切斷其供電電源并閉鎖，以防合閘送電，防止事故擴大。3）檢漏保護裝置的動作速度越快越好。4）動作必須靈敏可靠，不拒動，也不誤動。第12頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）過流保護

過流保護是指實際通過電氣設備或電纜的工作電流超過了額定的電流值。常見的過流故障有短路、過負荷、斷相三種。1、短路的危害與原因危害：短時間內(nèi)燒毀電氣設備或電纜，引起電氣火災，甚至引起瓦斯和煤層爆炸。原因：絕緣擊穿、機械損傷、誤操作等。2、過負荷的危害與原因危害：導致絕緣性能下降、電動機燒壞。原因：電源電壓過低、機械性堵轉(zhuǎn)、重載啟動等。3、斷相的危害及原因危害：引起過負荷。原因：熔斷器一相熔斷、電纜與電纜或電纜與設備沒有可靠連接、電纜芯線中有一相斷線。第13頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月三相短路兩相短路兩相對地短路單相對地短路造成短路示意圖：第14頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）保護接地保護接地就是將電氣設備在正常情況下不帶電的、但有可能帶有危險電壓的金屬外殼、構(gòu)架等與埋設在地下或水溝中的接地裝置連接起來。《規(guī)程》規(guī)定，電壓在36v以上和由于絕緣損壞可能帶有危險電壓的電氣設備的金屬外殼、構(gòu)架，鎧裝電纜的鋼帶、鉛皮或屏蔽護套等必須有保護接地。保護接地的作用：可以有效降低人身觸電的危險，減少漏電故障引起瓦斯爆炸的機會。《規(guī)程》規(guī)定，從任意一個局部接地裝置處所測得的總接地網(wǎng)的接地電阻，不得超過2歐。第15頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月(四)《煤礦安全規(guī)程》對礦井低壓供電三大保護的相關(guān)規(guī)定《煤礦安全規(guī)程》對井下電氣設備接地保護的具體要求：1）地面變電所和井下中央變電所的高壓饋電線上，必須裝設有選擇性的單相接地保護裝置。2）供移動變電站的高壓饋電線上，必須裝設有選擇性的動作于跳閘的單相接地保護裝置。3）井下低壓饋電線上，必須裝設檢漏保護裝置或有選擇性漏電保護裝置，保證自動切斷漏電的饋電線路。4）煤電鉆必須使用設有檢漏、漏電閉鎖、短路、過負荷、斷相、遠距離啟動和停止的煤電鉆綜合保護裝置。第16頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月5）所有電氣設備的保護接地裝置（包括電纜的鎧裝、鉛皮、接地芯線）和局部接地裝置，應與主接地極連接成1個總接地網(wǎng)。6)電壓在36V以上和由于絕緣損壞可能帶有危險電壓的電氣設備的金屬外殼、構(gòu)架，鎧裝電纜的鋼帶（或鋼絲）、鉛皮或屏蔽護套等必須有保護接地。7）接地網(wǎng)上任一保護接地點的接地電阻值不得超過2Ω。每一移動式和手持式電氣設備至局部接地極之間的保護接地用的電纜芯線和接地連接導線的電阻值，不得超過1Ω。第17頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月《煤礦安全規(guī)程》對接地系統(tǒng)的規(guī)定1)主接地極：主、副水倉中各埋設1塊。主接地極應用耐腐蝕的鋼板制成，其面積不得小于0.75m2、厚度不得小于5mm。連接主接地極的接地母線，應采用截面不小于50mm2的銅線，或截面不小于100mm2的鍍鋅鐵線，或厚度不小于4mm、截面不小于100mm2的扁鋼。2)礦井有幾個水平時，各個水平都要設立主接地極。3）局部接地極：可設置于巷道水溝內(nèi)或其他就近的潮濕處。設置在水溝中的局部接地極應用面積不小于0.6m2、厚度不小于3mm的鋼板或具有同等有效面積的鋼管制成，并應平放于水溝深處。設置在其他地點的局部接地極，可用直徑不小于35mm、長度不小于1.5m的鋼管制成，管上應至少鉆20個直徑不小于5mm的透孔，并垂直全部埋入底板；也可用直徑不小于22mm、長度為1m的2根鋼管制成，每根管上應鉆10個直徑不小于5mm的透孔，2根鋼管相距不得小于5m，并聯(lián)后垂直埋入底板，垂直埋深不得小于0.75m。第18頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月4）下列地點應裝設局部接地極：●采區(qū)變電所（包括移動變電站和移動變壓器）?！裱b有電氣設備的硐室和單獨裝設的高壓電氣設備?！竦蛪号潆婞c或裝有3臺以上電氣設備的地點?！駸o低壓配電點的采煤機工作面的運輸巷、回風巷、集中運輸巷（膠帶運輸巷）以及由變電所單獨供電的掘進工作面，至少應分別設置1個局部接地極?！襁B接高壓動力電纜的金屬連接裝置5）電氣設備的外殼與接地母線或局部接地極的連接，電纜連接裝置兩頭的鎧裝、鉛皮的連接，應采用截面不小于25mm2的銅線，或截面不小于50mm2的鍍鋅鐵線，或厚度不小于4mm、截面不小于50mm2的扁鋼。6）橡套電纜的接地芯線，除用作監(jiān)測接地回路外，不得兼作他用。第19頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月礦井供電“十不準”制度1）不準帶電檢修。2)不準甩掉無壓釋放器、過電流保護裝置。3)不準甩掉漏電斷路器、煤電鉆綜合保護裝置和局部通風機風電、瓦斯電閉鎖裝置4)不準明火操作、明火打點、明火放炮。5)不準用銅、鋁、鐵等代替保險絲6)停風、停電的采掘工作面，未經(jīng)檢查瓦斯，不準送電。7)有故障的線路不準強行送電。8)電氣設備的保護裝置失靈后，不準送電。9)失爆設備、失爆電氣，不準使用。10)不準在井下拆卸礦燈。第20頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月六、礦用電氣設備井下工作環(huán)境對電氣設備的要求1）防爆型2）堅固的外殼3）防護等級、防銹、絕緣耐潮4）運行安全可靠、維護簡單5）選材、結(jié)構(gòu)便于搬運６）電氣設備要有足夠的容量和過載能力第21頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月礦用防爆電氣設備的類型爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備分為：Ⅰ類：煤礦用電氣設備；Ⅱ類：工廠用電設備備注：防爆電氣設備的類型、級別和級別連同防爆設備的總標志“Ex”一起，構(gòu)成防爆標志。在防爆電氣設備外殼的明顯處，均有清晰的永久凸紋或凹紋標志“Ex”和煤礦礦用產(chǎn)品安全標志“MA”。第22頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月煤礦用電氣設備防爆類型有：（1）隔爆型電氣設備，符號為“d”。（2）增安型電氣設備，符號為“e”。（3）本質(zhì)安全型電氣設備，符號為“i”。（4）正壓型電氣設備，符號為“p”。（5）充油型電氣設備，符號為“o”。（6）充砂型電氣設備，符號為“q”。（7）無火花型電氣設備，符號為“n”。（8）澆注型電氣設備。符號為“m”。（9）氣密型電氣設備。符號為“h”。（10）特殊型電氣設備。符號為“s”。第23頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）隔爆型電氣設備１、隔爆原理簡介

目前隔爆型電氣設備仍采用隔爆外殼的間隙隔爆機理，法蘭間隙可以起到隔爆作用，目前有兩種觀點：一種觀點認為隔爆是法蘭間隙的熄火作用；另一種觀點認為隔爆是由于法蘭間隙的熄火作用加上法蘭間隙對爆炸產(chǎn)物的冷卻作用。從研究結(jié)果看后一種觀點的理由更充分一些。２、隔爆型電氣設備隔爆結(jié)構(gòu)參數(shù)1．隔爆接合面的長度(L)2．隔爆接合面的間隙(W)3．隔爆接合面的粗糙度（RB）

第24頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）增安型電氣設備增安型電氣設備的防爆措施

①制成有效的防護外殼；②選擇合適的爬電距離和電氣間隙；③提高絕緣材料的絕緣等級；④限制設備的溫度；⑤電路和導線要可靠連接；⑥在正常運行時產(chǎn)生火花和電弧的部件，必須放置在隔爆外殼中。第25頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）本質(zhì)安全型電氣設備１、相關(guān)常識：本質(zhì)安全型電氣設備由于其電路所能傳遞的能量受到限制，不能制成較大功率的設備，因而使用范圍受到限制。目前本質(zhì)安全型電氣設備在煤礦井下主要用于礦井通信系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、有害氣體的監(jiān)測監(jiān)控、遙控和自動裝置以及測量儀器、儀表等。本質(zhì)安全電路和本質(zhì)安全型電氣設備本質(zhì)安全電路就是在GB3836.4規(guī)定的條件下，正常工作或規(guī)定的故障條件下產(chǎn)生的任何電火花或任何熱效應均不能點燃規(guī)定的爆炸性環(huán)境氣體的電路。全部采用本質(zhì)安全電路的電氣設備稱為本質(zhì)安全型電氣設備。第26頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月2．本質(zhì)安全型電氣設備的特點

(1)本質(zhì)安全型電氣設備是通過限制電路的電氣參數(shù)，進而限制放電火花能量實現(xiàn)電氣防爆的，即電路本身就具有防爆性能。

(2)本質(zhì)安全型電氣設備不需要專門的隔爆外殼，這就大大縮小了設備的體積和重量，簡化了設備的結(jié)構(gòu)。

(3)本質(zhì)安全電路的外部傳輸線還可用一般的膠質(zhì)線甚至裸線，可節(jié)省大量電纜。

總之本質(zhì)安全型電氣設備具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、制造維修方便、造價低、安全性能可靠等優(yōu)點。但由于輸出功率較