煤矿供电安全课程

1、矿井供电安全课程教案 授课日期： 2012年5月17日 第1页课题矿井供电系统概况与安全知识课型复合课时8目的要求1要求学员掌握相关矿山供电的基本知识；2掌握防爆设备的要求失爆的现象与检查方法。3. 三大保护的要求与使用。重点难点1三大保护的计算与电缆选型计算掌握；2防爆电气设备的要求失爆现象与检查。3. 电气设备检修方法。教学内容与课堂活动安排课堂活动安排序号 内 容 安 排一、 考勤、点名 、稳定学员情绪二、 导入新课三 、 讲授新课 四、 课堂小结 五、 布置课堂作业 课堂教学内容 电能是煤炭生产的主要动力来源，保证对煤矿进行安全、可靠、经济、合理的供电，对保证安全生产、提高经济效益有着

2、十分重要的意义第一节   矿井供电系统 一、矿井供电电压等级： 根据国家标准的规定，并结合煤矿的特殊的生产条件，目前我矿井下常用的电压等级及用途如下： 井下常用电压等级及用途授课教师：张磊  矿井供电安全课程教案 第2页标准电压用         途 10000V供电电压 1140V综采工作面成套电气设备（如1002采煤机组、工作面溜子）、10011综掘机等。 660V低压动力用电电压 127V照

3、明、信号、电话和手持式电气设备（我矿使用的电话为本质安全型，电压  48V ） 36V电气设备的控制回路 直流 18V监控系统 煤矿安全规程规定井下供电电压应符合下列要求： 1 、高压不超过 10000V ； 2 、低压不超过 1140V ； 3 、远距离控制线路的额定电压不超过 36V ； 4 、照明、信号、电话和手持式电气设备的供电额定电压不超过 127V。二、矿井供电系统

4、 由矿井地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、工作面配电点，按照一定方式相互连接起来的一个整体，称为矿井供电系统。 1 、大型矿井一般采用三级供电方式：  授课教师：张磊   矿井供电安全课程教案 第3页即：地面变电所井下中央变电所采区变电所。而我矿就属于这种三级供电方式。 中小型矿井一般采用二级供电方式：即地面变电所采区变电所。 2 、矿井供电系统分类： 根据矿井的井田范围、埋藏深度、地质条件，矿井供电系统可分为深井供电系统和浅井供电系统。煤层埋藏深度大于 150 米应采用深井供电

5、系统；煤层埋藏深度小于 150 米的采用浅井供电系统。而我矿则采用的是深井供电系统。 （ 1 ）我矿供电系统： 两路电源来自孟家垣35KV变电站 及双池110KV变电站由驾空线直接将高压引入到矿井的负荷中心地面变电所。  由地面变电所两条高压电缆，经井筒下井将 10KV 高压电能送到井下中央变电所，在井下中央变电所通过高压配电装置向各采区变电所供电。 从井下中央变电所用高压电缆将 10KV 能送到采区变电所，采区变电所再将电压降低到1140V或 

6、660V ，然后用低压电缆将它分别送到各个工作面附近的配电点，再分别送给工作面及附近巷道中的各生产机械。 （ 3 ）变压器中性点运行方式： 在交流供电系统中，变压器的中性点运行方式，即直接接地，不接地和经消弧线圈（或限流电阻抗）接地，变压器的不同运行方式，对井下供电的安全有直接影响。 授课教师：张磊   矿井供电安全课程教案 第4页变压器中性点直接接地的危害： 人体触电时大大增加了人体的触电电流。 单相接地时，形成了单相短路。 三、煤矿电力负荷的分级： 根据用户对供电可靠性的要求，用电

7、负荷一般分为三级： 1 、一级负荷： 凡是供电中断后，会造成人身伤亡、设备严重损坏，长期不得生产或给人民经济带来重大损失者为一级负荷。例如：煤矿的主通风机、井下主排水泵和瓦斯抽放泵及矿医院等，这类负荷必须具备两个独立电源，以保证不间断供电。 2 、二级负荷： 凡供电中断后，造成严重减产，在经济上造成重大损失的为二级负荷。例如采区变电所、压风设备、洗煤厂等这此用户要设专用供电线路，通常采用双回路供电。 3 、三级负荷： 凡是不属于一级、二级负荷的都属于三级负荷。 四、矿井供电必须符合的要求：

8、60;煤矿安全规程对矿井供电的要求： 1 、矿井应有两回路电源线路，当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。 授课教师：张磊   矿井供电安全课程教案 第5页2 、对井下各水平中央变（配）电所、主排水泵房和下山开采的采区水泵房供电的线路，不得少于两回路。 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 、经由地面架空线路引入矿井供电线路（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

9、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。 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标出其电压额定值。 6 、矿井必须备有井上下配电系统图、井下电气设备布置示意图和电力、通讯、信号等线路平面敷设示意图。 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。第二节

10、0;  采区供电系统 采区变电所是采区用电的中心，它的电源由中央变电所提供，其主要任授课教师：张磊   矿井供电安全课程教案 第6页务是将高电压变为低电压，并将此电压分配到本采区所有采掘工作面及其它用电设备。 一、采区变电所的要求： 1 、变电所必须装设向外开的防火铁门，从硐室出口防火门起 5m 内的巷道，应用不燃性材料支护，必须设有足够数量的灭火器材。 2 、从硐室出口防火门起 5m 内的巷道，应砌碹或用其它不燃性材料支护，硐室内必须有良好的通风，硐室围岩坚固无淋

11、水。 3 、变电所内带油的设备严禁设集油坑，带油的电气设备必须设在硐室内。4 、变电所长室超过 6m 时，必须在硐室的两端各设 1 个出口。 5 、硐室内各种设备与墙壁之间应留出0.5m以上的通道，各种设备相互之间应留出0.8m以上的通道。6 、硐室不应有滴水，硐室的过道应保持畅通，严禁存放无关的设备和物件，带油的电气设备溢油或漏油时，必须立即处理。7 、硐室入口处必须悬挂“非工作人员禁止入内”字样的警示牌。8 、变电所应设专人值班，无值班的变电所必须关门加锁，并有值班人员巡

12、回检查。9 、硐室内的设备必须分别编号，标明用途，并有停送电的标志。二、采掘工作面的供电1 、综采工作面的供电：授课教师：张磊   矿井供电安全课程教案 第7页综采工作面的用电设备多，单机容量大，工作面走向长度长，采用移动变电站进行供电，移动变电站由高压开关、变压器室、低压开关室三部分组成。可安装在平板车上，在巷道的轨道上移动。移动变电站将通过高压电缆由采区变电所送来的10KV电能降为1140V（或660V用于上下巷运输），通过防爆真空磁力起动器和千伏级电缆把电能分配给综采工作面的电气设备，移动变电站的低压馈电开关对所馈出的电缆和电动机进行控制和保护，防爆真空磁力

13、起动器则对所带电机和电缆进行保护和控制。2 、掘进工作面的供电掘进工作面的供电系统由采区变电所的高压配电箱变压器馈电开关断路磁力开关的负荷侧工作面用电设备。在断路磁力开关的电源侧接一台备用局部通风机：高压配电箱变压器馈电开关在用局部通风机。要求：（1）专供变压器只准供两台专供风机。（2）风电闭锁和瓦斯电闭锁装置要灵敏可靠。3 、“三专两闭锁“的内容：掘进工作面是独头巷道，容易发生瓦斯积聚，其特点是安装使用局部通风机供风。根据煤矿安全规程规定，瓦斯喷出区域高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井中，掘进工作面的局部通风机供电必须设专用变压器、专用开关和专用线路。局部通风机和工作面的电气设

14、备必须装有风电闭锁和瓦斯电闭锁装置，以保证授课教师：张磊   矿井供电安全课程教案 第8页局部通风机停止运转或掘进巷道内瓦斯超限时，能立即自动切断巷道中电气设备的电源，防止爆炸事故发生。三、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线及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，对地面和井下高压电气设备，必须经矿生产调度的许可方能进行检修操作，对采区内的机电设备

15、进行检修时，一般由采区自行决定，但影响较大的，应征得矿调度的同意，在特殊情况下采区电钳工不得擅自打开电气设备进行检修，经维修单位机电主管人员授权者，不受此限。3 、高压倒闸、试验操作票制度（停送电制度）为了保证安全供电，防止人身触电，电气设备在进行检修、搬迁等作业时，必须遵守停电、验电、放电、装设接地线、设置栅栏和悬挂标志牌等规程规定程序，严禁带电作业。电气设备在进行停电检修时，必须严格执行谁停电谁送电的停送电制度，中间不得换人，严禁约时停送电。授课教师：张磊   矿井供电安全课程教案 第9页4 、井下十不准制度（ 1 ）不准带电检修。

16、0;（ 2 ）不准甩掉检漏继电器和局扇、风电、瓦斯电闭锁。 （ 3 ）不准明火操作、明火打点、明火放炮。 （ 4 ）不准甩掉无压释放器、过流保护装置。 （ 5 ）不准用铝、铜、铁丝等代替保险丝。 （ 6 ）停风、停电的采掘工作面未经检查瓦斯，不准送电。 （ 7 ）有故障的线路不准强行送电。 （ 8 ）电气设备的保护装置失灵，不准送电。 （ 9 ）失爆设备、失爆电器，不

17、准使用。 （ 10 ）不准在井下拆卸矿灯。 5 、“三无”、“四有”、“两齐”、“三全”、“三坚持”制度 （1）三无：无鸡爪子，无羊尾巴，无明接头。（2）四有：有过电流和漏电保护装置，有螺钉和弹簧垫，有密封圈和挡板，有接地装置。（3）两齐：设备硐室清洁整齐，电缆悬挂整齐。（4）三全：防护装置全，绝缘用具全，图纸资料全。（5）三坚持：坚持使用检漏继电器，坚持使用照明和信号综合保护，坚持使用瓦斯电和风电闭锁。授课教师：张磊   矿井供电安全课程教案 第10页第三节   采区供电安全 一、触

18、电的危害及其防治措施1 、触电的危害 人的身体触及裸露的带电导体或因绝缘损坏而带电的电气的外壳、构架等都会造成人身触电事故。触电对人体组织破坏性是很复杂的，一般对人体的伤害大致可分为两种：电伤和电击两种情况。 电击：是指触电时电流流过人体内部器官和中枢神经，使内部器官的生理功能受到破坏，如使心脏功能紊乱，使呼吸活动变慢，使肌肉强烈收缩造成窒息等，若抢救不及时或抢救方法不当，多数会致人死亡。 电伤：是指电流通过人体某一局部时或电弧烧伤人体，对人体外部器官的破坏，当烧伤面积不大时，不至于有生命危险。 通过人体的电流交流在 15 

19、 20mA 以下，直流在 50mA 以下时，一般对人体伤害较轻，我国政府规定 30m A ·s为安全电流，人体的电阻为1000欧姆计算依据。触电对人的伤害程度与电流作用于人身的时间有关，即使是安全电流，若流过人体的时间过久，也会造成伤亡事故。井下发生触电事故的原因：一般是因为电气设备的安装、维修不当以及工作中疏忽大意或是违章操作。授课教师：张磊   矿井供电安全课程教案 第11页2 、触电的防治措施（1）井下不得带电检修、搬迁电气设备（包括电缆和电线），检修或搬迁前，必须切断电源，检查瓦斯，在其

20、巷道风流中瓦斯浓度1%以下时，再用同电源电压相适应的验电笔检验，检验无电后，方可进行导体对地放电。控制设备内部安有放电装置的，不受此限，所有开关把手在切断电源时都应闭锁，并悬挂“有人工作，不准送电”牌，只有执行这项工作的人员，才有权取下此牌并送电。（2）操作井下电气设备必须遵守下列规定：非专职或值班电气人员不得擅自操作电气设备。操作高压电气设备主回路时，操作人员必须戴绝缘手套，穿电工绝缘靴或站在绝缘台上。操作千伏级电气设备主回路时，操作人员必须戴绝缘手套或穿电工靴。127V手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部分应有良好绝缘。普通型携带电气测量仪表，只准在瓦斯浓度1%以下的地点使用。井下

21、防爆电气设备的运行必须符合防爆性能的技术要求，防爆性能受到损坏的电气设备应立即处理，不得继续使用。（3）防止人身触电或接近带电体将电气设备的裸露带电部分安装在一定高度或围以遮拦。例如煤矿安全规程规定：在行人的巷道内、车场内、井下电机车架空线的悬挂高度为2m，在不行人的巷道内为1.9m，在井底车场内，从井底到乘车场为2.2m等。授课教师：张磊   矿井供电安全课程教案 第12页井下各种电气设备的导电部分和电缆接头都必须封闭在坚固的外壳中，并在操作手柄和盖子之间设置机械闭锁装置，保证电气设备接通电源后不能打开盖子，盖子打开后，便不能接通电源。各变（配）电所的入口或门口都悬挂“非工作人员禁

22、止入内”牌，无人值班的变（配）电所，必须关门加锁。井下硐室内有高压电气设备时，入口处和室内都应在明显地点加挂“高压危险”牌。对人员经常接触的电气设备采用降低的工作电压。例如：井下照明、手持式电气设备的额定电压和电话、信号装置的额定供电电压都不应超过127V，控制回路电压不应超过36V等。3 、煤矿井下防止触电应注意的事项（ 1 ）非专职电气人员不得擅自摆弄、检修、操作电气设备。 （ 2 ）不准自行停电、送电。 （ 3 ）谨防触架线伤人。 携带较长的金属工具用具、金属器材在架空线下行走严禁扛在肩上

23、。乘坐平巷人车或专列人车，上车、下车时必须切断该区段架空线电源，为了安全，仍要特别注意头顶上的架空线，不能让身体的任一部分超高触到架空线。下山行走，不能手扶电缆，电缆一旦漏电，后果及其严重。严禁在电气设备与电缆上躺坐以防触电。4 、遵守各项安全用电作业制度授课教师：张磊   矿井供电安全课程教案 第13页（1）井下各项安全用电作业制度是预防人身触电的有效措施。井下严禁带电检修和搬迁电气设备的规定。非专职电气人员不得擅自摆弄和操作电气设备的规定。（2）停送电制度的规定：坚持使用漏电继电器及井下电气设备保护接地的规定等，以上这些安全作业制度都必须严格遵照执行。二、人身触电事故的

24、抢救当发生人身触电时，必须立即进行抢救，及时正确的抢救方法，会使触电者脱离危险，转危为安，否则，触电者可能丧失生命。1 、尽快使触电者脱离电源触电急救的第一项工作，首先是使触电者尽快脱离电源，如果触电者所触及的带电体的电源开关就在附近，就应立即断开电源开关；如果电源开关较远或一时找不到电源开关则应用绝缘物品如干燥的木棍、电工绝缘手套或其它绝缘物等将触电者与带电导体脱离开来，在使触电者脱离电源的救护中，救护人员必须注意防止自身触电，同时注意防止触电人员在脱离电源的瞬间摔倒碰伤。2 、对触电者进行现场急救触电者脱离电源后，要立即在现场急救，急救方法应根据触电人员的具体情况决定。

25、如伤员有自主呼吸和心跳，只是昏迷，应立即将其抬到空气流授课教师：张磊   矿井供电安全课程教案 第14页通的安全地点，平放地上，解开衣扣、裤带，但应注意保暖，让其休息，恢复。如伤员停止呼吸，但心跳存在，应立即进行口对口人工呼吸；如呼吸、心跳全停，则应立即进行心肺复苏，即人工呼吸和胸外心脏按压同时兼用进行急救。3 、在抢救触电人员时，应注意如下事项（1）坚持先断电后抢救的原则，在断开电源时操作方法要适宜，千万不可用手直接去拉触电者。（2）如伤员有外伤，要保持伤口干燥，不可用水清洗伤面，应按烧伤进行处理。（3）触电人员有的会出现长时间的“假死”，因此，在抢救时，一定要充满信心，

26、人工呼吸和胸外心脏按压要连续进行，不可半途中断，有时需连续进行几小时抢救，直到伤员恢复呼吸和心跳或经医生诊断确已死亡为止。第四节   井下电气设备的完好标准及检修质量标准      一、井下电气设备完好标准的作用、意义和实施途径 井下电气设备受恶劣的自然环境、地质条件的制约，设备在使用中起动频繁，负荷变化大，电压波动大，因而过载、短路、漏电、电弧、电火花故障引起的设备烧毁、矿井火灾、瓦斯、煤尘爆炸、人员触电伤亡事故随时都有发生的可能。为了避免或减少这些重大恶性事故的发生，要求井下电气设备要有坚固

27、的外壳，有良好的绝缘，有防尘、防潮、防水、防腐蚀的性能，有动作灵敏可靠的过流、漏电、接地、无压释放保护，有机械电气闭锁装置。在设计、制造、安装、使用、维护保养、检修等方面都要按照国家制定的统一标准执行，井下电气设备完好授课教师：张磊 矿井供电安全课程教案 第15页标准是其中的标准之一。 井下电气设备完好标准是国家为保证煤矿能够安全、可靠、经济、合理流动组织生产所制定的一项技术标准。主要作用是规范井下工人安全合理地使用、维护、保养电气设备的行为，使设备保持最佳的运行状态，发挥最大的效能，产生最好的经济效益。所以，要求从事煤矿生产的干部、职工特别是井下电钳工都要以井下电气设备标准为准则，

28、严格实行包机制。制定岗位责任制，把每台设备落实到个人负责设备完好和设备、环境的卫生工作，做到电气设备干净、整洁、台台完好，完好率达 100% 。为稳步提高煤炭产量尽心尽责。 电气设备管理人员（即防爆检查组、电缆管理组、小型电器组、电器管理组）对井下供电系统，防爆设备（包括五小电器），三大保护，煤电钻综合保护，局部通风机的风电、瓦斯电闭锁，通风监控，电缆和其他安全保护设施实行监督检查，认真负责，不得玩忽职守，不徇私情，对事故隐患提出处理意见，对不符合要求的有要停止使用。对高瓦斯和瓦斯突出的矿井，要每周检查 2 次，检查要有记录，并作为奖罚的依据。

29、只有全矿上下密切配合，团结一致，切实落实各项制度，井下电气设备完好标准就能够顺利实施。 二、矿井机电设备完好标准 1 、紧固件 紧固件的螺栓、螺母、垫圈等齐全、紧固、无锈蚀，同一部位的螺母、螺栓规格一致，平垫、弹簧垫圈的规格应与螺栓直径相符合，紧固用的螺栓、螺母应授课教师：张磊 矿井供电安全课程教案 第16页有防松装置。 螺母紧固后，螺栓螺纹应露出螺母 1  3 个扣距，不准在螺母下面加多余垫圈减少螺栓的伸长度。 紧固在护圈内的螺栓或螺母其上端平面不得超出护圈高度。 2 、隔

30、爆性能 （1）隔爆接合面的间隙一般不超过0.5mm。（ 2 ）隔爆接合面的缺陷或机械伤痕将其伤痕两侧高于无伤表面的凸起部分锉 平后，不得超过下列规定：隔爆面上对于局部出现的直径不大于1mm深度不大于2mm的砂眼在40mm、25mm、15mm宽的隔爆面上每1cm 2 不得超过5个，10mm宽的隔爆面上不得超过2个。产生的机械伤痕，宽度与深度不大于0.5mm，其长度应保证剩余无伤隔爆面有效长度不小于规定长度的2/3。隔爆接合面不得有锈蚀及油漆，应涂防锈油或磷化处理。如有锈蚀，用棉纱擦干净后，尚有砖褐色氧化亚铁、云状痕迹，用手摸无感觉者仍算

31、合格。 用螺栓固定的隔爆接合面其紧固程度应以压平弹簧垫圈不松动为合格。3 、密封圈的使用 （ 1 ）密封圈使用要求：接入装置中的密封圈应用邵乐氏硬度为 45 °  5 5 °的橡胶成。 授课教师：张磊 矿井供电安全课程教案 第17页密封圈内径与电缆外径差应小于1mm。密封圈宽度应大于电缆外径的0.7倍，但必须大于10mm厚度，应大于电缆外径的0.3倍，但必须大于4mm（70mm2的橡套电缆例外）。低压隔爆开关引入铠装电缆时，密封圈应全部套在电缆铅皮上。电缆

32、、护套（铅皮）穿入进线嘴长度一般为515mm。低压隔爆开关空闲接线嘴应用密封圈及厚度不小于2mm的钢垫、板封堵压紧，挡板直径与胶圈直径相符，高压隔爆开关空闲的接线嘴法兰厚度直径相符的钢垫、板堵封压紧。密封圈无破坏，不得割开使用。电缆与密封圈不得包扎其它物体。（2）设备的密封圈的使用具体规定密封圈外径与腔室内径间隙不大于2mm。密封圈内径与电缆外径间隙不大于1mm。密封圈的单孔内不许穿进多根电缆。不准将密封圈割开套在电缆上。密封圈与电缆护套之间不许有其他包扎物。单个引入装置内不许用多个密封圈。4 、隔爆型电气设备的失爆（1）连接电缆没有使用合格的密封圈或未用密封圈，不用的电缆接线授课教

33、师：张磊 矿井供电安全课程教案 第18页孔没有使用合格的封堵挡板。（2）接线柱、绝缘座管烧毁使两个空腔连通。（3）隔爆外壳因焊缝开焊有裂缝。（4）使用未经法定的检验单位发证所生产的防爆部件。（5）隔爆壳内、外有铁皮脱落。（6）闭锁装置不全、变形，起不到机械连锁的作用。5 、螺栓固定的接合面的失爆（1）缺螺栓、弹簧垫圈等防爆装置。（2）弹簧垫圈未压平或螺栓松动的。（3）螺栓或螺孔滑扣，未采取规定措施的（但换上同径长螺栓加螺母紧固者除外）。6 、隔爆设备的电缆引入装置的失爆（1）密封圈单孔内穿多根电缆的。（2）密封圈割开套在电缆上。（3）密封圈部分破损老化失去了弹性变质变形。（

34、4）一个进线嘴内有多个密封圈的（5）螺母或进线嘴因乱扣、锈蚀等原因，紧不到位或用一只手的手指能压紧螺母旋进超过半圈的。授课教师：张磊 矿井供电安全课程教案 第19页（6）使电缆在进线嘴处能轻易来回抽动的。（7）备用的高压接线盒缺挡板或挡板不合格的。第五节   矿用电缆 井下环境潮湿，巷道狭窄，并伴有片邦、冒顶和塌陷等现象，为了保证供电可靠与安全，井下线路禁止使用普通导线及裸露导线（电机车架线除外），必须使用矿用电缆。 一、矿用电缆的种类及性能 矿用电缆分为铠装电缆、橡套电缆和塑料电缆三种。 1 、铠装电缆 

35、;就是用钢丝或钢带把电缆铠装起来。它的优点是绝缘强度高，适用作高压电缆，在井下多用于固定设备和半固定设备供电。铠装电缆又分为钢丝绳铠装电缆和钢带铠装电缆两种。钢丝绳铠装电缆多用于立井井筒或急倾斜巷道中；钢带铠装电缆多用于水平巷道或缓倾斜巷道。 铠装电缆的导线芯有铝线和铜线两种。铝芯电缆的优点是重量轻，价格便宜。缺点是接头不好处理，容易氧化，造成接触不良而发热，出现短路故障时，电弧产生的灼热铝粉，易引起矿井瓦斯和煤尘爆炸，煤矿安全规程规定，井下严禁使用铝包电缆。  2 、橡套电缆 橡套电缆可分为普通橡套电缆、阻燃橡套电缆和屏蔽橡套电缆三种。授课教

36、师：张磊 矿井供电安全课程教案 第19页（ 1 ）普通橡套电缆 一般内部导线有 4 根导芯线，其中 3 根为主芯线（粗的）， 1 根较细的为接地线。 普通橡套电缆的外护套由天然橡胶制成，由于天然橡胶可以燃烧，而且燃烧时分解出的气体有助燃作用，容易造成火灾，所以特别是有瓦斯、煤尘爆炸危险的煤矿井下不宜使用普通橡套电缆。 （ 2 ）阻燃橡套电缆 这种电缆的构造与普通橡套电缆相同，只是它的外护套采用氯丁橡胶制成，氯丁橡胶同样可以燃烧，但燃烧时分解产生氯化氢气体，

37、将火焰包围起来，使它与空气隔离，因而很快熄灭，不会沿电缆继续燃烧，因此煤矿井下应使用这种阻燃橡套电缆。 （ 3 ）屏蔽电缆 结构与普通橡套电缆相同，差别是每根主芯的橡套绝缘内护套外面缠绕有用导电橡套胶带制成的屏蔽层，接地芯线的外面没有橡胶绝缘，而是直接缠绕有导电橡胶带，电缆中间的垫心，也是用导电橡胶制作，这样，当任一根主芯线的橡胶绝缘损坏时，主芯线就和它的屏蔽层相连接，并通过垫心和接地芯线外面的导电橡胶带与接地芯线相连，这就相当于一根主芯线通过一定的电阻接地，形成单相漏电，从而引起检漏保护装置动作，切断故障线路电源。 授课教师：张磊 矿井供电安

38、全课程教案 第20页屏蔽电缆主要用于采区工作面，以提高工作的安全性。 屏蔽电缆的优点有： 是避免了电缆主芯线绝缘破坏时造成相间短路的严重事故。 是避免了由于电缆损坏使人触电的危险。 正由于屏蔽电缆与检漏继电器的配合有超前切断故障线路电源的作用，有效地防止了漏电火花和短路电弧的产生，所以它特别适用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的场所和移动频繁的电气设备，即采掘工作面的供电系统。 3 、塑料电缆 这种电缆的主要结构同上面所讲的两种电缆基本相同，只不过它的芯线绝缘和外护套都是用塑料（聚氯乙烯或交联聚乙烯）制成的。 塑料电缆的优点

39、有：允许工作温度高，绝缘性能好，护套耐腐蚀，敷设的落差不受限制等。若电缆外部有铠装的，则与铠装电缆的使用条件相同；若外部无铠装，则与橡套电缆的使用条件相同，因此在条件许可时，尽量采用塑料电缆。二、选用矿用电缆的要求 1 、必须选用经检验合格的并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。 2 、严禁采用铝包电缆。 3 、接地不得使用铝芯电缆。 4 、低压电缆不应采用铝芯，采区低压电缆严禁采用铝芯。 5 、移动式和手持式电气设备应采用专用橡套电缆。 授课教师：张磊   矿井供电安全课程

40、教案 第21页屏蔽电缆主要用于采区工作面，以提高工作的安全性。 屏蔽电缆的优点有： 是避免了电缆主芯线绝缘破坏时造成相间短路的严重事故。 是避免了由于电缆损坏使人触电的危险。 正由于屏蔽电缆与检漏继电器的配合有超前切断故障线路电源的作用，有效地防止了漏电火花和短路电弧的产生，所以它特别适用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的场所和移动频繁的电气设备，即采掘工作面的供电系统。 3 、塑料电缆 这种电缆的主要结构同上面所讲的两种电缆基本相同，只不过它的芯线绝缘和外护套都是用塑料（聚氯乙烯或交联聚乙烯）制成的。 塑料电缆的优点有：允

41、许工作温度高，绝缘性能好，护套耐腐蚀，敷设的落差不受限制等。若电缆外部有铠装的，则与铠装电缆的使用条件相同；若外部无铠装，则与橡套电缆的使用条件相同，因此在条件许可时，尽量采用塑料电缆。二、选用矿用电缆的要求 1 、必须选用经检验合格的并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。 2 、严禁采用铝包电缆。 3 、接地不得使用铝芯电缆。 4 、低压电缆不应采用铝芯，采区低压电缆严禁采用铝芯。 5 、移动式和手持式电气设备应采用专用橡套电缆。 授课教师：张磊 矿井供电安全课程教案 第22页6&#

42、160;、井下电缆最大截面一般为 185 mm 2 ，最小截面积一般取不小于 16 mm2 为好。 三、 井下电缆的吊挂的要求电缆悬挂间距，在水平巷道或倾斜井巷内不得超过3米。在立井井筒内不得超过6米，与压风管和供水管在巷道同一侧敷设时，必须敷设在管子上方，并保持0.3米以上的距离。在有瓦斯抽放管路的巷道内，电缆必须与瓦斯抽放管路分挂在巷道两侧。盘圈或盘“8”字形的电缆不得带电。给采、掘机组供电的电缆不受此限。 第六节   采区电网保护 煤矿井下供电系统的

43、过流保护、漏电保护、接地保护统称为煤矿井下的三大保护。井下供电系统三大保护是保证井下供电安全的可靠措施。 一、漏电保护 漏电：当电气设备或导线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。 井下常见的漏电故障可分集中性漏电和分散性漏电两类。 集中性漏电指漏电发生在电网的某一处或某一点，其余部分的对地绝缘水平仍保持正常。 授课教师：张磊 矿井供电安全课程教案 第23页分散性漏电指某条电缆或整个网络对地绝缘水平均匀下降或低于允许绝缘水平。 （一）漏电的危害及原因 1 、漏电的危害： 

44、（ 1 ）人接触到漏电设备或电缆时，会造成触电伤亡事故。 （ 2 ）漏电回路中碰地碰壳的地方可能产生电火花，有可能引起瓦斯煤尘爆炸。 （ 3 ）漏电回路上各点存在电位差，若电雷管引线两端接触不同电位的两点可能使雷管爆炸。 （ 4 ）电气设备漏电时不及时切断电源会扩大为短路故障，烧毁设备，造成火灾。 2 、漏电的原因 （ 1 ）电缆和电气设备长期过负荷运行，使绝缘老化而造成漏电。 （ 2 ）运行中的电气设备受

45、潮或进水，造成对地绝缘电阻下降而漏电。 （ 3 ）电缆与设备连接时，接头不牢，运行或移动时接头松脱，某相碰壳而造成漏电。 （ 4 ）电气设备内部随意增加电气元件，使外壳与带电部分之间电气间隙小于规定值造成某一相对外壳放电而发生接地漏电。 授课教师：张磊 矿井供电安全课程教案 第24页（ 5 ）橡套电缆受车辆或其他器械的挤压、碰撞等造成相线和地线破皮或破坏，芯线裸露而发生漏电。 （ 6 ）铠装电缆受到机械操作或过度弯曲而产生裂口或缝隙，长期受潮或遭水淋使绝缘损坏而发生漏电。&#

46、160;（ 7 ）电气设备内部遗留导电物体造成某一相碰壳而发生漏电。 （ 8 ）设备接线错误，误将一相火线接地或接头毛刺太长而碰壳造成漏电。 （ 9 ）移动频繁的电气设备的电缆反复弯曲使芯线部分折断，刺破电缆绝缘与接地芯线接触而造成漏电。 （ 10 ）操作电气设备时，产生弧光放电造成一相接地而漏电。 （ 11 ）设备维修时，因停送电操作错误，带电作业或工作不慎造成人身触及一相漏电。 二、漏电保护方式 漏电保护方式有漏电保护，选择性漏电保

47、护，漏电闭锁。 1 、漏电保护 目前使用的漏电保护装置种类很多，有电子电路的，也有单片计算机控制的。使用最广泛的漏电保护是从原理上附加直流电源漏电保护。 2 、选择性漏电保护 选择性漏电保护大多利用零序电流方向保持原理，采用的主要检查元件是零序电流互感器。 授课教师：张磊 矿井供电安全课程教案 第25页零序电流互感器有一个环形铁芯，其上面缠有二次绕阻，环形铁芯套在电缆上穿过铁芯电缆中三根芯线就是它的一次绕阻在线路正常工作时，电网的三相电压对称，三相负载相同，三相电流的矢量和等于零。电流互感器没有电流和电压，执行继电器不动作。

48、 当发生漏电故障时，三相电路不对称，必须有零序电流，这个零序电流通过电网对地绝缘电阻和分布电容构成通路，当发生单相漏电故障时，在零序电流互感器的一次侧中流过 3 倍的零序电流，在二次侧产生电流经二极管整流后，可使执行继电器动作，带动开关跳闸。 3 、漏电闭锁 漏电闭锁是指在开关合闸前对电网进行绝缘监测，当电网对地绝缘阻值低于闭锁值时，开关不能合闸，起闭锁作用。 三、漏电保护装置的整定 漏电继电器动作电阻值是以网路绝缘电阻为基准确定的。即当低电压电网绝缘水平下降到对人触电有危险时，漏电继电器应动作并切断电源，因此，把

49、这个对人身触电有危险的电网极限绝缘电阻值定为漏电继电器的动作电阻值。 授课教师：张磊 矿井供电安全课程教案 第26页漏电保护及漏电闭锁动作电阻整定值 电压       漏电保护      漏电闭锁 1140V     20K         40K660V   

50、0;   11K         22K380V       3.5K        7K127V       1.5K        3K660V 电网中绝缘电阻不小于

51、30K时漏电继电器才能正常运行。第七节 过电流保护 一、过电流故障的危害及原因 过电流：是指流过电器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： 是指电流不流经负载，而是两根或三根导线直接短接形成回路，这时电流很大，可达到额定电流的几倍几十倍，甚至更大。 危害：是能够在极短的时间内烧毁电气设备引起火灾或引起瓦斯、煤尘爆炸。 短路电流还会产生很大的电动力，使电气设备遭到机械破坏。也会引起电网电压急剧下降，影响电网中的其它用电设备的正常工作。 授课教师：张磊 矿井供电安全课程教案 第

52、27页原因：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： 是指流过电器设备和电缆的实际电流超过其额定电流和允许过负荷的时间。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，将会发展成漏电和短路事故，它是烧毁井下中型电动机的主要原因之一。 原因： （ 1 ）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。 （ 2 ）对生产机械的误操作。例如在刮板输送机机尾压煤的情况下，连续点

53、动启动，就会在起动电流的连续冲击下引起电动机过热、甚至烧毁。 （ 3 ）电源电压过低或电动机机械性堵转都会引起电动机过负荷。 3 、断相： 是指三相交流电动机的一相供电线路或一相绕阻断线。 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，在其所带负载不变的情况下，必然过负荷，甚至烧毁电动机。 原因： 熔断器有一相熔断，电缆与电动机或开关的接线端子连接不牢而松动脱授课教师：张磊 矿井供电安全课程教案 第28页落。电缆芯线一相断线，电动机定子绕组与接线端子连接不牢而脱落等。 由于井下过流发生

54、的机会多而且造成的危害巨大，所以对于电气设备和电缆都必须加以相应的过流保护。 二、采区低电网过电流保护装置的整定计算 1 、熔断器 IQe1.8  2.5IR=（1）对保护支线：式中： IR  熔体的额定电流， A 。       IQe 电动机的额定起动电流， A 。 1.8  2.5 不经常起动和轻载起动取 2.5 ，频繁起

55、动取 1.8  2.0（ 2 ）对保护照明负荷的熔体： IR  Ie式中： Ie  熔体的额定电流， A 。 2 、电磁式过流继电器 Iz  IQe +  Ie    授课教师：张磊 矿井供电安全课程教案 第29页式中： IQe 容量最大的 1 台电动机额定起动电流， A 。 &

56、#160;       Ie 其余电动机的额定电流之和， A 。 （ 1 ）对于 380V 的电动机： Ie=2Pe（ 2 ）对于 660V 的电动机： Ie=1.15Pe（ 3 ）对于 1140V 的电动机： Ie=0.67PeP 为鼠笼型电动机的额定功率（ KW ）， IQe =6&#

57、160;Ie3 、电磁起动器： Iz  I第八节 保护接地 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尽快切断电源。将故障存在的时间减少到最短。井下保护接地的侧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。它们对保护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 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。 （1）减少人身接触电气设备时的接触电流。（2）防止设备

58、带电对地泄漏电流时产生电火花，引起矿井有害气体的燃烧和爆炸。授课教师：张磊 矿井供电安全课程教案 第30页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，使外壳与大地接触不良而产生电火花。但是由于接地装置的分流作用可以使电火花能量大大减小，从而避免了引爆瓦斯、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极外，沿着供电线路还埋没了许多局部接地极，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、采区变电所及工作面

59、配电点的电气设备（ 36V 以上）的金属外壳在电缆上连接起来，这样就使各处埋设的接地极也并联起来，形成一个井下保护接地系统。 二、对保护接地的要求 接地电阻的大小，将直接影响到电气设备金属外壳对地电压的高低。而单价接地极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。 1 、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、构架、铠装电缆的钢带铅皮或屏蔽保护套等必须有保护接地。 2 、接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过 2 ，每一移动式和手持电气设备至局部接地极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授课教师：张磊 矿井供电安全课程教案 第31页下列地点应设局部接地极。（1）采区变电所。（2）装有电气设备的硐室和单独装置的高压电器设备。（3）低压配电点或装有3台以上电器设备的地点。（4）无低压配电点的采煤机工作面的运输巷、回风巷，集中运输巷（胶带运输巷）以及由变电所单独供电的掘进工作面至少应分别设置一个局部接地极。（5）连接高压动力电缆的金属连接装置。三、保护接地装置的安装与维护 1 、井下保护接地装置的安装 （ 1 ）主接地极