激扬矿山之掘进电工培训

1、目目 录录2022-5-31 第一章 矿井供电系统一、煤矿供电的基本要求一、煤矿供电的基本要求二、电力负荷分类二、电力负荷分类三、供电电压等级三、供电电压等级四、煤矿供电电源四、煤矿供电电源2022-5-31一 煤矿供电的基本要求 可靠可靠-保证供电不中断。措施：采用备用电源 安全安全-保证人身、设备、矿井安全。措施：严格遵守煤矿安全规程及有关规章制度。 质好质好-保证供电频率、电压稳定。电压允许偏移5%。措施：合理选择变压器、输电线截面。 经济经济-投资、运行、维护等费用尽可能省。措施：合理选择供电系统及节能质好价廉设备。2022-5-31二 电力负荷分类 1 1一类负荷一类负荷-凡停电会造

2、成人身伤亡或重大经济损失者。要求：供电绝对可靠。采用备用电源。 2 2二类负荷二类负荷-凡停电造成较大经济损失者。要求：供电相对可靠。采用专线供电。 3 3三类负荷三类负荷-凡停电不会造成直接经济损失者。要求：供电经济。可公用一条线路供电。2022-5-31三供电电压等级 电压等级的确定电压等级的确定- -依据供电功率的大小及供电距离的远近而定。供电功率越大、距离越远，供电电压等级越高。 额定电压等级额定电压等级- -为方便不同距离和不同功率的输电及用电。国家规定了标准的电压等级。2022-5-31国家规定的电压等级 用电设备和电网、变压器原边的额定电压：直流电压110v;220v;440v.

3、为倍数关系。三相交流电压 低压（1200v）为3倍关系。如127v;220v;380v;660v;1140v.三相高压3kv;6kv;10kv;35kv;63kv;110kv;220kv 发电机和变压器副边的三相交流额定电压：供电距离较短 为用电设备额定电压的1.05倍。如220v电网的发电机电压为230v。供电距离较长 为用电设备额定电压的1.1倍。如10kv电网的变压器电压为11kv。 2022-5-31煤矿常用的电压等级 交流： 127v -井下照明、煤电钻用电电压；220v-地面照明、单相电路用电电压；380v-地面低压、小型矿井下低压动力；660v-中型矿井下低压动力；1140v-大

4、型矿井下综采低压动力；3.3kv-特大型矿井综采高压动力；6kv-地面高压动力、下井电压；35kv-煤矿电源进线电压 直流：110（220）v-操作电压； 250（550）v-井下架线电机车。 2022-5-31四煤矿供电电源 煤矿用电一般来自电力系统。 只有没有电力系统的地区，方可采用地区发电厂或自建电厂。 2022-5-31 1.要求：可靠、安全、质好、经济。 2.供电负荷分为三类，为保证可靠，对一类和大型二类负荷需双电源供电，中小型二类负荷需专线供电。 3.供电电压等级依据供电功率及供电距离的大小而定。 4.煤矿供电电源来自电力系统。本章小结目目 录录 第二章 井下供电安全及保护第一节第

5、一节 电火灾及其预防电火灾及其预防第二节第二节 矿用电气设备及其防爆矿用电气设备及其防爆第三节第三节 触电及其预防触电及其预防第四节第四节 井下电气设备的保护接地井下电气设备的保护接地第五节第五节 井下漏电保护装置井下漏电保护装置第六节第六节 井下过流保护装置井下过流保护装置 第一节 电火灾及其预防一、井下引起电火灾的主要原因一、井下引起电火灾的主要原因二、电火灾的预防措施二、电火灾的预防措施三、井下电火灾的扑灭三、井下电火灾的扑灭一、井下引起电火灾的主要原因一、井下引起电火灾的主要原因 电网过流。过流时电气设备的温度很高，特别是短路电弧温度更高，从而点燃绝缘材料或瓦斯、煤尘。 漏电火花。电网

6、漏电点会产生电火花，引燃瓦斯和煤尘。 电路接触不良。导线、元器件接触不良会增大接触电阻，当较大的负荷电流通过时，产生高温引起火灾。电器散热不良。井下照明灯罩上覆盖的煤尘会使灯具散热不良，温度升高，导致煤尘燃烧而形成火灾。架线电机车电弧引燃木支护棚着火。 (1)合理选择电气设备的容量及电缆截面，防止过载。同时校验高低压开关设备及电缆的动稳定性及热稳定性。防止高低压开关断流容量不足而不能灭弧，发生弧光短路，短路电流进而引燃电缆。(2)对输电线路和用电设备必须设过流保护和漏电保护，并按煤矿井下低压电网短路保护装置和漏电保护的整定细则进行整定和校验。若开关因短路、漏电跳闸，不排除故障不许反复强行送电。

7、(3)为了防止已着火的电缆脱离电源或火源后继续燃烧，必须采用合格的矿用阻燃（不延燃）橡套电缆。(4)为防止散热不良，电缆不准盘圈、成堆或压埋送电，电缆悬挂要符合煤矿安全规程要求。二.电火灾的预防措施 (5)为防止接触不良，加强高压电缆接线盒、尤其是铝芯电缆接线盒的检查。铝芯接头处极易氧化，产生较大接触电阻，电流通过时使接头过热以致烧毁绝缘，甚至引起芯线相间短路，造成接线盒“放炮”，熔化起火。接线盒处不得有可燃物。(6)井下禁止使用带油的电气设备，如矿用油浸式变压器、油浸纸绝缘电缆。以防油遇火引起火灾。(7)井下照明灯应悬挂、必须有保护罩，不准将照明灯放置在易燃物上，不准用灯泡取暖。(8)为防止

8、架线电机车运行时产生电弧高温引燃木棚着火，架线电机车行驶的巷道，必须是锚喷、砌碹或混凝土棚支护。(9)变配电硐室防火。硐室应备有足够的干式灭火器和沙箱、铁锹，机电硐室不得用可燃性材料支护，并应有防火密闭铁门。 二.电火灾的预防措施(10)严禁违章指挥、违章作业，做到十不准：不准带电检修。不准甩掉无压释放器、过流保护装置。不准切除检漏电继电器、煤电钻综合保护和局部通风机风电闭锁装置。不准明火操作、明火打点、明火放炮。不准用铜、铝、铁丝等作熔体。停风、停电的采掘工作面，未检查瓦斯不准送电。有故障的供电线路不准强送电。电气设备的保护装置失灵后不准送电。失爆设备、失爆电器不准使用。在井下不准拆卸矿灯。

9、 二.电火灾的预防措施 （11）采用保护接地、添加抗静电剂可以消除静电。保护接地可以防止电荷积累，物体上的静电可以通过接地引线引入大地，避免出现高电位，减小物体对地的电位差。在普通的材料中掺人抗静电剂，例如抗静电风筒、抗静电胶带、托滚等，可以减小静电电荷量。在选择这些材料时应选择具有“煤矿矿用产品安全标志证书”的产品，这些产品都具有阻燃、抗静电性能。（12）采用火灾自动报警装置。目前应用在电气防火的产品主要有防漏电报警系统、防过载报警系统、电缆温度报警系统等类型，其特点是能准确地探测到电缆线路的异常状态，通过处理将信息提供给维护人员，这样可以将电气火灾的隐患消灭在萌芽状态。 二.电火灾的预防措

10、施三、井下电火灾的扑灭 电气设备着火以后往往都带电，因此不能用普通的泡沫灭火器或用水来灭火。 首先将着火的电气设备或电缆的电源切断，再用沙子和干粉灭火器来灭火。必要时，在确知已经断开电源后，方可用水、泡沫灭火器等普通灭火方法来扑灭火灾。 对大面积的火区可以采用砌筑密闭防火墙隔绝空气实现灭火，还可向火区灌浆、注入惰性气体加快灭火。 电火灾产生的原因：过流、漏电、接触不良等产生的电火花、散热不良产生的高温、架线电机车的电弧。 电火灾的预防：防止过流、漏电、接触不良、散热不良、架线电机车巷道用不燃材料支护。 电火灾的扑灭：1.采用干式灭火器和沙子灭电火灾。2.用水、砂、灭火器等直接扑灭，注意必须在断

11、电下进行。3.构筑防火墙，使其自然熄灭；同时灌浆、注入惰性气体等加速扑灭。本节小结 第二节 矿用电气设备及其防爆一、隔爆型电气设备一、隔爆型电气设备二、本质安全型电气设备二、本质安全型电气设备 矿用电气设备 矿用电气设备是指使用在煤矿井下条件的各种电气设备根据是否防爆又分为：矿用一般型电气设备（KY）矿用防爆型电气设备（Ex ）矿用一般型 具有“五防”：防机械损伤、防潮、防锈、防触电、防过载等功能，但不具有防爆性能。 所以只适用于没有沼气、煤尘爆炸危险的井下。如低瓦斯矿井的井底车场、总进风巷道或主要进风巷道等处。 矿用防爆型 矿用防爆型设备除具有矿用一般型的功能外，还具有防爆功能。 故用于井下

12、有爆炸危险的场所。 其种类较多，但使用最多的是矿用隔爆型设备和本质安全型设备。 影响耐爆性的因素 沼气浓度为98左右时 外壳的净容积大 外壳的散热面积对其容积之比小 外壳的间隙小产生的爆炸压力大外壳的形状为长方形时 产生的爆炸压力最小保证耐爆性的条件 必须进行强度试验，且满足下表要求：表表2-3 2-3 隔爆外壳的试验压力隔爆外壳的试验压力外壳容积，VLV0505V2020O.1LVO.1L平面、止口或圆筒结构6.06.012.512.525.025.040.040.06.06.08.08.09.09.015.015.00.300.300.400.400.500.500.400.400.500

13、.500.600.60带有滚动轴承的圆筒结构6.06.012.512.525.025.040.040.00.400.400.500.500.600.600.400.400.500.500.600.600.800.80二、本质安全型电气设备二、本质安全型电气设备 Ex iI标志采用本质安全电路的电气设备本质安全电路是通过限制电路的电压、电流、贮存的电能，限制电火花的能量，使之达不到点燃瓦斯和煤尘的温度，由于它的电火花是安全的，又称为安全火花型电路。因此可以用于有爆炸危险的场所，但电压较小、电流较小的电路。如：控制、通讯、信号等电路。降低电火花能量措施在合理选择电气元件(继电器)的基础上，尽量降低

14、供电电压。在电路中串接限流电阻或利用导线本身电阻来限制电路的电流。电感元件两端并联二极管，消耗断开电路时电感元件释放出来的磁场能量。电容元件两端并联二极管或电阻，消耗断开电路时电容元件释放出来的电场能量。本质安全型电气设备特点 优点：与隔爆电气设备相比，具有结构简单、体积小、重量轻、制造、维修方便、费用低、安全可靠等特点，是一种比较理想的防爆设备，在技术性能满足要求的情况下，应优先考虑选用。 缺点：只能用于低电压、小电流回路。隔爆兼本质安全型设备标志EX diI 将主回路放在隔爆外壳内，辅助回路采用本质安全电路。 优点：可用于有爆炸危险的场所，即可减小设备的体积、保证安全，又不受电压、电流的限

15、制。 缺点：需设本安电路与非本安电路的隔离电路。防止出现故障时导致非本质安全电路影响本质安全电路的安全。 隔爆兼本质安全型设备隔离电路 可采用光电耦合、变压器隔离；也采用由快速熔断器和晶体稳压二极管组成的安全栅，或由晶体管组成的限能器来加以隔离。 图2-4稳压二极管式安全删电路图2-3 隔爆兼本安型信号装置电路原理图图2-2 三极管型光电耦合器原理图增安型电气设备（标志为“e”） EX eI正压型电气设备（标志为“p”） EX pI充油型电气设备（标志为“o”） EX oI充砂型电气设备（标志为“q”） EX oI无火型电气设备（标志为“n”） EX nI浇封型电气设备（标志为“m”）EX m

16、I气密型电气设备（标志为“h”） EX hI特殊型电气设备（标志为“s”） EX sI其他防爆电器标志EX I.矿用一般型用于无爆炸危险的井下矿用电气设备工作在井下的电器矿用防爆型用于有爆炸危险的井下隔爆设备有耐爆性、隔爆性体大、笨重可用于主回路隔爆兼本质安全型主回路为隔爆外壳辅助回路用本安电路用于主回路和辅助回路本质安全型用本质安全电路体小、轻便只用于低压小电流回路本节小结 第三节 触电及其预防一、触电的危险因素一、触电的危险因素二、触电的预防二、触电的预防三、触电的急救三、触电的急救触电事故是指人体触及带电体，或人体接近高压带电体时有电流流过人体而造成的事故。按电流对人体伤害的程度，触电大

17、致分为电击和电伤。电击。指电流通过人体内部器官，使心脏、呼吸和神经系统受到损坏。电击多数可致人于死地，所以是最危险的。电伤电伤。指电流通过人身某一局部或电弧烧伤人体造成体表器官的破坏。当烧伤面积不大或程度不深时，不致有生命危险。 一、触电的危险因素一、触电的危险因素一、触电的危险因素一、触电的危险因素 触电对人体的危害程度是由多种因素决定的，但流经人体电流的大小、频率、作用时间及其途径是主要因素，电流的大小起决定作用。 与电流大小相关的有人体触电电压、人体电阻。 表表2-1 电流对人体造成的影响电流对人体造成的影响电流电流/mA作用的情况作用的情况50Hz的交流电的交流电直直 流流 电电0.6

18、1.5开始有感觉，手指有麻刺开始有感觉，手指有麻刺没有感觉没有感觉23手指有强烈麻刺，颤抖手指有强烈麻刺，颤抖没有感觉没有感觉57手部痉挛手部痉挛感觉痒、刺痛、灼热感觉痒、刺痛、灼热810手已难于摆脱带电体，但是还能摆脱，手指尖手已难于摆脱带电体，但是还能摆脱，手指尖部到手腕有剧痛部到手腕有剧痛热感觉增强热感觉增强2025手迅速麻痹，不能摆脱带电体，剧痛，呼吸困手迅速麻痹，不能摆脱带电体，剧痛，呼吸困难难热感觉增强，手部肌肉不强烈收缩热感觉增强，手部肌肉不强烈收缩3050引起强烈痉挛，心脏跳动不规则，时间长则心引起强烈痉挛，心脏跳动不规则，时间长则心室颤动室颤动热感觉增强，手部肌肉不强烈收缩热

19、感觉增强，手部肌肉不强烈收缩5080呼吸麻痹，心房开始震颤呼吸麻痹，心房开始震颤有强烈热感觉，手部肌肉收缩，痉有强烈热感觉，手部肌肉收缩，痉挛，呼吸困难挛，呼吸困难90100呼吸麻痹，持续呼吸麻痹，持续3 s或更长时间，则心脏麻痹，或更长时间，则心脏麻痹，心室颤动心室颤动呼吸麻痹呼吸麻痹300及以上及以上作用时间作用时间0.1s以上，呼吸和心脏麻痹，机体组以上，呼吸和心脏麻痹，机体组织遭到电流的热破坏织遭到电流的热破坏决定因素决定因素触电电流的大小触电电流的大小我国规定触电的安全极限交流值为我国规定触电的安全极限交流值为30mA 人身电阻包括体内电阻和皮肤电阻。 体内电阻较小，基本不受外界因素

20、影响，故人身电阻主要是皮肤(角质层)电阻，其数值随人的皮肤状况、触电时间及触电电压的不同变动很大。 若皮肤干燥无损时，人身电阻可达10k100k，反之，人身电阻可降至0.8k1k 。 相关因素相关因素人体电阻人体电阻井下人身电阻以井下人身电阻以1k1k作为计算值作为计算值 根据欧姆定律和人体电阻、触电电流安全极限值，可知安全触电电压极限值约为3050V，但因人体电阻与工作条件有关，我国规定安全触电电压： 在条件较好的场所为65V，条件较差的场所为36V，特别危险的场所为12V。 相关因素相关因素触电电压触电电压井下安全触电电压为井下安全触电电压为36v36v 随着触电时间的增加，人体发热出汗增

21、加，人身电阻会逐渐减小，使触电电流逐渐增大。 即使触电电流是安全电流，若持续时间过久也会造成死亡事故；反之，即使触电电流大于安全电流，若能迅速脱离电源也不致有生命危险 。 主要因素主要因素触电时间触电时间井下安全电流与时间的乘积为井下安全电流与时间的乘积为30mAs 电流通过人体内部器官，使心脏、呼吸和神经系统受到损坏。电击多数可致人于死地，所以是最危险的 。 电流通过人身某一局部或电弧烧伤人体造成体表器官的破坏。当烧伤面积不大或程度不深时，不致有生命危险 。 主要因素主要因素电流路径电流路径电流电流通过通过人体人体内部器官内部器官是最是最危险危险 同样电流值下交流的危险大于直流。 工频交流的

22、危险大于高频交流。主要因素主要因素电流频率电流频率工频工频交流是最交流是最危险危险的的1.避免触电防止人触及带电体。2.减少触电危险使人体的触电电流、触电时间、触电电压小于安全值。二、触电的预防（1）将裸露导体的带电设备安装在一定高度上。如井下电机车架空线的敷设高度，在行人巷道不得低于2m，不行人巷道内不得低于1.8m，井底车场内不得低于2.2m1.避免触电 （2）将易接触(近)的电气设备置于封闭的外壳内并设闭锁装置，以防带电打开外壳1.避免触电 （3）将操作时需触及的电气设备加强绝缘。如煤电钻手把上再加一层绝缘套1.避免触电 （1）对经常接触的电气设备采用低压供电。如煤电钻及井下照明、信号设

23、备工作电压不得超过127V，开关的控制电路电压不得超过36V。 2.减少触电的危险 （2）将电气设备的金属外壳接地以减小其内部绝缘损坏使外壳带电而对人造成危害 。2.减少触电的危险 （3）向井下供电的变压器中性点严禁直接接地。 2.减少触电的危险 人若触及一相带电体，人身的触电电压为相电压，对于380V电网，相电压Up为220V，人体电阻Rh为1k，则人身触电电流Ih为：Ih=如果660v电网呢？)(2201000220hpmARU如果变压器中性点直接接地： （4）在井下中性点不接地电网中加设漏电保护装置2.减少触电的危险 触电急救要求把握两点，既动作迅速和救护得法。当发现有人触电时，不要惊慌

24、失措，首先应尽快使触电者脱离电源。然后再根据触电者的具体情况尽快进行抢救。三、触电的急救（1）脱离低压触电者的电源附近有电源开关或插销，可立即断开，以切断电源附近无电源开关和插销，可用带绝缘柄的钳子或有干燥木柄工具或其它带有绝缘的器具把电线砍断。如果是电线落在身上或压在身下，可用干燥的木棒或木板等绝缘物把电线挑开，或用干燥的衣服、手套等拉开触电者，使其脱离电源。如果触电者的衣服是干燥的，也可以用一只手直接去拉触电者的衣服，使其脱离电源。但抢救者不得触及带电者的皮肤等易导电部位，防止触电。1.快速脱离电源（2）脱离高压触电者的电源如果触及高压电源，应立即通知有关部门停电，或戴上绝缘手套，穿上绝缘

25、靴，用相应耐压等级的绝缘棒或绝缘钳进行上述脱电工作。1.快速脱离电源（1）脱电后立即将触电者抬到空气新鲜处躺好，最迅速地检查一下触电者是否失去知觉瞳孔有无光反射，摸摸脉搏，听听心脏是否跳动，用棉絮放在鼻孔处观察有无呼吸，按一下指甲有无血液循环。（2）根据伤害程度采用不同的救护方法。触电者还未失去知觉，可平卧继续观察；如已失去知觉，但还有呼吸，则应解开他的衣带、以利呼吸；如已停止呼吸，或呼吸不规则，但有心跳，要迅速进行人工呼吸；如已停止呼吸和心跳，或心跳不规则，还须在人工呼吸的同时进行体外心脏挤压。 2.正确实施救护（1）人工呼吸法人工呼吸法是一种用人工的方法，恢复触电者的呼吸。 (a) 头部后

26、仰 (b) 捏鼻张口 (c) 贴近吹气 (d) 放松换气 图 2-6 口对口人工呼吸2.正确实施救护(2)体外心脏挤压法它是用人工的方法在胸外挤压心脏，恢复心脏跳动。 (a) 正确定位 (c) 向下挤压 (d) 迅速放松 2.正确实施救护1.触电的安全值：30mA 30mAS 36v2.触电的预防：避免触电：带电体高架、封栏并闭锁、绝缘减少触电危险：降压、外壳接地、中性点不接地、漏电保护3.触电的急救：两快：“快速断电”“快速施救”两救：“正确施救”“坚持施救”本节小结 第四节 井下电气设备的保护接地一、保护接地的原理一、保护接地的原理二、井下保护接地系统二、井下保护接地系统电气设备的金属外壳

27、及构架在正常情况下是不带电的。但如果电气设备绝缘损坏，其金属外壳和构架就要带电。此时人若触及它们，就会发生触电事故。为了预防这一事故，重要措施之一就是对电气设备实行保护接地。 一、保护接地的原理一、保护接地的原理一、保护接地的原理一、保护接地的原理1.保护接地就是把电气设备的金属外壳和构架，用导线与埋在地中的接地极连接，如图2-8b所示。 2.保护原理接地装置与人体构成并联电路，并联电压相等保护接地装置接地电阻RE越小，通过人体的电流将越少，因而越安全。保护接地的关键是将保护接地装置的接地电阻值降低到规定的范围内就可以使流过人体的电流不超过安全极限电流达到减小触电危险目的煤矿安全规程规定：接地

28、网上任一保护接地点的接地电阻2。 EERIRIhhhEEhRRII 接地电阻的降低 接地电阻接地线电阻：接地体电阻：接触电阻：土壤电阻：截面足够大焊接或镀锌螺栓连接水沟或湿地保护接地系统将各接地极经接地芯线并联而成 优点：降低接地电阻，提高安全性；互为后备，提高可靠性 二、井下保护接地系统主接地极3 0.75m2钢板局部接地极4 0.6m2钢板主接地母线1 50mm2裸铜线或100mm2的镀锌扁钢电缆接地芯线7 电阻1欧姆辅助接地母线2连接导线12接地导线1325mm2裸铜线 或50mm2的镀锌扁钢系统组成 局部接地极的设置煤矿安全规程规定，在下列地点应装设局部接地极采区变电所9（移动变电站）

29、电气设备硐室和单独装设高压电气设备低压配电点10或三台以上电气设备地点 采煤机14工作面的运输巷、回风巷 集中运输巷（大巷）10以及由变电 单独供电的掘进工作面连接高压动力铠装电缆的连接装置11保护接地实现保护的关键：将将接地电阻降到规定接地电阻降到规定值下，才能值下，才能使人的触电电流小于安全值。使人的触电电流小于安全值。井下保护接地组成系统的优点：降低系统接地电阻，降低系统接地电阻，提高提高保护的保护的安全性安全性；互为备用，提高保护的；互为备用，提高保护的可靠性可靠性井下保护接地系统组成：是由是由“两极两极”（主接地极、局部接（主接地极、局部接地极）地极）“五线五线”（主接地母线、辅接地

30、母线、连接导线、接地导（主接地母线、辅接地母线、连接导线、接地导线、电缆的接地芯线）组成线、电缆的接地芯线）组成井下接地系统的接地电阻规定值：22欧欧本节小结 第五节 井下漏电保护装置一、一、附加直流电源漏电保护附加直流电源漏电保护二、二、零序电流式漏电保护三、三、零序功率方向式漏电保护漏电当电网绝缘小于漏电电阻值时，人触及后会产生触电危险，此时称为漏电。漏电危害煤矿井下由于潮气入侵或机械损伤，引起绝缘电阻下降，导致漏电事故发生。漏电不仅会使电气设备进一步损坏，形成短路事故，而且还可导致人身触电和漏电火花引爆瓦斯、煤尘的危险，漏电流还会提前引爆电雷管。漏电保护作用实现监视绝缘、漏电保护、漏电闭

31、锁、漏电试验以及补偿流过人身的电容电流。井下漏电保护装置的类型按电压等级分：矿用隔爆高压漏电监视保护装置，低压1140V、660V、380V动力电网矿用隔爆检漏继电器；127V煤电钻（照明）综合保护装置。按工作原理分：有附加直流电源的漏电保护装置，有零序电流的漏电保护装置。按其保护功能分：无选择性的漏电保护装置、有选择性的漏电保护装置及漏电闭锁的漏电保护装置。 1.保护原理 1 1）监测电网绝缘电阻）监测电网绝缘电阻接通附加直流电源组成的检漏回路，产生附加直流I大小为： 当结构一定时，电源电动势V、回路电阻R一定，回路电流I与三相绝缘电阻R成相反变化，用电流表测得I,再换算为相应的R刻度，从而

32、读出绝缘电阻R大小而成为k表。表中漏电电阻R漏电区域为红色，对于380v电网为3.5k，660v电网为11k，1140v电网为20k。RRVI图 2-10 原理图I一、附加直流电源漏电保护一、附加直流电源漏电保护2 2）漏电保护）漏电保护发生漏电时，绝缘电阻RR漏电由上式知I？：附加直流II动作(继电器K)KD动作，其触点KD闭合，接通馈电开关的脱扣线圈YA,使得馈电开关断路器QF脱扣跳闸，切断漏电回路电源，实现保护（点击观看）。1.保护原理 图 2-10 原理图I 3 3）漏电闭锁）漏电闭锁 如果在开关没有接通负载前，在三相电网对地绝缘电阻上附加直流电源检测漏电，如果发生漏电，通过继电器接通

33、脱扣线圈则断路器无法合闸，这种漏电时禁止合闸作用称之为漏电闭锁。1.保护原理 图 2-10 原理图I4 4）漏电保护试验）漏电保护试验按下试验按纽，接通试验电阻r（阻值为R漏电），模拟漏电发生，此时绝缘电阻RR漏电附加直流II动作(继电器K)如果馈电开关脱扣跳闸，说明漏电保护？如果馈电开关不跳闸，说明漏电保护？1.保护原理 5)5)补偿人体电容电流补偿人体电容电流 未发生漏电时，绝缘电阻RR漏电，KD不动作但是电网线路较长时，对地电容较大，使人体的电容电流IC较大人体的触电电流仍会超过安全值，还有触电危险，为此必须补偿人体电容电流IC1.保护原理 5)5)补偿人体电容补偿人体电容电流电流在三相

34、电抗器1L与KD之间串入零序电抗器2L，产生电感电流IL流经人体，人体电流Ih中 IL与IC相量相反，相补偿，使得Ih30mA，保证了人身安全。1.保护原理 ICILIhIL2.保护特点 优点：不论是对称性漏电还是不对称性漏电，只要绝缘电阻下降到一定程度，保护就可以动作。且准确可靠，安全性高。还可以补偿人身触电或单相接地电流的容性分量部分。 缺点：无选择性，由于电网各支路绝缘电阻为并联关系，无论哪个支路绝缘电阻下降，都会使漏电动作， 结论：所以该保护装在总开关上，故障停电范围大，且不能直接判定故障支路。本节小结一、附加直流电源漏电保护作用： 1）监测绝缘电阻；2）漏电保护；3）漏电闭锁； 4）

35、漏电试验；5）补偿人体电容电流特点：结构简单，使用方便，但设在总自动馈电开关。 无选择性，停电范围大。查找漏电回路困难。适用：作漏电的后备保护。二、零序电流式与零序功率方向式漏电保护作用：当开关所控线路发生漏电时，该开关动作。特点：设在分路开关；有选择性，停电范围小 易查找漏电回路。适用：作漏电主保护三、低压漏电保护系统总开关：设附加直流电源式漏电保护，分开关：设零序电流保护或零序功率方向保护 第六节 井下过流保护装置一、熔断器一、熔断器二、过流继电器二、过流继电器三、热继电器三、热继电器第六节 井下过流保护装置与保护接地、漏电保护并称井下三大保护过流过流-电气设备的实际电流电气设备的实际电流

36、额定值额定值过流过流原因原因过流过流保护保护短路保护短路保护过负荷保护过负荷保护断相保护断相保护动作电流值动作电流值设定较设定较大，对电动机应大，对电动机应启动电流；启动电流； 瞬时动作瞬时动作动作电流值动作电流值设定设定小，额定电流小，额定电流延时动作延时动作，为反时限特性，为反时限特性（动作时间与动作电流成反比）（动作时间与动作电流成反比） 短路短路过负荷过负荷断相运行断相运行电流电流额定电流额定电流, ,温升迅速温升迅速 电流电流额定电流额定电流, ,温升较慢温升较慢 常用过流保护装置过流过流保护保护装置装置短路保护过负荷保护断相保护熔断器、电流继电器、电子继电器电流继电器与时间继电器热

37、继电器电子继电器一、熔断器简单的一次性过流保护装置1.结结构与构与原理原理熔体:熔管低熔点金属串入电路， 过流时熔断连接熔体接线柱等固定熔体接线柱、插座等熄灭电弧产气管、填石英砂 RLl型螺旋式熔断器型螺旋式熔断器1瓷帽；2熔断指示红点；3熔管；4瓷套；5上接线端；6下接线端；7底座RT0型熔断器结构 a结构；b熔体；1滑石陶瓷外壳；2金属盖板；3螺栓；4熔断指示器；5指示熔体； 6工作熔体；7刀形触头；8石英砂；9紫铜栅片；10锡桥；11小孔RM10RM10型熔断器结构型熔断器结构 1熔管；2盖板；3黄铜帽盖；4刀形触头；5熔体一、熔断器 型号类别号组别号RM封闭式T填料式L螺旋式C瓷插式设

38、计序号数字电路符号图符文符 FU二、过电流继电器可重复使用的过流保护装置可重复使用的过流保护装置 类类 型型电磁式电磁式（靠电磁（靠电磁力动作）力动作）电子式电子式（靠电（靠电子电路子电路动作）动作）可以组成不同电路，实现三相可以组成不同电路，实现三相短路、两相短路、过载、断相短路、两相短路、过载、断相漏电、欠压、过压等多种保护漏电、欠压、过压等多种保护电流继电器作过流保护电流继电器作过流保护电压继电器作欠压保护电压继电器作欠压保护时间继电器与电流继电器配合作过载保护时间继电器与电流继电器配合作过载保护热动式热动式 作电动机的过载保护作电动机的过载保护分立元件分立元件集成电路集成电路熔断器 过

39、流继电器 作短路和过载保护但对电动机只作短路保护电磁式电磁式（靠电磁（靠电磁力动作）力动作）电子式电子式（靠（靠电子电路动电子电路动作）作）可以组成不同电路，实现三相短路、可以组成不同电路，实现三相短路、两相短路、过载、断相漏电、欠压、两相短路、过载、断相漏电、欠压、过压等多种保护过压等多种保护电流继电器作过流保护电流继电器作过流保护电压继电器作欠压保护电压继电器作欠压保护时间继电器与电流继电器时间继电器与电流继电器 配合作过载保护配合作过载保护热动式热动式 作电动机的过载保护作电动机的过载保护分立元件分立元件集成电路集成电路符号 FUFUKAKAKUKUKTKTFRFR本节小结井下供电安全主

40、要有电火灾预防、触电预防、电气设备过流保护和防爆。电火灾产生主因是电网过电流，而过流又是由短路、过载和断相引起的。因此要防止过流。电火灾扑灭方法有直接灭火、隔绝灭火和混合灭火。都必须先断电。预防触电主要有避免触及带电体和减少触电危险。前者主要将带电体高架或加装外壳并采取闭锁；后者主要从减少人体触电电流、触电电压和触电时间等着手。向井下供电变压器中性点采用不接地方式，其出现接地故障或者人身触电事故产生的危害程度较小，但电网对地电容较大时，其危害程度增加，需采用中性点经电感线圈或高电阻接地方式。并采用漏电保护和保护接地措施保证人身安全和防止漏电点燃瓦斯和电雷管。保护接地的关键是接地电阻小于规定值，

41、因此保护接地应组成系统，各组成部分的规格和设置必须符合煤矿安全规程的规定。本章小结（一）漏电保护主要实现绝缘监视、漏电保护和补偿人身触电的电容电流。漏电保护又分为无选择性和有选择性的。前者采用附加直流电源的原理，后者采用零序电流或功率方向原理。 过流保护装置又分为短路保护、过载保护和断相保护。短路保护要求瞬间动作，后两者可以按反时限延时动作。熔断器是最简单的一次性过流保护装置，但对电动机只能做短路保护。各种继电器须与接触器或脱扣器配合实现过流保护，热继电器只适用于做过载和断相保护，电子继电器具有功能完善、保护齐全、灵敏可靠、调控方便等优点，特别是单片机集成电路，使其优点更为突出，在井下获得了广

42、泛的应用。过流保护、保护接地、漏电保护组成井下三大保护。 矿用电气设备分为矿用一般型和矿用防爆型两大类。前者用于没有瓦斯和煤尘爆炸危险的场所，后者用于有瓦斯、煤尘爆炸危险的场所，常用的有隔爆型和本质安全型，前者具有耐爆性和隔爆性，后者具有本质安全电路。前者用于主回路，后者用于通讯、监测、信号等回路。 本章小结（二）目目 录录2022-5-31第四章 矿井供电设备2022-5-31第一节第一节 矿用电缆矿用电缆一、矿用电缆的类型、适用场所一、矿用电缆的类型、适用场所二、矿用电缆的敷设三、矿用电缆的连接四、矿用电缆的运行维护五、电缆故障点的寻找方法2022-5-31分类一、一、 矿用电缆的类型、适

43、用场所矿用电缆的类型、适用场所动力电缆动力电缆向电动机供电向电动机供电照明、控制、通信等电缆照明、控制、通信等电缆向井下向井下 照明、控制、通信设备供电照明、控制、通信设备供电按用途按用途按电压按电压低压电缆低压电缆1200v1200v电网电网高压电缆高压电缆大于大于1200v1200v电网电网按结构按结构铠装电缆铠装电缆 用于固定敷设用于固定敷设橡套电缆橡套电缆 给移动设备供电给移动设备供电塑料电缆塑料电缆 铠装、橡套换代产品铠装、橡套换代产品2022-5-311.1.动力动力电缆结电缆结构、类构、类型型监视芯线监视芯线 动力芯线动力芯线 ) )导电芯线导电芯线 按芯线按芯线作用作用不同可以

44、不同可以分分为：为：动力芯线：动力芯线：有二芯、三芯，有二芯、三芯，输送单相或三相电能输送单相或三相电能；中性线：中性线：为一芯，用于为一芯，用于三相四线制三相四线制系统；系统；接地芯线：接地芯线：为一芯，用来实现为一芯，用来实现电气设备的接地电气设备的接地；控制芯线：控制芯线：可多芯，用来实现可多芯，用来实现远控、联控制远控、联控制等电路连接等电路连接监视芯线：监视芯线：监视接地监视接地芯线连续性，监视外界破坏物体侵入作用芯线连续性，监视外界破坏物体侵入作用2022-5-31 按芯线的材料不同可分为： 铜绞线：导电性能、韧性和强度均好于铝绞线，但价格较高； 铝绞线：价格虽低，但由于铝的化学性

45、能活泼，接头容易氧化造成接触不良，产生断续电弧高温，尤其在短路时电弧产生的铝粉温度远远高于铜，易引燃引爆瓦斯和煤尘。井下限用。 煤矿安全规程规定：在进风斜井、井底车场及其附近、中央变电所至采区变电所之间，可以采用铝芯电缆；其它地点必须采用铜芯电缆。2022-5-31 ) )电缆的绝缘层电缆的绝缘层 按作用不同分为 芯线绝缘：分包在每个导电芯线外，以防止相间短路； 统包绝缘：统包在所有相间绝缘的外面以防止对地短路。 2022-5-31芯线绝缘统包绝缘按绝缘材料不同可分为橡胶绝缘。橡胶绝缘分为天然丁苯橡胶、乙丙橡胶两种。天然橡胶易燃，已被耐高温、耐高压耐潮性好的乙丙橡胶取代.塑料绝缘。塑料绝缘又分

46、为聚氯乙烯绝缘、交联聚乙烯绝缘。聚氯乙烯绝缘具有耐油、耐酸碱耐腐蚀、阻燃、敷设高差不限等;交联聚乙烯绝缘电缆还耐高压，并且耐热性及耐溶剂性能都有所改善，故应优先选用。塑料绝缘电缆已取代油浸纸绝缘。芯线绝缘统包绝缘2022-5-313 3 电缆的保护层电缆的保护层按按作用作用不同分为：不同分为： 内护层：用于直接保护绝缘层外护层：用于保护内护层 钢铠和铅包可兼作接地线，其电缆省去接地芯线 金属套阻燃橡套-阻燃，井下用橡胶护套普通橡套-易燃，井下禁用铅包-不易引爆，井下用铝包-易引爆，井下禁用聚氯乙烯-井下用塑料护套：内衬层-保护内护层钢带铠装-抗压，用于45井巷 外被层-保护钢铠层钢丝铠装-抗拉

47、，用于45井巷黄麻层-易燃，井下禁用塑料带-不易燃，井下用 钢铠层无妨带-不易燃，井下用2022-5-31 4 电缆的屏蔽层 导线屏蔽。包在电缆导线表面外的半导电材料，用于大于3kv的高压电缆防止电晕产生。 绝缘屏蔽。包在绝缘和接地芯线之外的半导电材料，一相绝缘破损时，主芯线经绝缘屏蔽与接地芯线相连，使单相接地保护动作切断电源，防止相间短路故障以及短路电弧引爆瓦斯煤尘绝缘屏蔽电缆适用于有爆炸危险场所。 金属屏蔽。包在统包绝缘之外的导电材料，产生电磁屏蔽以防止强电场辐射干扰通信信号。3kv以上的电缆均应有金属屏蔽。接地芯线绝缘屏蔽监视芯线绝缘屏蔽2022-5-31铠装电缆铠装电缆机械强度高、寿命

48、长，用于机械强度高、寿命长，用于向固定向固定设备输电设备输电。粗钢丝铠装电缆粗钢丝铠装电缆抗拉强度高，用抗拉强度高，用于于倾角倾角4545度及其以上的井巷度及其以上的井巷；钢带铠装钢带铠装抗压抗压强度高，强度高，用于倾角小于用于倾角小于4545度的井巷度的井巷。无铠装无铠装的塑料电缆和橡胶电缆的塑料电缆和橡胶电缆用于向移动设备用于向移动设备供电。供电。有有导体屏蔽、金属屏蔽导体屏蔽、金属屏蔽的电缆的电缆用于高压设备用于高压设备的供电。有的供电。有绝缘屏蔽绝缘屏蔽的电缆的电缆用于用于有爆炸危险有爆炸危险的的工作面设备工作面设备的供电。的供电。除除进风斜井、井底车进风斜井、井底车场及附近、中央变电

49、所至采区变电所之间的场及附近、中央变电所至采区变电所之间的高压高压可以采用铝芯可以采用铝芯电缆，电缆，其它地点的高低压其它地点的高低压均采用铜芯电缆均采用铜芯电缆。2022-5-31煤矿常用电缆的结构示意图图4-1 YJV22型塑料电缆1-外被层；2-钢铠；3-内衬层；4-统包绝缘；5-相间绝缘；6-导电芯线图4-2 采煤机专用电缆2022-5-31部分英国进口电缆外形图部分英国进口电缆外形图 BS188柔性拖拽电缆 BS505柔性拖拽电缆 BS504柔性拖拽电缆 BS504柔性拖拽电缆 2022-5-312.2.电缆的额定电压、型号及使用场所电缆的额定电压、型号及使用场所1)电缆的额定电压电

50、缆的额定电压用UoU表示，单位为kV Uo表示任一主导体和“地”之间的电压有效值;U 表示多芯电缆或单芯电缆系统任意两相导体之间的电压有效值。例如：0.38/0.66v表示U0为380v；U为660v 2022-5-31表4-1 电缆的型号组成及含义类别导体绝缘层内护层铠装层外被层代号含义代号含义代号含义代号含义代号含义代号含义Z纸绝缘无 L铜芯 铝芯无D油浸纸不滴流Q铅包01234无联锁钢带双钢带细圆钢丝粗圆钢丝0 无1 纤维外被L铝包2 聚氯乙烯外套V聚氯乙烯绝缘V聚氯乙烯护套3聚乙烯或聚烯烃外套YJ交联聚乙烯绝缘4 弹性体外套Y聚乙烯护套例如ZQ20表示油浸纸绝缘铜芯铅包裸双钢带铠装电缆

51、。VLV33表示聚氯乙烯绝缘铝芯聚氯乙烯护套细钢丝铠装聚乙烯外护套；YJQ02表示交联聚乙烯绝缘铅包聚氯乙烯护套铜芯电缆 2)电缆的型号2022-5-31例如：MYPJ-3.6/6-335-116-32.5表示矿用移动屏蔽监视橡胶电缆，额定电压为3.6/6千伏，三芯动力截面、每芯截面为35平方毫米，一芯接地线为16平方毫米截面，三芯监视线、每芯截面为2.5平方毫米表4-2 矿用电缆型号的组成类别用途结构 特征额定电压UO/U(kv)动力线地线控制(监视)芯数标准截面芯数标准截面线芯数标准截面M矿用橡套电缆C-采掘机专用 Y-移动设备用 M-帽灯用 Z-电钻用 H-电话用P-非金属屏蔽T-金属屏

52、蔽； J-监视； Q-轻型； B-编织加强；R-绕包加强0.3/0.5 0.38/0.66 0.66/1.143.6/66/101-单芯 2-双芯3-三芯1mm21-单芯2.5mm2 4mm2 6mm2 10mm2 16mm2 25mm2 35mm2 50mm21-单芯 2-双芯 3-三芯2.5mm2 4mm2 6mm2 10mm2 16mm2 25mm2 35mm2 50mm21.5mm22.5mm24mm26mm210mm216mm225mm235mm250mm270mm295mm22022-5-31二、矿用电缆的敷设矿用电缆的敷设必须符合煤矿安全规程有关规定。1.电缆的敷设方式及要求电缆

53、的敷设方式及要求 1)水平巷道和倾角在30以下井巷中电缆应用吊钩悬挂要求电缆的悬挂间距不得超过3米；向移动工作设备供电电缆可盘圈或盘字形带电，放在电缆车上随设备的移动而收放电缆不得遭受淋水，应悬挂在风管和水管的上方，并保持0.3米以上的距离。电缆必须与瓦斯抽放管路分放在巷道两侧，防止瓦斯管路破损时电缆故障产生的电火花引爆瓦斯。通讯和信号电缆应与电力电缆分挂在井巷两侧，以防止电力电缆的强磁场对通讯信号的干扰，或在井筒内应设在电力电缆0.3米以外；在巷道内应设在电力电缆上方0.1米以上的。高、低压电缆敷设在巷道同一侧时，高、低压电缆之间的距离应大于0.1米，高压电缆之间、低压电缆之间不得小于50毫

54、米。 2022-5-311.1.电缆的敷设方式及要求电缆的敷设方式及要求2)立井井筒和倾角在30及其以上的井巷用夹子、卡箍或其它夹持装置固定电缆。要求：电缆的悬挂间距不得超过米；因井筒太深需要设置接头时，应设在中间水平巷道内；或在井筒中设置接线盒，接线盒放在托架上，不使接头受力3)沿钻孔敷设的电缆必须绑紧在钢丝绳上，钻孔必须加装套管井下巷道内的电缆，沿线每隔一定距离、拐弯或分支点以及连接不同直径电缆的接线盒两端、穿墙电缆的墙的两边都应设置注有编号、用途、电压和截面的标志牌。2022-5-311.电缆的敷设方式及要求 为了防止电缆在敷设时扭伤和折伤，电缆的允许弯曲半径不得小于右表规定的数值。 温

55、度较低的冬季，电缆变硬而不易弯曲时，应预先放在温度较高的室内或通电加热后再进行敷设。表表4-5 4-5 电缆的最小允许弯曲半径电缆的最小允许弯曲半径 电电 缆缆 型型 式式最小允许弯曲半径与最小允许弯曲半径与电缆和导体的外径比值电缆和导体的外径比值多芯多芯控制控制电缆电缆非铠装、屏蔽型软电缆非铠装、屏蔽型软电缆6 6铠装型、铜屏蔽型铠装型、铜屏蔽型1212其他其他1010橡皮橡皮绝缘绝缘多芯多芯电缆电缆无铅包、有铠装无铅包、有铠装1010裸铅包护套裸铅包护套1515铠装护套铠装护套2020塑料塑料绝缘绝缘多芯多芯电缆电缆无铠装无铠装1515有铠装有铠装12122022-5-312.电缆敷设路径

56、的选择 路径应尽可能短,安全. 在总回风巷和专用回风巷中，由于瓦斯和煤尘浓度较高不应敷设电缆;在溜放煤、矸石、材料的溜道中严禁敷设电缆;在机械提升的进风斜井（不包括输送机上、下山）和使用木支架的立井井筒中，必须有可靠的安全措施，以防提升机械掉道轧伤电缆和电缆引燃木支架。2022-5-31三、矿用电缆的连接1.电缆与电气设备连接 必须用与电气设备性能（矿用防爆型、矿用一般型等）相符的接线盒。电缆线芯必须使用齿形压线板（卡爪）或线鼻子与电气设备进行连结。接头应整齐、无毛刺，卡爪不压绝缘层，也不得压住和接触屏蔽层。 2.橡套电缆之间连接 必须采用阻燃材料进行硫化热补或与热补有同等效能的冷补，或用隔爆

57、接线盒连接。2022-5-31三、矿用电缆的连接3. 3. 高压电缆连接高压电缆连接高压电缆之间或与真空配电装置和移动变电站之间的连接应采用预制型电缆终端盒连接，内灌绝缘胶或环氧树脂。 注意：不同类型电缆之间严禁直接连接，必须经过符合要求的接线盒、连接器和母线盒进行连接。 电缆芯线的连接主要有焊接、压接、螺栓连接和绑扎等方法。井下电缆多采用压接、螺栓连接。 （点击观看）2022-5-31四、矿用电缆的运行维护 电缆的运行维护主要是防止电缆绝缘受热、受潮、及机械损伤引起的短路、断路、漏电等事故的发生。1. 电缆的巡视 矿井中的电缆由于环境不好，应加强巡视。立井和斜井井筒中敷设的电缆，应由专职电工

58、每月至少巡查一次。井底车场、大巷、采区运输巷道和配电硐室敷设的电缆，应由专职电工每周至少巡视一次。矿用橡套电缆与防爆三通、四通、插销及母线盒等的连接点，应由专人每月检查一次 。 2022-5-312.电缆的运行与维护 新安装的电缆投入运行时，应由电工跟班全面测定负荷电流及电压损失，并检查电缆接头有无发热现象，发现问题及时处理。 无外被层铠装电缆的铠装层应定期涂防腐漆，一般每两年进行一次。 应定期测量电缆铅包中的杂散电流密度，凡超过规定值时，必须采取措施加以解决。 应每年进行一次绝缘电阻的测定，其绝缘电阻值应符合规定 . 测量泄漏电流及直流耐压试验应每年进行一次 2022-5-31五、电缆故障点

59、的寻找方法1.判断故障类型电缆常见的故障类型是：短路、漏电和断线。1)可利用保护装置的动作判定故障类型：短路保护动作，说明电缆发生短路；检漏继电器动作说明电缆发生漏电；断相保护动作，说明电缆断线。2)在不通电情况下，通常用兆欧表判断故障性质。首先将电缆两端的芯线全部开路，用兆欧表测定电缆芯线之间和对地的绝缘电阻，如果绝缘电阻小于漏电电阻值说明发生漏电故障；如果绝缘电阻为0，说明短路。其次将电缆一端的芯线全部短接用兆欧表分别测量电缆另一端主芯线之间的电阻，如果某一芯线分别与其它两芯线间电阻无穷大，说明这一芯线发生断线。 2022-5-312.寻找故障点 1)直观法通过向事故现场人了解情况，根据电

60、缆故障产生的原因进行分析，对可疑地段重点查找。（1）对短路故障，由于电缆短路时常有放炮声，并伴有绝缘烧焦的气味，在短路点表面有明显的焦痕。一般通过听炮声、闻焦味、看焦痕就可找到故障点。也可以用手触及电缆外皮和接线盒外壳，摸到有异常温度处即为短路点。 2022-5-312.寻找故障点 1)直观法（2）对于断线故障点，当截面较小时，可将电缆逐点弯曲，根据弯曲时的不均匀感觉找出断线点；当截面较大时，可用将电缆一端的芯线全部短接，用万用表的欧姆档测量断线的芯线与另一芯线间的电阻，然后由检修人员对电缆逐段弯曲或翻动。当弯曲到某一点，万用表指针有较大的摆动时，说明这就是故障点。也可用木棒敲打电缆护套，当敲