煤矿电气安全技术

1、第一章第一章 矿井供电概述矿井供电概述一、煤矿企业对供电的要求一、煤矿企业对供电的要求安全、可靠、经济、技术合理。安全、可靠、经济、技术合理。二、煤矿企业负荷分类二、煤矿企业负荷分类一类负荷：凡因突然停电可能造成人员伤一类负荷：凡因突然停电可能造成人员伤亡和重大经济损失的负荷。如：主通风机亡和重大经济损失的负荷。如：主通风机、主提升机、主排水泵等。对供电的要求、主提升机、主排水泵等。对供电的要求：必须采用双回路供电。：必须采用双回路供电。煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术二类负荷：凡因突然停电可能造成较大经济损二类负荷：凡因突然停电可能造成较大经济损失的负荷。如：综采工作面设备、综掘工作

2、面失的负荷。如：综采工作面设备、综掘工作面设备、压风机等。对供电的要求：一般采用单设备、压风机等。对供电的要求：一般采用单回路供电。回路供电。三类负荷：不属于一类、二类负荷的所有负荷三类负荷：不属于一类、二类负荷的所有负荷。对供电的要求：没有特殊要求。对供电的要求：没有特殊要求。煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术郭 刚大同大学 煤炭工程学院煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术一、深井供电系统图一、深井供电系统图1-1煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术二、浅井供电系统二、浅井供电系统 图图1-2由由 井井 筒筒 电电 缆缆 接接 入入6 6 1 1 0 0 k k V V西西 翼

3、翼 采采 区区东东 翼翼 采采 区区主主水水泵泵变变 流流设设 备备备备用用主主水水泵泵变变 流流设设 备备备备用用S S L L 7 7 6 6 / / 0 0 . . 4 4T TT T井井 底底车车 场场低低 压压动动 力力井井 底底车车 场场低低 压压动动 力力井井 下下 主主 变变 电电 所所采采 区区 变变 电电 所所K K S S G G B B K K / / Y Y - -1 1 2 2 6 6 / / 0 0 . . 6 6 9 9工工 作作 面面 配配 电电 点点工工 作作 面面 配配 电电 点点K K S S G G Z Z Y Y6 6 / / 0 0 . . 6 6

4、 9 9 1 1 . . 1 1 4 4煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术 矿井供电系统由电力系统的区域变矿井供电系统由电力系统的区域变电站、矿井地面变电站、井下中央变电电站、矿井地面变电站、井下中央变电所、采区变电所、工作面配电点组成。所、采区变电所、工作面配电点组成。 一、井下中央变电所一、井下中央变电所 井下中央变电所是井下供电中心，井下中央变电所是井下供电中心，担负整个井下受电、配电、变电的重要担负整个井下受电、配电、变电的重要任务。任务。郭 刚大同大学 煤炭工程学院煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术 1、井下中央变电所位置确定、井下中央变电所位置确定应尽量靠近负荷中心，并

5、根据通风良好、交通方便、进出线易于敷设、顶底板条件及保安煤柱的位置等因素，综合加以考虑。 一般设在靠近副井的井底车场范围内。井下主变电所的位置示意图。1副井井筒；2主井井筒；3井下主（配）变电所；4主水泵房；5井底车场巷道 2、井下中央变电所的结线方式、井下中央变电所的结线方式 3、井下中央变电所的硐室及设备、井下中央变电所的硐室及设备布置布置煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术 1、采区变电所位置、采区变电所位置确定确定 2、采区变电所的结、采区变电所的结线方式线方式 3、采区变电所的硐、采区变电所的硐室及设备布置室及设备布置MMMMMMMMMD DB B1 1D DB B2 2井井 下

6、下 中中 央央 主主 变变电电 所所 来来T T1 1T T2 2Q QA A1 1Q QA A5 5Q QA A6 6S SH H2 2Q QA A2 2Q QA A3 3Q QA A4 4S SH H1 1T T3 3Q QA A8 8S SM M4 4S SH H3 3T T5 5煤煤电电钻钻输输 送送 机机 头头Q QA A7 7S SM M1 1S SM M2 2S SM M3 3S SM M4 4T T4 4煤煤电电钻钻回回柱柱绞绞车车输输送送机机尾尾采采煤煤机机Q QA A9 9S SM M5 5S SM M6 6S SM M7 7顺顺 槽槽 输输 送送 机机 线线上上 山山 绞

7、绞 车车掘掘 进进 配配 电电 点点采采区区变变电电所所回回 风风 巷巷 配配 电电 点点运运 输输 顺顺 槽槽配配 电电 点点采采 区区 变变 电电 所所 工工 作作 面面 配配 电电 点点 供供 电电 方方 式式煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术1、移动变电站、移动变电站 的设置的设置2、工作面配电点位置及设备布置、工作面配电点位置及设备布置 煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术一、煤矿地面供电模式一、煤矿地面供电模式变压器中性点接地的三相四线制。变压器中性点接地的三相四线制。用于地面三相不对称负载的供电系统。用于地面三相不对称负载的供电系统。ABCOCABC(a)(b)煤矿井下

8、电气安全技术煤矿井下电气安全技术二、煤矿井下供电模式二、煤矿井下供电模式变压器中性点和地绝缘的三相三线制。变压器中性点和地绝缘的三相三线制。用于井下三相对称负载的供电系统。用于井下三相对称负载的供电系统。煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术第二章第二章 矿井供电系统的四大保护矿井供电系统的四大保护一一 、漏电保护、漏电保护1、漏电：矿井电缆对地泄漏电流大于等于、漏电：矿井电缆对地泄漏电流大于等于30mA时即是漏电故障。时即是漏电故障。煤矿煤矿 井下电气安全技术井下电气安全技术 漏电的种类：漏电的种类： 一、集中性与分散性漏电一、集中性与分散性漏电 二、单相漏电、二相漏电、三相漏电二、单相漏

9、电、二相漏电、三相漏电2、漏电的危害、漏电的危害（1）发生人身触电事故）发生人身触电事故 运行中的电气设备漏电，若漏电保护装置拒动时，其运行中的电气设备漏电，若漏电保护装置拒动时，其设备外壳带电，工作人员因工作的需要接触设备的外设备外壳带电，工作人员因工作的需要接触设备的外壳时，发生人身触电事故，当流过人体电流大于壳时，发生人身触电事故，当流过人体电流大于30mAs时，人身有生命危险。时，人身有生命危险。 煤矿井下取人体电阻煤矿井下取人体电阻Rma=1000作为计算值，流过人作为计算值，流过人体电流的安全极限值为体电流的安全极限值为30mAs。煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术 当电气设

10、备内部绝缘损坏发生一相碰壳时：由当电气设备内部绝缘损坏发生一相碰壳时：由于外壳带电于外壳带电 , 当人触及外壳当人触及外壳,接地电流接地电流 Ie 将经过人体将经过人体入地后入地后, 再经其它两相对地绝缘电阻再经其它两相对地绝缘电阻R 及分布电容及分布电容C 回到电源。当回到电源。当R 值较低、值较低、C 较大时，较大时，Ib 将达到或超将达到或超过危险值。过危险值。（2）引起瓦斯和煤尘爆炸）引起瓦斯和煤尘爆炸煤矿井下空气中瓦斯浓度或煤尘在空气中煤矿井下空气中瓦斯浓度或煤尘在空气中悬浮的浓度达到爆炸浓度时，而漏电电流产悬浮的浓度达到爆炸浓度时，而漏电电流产生的火源能量达到生的火源能量达到0.2

11、8mJ或或700800时，时，即发生瓦斯或煤尘爆炸。瓦斯爆炸往往伴随即发生瓦斯或煤尘爆炸。瓦斯爆炸往往伴随着煤尘爆炸，带来毁灭性的灾难。着煤尘爆炸，带来毁灭性的灾难。煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术（3）使电雷管提前引爆）使电雷管提前引爆漏电电流在通过的路经上会产生电位差，漏电电流越大，漏电电流在通过的路经上会产生电位差，漏电电流越大，所产生的电位差越大。如果待引爆的电雷管两角线不慎与所产生的电位差越大。如果待引爆的电雷管两角线不慎与漏电回路上具有一定电位差的两点相接触，就可能使电雷漏电回路上具有一定电位差的两点相接触，就可能使电雷管提前引爆，造

12、成人身伤亡事故。管提前引爆，造成人身伤亡事故。煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术（4）引起短路事故）引起短路事故 长期的漏电电流，使电缆及设备的绝缘进一长期的漏电电流，使电缆及设备的绝缘进一步损坏，最后造成短路事故。步损坏，最后造成短路事故。（5）烧毁电气设备，引起火灾）烧毁电气设备，引起火灾 长期存在的漏电电流，尤其是经过渡电阻接长期存在的漏电电流，尤其是经过渡电阻接地的漏电电流，在通过设备绝缘损坏处时，地的漏电电流，在通过设备绝缘损坏处时，发出大量的热，使绝缘进一步损坏，甚至使发出大量的热，使绝缘进一步损坏，甚至使可燃性材料，如非阻燃性橡胶电缆着火燃烧。可燃性材料，如非阻燃性橡胶电缆

13、着火燃烧。煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术3、漏电的原因、漏电的原因1）电气设备或电缆绝缘损坏引起漏电）电气设备或电缆绝缘损坏引起漏电2）电缆的接线安装不当引起漏电）电缆的接线安装不当引起漏电3）管理不完善造成电缆漏电）管理不完善造成电缆漏电郭 刚大同大学 煤炭工程学院煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术4、漏电保护模式、漏电保护模式1）附加电源直流检测式）附加电源直流检测式煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术 表： 漏电保护动作电阻值 注：漏电闭锁值为漏电动作值的2倍 电压等级 单相 二相 三相 380V3.5K7K 10.5K 660V11K 22K 33K 1140V20

14、K 40K 60K 3300V50K 100K 150K 直流检测电流直流检测电流I的通路为：的通路为：L+大地大地电网对地电网对地绝缘电阻绝缘电阻r1、r2、r3（三相并联）（三相并联）电网电网三相电三相电抗器抗器1L零序电抗器零序电抗器2Lk表表直流继电器直流继电器KD线线圈圈L-。QS-检漏继电器电源开关，QS未合闸，其接点QS1接通了馈电开关中脱扣线圈YA回路，馈电开关不能合闸。1L-三相电抗器，将直流检测回路和交流电网连接起来的元件。其中有一相带有二次绕组，经整流作为直流检测回路的电源和指示灯电源；该二次绕组带有抽头，以便于调整直流电源的电压。煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术

15、2L-零序电抗器，其作用有零序电抗器，其作用有2个，一是保证三相电抗个，一是保证三相电抗器中性点对地的绝缘水平（自身的电抗为器中性点对地的绝缘水平（自身的电抗为100k），），二是通过它的电感电流来补偿分布电容电流。二是通过它的电感电流来补偿分布电容电流。C2-接地电容，当电网发生漏电时，提供交流通路，接地电容，当电网发生漏电时，提供交流通路，从而减小交流电流对直流继电器从而减小交流电流对直流继电器KD回路的干扰。回路的干扰。KD-直流继电器，额定动作电流为直流继电器，额定动作电流为5mA，其接点，其接点KD2比比KD1先闭合，提高了继电器动作的可靠性，先闭合，提高了继电器动作的可靠性，防止发

16、生间歇性漏电时，继电器抖动，烧坏接点防止发生间歇性漏电时，继电器抖动，烧坏接点KD1。k-电阻表，实为直流电阻表，实为直流mA表，刻度标为电阻值。表，刻度标为电阻值。煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术2）零序电流式漏电保护）零序电流式漏电保护煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术 电网中发生了非对称漏电故障时，就会电网中发生了非对称漏电故障时，就会产生零序电压，此时如果存在零序电流回路，产生零序电压，此时如果存在零序电流回路，则在该回路中将出现零序电流，该电流用零则在该回路中将出现零序电流，该电流用零序电流互感器检测出来，经过信号处理电路，序电流

17、互感器检测出来，经过信号处理电路，使继电器动作，切断故障线路。使继电器动作，切断故障线路。 郭 刚大同大学 煤炭工程学院煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术3）零序功率方向式漏电保护）零序功率方向式漏电保护 选择性漏电保护原理选择性漏电保护原理 煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术 利用零序电流或零序电压的幅值大小来判断供电利用零序电流或零序电压的幅值大小来判断供电线路是否发生了漏电；同时，利用各支路的零序电线路是否发生了漏电；同时，利用各支路的零序电流与零序电压的相位关系来判断故障支路，实现有流与零序电压的相位关系来判断故障支路，实现有选择性的

18、漏电保护。选择性的漏电保护。 零序功率方向保护原理如图所示。当电网中某支零序功率方向保护原理如图所示。当电网中某支路发生漏电故障或人身触电时，由传感电路分别从路发生漏电故障或人身触电时，由传感电路分别从电网中取出零序电压和各支路的零序电流信号，经电网中取出零序电压和各支路的零序电流信号，经放大整形后，由相位比较电路来判别故障支路，最放大整形后，由相位比较电路来判别故障支路，最后起动执行电路，切断故障支路电源，实现保护。后起动执行电路，切断故障支路电源，实现保护。煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术 二、过流保护过流保护 过流保护包括短路保护、过载保护、断相过流保护包括短路保护、过载保护、断

19、相保护。保护。（一）短路保护（一）短路保护 煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术1、短路：电源经小阻抗直接形成回路即短路。、短路：电源经小阻抗直接形成回路即短路。2、电路发生短路以后的现象、电路发生短路以后的现象1）短路电流急剧增大，是正常运行电流的几）短路电流急剧增大，是正常运行电流的几十倍或更大；十倍或更大；2）短路后，电源所带的负载性质发生了变化，）短路后，电源所带的负载性质发生了变化，功率因数变大；功率因数变大；郭 刚大同大学 煤炭工程学院 煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术3、短路的危害、短路的危害1）引起供电电缆的过热，使电缆的绝缘性能）引起供电电缆的过热，使电缆的绝缘性

20、能下降；下降；2）使供电电缆着火，引起火灾，造成更大的）使供电电缆着火，引起火灾，造成更大的损失；损失；4、短路保护、短路保护1）以电流大小为依据实施短路保护的元件或）以电流大小为依据实施短路保护的元件或装置：熔断器、过流继电器、装置：熔断器、过流继电器、JDB综合保护器。综合保护器。 煤矿井井下电气安全技术下电气安全技术（1）熔断器）熔断器 熔断器主要由外壳和熔体两部分组成。根熔断器主要由外壳和熔体两部分组成。根据用途的不同，外壳由电工陶瓷或有机纤维据用途的不同，外壳由电工陶瓷或有机纤维制成。熔体用熔点为制成。熔体用熔点为200420的铅、锡、的铅、锡、锌合金制成。熔断器串联在电路中，当电路

21、锌合金制成。熔断器串联在电路中，当电路发生短路或严重过负荷时，大电流使熔体发发生短路或严重过负荷时，大电流使熔体发热而熔断，切断了故障电路的电源，实现了热而熔断，切断了故障电路的电源，实现了保护。保护。 RM1和和RM10系列为无填料，密封管系列为无填料，密封管式熔断器，有机纤维制成的外壳内，装的变式熔断器，有机纤维制成的外壳内，装的变截面锌片熔体，以提高熔断器的保护性能。截面锌片熔体，以提高熔断器的保护性能。煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术（1）熔断器）熔断器 变截面的熔体在电流突然增大时，由于窄变截面的熔体在电流突然增大时，由于窄截面处电阻大，所以发热严重而迅速熔化，截面处电阻大，

22、所以发热严重而迅速熔化，并在密封管壳内形成强烈的电弧，电弧高温并在密封管壳内形成强烈的电弧，电弧高温使纤维管壳分解出大量气体，管内高压气体使纤维管壳分解出大量气体，管内高压气体阻止空气电离，将电弧迅速熄灭。随着管壁阻止空气电离，将电弧迅速熄灭。随着管壁的多次分解，外壳的机械强度降低，因此，的多次分解，外壳的机械强度降低，因此，一般发生三次短路后就应该更换，以免造成一般发生三次短路后就应该更换，以免造成熔断器爆炸事故。熔断器爆炸事故。煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术（1）熔断器）熔断器熔断器的保护特性 煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术（2）过流继电器）过流继电器限流热继电器原理示

23、意图限流热继电器原理示意图 煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术 主回路发生短路时，电流继电器主回路发生短路时，电流继电器KA动作，动作，接点接点6断开，馈电开关脱扣器脱扣，开关跳闸，断开，馈电开关脱扣器脱扣，开关跳闸，实现短路保护。实现短路保护。郭 刚大同大学 煤炭工程学院煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术（3）JDB综合保护器综合保护器 JLB-300型电流继电器电路原理煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术 当运行中发生短路故障时，当运行中发生短路故障时，I8IN（或（或10IN、12IN）时，电流信号）时，电流信号VA足够大，不经足够大，不经延时环节，直接触发由场效管延时环

24、节，直接触发由场效管VT5和和VT6组成组成的触发器，使的触发器，使6K继电器动作，继电器动作，6K为磁持继电为磁持继电器，不能自动复位，器，不能自动复位，6K1打开了接触器线圈控打开了接触器线圈控制回路，使开关跳闸。制回路，使开关跳闸。郭 刚大同大学 煤炭工程学院煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术2）以电源所带的负载性质发生变化，功率因数变大为依）以电源所带的负载性质发生变化，功率因数变大为依据的短路保护装置据的短路保护装置 相敏短路保护装置相敏短路保护装置 煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术 相敏短路保护的主要特点是能区分电路相敏短路保护

25、的主要特点是能区分电路的功率因数的高低和电流的大小，对大容量的功率因数的高低和电流的大小，对大容量鼠笼型电动机启动时，启动电流大，而功率鼠笼型电动机启动时，启动电流大，而功率因数低，相敏短路保护装置不动作；而低压因数低，相敏短路保护装置不动作；而低压电路末端发生短路时，短路电流较小，而功电路末端发生短路时，短路电流较小，而功率因数较高，相敏短路保护装置可靠动作。率因数较高，相敏短路保护装置可靠动作。这样，将电动机的启动和电路的短路区分的这样，将电动机的启动和电路的短路区分的清楚、明白，不至于将二者混淆，所以，相清楚、明白，不至于将二者混淆，所以，相敏短路保护在短路保护中更科学、合理。敏短路保护

26、在短路保护中更科学、合理。 煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术（二）过载保护（二）过载保护1、过载：电动机实际运行电流大于额定电流即是过载。、过载：电动机实际运行电流大于额定电流即是过载。2、电动机过载的危害：、电动机过载的危害： 电动机外壳散热面积只能散去额定电流所产生的热量，过电动机外壳散热面积只能散去额定电流所产生的热量，过载后多余的热量散不出去，导致电动机铁芯和绕组的温度不载后多余的热量散不出去，导致电动机铁芯和绕组的温度不断上升，最终将电动机的绝缘结构破坏，使电动机烧毁。断上升，最终将电动机的绝缘结构破坏，使电动机烧毁。3、电动机的过载保护要求为反时限特性，即当电动机的电、电动

27、机的过载保护要求为反时限特性，即当电动机的电流流I小于等于额定电流小于等于额定电流IN时，过载保护不应动作；时，过载保护不应动作；I=1.2IN时，时，动作时间约为动作时间约为20min左右，左右，I=1.5IN时，动作时间为时，动作时间为2min左右；左右；I=6IN时，动作时间应不大于时，动作时间应不大于5s。 煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术 1、电机、变压器绝缘结构、电机、变压器绝缘结构匝间绝缘：绕组中每匝漆包线之间的绝缘。匝间绝缘：绕组中每匝漆包线之间的绝缘。相间绝缘：三相绕组之间的绝缘。相间绝缘：三相绕组之间的绝缘。相对地绝缘：每相绕组对地之间的绝缘。相对地绝缘：每相绕组对

28、地之间的绝缘。 2、三相交流异步电动机的机械特性、三相交流异步电动机的机械特性电动机外壳散热器只能散去额度电流电动机外壳散热器只能散去额度电流所产生的热量。所产生的热量。 绝缘材料耐热等级绝缘材料耐热等级绝缘材料耐热等级 A E B F H C耐热温度 /C 105 120 130 155 180 220郭 刚大同大学 煤炭工程学院煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术 限流热继电器原理示意图 煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术（三）断相保护（三）断相保护1、断相：电动机运行过程中电源线突然断去、断相：电动机运行过程中电源线突然断去一相，剩二相电运行。一相，剩二相电运行。2、缺相运行现

29、象：电动机定子产生脉动磁场，、缺相运行现象：电动机定子产生脉动磁场，导致电动机运行震动并产生很大的噪音。导致电动机运行震动并产生很大的噪音。3、缺相运行危害：电动机三相电流不平衡，、缺相运行危害：电动机三相电流不平衡，导致电流增大，电动机发热，破坏电动机导致电流增大，电动机发热，破坏电动机绝缘结构，烧毁电动机。绝缘结构，烧毁电动机。煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术4、断相保护、断相保护 利用热继电器或电动机综合保护器进行利用热继电器或电动机综合保护器进行断相保护。断相保护。三、保护接地保护接地 保护接地，就是用导体把电气设备在正保护接地，就是用导体把电气设备在正常运行不带电、当绝缘损坏

30、时可能带电的常运行不带电、当绝缘损坏时可能带电的外露金属部分和埋在地下的接地极连接起外露金属部分和埋在地下的接地极连接起来，它是防止人身触电的一项极其重要的来，它是防止人身触电的一项极其重要的措施。措施。 1、保护接地原理、保护接地原理 保护接地原理图 煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术将电气设备的金属外壳将电气设备的金属外壳(正常正常情况下是不带电的情况下是不带电的)接地。接地。 用于中性点用于中性点不接地的低压系统不接地的低压系统 电气设备外壳有保护接地时电气设备外壳有保护接地时通过人体的通过人体的电流：电流：煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安

31、全技术2、煤矿井下保护接地系统、煤矿井下保护接地系统 煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术保护接地系统：通常利用供电的高低压铠装电缆的保护接地系统：通常利用供电的高低压铠装电缆的铅包层和金属铠装层，橡胶电缆的接地芯线或屏蔽铅包层和金属铠装层，橡胶电缆的接地芯线或屏蔽护套，把分布在井底车场、运输大巷、采区变电所、护套，把分布在井底车场、运输大巷、采区变电所、工作面配电点的电气设备，在正常运行时不带电的工作面配电点的电气设备，在正常运行时不带电的金属外壳在电气上连接起来，再与各处埋设的局部金属外壳在电气上连接起来，再与各处埋设的局部接地极、主接地极连接起来，组成保护接地系统，接地极、主接地极连

32、接起来，组成保护接地系统，亦称总接地网。亦称总接地网。煤矿安全规程煤矿安全规程 规定接地网上任一保护接地点的规定接地网上任一保护接地点的接地电阻不得超过接地电阻不得超过2。 煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术主接地极安装示意图 局部接地极安装示意图 3、保护接地极的安装、保护接地极的安装煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术四、四、 矿井供电系统的电压保护矿井供电系统的电压保护（一）、欠电压保护（一）、欠电压保护1、无压失放保护：供电系统突然停电，电压为、无压失放保护：供电系统突然停电，电压为0时，时，控制电器使电动机断电，生产机械设备停止运行；控制电器使电动机断电，生产机械设备停止运

33、行；系统突然来电时，控制开关需人为启动后，生产机系统突然来电时，控制开关需人为启动后，生产机械设备才可以启动运行。械设备才可以启动运行。2、电源电压低于额定电压的、电源电压低于额定电压的75%时，电动机运行电时，电动机运行电流会超过其额定电流，电动机长时运行会过热，导流会超过其额定电流，电动机长时运行会过热，导致绝缘结构破坏，烧毁电动机；故电源电压低于额致绝缘结构破坏，烧毁电动机；故电源电压低于额定电压的定电压的75%时，系统需实施断电保护，称为欠电时，系统需实施断电保护，称为欠电压保护。压保护。煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术（二）、过电压保护（二）、过电压保护1、大气过电压（雷电）

34、保护、大气过电压（雷电）保护雷电的形成：大气中云层电荷体和地球之间雷电的形成：大气中云层电荷体和地球之间形成的强电场，导致空气被击穿，形成离形成的强电场，导致空气被击穿，形成离子导电（电闪），使云团中的电荷泄入大子导电（电闪），使云团中的电荷泄入大地，同时释放的大量热量使空气急剧膨胀地，同时释放的大量热量使空气急剧膨胀产生爆裂声（雷声）。产生爆裂声（雷声）。雷电的种类：直击雷、感应雷、球雷。雷电的种类：直击雷、感应雷、球雷。煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术雷电的防护：为防止雷电对供电系统及煤矿井下造成破坏，雷电的防护：为防止雷电对供电系统及煤矿井下造成破坏，通常采用避雷器进行防护。如避

35、雷针、避雷线、阀型避通常采用避雷器进行防护。如避雷针、避雷线、阀型避雷器等。雷器等。2、操作过电压保护、操作过电压保护 真空开关在断电时产生的自感电动势非常大，导致触头真空开关在断电时产生的自感电动势非常大，导致触头两端的电场非常强，形成了很高的电压，称为操作过电两端的电场非常强，形成了很高的电压，称为操作过电压。此电压若不进行吸收，会给系统和设备造成击穿破压。此电压若不进行吸收，会给系统和设备造成击穿破坏，对此的保护称为操作过电压保护。坏，对此的保护称为操作过电压保护。 dtdILe煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术操作过电压的吸收：阻容吸收器、压敏操作过电压的吸收：阻容吸收器、压敏电

36、阻吸收。电阻吸收。阻容吸收：阻容吸收： 压敏电阻吸收：压敏电阻吸收：郭 刚大同大学 煤炭工程学院煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术 第二章：人身触电及预防第二章：人身触电及预防一、人身触电事故一、人身触电事故1、电击电击：是指电流通过人体，影响呼吸系统、心脏和是指电流通过人体，影响呼吸系统、心脏和神经系统，造成人体内部组织的破坏乃至死亡。神经系统，造成人体内部组织的破坏乃至死亡。2、电伤：、电伤：是指在电弧作用下或熔断丝熔断时，对人体外是指在电弧作用下或熔断丝熔断时，对人体外部的伤害，如烧伤、金属溅伤等。部的伤害，如烧伤、金属溅伤等。 调查表明，绝大部分的触电事故都是由电击造成的。调查表

37、明，绝大部分的触电事故都是由电击造成的。电击伤害的程度取决于通过人体电流的大小、持续时电击伤害的程度取决于通过人体电流的大小、持续时间、电流的频率以及电流通过人体的途径等。间、电流的频率以及电流通过人体的途径等。人体电阻因人而异，通常为人体电阻因人而异，通常为 104 105 ，当角质外层破坏时，则降到，当角质外层破坏时，则降到8001000 。 人体允许的人体允许的安全工频电流安全工频电流: 30mA 工频危险电流工频危险电流: 50mA 电流频率在电流频率在40Hz 60Hz对人体的伤害最大对人体的伤害最大。 实践证明，直流电对血液有分解作用，而高频电实践证明，直流电对血液有分解作用，而高

38、频电流不仅没有危害还可以用于医疗保健等。流不仅没有危害还可以用于医疗保健等。煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术电流通过人体的时间愈长，则伤害愈大。电流电流通过人体的时间愈长，则伤害愈大。电流的路径通过心脏会导致神经失常、心跳停止、的路径通过心脏会导致神经失常、心跳停止、血液循环中断，危险性最大。其中电流的流经血液循环中断，危险性最大。其中电流的流经从右手到左脚的路径是最危险的。从右手到左脚的路径是最危险的。把把 36 V以下的电压定为安全电压。以下的电压定为安全电压。煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术二、人身触电安全电流秒二、人身触电安全电流

39、秒 1. 安全电流：安全电流： 30mA 2. 允许安秒值：允许安秒值： 30mA S 3. 安全电压安全电压 没有高度危险的条件下（干燥洁净的场所）没有高度危险的条件下（干燥洁净的场所） 65V 有高度危险的条件下（潮湿的场所）有高度危险的条件下（潮湿的场所） 36V 在特别危险的条件下（潮湿酸性场所）在特别危险的条件下（潮湿酸性场所） 12V 郭 刚大同大学 煤炭工程学院煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术三、人身触电的预防措施三、人身触电的预防措施避免触电避免触电减少触电危险减少触电危险四、触电的急救四、触电的急救1、快速脱离电源、快速脱离电源2、正确实施救护、正确实施救护郭 刚大同

40、大学 煤炭工程学院 煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术 第三章第三章：掘进工作面三专二闭锁掘进工作面三专二闭锁煤矿安全规程煤矿安全规程规定：矿井中，掘进工作面的局部通风机规定：矿井中，掘进工作面的局部通风机应采用三专（专用变压器、专用开关、专用线路）供电，并应采用三专（专用变压器、专用开关、专用线路）供电，并设置风电闭锁、瓦斯电闭锁，确保掘进工作面生产安全。设置风电闭锁、瓦斯电闭锁，确保掘进工作面生产安全。1.三专供电三专供电每个掘进工作面的局部通风机供电，直接由采区变电所采用每个掘进工作面的局部通风机供电，直接由采区变电所采用专用变压器、专用开关和专用电缆向局部通风机供电，以防专用变压

41、器、专用开关和专用电缆向局部通风机供电，以防其他电气设备的用电干扰，保证局部通风机的连续正常供电，其他电气设备的用电干扰，保证局部通风机的连续正常供电，从而保证局部通风机连续运转，不停地向掘进工作面供给需从而保证局部通风机连续运转，不停地向掘进工作面供给需要的新鲜风流，以确保掘进工作面和掘进巷道中良好通风条要的新鲜风流，以确保掘进工作面和掘进巷道中良好通风条件。件。 郭 刚大同大学 煤炭工程学院煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术 三专二闭锁电气系统图煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术2风风-电闭锁电闭锁风风-电闭锁，是指控制通风机的起动器与控制掘电闭锁，是指控制通风机的起动器与控制

42、掘进机的起动器进行联锁控制，来实现先给通风进机的起动器进行联锁控制，来实现先给通风机供电，然后才能给掘进机供电的方式，风机机供电，然后才能给掘进机供电的方式，风机停转时，掘进机工作面的电源同时被切断。停转时，掘进机工作面的电源同时被切断。两台开关实现风电闭锁接线图 煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术3瓦斯瓦斯-电闭锁电闭锁瓦斯瓦斯-电闭锁，是当掘进巷瓦斯超限时，自动切电闭锁，是当掘进巷瓦斯超限时，自动切断给掘进机供电的高压电源。断给掘进机供电的高压电源。 瓦斯-电闭锁接线原理 郭 刚大同大学 煤炭工程学院煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术4用用KSGJY型综掘专用移动变电站实现三专

43、二型综掘专用移动变电站实现三专二闭锁闭锁 KSGJY系列综掘专用移动变电站供电系统 煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术第四章：矿用电气设备及其防爆技术第四章：矿用电气设备及其防爆技术一、矿用电气设备符号的含义一、矿用电气设备符号的含义KB : 矿用隔爆型电气设备矿用隔爆型电气设备KY：矿用一般型电气设备：矿用一般型电气设备 Ex：爆炸环境下用的电气设备：爆炸环境下用的电气设备I：矿用设备：矿用设备 Ex e I Ex d ib I Ex S Id: 隔爆型隔爆型 p:正压型正压型o: 充油型充油型 q : 充砂型充砂型 e: 增安型增安型 n :无火花型无火花型 ib ： 本质安全型本质

44、安全型 S: 特殊型特殊型煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术 采用间隙隔爆技术 间隙隔爆技术是把正常运行或故障状态下可能引爆瓦斯或煤尘的电气设备置于坚固的具有隔爆结构的外壳内，当隔爆壳内部发生爆炸时，高温火焰不会引起外部的瓦斯与煤尘爆炸，即为隔爆。用于强电系统。煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术 采用本质安全技术 本质安全技术的特点是限制热源的能量，使本质安全设备在正常或事故状态下所产生的火花均不能点燃瓦斯与煤尘。即采用本质安全电路。这种防爆技术只适用于弱电系统。煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术 采用增加安全程度的措施 采用各种方法提高电气设备的安全程度，使其故障率大大降低

45、，从而防止电弧、火花或危险温度的产生。这项措施主要用于正常运行时不会产生点燃作用的设备和照明灯具上。 Ex e I 煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安全技术 采用快速断电技术 快速断电技术又叫超前切断技术，其特点是采取可靠的自动快速切断故障电流的措施，使可能产生电火花或电弧存在的时间小于点燃瓦斯、煤尘所需要的最小时间。 瓦斯、煤尘爆炸之前都存在一个感应期，即从爆炸性混合物接触引火源起，到转化为快速燃烧爆炸的时间间隔，感应期的长短与爆炸物的种类、浓度和点火源的温度等因素有关。瓦斯爆炸的感应期在10ms以上，煤尘爆炸的感应期在40250ms。所以，只要在发生电气故障的5ms之内切断供电电源，即能可靠地达到防爆的要求。煤矿井下电气安全技术煤矿井下电气安