煤矿井下供电设计规范解释条文

1总则本条明确了《煤矿井下供电设计标准〔〕定本标准的目的。规定了本标准的适用范围。技术创是工程设计的灵魂，只有不断创和进步，在矿井建设中使用安全牢靠的设备、器材，才能不断促进矿井的安全生产，不断提高矿井建设的经济效益；设计标准是工程实践的总结，当设计标准的某些条款明显落后于工程实践时，工程设计可以有条件地、慎重地突破标准的规定，准时承受经工程实践证明是成熟牢靠的技术。2 井下供配电系统与电压等级本条文对突然中断供电可能造成重大的人身伤亡或经济财产损失的井下主排水设备、人员提升设备等规定按一级负荷要求供电。为一级负荷供电的两个电源及线路，要求在任何状况下都不至于同时受到损坏，以确保供电的连续性，从而保证主排水设备、人员提升设备等的正常运转，这是必需满足的条件。本条文对突然中断供电可能造成生产秩序混乱或较大经济财产损失的井下主要生产设备等规定按二级负荷要求供电。二级负荷要求在条件许可时应尽量承受两回电源线路供电，但并不要求回电源线路必需来自两个电源；在条件不具备时，其次路电源线路可引自其他二级负荷用电设备处或承受单回专用电源线路供电。井下主〔中心〕变电所主要向井下主排水泵房的一级用电负荷和主要生产负2回，且当任一回路停顿供电时，其余回路的供电力量应能担当井下全部负荷的用电要求。本条文之所以规定井下供电的变压器或向井下供电的变压器或发电机中性点不直接接地，是由于变压器或发电机中性点直接接地系统存在以下问题：UI= фΦRZ+Rr在人身电阻Rr〔=1000Ω〕RZ一般IΦ30mA安全触电电流。由此可见，在井下承受变压器中性点直接接地系统，将会对人身安全造成重大威逼。单相接地短路电流太大，简洁引起供配电设备和电缆损坏或爆炸着火事故；同时，接地点会产生很大电弧，简洁引起煤尘或瓦斯爆炸事故。简洁引起电雷管先期超前引爆。以上问题对煤矿的安全生产威逼太大。承受变压器中性点不直接接地供电系统，再协作安装漏电保护装置和使用屏蔽电缆，可以较好地避开漏电和相间短路故障。1955全运行的。本条文规定了井下局部通风机的专用供电问题，低瓦斯矿井掘进工作面局部通风机供电要求到达“二专”〔专用开关和专用线路〔岩〕与瓦斯〔二氧化碳〕矿井掘进工作面局部通风机要求到达“三专〔专用变压器、专用开关和专用线路。这主要是由于，在调查中觉察，有些矿井〔特别是一些中小型矿井〕的掘进工作面之所以频繁发生停风、瓦斯超限和积聚现象，都是由于局部通风机没有实行专用线路供电，而是与掘进工作面其它动力用电设备共用供电线路，在其它动力用电设备搬迁、检修或发生短路事故时，都会造成局部通风机的停电运行。因此，为确保局部通风机的供电牢靠和连续正常运行，特制定本条文规定。2.0.63300V这主要是由于，井下变压器或移动变电站承受中性点不接地供电系统的运行方式，在这种运行方式下，随着高产高效工作面装机容量的不断增大，工作面所配移动变电站容量也不断增大，过大的变电站容量将产生较大的单相接地电流，而过大的单相接地电流将增大人身触电的可能性，简洁引起电气火灾和电雷管超前引爆等事故1140V下井电缆选择与计算下井电缆类型选择阻燃电缆是遇火点燃时燃烧速度格外缓慢，离开火源后即自行熄灭的特制电缆，对阻挡或削减火灾事故格外有好处。因此，本条文规定下井必需选用煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。电缆应承受铜芯，而不承受铝芯，主要有以下缘由：0.43mm0.05mm。煤矿井下隔爆型电气设备承受法兰间隙隔爆构造都是依据铜芯材料设计的，所以一旦接入铝芯电线后，电气设备也就失去了防爆性能。5.5的温度比铜高的多。1.41头松动，电阻增加，造成电缆接头放炮、漏电、短路等事故发生。严禁承受铝包电缆，主要有以下缘由：电缆铝及易发生氧化、腐蚀，一旦腐蚀严峻，失去电缆的保护性能，可能引发电气及其他事故。当电路发生漏电、断相等故障，使三相电流不平衡时，铝包中将流过很大的电流，使铝中电位上升。造成人身触电事故。由于铝的膨胀系数大，及易发生氧化，假设断点发生电火花，铝与氧快速化合，放出大量的热量，烧坏电缆，引爆瓦斯和煤尘，威逼矿井的安全。因此，严禁承受铝包电缆。在总回风巷和专用回风巷中敷设电缆存在以下问题：斯矿井、瓦斯突出矿井的回风流中瓦斯含量还相当高。假设当总回风巷和专用回风巷中瓦斯含量到达爆炸浓度时，一旦敷设电缆消灭故障、产生电火花，则会引起瓦斯爆炸事故。同时，假设当总回风巷和专用回风巷中煤尘沉积量较大，瓦斯爆炸后更可能引起煤尘爆炸，将造成更大的事故。时，敷设在其中的电缆必需停电，则停电区域无法生产，当发生灾变时，也无法抢险救灾。用寿命简短、故障率增高，不利于安全生产。因此，规定：在总回风巷和专用回风巷中不得敷设电缆。溜放煤、矸、材料的溜道中敷设电缆时，电缆简洁被碰撞、挤压和掩埋，简洁引发短路、断线等故障。因此，溜放煤、矸、材料的溜道中严禁敷设电缆。在有机械提升的进风斜巷〔不包括带式输送机上、下山〕和使用木支架的立井井筒中敷设电缆，一旦发生火灾将会快速集中，危及区域较大。因此，必需有牢靠的安全保护措施，并应符合以下要求：不应设接头，需设接头时，必需用防爆的金属接线盒保护壳，并牢靠的接地；短路、过负荷和检漏等保护应安设集全，整定准确、动作灵敏牢靠；保证电缆敷设质量，并指定专人对其接头、绝缘电阻、局部温升和电缆吊钩等项进展定期检查；支护必需完好；纸绝缘电缆的接线盒应使用非可燃性充填物；电缆应敷设在发生断绳跑车事故时不易砸坏的场所或增设电缆沟槽、隔墙，以防砸坏电缆；定期清扫巷道和电缆上的落煤。井下主(中心)变电所变电所位置及设备布置本条文规定井下主(中心)2台(2台)的理由：满足对一级和二级负荷供电的要求；系统接线简洁；正常时双回路供电，发生单一故障时，不致于全部停电。设备选型及主接线方式本条文规定主(中心)变电所不宜选用带油电气设备，设备选型应按现行《煤矿安全规程》的有关规定执行。其理由是：油浸式电气设备较易发生漏油、溢油等故障，当电气设备工作电流较大，油温上升快，油压增大，有造成电气设备喷油或爆炸着火的可能性，从而对矿井的安全生产带来巨大威逼。油浸式电气设备〔断路器〕体积相对较大，占用空间大，分断力量低〔在井下要折半使用，安全性能不如真空断路器，但综合造价〔包括柜体和安装硐室〕却高于真空断路器。井下保护及接地电气设备及保护本条文规定经由地面架空线路引入井下的供电电缆，必需在入井处装设防雷电装置。其理由是：经由地面架空线路引入井下的供电电缆是雷电电磁波、行波传导的良好路径。而雷电波所产生的强大的雷电电流将会引起井下火灾，并进而引起瓦斯和煤尘爆炸。因此，经由地面架空线路引入井下的供电电缆，必需在入井处装设防雷电装置。自动重合闸装置是指装在馈电线路上的馈电开关因线路故障自动跳闸后，能使馈电开关重合闸快速恢复送电的一种自动装置。本条文规定向井下供电的电源线路上不得装设自动重合闸装置，其理由是：在馈电线路上装设自动重合闸装置后，当线路发生短暂性故障使开关跳闸，井下主(中心)变电所的高压馈出线上，必需设有选择性的单相接地保护装置；供移动变电站的高压馈出线上，除必需设有选择性的动作于跳闸单相接地保护装置外，还应有电缆监视保护装置。井下低压馈出线上，必需装设检漏保护装置或有选择性检漏保护装置(包括人工旁路装置)，保证切断漏电的馈电线路。煤电钻必需设有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离起动和停顿煤电钻的综合保护装置。第三章矿井井下供配电第一节供配电电压及供配电系统3.1.1条井下供电的一般设计原则。3.1.3条本条是指矿井井下低压系统的接地方式。中性点直接接地方式，协作灵敏的保护装置，在发生单相接地故障时，可以快速切除故障电路，而且能限制电压的上升。但井下巷道的工作场所均极窄狭，光线缺乏，又有大量移动式电气设备和电缆，很多电气设备还是手工操作。因此，触电危急是对人身安全的重大威逼：是主要的冲突所在。加之恶劣的潮湿环境，触电的后果往往也显得更为严峻。直接接地系统单相接地故障电流较大，热效应也常会导致发生次生事故，对井下安全不利。我国在解放初期，一些矿井曾普遍承受过这种系统，实践说明触电事故频繁，其后才改用中性点不接地方式。现在中性点直接接地方式在并下是严禁承受的。中性点非直接接地方式除了不接地方式外，还包括中性点经高电阻、电抗或阻抗等接地方式。由于井下单台变压器容量有限，低压电网的供电范围不大，电容电1PF1A。3愿的规定，接触电压远低于安全值。选取不接地方式，只要有足够灵敏的保护装置协作，可以到达系统简洁，运行安全。一些国家，如英国低压侧承受了中性点经高电阻接地方式，主要是着眼于在单相接地故障时，取得足够的电流，能使保护装置易于到达灵敏、简洁的目的。220V引出中性线，这种系统有以下缺点：1、不接地方式引出的中性线必需绝缘，如绝缘受损，将形成中性点经不定阻抗接地方式，严峻时，可成为直接接地方式。2〔对地将有电压，对人身担忧全。3可能损坏接地相电压上的电气设备。故不得承受这种方式。3.1.4条3.1.2条根本不变。本次修订时补充两回电源电缆应引自变电所的不同母线段。第3.1.6条井下为电缆网络，不管电缆或设备的故障，往往不是瞬时性的，一般重合成功率不高。井下环境较简单，重合在故障上，可能造成事故扩大，对有爆炸危急的矿井尤其危急。故规定不得装设重合闸装置。手动合闸时，也必需事先和井下联系。3.1.7条井下电力网络中，不管是电缆还是电气设备，其单相接地故障，属永久性几率居多。为了缩短故障点接地电流的存在时间，宜瞬时动作于断路器跳闸。条件适宜时，也可动作于信号。其次节电力设备及其保护设备的开断力量为依据，保证在发生短路时，能快速切除故障。这条规定转变了过去井下短路容量不能超过某一限值〔如MVA〕的限制。近年来，矿山生产快速进展，规模日益增大，采掘机械化程度不断提高，导致用电负荷急剧增长，系统大量增容，限制短路容量势必要增设电抗器等限流装置，不但要降低电压质量，还要增加投资及能耗。而电气设备性能也在不断改进，为解决这个问题制造了有利条件。转变这个规定有以下几点依据：150MVA及以上时，事故发生后造成灾难的影响在量上可能有些区分，但从质上目前还无分析出其差异。236KV的矿用设备中，法国生产的索列维尔型油断路器，断流容量为125MVA；德国西门子公司生产的矿井配电装置，断流容量达150MVA；我们引进英国六氟化硫高压防爆外形，断流量50BMB-6型油断路器，标称断流容量为100MVA，在井下折半使用。如按该配电装置中配套的50MVA的要求。BMB-6型油断路100MVA的保证值。推断其折扣和限制的规定，很可能和当时设备的制造水平有关。但限制后，无疑又会制约了设备的进展。在前苏联的《煤矿保安规程》198650MVA的限制，又作了“假设电气设备和电缆断面允许时，建和改建矿井的短路容量可以提高到100MVA”的规定。因此，50MVA的规定，并不是不行突破的。断路器开断电源折半的规定，该规定只对以油为灭弧介质的断路器加以限制。这是考虑到井下潮湿，而油断路器一般密封不够严密，绝缘油极易吸入水份，用于作断流灭弧用的油的断流性能将急剧恶化。调查中也普遍反响油样试验指标快速恶化。为运行安全，对油断路器保存折扣使用的规定还是必要的。用于井下的其它介质断路器，如六氟化硫是利用正压充气，真空开关是利用高真空度断流，受环境影响小，且有监测手段，故可不加限制。3.2.2条一、矿用一般型是依据井下使用环境的一般特点而制造的，虽无防爆性能，但为封闭式构造，有较强的防潮、防滴溅的性能，外壳机械强度较高，导电部门不敞露，宜优先选用。二、依据煤炭部门的特点和规定。三、井下承受带油的电气设备，增加了起火燃烧的危急。原则上只要有无油的设备供给，不宜再选用带油的设备。3.2.3条专指低压配电用变压器，按负荷等级来计算保证率。3.2.43.2.4条根本不变。本次修改内容：108回，以进一步提高矿井供电牢靠性。二、增保证高压一级负荷的牢靠供电。三、为了不增加保护时限的级次，二回及以下的电源进线开关宜不设置保护，只用于操作。两回进线的分段母线系统正常分列运行时，母线分段开关不宜设置保护。由于操作不多，操作时都要和前级变电所联系，故只设置隔离开关。如负荷容量较大，系统比较简单，为切换操作便利，上述地点的开关宜装设断路器。四、上一级地面变电所如属不同部门〔如供电局或其它企业〕治理，为削减操作中发生事故造成严峻后果，应设断路器。3.2.5条馈出线路宜装设断路器和保护装置。负荷开关性能较差，宜限制它的使用范围。3.2.6条一、第一、二款规定，主要考虑便于运行操作和安全因素。对有爆炸危急的矿井，由于采区内通常均为防爆电气设备，故均选用防爆型断路器。二、第三款无爆炸危急的矿井，以及小容量变压器高压侧，常承受较简洁的设备，用于操作和保护。三、第四款低压侧装设总的自动开关，主要有以下理由：1、低压系统接地越级跳闸时，总开关的检漏保护可直接作用于低压总开关，切除故障，避开事故进展；2、变压器的高压侧，当装设的是隔离开关或跌落式熔断器时，不宜带负荷操作切断电源；当遇紧急状况需要操作时，可利用低压侧总开关先切除低压负荷，然后再操作高压侧；3、低压侧总开关应选用带保护的自动开关，开关的热脱扣器，还可对变压器的过负荷起后备保护作用。四、第五款井下环境比较恶劣，由于工作环境特点，人员接触设备和电缆外皮的时机很多；虽然承受了中性点不直接接地方式，对接触电压亦有规定，但这些都是被动的保护措施。当绝缘电阻降至肯定值时，人员接触正常不带电局部，亦将有电流通过人体。因此，对绝缘状况进展牢靠的监视，防患于未然是格外重要的。因此漏电保护装置的牢靠与否，直接关系着人身的安全。过去漏电保护装置产品，由于对故障的选择性能不完善，只有在电源总开关处装设漏电保护，这种方式在事故跳闸时影响面很大，因此常为生产单位所不欢送。有的地方虽然装设了漏电保护装置，但运行中因嫌碍事而不投入运行，结果导致人身发生伤亡。这种事故例子是很多的。调查的很多矿区，如湖南、江西、辽宁等地区几乎都有类似事例发生。除了绝缘损坏造成的事故外，有些安装上的错误本可通过保护觉察的，也因未安装或未投入保护装置而酿成事故。例如1979年××矿，在接装局部扇风机线路时，未觉察电缆芯线断了一根，而将电缆的接地芯线误接在相线上，又未投入漏电保护装置，在接局部扇风机时按党规接法，将接地芯线接到外壳上。合闸时，由于断相未能起动，掘进电工处理时，手触局扇导致死亡。如有漏电闭锁则可防止合闸，即使没有闭锁，也会在合闸后断开。故井下变电所的高压侧和低压侧，应装设接地、漏电保护装置。近年来，为解决矿井安全问题，漏电保护装置的研制有很大的进展，型漏电保护装置也不断消灭。从过去装在地面的简洁的漏电保护装置，进展到目前在凹凸压均可装设在每回馈线上的接地保护或漏电保护装置，实现了有选择性的保护。协作屏蔽电缆，有的还可实现漏电闭锁，可防止将电源接在绝缘不合标准的线路上。3.2.73.2.6条第五款说明。3.2.8保护。本装置接点与高压配电装置中的失压脱扣线圈回路相串联，消灭故障时切断电源。高压配电装置欠压线圈断电后，监视故障指示黄色发光二级管发亮。该装置在正常运行时，可监视馈出电缆，监视线与接地线回路的牢靠性，当其绝缘被破坏或回路断开时均能实现保护。第三节电缆线路3.3.1条选用电缆时，应符合本条文的有关规定。此外，设计时应留意以下几点：1、油浸纸绝缘电缆水平敷设高差，必需符合电缆制造厂家有关规定。2、在同一使用条件下，条文中所列电缆种类挨次代表着规定承受的先后挨次。3、各类电缆铠装的外护层除裸铠装外，应选用二级外护层。4出大量有毒气体。5、矿用难燃型橡胶电缆，目前虽没有系列标准，但国内已有假设干厂家生产，并10%～20%。其主要优点是难燃且可成束敷设。3.3.23.3.14缆系指中型电缆或重型电缆。3.3.3性。3.3.4聚氯乙燃不延燃，但在有外火源而燃烧时，将要产生氯化氢等有害气体，有使人中毒的危急。聚乙烯虽不产生有害气体，但能延燃。依据调查及争论认为：由于井下保护日益完善，电气火源一般不会延燃很久；防止措施也渐趋完备，引起火灾几率还是有限的。聚氯乙燃纵使析出有害气体，其量也不会太多，只要有良好通风条件，外被层还是可以选用聚氯乙烯护套。第四节变〔配〕电所硐室3.4.1栅栏门上另附有可以遮盖栅栏局部的防火门。正常时开启防火的遮盖门，可以通风，可防止闲人进入。事故时，关闭防火遮盖局部，则可以隔绝内外，到达肯定程度的防火目的。防火用的遮盖门应装在栅栏门向外的一侧。硐室高出巷道是为了防止巷道积水流入硐室内，发生水患时，可以利用巷道局部容积作为缓冲，以争取时间对硐室实行密封等措施。过去有关规定中，只规定硐室标高应比井底车场轨面标高高出0.5m。井底车场由于运输及排水要求，巷道都有肯定的坡度。泛指井底车场，意义不够明确。更由于机电硐室在井底车场的位置各井也不全都，即使承受平均标高的概念，归算到硐室处的高差亦不肯定适宜。这个高差除了前述作用外，还要考虑硐室搬运设备进出的便利。故现规定以硐室出口处为准。对一些涌水量大的矿井，排水设备很多，排水硐室加上变电所硐室，可以长达几十米，甚至百米。出口假设在三个以上，此时可以按中间出口为准，以确定硐室室内标高。3.4.2硐室，不但工程量大，而且要影响影响生产，施工不便，故宜预留有足够的备用位置。标准中只提出了最低限度的要求，假设矿井属于分期建设，对可以预见的进展，应依据实际需要，预留必要的位置。3.4.3为准。第3.4.4条工作面的低压配电点，一般设在靠近工作面的巷道内或巷道旁的槽龛内。为减免电气设备发生事故引起集中，配电点四周的支护，应承受非燃性材料。如设备安置处所靠近的巷壁是可燃性的矿层，还应隔以非燃性材料制成的背板，如水泥板等。3.4.51986定内容。目前我国《煤矿安全规程》中尚未对移动变电站的安装、布置提出具体规定，但生产实践中已在多处应用，为此规定这项要求。移动变电站的配电设备架设在输送机上方，不仅可以充分利用巷道空间，削减巷道的宽度，而且通过把配电设备安装在可行走的构架上，极易协作工作面的推动而逐步移动。3.4.6引起次生事故。当硐室内带油设备发生燃烧事故时，事故溢出的油更不应流向硐室外，故设斜坡档。3.4.76m。为安全起见，硐室长度超过30m3.4.9度即为恒温带。恒温带的深度和温度，因所在地的经纬坐标、气候条件、岩层物理性质、地形、植被状况以及地下水的分布不同而异。我国所处的地理环境，恒温带20～40m之间。恒温带以下的地层，地温要随向下深度的增加而上升。30～35m140～50m1摄氏度。矿井内空气温度除受其影响外，由于需要通风，还和大气温度和通风条件有关。在确定最高温度时，一般地温要小于大气温度。但有的矿井有机矿层氧化严峻，或是遇火成岩侵入，或是和邻近热源有断裂相通，或是有热的地下水涌出等，在矿井内都可能消灭高温。装设有电动机、变压器等发热器件的机电硐室，本身还存在着热源，更可使硐室温度增高。在超限不多的状况下一般将硐室做成单独回风，加大通风风量以求得解决。假设进风的温度很高，上述措施亦无济于事，此时要考虑装设降温设施。30283.4.10装的电气设备。目的是不应露出巷道外表，占用巷道的有效断面。第五节矿井照明3.5.43.5.6本条中的照度标准是依据北京煤炭设计争论院编制的“矿井井下照明照度测试争论报告”成果而来。3.5.7第六节保护接地3.6.1条国际电工委员会〔IEC〕1976536均方根值。IEC1974年第479号出版物《电流通过人体的效应》中指出50V电压可以看作是一个安全的界限。国标《工业与民用GBJ65-8〔试行，在小电流接地系统中，计算接触电压50V为安全电压。认定某一种电压值下的安全度，除了电压确定值外，还不能脱离触电时人体的电阻值。而此电阻值和人身所处的环境状况的不同而有差异。结合井下潮湿的不利环境，为削减触电后对人身的损害，将40V。我国电压标准中的沟通系列，40V36V36V3.6.2〔水平〕的矿井中，每个中段〔水平〕的接地母线必需和主接地极板相连接。在多中段〔水平〕矿井中，即使各中段〔水平〕具有各自独立的水仓，并且每个水仓中分别设有接地极板时，也应通过符合要求的电缆铠装外皮或特地敷设的导线与矿井主接地极板相连接。3.6.3井或风井井底水窝。3.6.5人身的电流值及电流持续时间长短、人体接触地面电阻率的凹凸，电流流经人体的途径等因素有关。大量争论结果说明，人身触电致死的主要缘由是心室抖动造成的。对于在人身上通过多大电流和多长时间会使人致命的课题，国内外曾进展过大量争论。美国学者达尔基尔〔C.F.Doleiel〕认为，触电的危急程度与通过人体的电气能量有关。按50kgI

=0.116/(A)。式中tb人体的时间。德国学者柯宾S.Koeppe〕及其同行在争论了数千起电气火灾根底上，补充了大量的动物试验数