矿山电气安全

矿山电气安全主讲:

第一节矿山电气安全技术管理煤矿供电系统一、井下各级电压等级规定《规程》规定井下供电电压应符合下列要求：（1）高压不应超过10000V。（2）低压不应超过1140V。（3）信号、照明、电话和手持式电气设备的供电电压不应超过127V。（4）远距离控制线路的额定电压不超过36V。采区电气设备在使用3300V供电时，必须制定专门的安全措施。井下电网电压标准等级及其相应的平均电压为：标准电压（V）127、380、660、1140、6000平均电压（V）133、400、690、1200、6300

二、对煤矿供电系统的要求（一）可靠性：即要求供电的连续性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，另一回路应担负矿井全部负荷。年产60000t以下的矿井采用单回路供电时，必须有备用电源；备用电源的容量必须满足通风、排水、提升等的要求。矿井的两回路电源线路上都不得分接任荷负荷。正常情况下，矿井电源应采用分列运行方式，一回路运行时，另一回路必须带电备用，以保证供电的连续性。上述供电线路应来至各自的变压器和母线段，线路上不应分接任何负荷。上述设备的控制回路和辅助设备，必须有与主要设备同等可靠的备用电源。

煤矿电力用户分三级管理根据安全生产的重要性来分：1、一级用户：凡因供电突然中断，可造成人员伤亡或重要设备损坏给企业造成重大经济损失的用户和用电设备称为一级负荷。（有：主要通风机、副井绞车、主排水设备、矿井调度）要求：采用不同母线双回路电源供电。2、二级用户：凡因供电突然中断，给矿井造成大量减产或较大的经济损失的用电设备或用户，称为二级负荷。（有：采区变配电所、主井绞车、空气压缩机、整流设备等）要求：采用双回路或环行回路供电。

三级用户：除一级、二级以外的负荷都属于三级负荷。（有：工人住宅区、机电修配厂等）要求：一回路即可。（二）安全性：1、煤矿井下安全用供电“十不准”1）不准带电检修2）不准甩掉无压释放器、过电流保护装置。3）不准甩掉漏电断电器、煤电钻综合保护装置和局部通风机风电、瓦斯电闭锁装置。4）不准明火操作、明火打点、明火放炮。5）不准用铜、铝、铁等代替保险丝。

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后，不准送电。9）失爆设备、失爆电器，不准使用。10）不准在井下拆卸矿灯。2、“三专两闭锁”：1）三专：专用变压器、专用开关、专用线路。2）两闭锁：既风电闭锁、瓦斯电闭锁。①瓦斯电闭锁：瓦斯探头（传感器）、监控分站、瓦斯断电仪、高压开关。超限跳闸：执行闭锁：

②风电闭锁：扇风机回路中的长开接点于馈电开关的闭锁。3、变压器中性点运行方式有：中性点直接接地、中性点经消弧线圈接地、中性点不接地。1)中性点直接接地系统：发生人身触电时：①电压：U》36V②电流：I=U/R=220/1000=220mA》30mA在发生单相接地故障时，很容易与大地构成回路造成接地短路故障。《规程》规定：井下变压器严禁中性点直接接地，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。

中性点不接地的三相三线制：

4）中性点不接地的三相三线制：4、井下供电应做到“三无、四有、两齐、三全、三坚持”制度“三无”：无鸡爪子、无羊尾巴、无明接头。“四有”：有过流和漏电保护装置、有螺钉和弹簧垫、有密封圈和挡板、有接地装置。“两齐”：电缆悬挂整齐、设备洞室清洁整齐。“三全”：防护装置全、绝缘用具全、图纸资料全。“三坚持”：坚持使用捡漏继电器、坚持使用煤电钻和信号综合保护装置、坚持使用风电和瓦斯电闭锁。

三、漏电与漏电保护（一）漏电的基本概述1、漏电：在电力系统中，带电导体对大地绝缘阻抗减低到一定程度，使经该阻抗流入大地的电流增大到一定程度。2、漏电电流：漏电后形成的电流为漏电电流。3、与普通泄露电流的区别：4、发展趋势：形成短路电流。5、漏电电流与短路电流的区别：靠保护装置的动作值来区分。（二）漏电的种类：1、分散性漏电：无明显的漏电点，送电后还是跳闸。

2、集中性漏电：某点绝缘被击穿，使导体直接接地形成漏电。3、按漏电相数分：单相（85%）、两相（最小）、三相漏电（10%）。（三）漏电原因（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，接头连接不牢，运行或移动时接头松脱，某相碰壳而造成漏电。（4）设备内部随意增加元件，使外壳与带电部分之间电气间隙小于规定值，造成一相对外壳放电而发生接地漏电。

（5）相套电缆受挤压、碰砸等，造成相、地芯线裸露而漏电。（6）铠装电缆受到机械损伤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。（7）设备内部有遗留导电物体，造成一相碰壳而发生漏电。（8）误将火线接地或毛刺太长而发生漏电。（9）操作电气设备时，弧光放电造成一相接地而发生漏电。（10）设备维修时，因停送电操作错误，带电作业或工作不慎而造成触电。

（四）漏电的危害（1）人体触电；（30mA以上造成人员伤亡）（2）引起瓦斯煤尘爆炸；（火花能量为0.28mJ可能引起瓦斯、煤尘爆炸）（3）电雷管超前引爆；（漏电电流超过50mA能造成引爆）（4）引起短路，烧毁设备，引起火灾。（五）漏电保护的作用1、防止人身触电2、防止漏电流烧毁电气设备；3、防止漏电火花引爆瓦斯和煤尘。

四、触电与触电预防触电：人身触及带电体或接近高压带电体，使人体成为电流通路的一部分。（一）触电形式：1、电击：是指触电电流通过人体，在热化学和电解的作用下使呼吸器官、心脏和神经系统受到损坏。能至人与死亡。是危险的。2、电伤：是指强电流瞬时通过人身某一局部，或电弧烧伤人体，破坏人体表面。触电的危害程度分析表触电的危害程度分析表

电流（mA）交流（50～100周/秒）直流0.6～1.5开始有感觉没有感觉5～7手抽筋痒、感觉发热8～10手指关节痛得厉害能脱离导体但有些困难发热严重20～25手迅速麻癖，不能脱离导体。呼吸困难。发热严重手筋有收缩50～80呼吸麻癖，开始心跳呼吸困难

（二）触电的种类1、单相触电：人体接触某一相发生的触电。2、两相触电：人体不同部分接触两相发生的触电。3、跨步电压触电：人体接近电流接地点20m内区域发生的触电。（三）触电死亡的主要因素1、与流过人体的电流有关，电流越大越危险。（30mA·S安全界限50mA危险上限）2、与触电电压有关，电压越高越危险。规定：安全电压为36V。3、与人身电阻有关，电阻越大电流越小越安全。通常规定：人身电阻为1000欧。（四）触电预防

1、电气设备采用保护接地，地面电气设备接零。2、井下供电，采用漏电保护装置。3、加强电动工具的绝缘，电缆连接用接线盒或用有冷补工艺。4、对接触机会多的电气设备降低电压。5、把带电体安装在一定高度，避免人身触电。6、井下变压器中性点禁止直接接地。

五、保护接地1、定义：保护接地就是用导体把电气设备中所有正常不带电的外露金属部分和埋在地下的接地极连接起来。构成保护接地网。《规程》规定：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（或钢丝）、铅皮或屏蔽护套用导体与埋在地下的接地极连接起来，形成一个总接地网。从接地网上任一局部接地极测得的接地电阻，不得超过2欧。高压电网单相接地电容电流不超过20安培人身允许最大接触电压为40伏。

保护接地网的构成：２、主接地极主接地极应在主、副水仓中各埋设1块。采用耐腐蚀的钢板制成。其面积不得小于0.75m2、厚度不得小于5mm。当矿井水为酸性时，还应加大厚度或镀耐酸金属。３、局部接地极《规程》规定下列地点应装设局部接地极：1）采区变电所（包括移动变电站和移动变压器）2）装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备。3）低压配电点或装有3台以上电气设备的地点。4）采煤工作面的运输巷、回风巷等，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

局部接地极可设置与巷道水沟内或其他就近的潮湿处。其面积不小于0.6m2、厚度不小于3mm的钢板或具有同等有效面积的钢管制成。并应平放与水沟深处。设在其他地点的局部接地极，可用直径不小于35mm、长度不小于1.5m的钢管制成。管子上至少钻20个直径不小于5mm的透孔，并垂直全部埋入底板；也可用直径不小于22mm、长度为1m的2根钢管制成，每根管上应钻10个直径不小于5mm的透孔，2根钢管相距不得小于5m，并联后垂直埋入底板，垂直深度不得小于0.75m。

３、接地线1）接地母线，应采用截面不小于50mm2的铜线，或截面不小于100mm2的镀锌铁线，或厚度不小于4mm、截面不小于100mm2的扁钢。2、电器外壳的接地母线或局部接地极的连接，电缆连接装置两头的铠装、铅皮的连接，应采用截面不小于25mm2的铜线，或截面不小于50mm2的镀锌铁线，或厚度不小于4mm、截面不小于50mm2的扁钢。保护接地装置的安装相套电缆的接地芯线，除用做监测接地回路外，不得兼作他用

六、过流保护（一）过电流保护概述过电流是指电气设备实际的工作电流大于额定电流值，并且超过了允许的过流时间。（二）过电流的原因与预防措施1、短路原因：1）绝缘击穿2）机械损伤3）误操作措施：①正确选择电气设备和电缆的额定电压，使之等于或大于电网的工作电压，避免击穿绝缘。②正确的安装电气设备和敷设、连接电缆，并经常检查电缆的吊挂是否符合规定。

③坚持使用捡漏继电器和屏蔽电缆，防止漏电扩大造成短路。④按《规程》规定，定期检查电缆和电气设备的绝缘并做预防性实验。⑤在放炮和改变支架时，保护好电气设备和电缆。⑥正确的选择和使用熔断器和过流继电器，使过流保护灵敏可靠，避免出现误动作和拒动。2、过负荷原因：①电源电压过低；②电机频繁启动；③重载下启动电机；④机械卡堵。

预防措施：1）要正确选择设备和电缆的容量，使它们额定电流不小于长时最大工作电流。2）负荷变化大的生产机械电气设备必须验算过载能力。3）长距离馈电干线电缆，必须按允许电压损失校验电缆截面。4）采、掘、运机械要正确使用和操作。3、断相原因：1）熔断器熔断；2）电缆芯线有一相断线；3）电缆与电缆、电缆与设备连接不牢。

预防措施：①移动电气设备所用相套电缆面积一定要满足机械强度。并与电气设备可靠连接。②熔断器进行正确选择、安装维护，并加强检查。（三）保护措施1、熔断器；2、电磁式过流继电器；3、热继电器。七、井下特殊的工作环境对设备的要求1、瓦斯、煤尘要求：选择防爆型电气设备并要求保护装置可靠灵敏。2、空间狭小要求：电气设备体积尽量小。

3、冒顶和片帮要求：电气设备必须有坚固的外壳。4、潮湿、滴水和淋水要求：电气设备的绝缘材料应有良好的防潮性能。5、漏电流使电雷管超前引爆要求：要减少泄漏电流6、电缆的机械损伤、弯曲及破裂、负荷变化大容易出现漏电和短路要求：加设过流和漏电保护７、井下涌水量大要求：有足够的排水设备。其它方面：如温度、突水等八、防爆电气设备（一）采用间隙矿用电缆

对防爆设备的要求:

必须有坚固的外壳，内部发生爆炸，外壳不能变坏，不至于点燃瓦斯混合物发生爆炸。

隔爆设备防爆间隙不能超过规定值.防爆面的宽度(mm)25155不产生爆炸临界间隙1.15—1.171.050.8

（二）采用本质安全技术限制火源的能量，使本质安全设备在正常或事故状态下所产生的点火花均不能点燃瓦斯与煤尘。（三）采用增加安全程度的措施采用快速断电技术九、电气设备的防爆管理（一）建立健全专业化管理机构

1、防爆检查组2、小型电气组3、电缆管理组（二）健全管理制度1、建立设备档案

要求井下电气设备完好率不低于95%检查电气设备完好台数电气设备完好率=———————×100%检查电气设备总台数防爆电气设备失爆率为零检查出的失爆台数防爆设备失爆率=———————×100%检查房爆设备总台数小型电气设备的合格率为95%合格台数小型电气设备的合格率=—————×100%装用总台数

（二）采用本质安全技术限制火源的能量，使本质安全设备在正常或事故状态下所产生的点火花均不能点燃瓦斯与煤尘。（三）采用增加安全程度的措施采用快速断电技术

八、防爆电气设备（一）电气设备的分类防爆电气设备的类型、标志及适用条件标志：总标志：EX，安全标志：MA类别：Ⅰ类：井下含有甲烷混合物的爆炸性环境。分为：矿用一般型：ＫＹ矿用防爆型：ＥＸⅡ类：主要用于工厂用电气设备。

（二）防爆电气设备分类１、隔爆型电气设备d隔爆型电气设备的原理：其外壳除了将其内部的火花、电弧与周围环境中的爆炸性气体隔开外，还能将壳内的火花、电弧引爆时外壳不致被炸坏，也不致使壳内的爆炸物传到壳外，引起瓦斯、煤尘爆炸。２、增安型电气设备e在正常运行条件下不会产生电弧、火花或可能点燃爆炸性混合物的高温的设备结构上，采取措施提高安全程度，以避免在正常认可的过载条件下出现这些现象的电气设备。

３、本质安全型电气设备i指在规定的条件下产生的点火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路。４、正压型电气设备P具有正压力的外壳，壳内充有保护性气体，并保持其压力高于周围爆炸性环境的压力。５、充油型电气设备O该设备全部或部分件侵在油中使设备不能点燃油面以上的或外壳外的爆炸性混合物。６、充砂型电气设备q外壳内充填有石英沙均不能点燃周围爆炸性混合物的防爆电气设备。

７、浇封型电气设备m将设备或部件浇封在浇封剂中使设备不能点燃油面以上的或外壳外的爆炸性混合物。８、无火花型电气设备n在正常运行条件下，不会点燃周围爆炸性