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煤礦電氣安全講座

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?          煤礦電氣安全管理

第一章      煤礦供電與安全
                                         概         述
        煤礦電氣事故包括人身傷亡事故和設備事故兩大方面。
       人身傷亡事故是指觸電傷亡事故。觸電包括與正常帶電部位接觸觸電、與漏電部位接觸觸電（這些漏電部位在正常情況下是不應該帶電的）和沒有直接與電氣設備接觸觸電等。
        設備事故主要是指由電氣設備所產(chǎn)生的電弧、電火花和危險溫度引起的瓦斯或煤塵爆炸，設備損壞，電氣火災等。
         為了減少電氣事故的發(fā)生，除應制定并遵守嚴格的安全用電制度，認真學習安全用電知識外，還應加強礦用電氣設備的管理。
         煤礦井下電氣設備的特殊工作環(huán)境歸結起來有以下幾個方面特點：
      1、電氣設備防爆。煤礦井下的空氣中含有瓦斯和煤塵，在其含量達到一定濃度時，如遇到電氣設備或線路產(chǎn)生電弧、電火花和局部高溫，就會燃燒或爆炸。因此，選用電氣設備時必須選用適合這種條件的防爆電氣設備，以避免上述事故的發(fā)生。
        2、防護性能好。因井下空氣中有一氧化碳、甲烷等易燃易爆性氣體，有硫化氫等腐蝕性氣體，還有淋水、礦塵、潮濕等。因此，礦用電氣設備的防護性能要好，具有防腐、防潮、防塵、防霉等防護措施。另外井下有時會發(fā)生片幫和冒頂?shù)仁鹿?，擠壓和撞擊電氣設備及電纜，為此礦用電氣設備應耐機械沖擊，即有非常堅固的外殼。
        3、電網(wǎng)電壓波動適應能力強。地面電網(wǎng)電壓的波動范圍一般為90%-110%，井下電網(wǎng)電壓可達到75%-110%。
        4、過載能力強。采掘使用的電氣設備散熱條件差、溫度高、啟動頻繁等，因此，井下電氣設備要有足夠的過載能力。
        5、保護功能強。井下潮濕空間小，人員容易觸電，因此礦井供電系統(tǒng)和電氣設備均具有完整可靠的保護接地網(wǎng)，以及漏電保護裝置，對人身經(jīng)常觸及的電氣設備要用較低的電

壓等級。為了防止電網(wǎng)過流引起電氣火災等事故，應裝設過流保護裝置。
   6、可靠性高。主要通風機、局部通風機等設備或供電系統(tǒng)的故障會引起瓦斯積聚，在一定條件下會造成瓦斯和煤塵爆炸因此，煤礦井下供電系統(tǒng)及設備的可靠性要高。

第一節(jié)     礦井供電系統(tǒng)
       礦井供電時必須采取有效措施達到安全、可靠、技術合理和經(jīng)濟的要求，以滿足礦井安全生產(chǎn)的要求。
       為保證礦井供電的可靠性，供電電源應采用雙回路電源線路，雙電源可來自不同的變電站或發(fā)電廠、或同一個變電所的不同母線上。礦井供電系統(tǒng)一般由地面變電所、井下中央變電所、采區(qū)變電所、移動變電站及工作面配電點組成。
       一、礦井供電系統(tǒng)的安全要求及分類
   （一）煤礦企業(yè)對供電的要求及電力負荷分類
         1、礦井電力負荷的分類
   根據(jù)用電設備的重要性和中斷供電對人身安全性等方面的不同將煤礦      電力用戶分為三級進行管理。
     1）、一級用戶：凡因突然停電可能造成人身傷亡、重要設備損壞或重大經(jīng)濟損失的負荷，均為一級用戶。如煤礦主要通風機、井下主排水泵、升降人員的提升機、抽放瓦斯設備、礦井地面變電所和井下中央變電所、礦調(diào)度指揮中心、礦醫(yī)院等。這類用戶應采用來自不同母線的雙回路電源供電，以保證在一回路供電線路出現(xiàn)故障情況下，另一回路供電線路能繼續(xù)供電。
       2）、二級用戶：凡因突然停電造成較大數(shù)量的減產(chǎn)或較大經(jīng)濟損失的負荷，均為二級用戶。如采區(qū)變電所、煤礦集中提煤設備、專門用于提升物料用的提升機、井下及地面空壓機等，對這類用戶一般采用雙回路供電或環(huán)形線路供電。
   3）、三級用戶：凡不屬于一、二級用戶的負荷，均為三級用戶。這類用戶突然停電對生產(chǎn)沒有直接影響。如地面機修廠、木場、職工生活用電等，對它們的供電可以只設單回路供電。
     分類有利于合理供電，當供電系統(tǒng)發(fā)生故障或檢修、限制用電負荷時，就能區(qū)別輕重緩急停止對三類用戶供電，以保證對二類用戶全部或部分供電，確保對一類用戶不中斷供電。

2、 煤礦企業(yè)對井下供電的基本要求

供電系統(tǒng)是將發(fā)電廠或附近區(qū)域變電站的電源，通過輸、變、配電，到達受電用戶的一整體供電網(wǎng)絡，以滿足用戶所需電能。電是煤礦生產(chǎn)所必須的主要能源，供電的安全與質(zhì)量的高低，不僅會影響生產(chǎn)，而且會對礦井中工作人員的安全構成嚴重威脅，因此，礦井供電必須采取有效措施，達到安全、可靠、經(jīng)濟和技術合理的要求，滿足礦井安全生產(chǎn)的需要。

1）可靠供電。即要求供電不間斷。煤礦如果供電間斷，不僅會影響產(chǎn)量，而且有可能引發(fā)瓦斯積聚、淹井等重大事故嚴重時會造成礦井的破壞。為了保證對煤礦供電的可靠性，供電電源應采用雙電源，雙電源可以來自不同的變電所或同一變電所的不同母線上。即在一個電源發(fā)生故障的情況下，應保證對主要生產(chǎn)用電的供電，以保證通風、排水以及生產(chǎn)的正常進行。

2）安全供電。由于煤礦井下的特殊的工作環(huán)境，任何供電作業(yè)上的疏忽大意，都可能造成觸電、電氣火災和電火花引起瓦斯煤塵爆炸等事故，因此，必須嚴格按照《煤礦安全規(guī)程》的有關規(guī)定進行供電，確保供電安全。
   3）經(jīng)濟供電、技術合理。在滿足供電可靠與安全的前提下，還應保證供電質(zhì)量，做到供電系統(tǒng)技術合理，電網(wǎng)的電壓波動范圍不超過額定值±5%，要求做到供電系統(tǒng)的投資少、運行維護成本低。
    3、供電電源與供電線路
   1） 電源
     電源是指用戶和用電設備獲得電能的來源，如發(fā)電廠或變電所。電源也有它的相對性，對于一個供電系統(tǒng)末端的用戶來說，如煤礦的采煤工作面，向它提供電能的是采區(qū)變電所而采區(qū)變電所的上一級電源是中央變電所，而向中央變電所提供電能的是礦井變電所。以此類推直至發(fā)電廠。

2） 供電線路
      為了保證礦井供電的安全可靠性，對供電電源線路有如下要求：
    《煤礦安全規(guī)程》第441條規(guī)定：“礦井應有兩回路電源線路。當任一回路發(fā)生故障停止供電時，另一回路應能擔負礦井全部負荷。礦井的兩回電源線路上都不得分接任何負荷。礦井電源線路上嚴禁裝設負荷定量器”。
    “正常情況下，礦井電源應采用分列運行方式，一回路運行時，另一回路必須帶電備用，以保證供電的連續(xù)性”?！钡V井的兩回路電源線路上都不得分接任何負荷“?！?0KV及其以下的礦井架空線路不得共桿架設“。
    《煤礦安全規(guī)程》第442條規(guī)定：對井下各水平中央變電所、主排水泵房和下山開采的采區(qū)排水泵房供電的線路，不得少于兩回路。當任一回路停止供電時，其余回路應能擔負全部負荷。主要通風機、提升人員的立井絞車、瓦斯抽放泵等主要設備房，應各有兩回路直接由變電所饋出的供電線路。

本條上述供電線路應來自各自的變壓器和母線段，線路上不應分接任何負荷。
         說明：“每一礦井應有兩回路電源線路”是指應有兩個或兩個以上的電源不得少于兩回線路，并符合下列要求：
         1）在發(fā)生任何一種故障時，兩個或兩個以上電源、線路不得同時受到損失。
         2）在發(fā)生一種故障且保護動作造成時，至少應有一個電源不中斷供電，并能擔負全礦井的負荷。
         3）在發(fā)生任何一種故障且主保護失靈，以至所有電源中斷供電時，應能在有人值班變電所，經(jīng)過必要的操作迅速恢復一個電源的供電，并能擔負全礦井的全部負荷。
        說明： 兩回路電源線路中不運行的備用線路，如果不帶電備用，就不能連續(xù)監(jiān)視線路是否處于良好狀態(tài)，即使線路完好，也會因倒換線路操作程序復雜而延誤時間。若備用線路在備用期間發(fā)生短路、漏電、接地或斷線故障，需要備用線路送電時卻送不上電，則起不到備用電源線路的作用。
      若備用線路采用帶電備用時，對其絕緣可隨時監(jiān)視、發(fā)現(xiàn)故障和排除故障，使線路處于良好的待運行狀態(tài)。當運行線路一旦出現(xiàn)故障時，值班人員可在短時間內(nèi)倒換線路送電，真正起到備用電源的作用。
      負荷定量器俗稱電力定量器，它是一種超負荷自動報警并斷電的自動裝置。如果礦井電源線路上裝設負荷定量器，當?shù)V井用電負荷超定量時，就會造成供電中斷，不能保證礦井供電的連續(xù)性，對礦井安全和礦工生命造成威脅。因此，礦井電源線路上嚴禁裝設負荷定量器是十分必要的。對礦井電力負荷的調(diào)控，應從各工作面，即微觀的供電設計（變更）開始，加強供電的經(jīng)濟運行管理與合理調(diào)節(jié)負荷，滿足定量要求。
      礦井多回路（多于2路）電源供電，部分線路可共桿架設，但應報局總工程師批準，并遵守下列規(guī)定：

①、線路不得通過塌陷區(qū)；
   ②、共桿架設部分，在任一回路正常運行情況下，另一回路必須具有正常維護和檢修條件；
   ③共桿架設的線路發(fā)生故障停止供電時，其它電源線路仍能擔負礦井全部負荷。

（二）礦井供電電壓等級
         按照規(guī)定，礦井供電系統(tǒng)選用的電壓等級有：
  （1）60KV或35KV——礦井地面變電所變電電壓；
  （2）10KV或6KV——井下高壓配電電壓和高壓電動機的額         定電壓；
  （3）3KV或1140V——綜合機械化采煤工作面電氣設備的額定電壓；
  （4）660V——井下低壓電網(wǎng)的配電電壓；
  （5）380V——地面和小型礦井井下低壓電網(wǎng)的配電電壓；
        （6）220V——地面照明電壓；
      （7）127V——井下照明、信號、電話、手持式電氣設備的    最高限額電壓；
      （8）36V——井下設備控制回路的電壓；
      （9）直流250V、600V——直流架線電機車常用額定電壓。
          （三）礦井供電系統(tǒng)的類型
         礦井供電系統(tǒng)即由煤礦地面變電所的變壓器、配電裝置、    供電線路將電源輸送給中央變電所或采區(qū)變電所，經(jīng)過變配電供給用電負荷，這種運行方式相互聯(lián)結起來所構成的供電網(wǎng)稱為礦井供電系統(tǒng)。
        1、礦井供電系統(tǒng)的類型
         礦井供電系統(tǒng)可根據(jù)礦井的井田范圍、礦層結構、煤層埋藏深度和井下涌水量的情況分為兩種基本類型，即深井供電系統(tǒng)和淺井供電系統(tǒng)。

1）、淺井供電系統(tǒng)
         當煤層的埋藏深度較淺（一般不超過150米），礦井涌水  量較小，采區(qū)距井口或井底車場較遠時，如礦井開拓形式不同的平硐、斜井或部分立井，可采用淺井供電系統(tǒng)。
       淺井供電系統(tǒng)較深井供電系統(tǒng)簡單，一般由礦井地面變電所或配電所直接向采區(qū)變電所、井底車場變電所或配電所供電不
需由中央變電所向所有井下用電負荷集中配電，減少了中間供
電控制設備，節(jié)約了成本。
         2）、深井供電系統(tǒng)
       深井供電系統(tǒng)由地面變電所引出6KV電源，經(jīng)分段母線由高壓電纜經(jīng)井筒向井下中央變電所供電，再由中央變電所向主排水泵、各個采區(qū)變電所和所需高低壓設備配出供電。大中型礦井均采用深井供電系統(tǒng)供配電。（深井供電系統(tǒng)采用的是三級供電方式即礦變電所、中央變電所、采區(qū)變電所）。
                     
  2、礦井主變壓器的一次接線
  (1) 外橋形接線：
    由變壓器一次側兩斷路器與外橋上的聯(lián)絡斷路器組成，進線由隔離開關受電。此接線方式一次側無線路保護。
  （2）內(nèi)橋形接線： 
    由兩臺受電的斷路器與內(nèi)橋上的母聯(lián)斷路器組成，主變壓器與一次母聯(lián)由隔離開關聯(lián)接。該形式一次側有線路保護，但主變壓器與受電線路保護的斷路器均由受電斷路器承擔，相互影響，是主要缺點。  
    （3）全橋形接線：
     由四個受電的斷路器和內(nèi)橋上的母聯(lián)斷路器（即五個）組成全橋接線；適用于35KV在7500KVA及以上主變?nèi)萘浚?0KV在10000KVA及以上；110KV在31500KVA及以上的主變接線。      
    3、我礦變電所供電系統(tǒng)接線方式
             來自七星變電所（乙）      （甲）                       LGJ-120 MM2-60 KV

斷路器
                                                                            隔離開關

熔斷器

避雷器

電壓互感器                     10000KVA

6 KV  一段母線                   母聯(lián)                       6 KV  二段母線

配  出  負 荷

礦變電所一段母線                   母聯(lián)                       礦變電所二段

二段乙
  二井乙                                    二井甲                                     -500中央變電所           
    -200中央變電所                   二井丙                二段乙          二段甲                     二段丙

一采區(qū)變電所乙線            一采區(qū)變電所丙線
    -200三采區(qū)變電所           -200三采區(qū)變電所

二采區(qū)變電所                              -500前石門變電所                       -500三采區(qū)變電所

-640臨時變電所                            移動變電站

掘進主風機                    掘進生產(chǎn)  
                                                                                                                 采煤低壓設備

（四）變壓器中性點運行方式
     1、中性點接地方式分類
      變壓器中性點接地方式一般分為四類：
     1）直接接地方式.中性點直接與接地裝置連接。
     2）不接地方式.又稱中性點絕緣系統(tǒng)。
     3）電阻接地方式.中性點經(jīng)過不同數(shù)值的電阻與接地裝置連接。接地電阻在數(shù)十歐姆時，稱為低電阻接地方式；在數(shù)百歐姆時，稱為高電阻接地方式。
     4）消弧線圈接地方式.中性點經(jīng)電抗線圈與接地裝置連接。電抗線圈具有分接頭，可用來調(diào)節(jié)電抗值，以便系統(tǒng)單相接地時，電抗電流能補償輸電線的對地分布電容電流，使接地點的電流減少，電弧易于熄滅，故稱消弧線圈。
     2、中性點接地方式分析
     在系統(tǒng)正常運行時，中性點對地電壓為零，接地方式對系統(tǒng)沒有影響。當發(fā)生一相接地時，隨著接地方式不同，電

壓和電流差別很大。對于直接接地和低電阻接地方式的電網(wǎng)   當一相接地時，接地短路電流較大，除能使繼電保護迅速動作外，還有降低內(nèi)部過電壓的優(yōu)點。對于不接地、高電阻接地和消弧線圈接地方式的電網(wǎng)，單相接地接地電流很小，對提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和供電可靠性有利，并具有故障點損傷小、對通訊線干擾小等優(yōu)點。這兩類接地方式，一方的優(yōu)點恰好是另一方的缺點。
    （1）變壓器中性點不接地
      ① 忽略電網(wǎng)對地電容時，人身觸電電流和單相接地電流。
     電纜總長度比較短情況下，電網(wǎng)對地的電容不大，電容電流可以忽略。正常狀態(tài)下電源相電壓對稱相等，相對對地的絕緣電阻也相等，中性點對地電位為零。人身觸電時，便有電流通過人身，該電流是通過其它兩相的對地絕緣電阻構成通路。
觸電電流按公式計算：I1 ﹦3U/3R1+R , 在井下660V低壓電網(wǎng)中，每相對地絕緣電阻R為35000歐姆、人體電阻R1為1000歐姆，計算人體的觸電電流為0.03A，即30毫安，是人身觸電
                                
                                    
安全極限電流。從公式看出，提高電網(wǎng)對地的絕緣電阻便能保證人身安全。（電源電源660V時，相電壓為380V）
                                                                           A            U
                                                                           B 
                                                                           C

Uo                 R             R1                  Uo         C             R         R1

如發(fā)生單相接地故障，該相的對地電壓為零，而另外兩相對地電壓升高了√3倍，變成了線電壓，此時電氣設備的絕緣要承受較高電壓，但
不影響負載正常工作，因為電源的線電壓仍是對稱的。此時單相接地電流I＝3*U/R，電網(wǎng)電壓為660V時，相電壓380V
接地電流為0.033A，超過了安全極限電流。
      ② 考慮電網(wǎng)對地電容時人身觸電電流和單相接地電流
     當電纜線路較長，其對地電容較大，電容電流不可忽視。
人身觸電時，電流經(jīng)人身在絕緣電阻和電容中流過。 
      I＝U/R1*1/√1+ R(R+6*R1)/9*（1+R2*w2*C2）R12

w＝2*3.14*f交流電角頻率，f為50赫茲時w為314弧度/秒
C為電網(wǎng)每相對地電容，當電網(wǎng)電壓為660V中，R為35000
歐姆，C為0.5微法時，I為0.154A，大大超過了人身觸電的安全電流值30毫安。
    即在同樣的絕緣電阻和電容的條件下，電壓越高，危險性就越大。660V電網(wǎng)的人身觸電電流值為380V時的√3倍，1140V又為660V的√3倍。

如發(fā)生單相接地故障，雖不影響負載工作，但另外兩相對地電壓變成了線電壓。

I＝3*U*√（1/R）2+（wC）2
        ＝3*380*√（1/35000）2+（314*0.5*10-6）2
          ＝0.181A
     總的來講，由于電網(wǎng)電容的存在，使人身觸電和單相接地的危險都有所增加，只有通過對電容電流的補償措施，才能解決。
     電容電流的補償方法有兩種：①在變壓器中性點與地之間接入一個電抗線圈。這個方法在我國井下變壓器中性點禁止接地的條件下不能使用。②在人為中性點與地之間接入一個電抗線圈。這是我國利用電抗線圈中所產(chǎn)生的電感性電流對電網(wǎng)的電容性電流進行補償，以減小人身觸電或單相接地的危險。我國設計的在饋電開關內(nèi)的漏電保護裝置，一但發(fā)生
觸電或接地，漏電保護動作，饋電開關跳閘斷電，防止了事故的發(fā)生。
     （2）變壓器中性點接地系統(tǒng)
     ① 在變壓器中性點接地系統(tǒng)中，發(fā)生人身觸電事故，流經(jīng)人身的電流I＝U/R1。在電網(wǎng)660V系統(tǒng)中，I＝380/1000＝0.38A。
在電網(wǎng)電壓380V系統(tǒng)中，I＝220/1000＝0.22A。
      井下電網(wǎng)電壓660V時的觸電電流超過人身觸電電流的安全值很多。減小人身觸電電流的方法：除降低電網(wǎng)的供電電壓外，就是加強人身的絕緣。降低電壓因工作需要而不可能，加強人的絕緣(如穿絕緣靴、戴絕緣手套)，在井下潮濕的環(huán)境中，也很難辦到。
    ② 單相接地電流 I ＝U/R1+R2，R1為工作接地極的接地電阻4歐姆，R2故障點土壤的流散電阻為16歐姆。在電網(wǎng)電壓380V系統(tǒng)中，單相接地電流 I ＝220/4+16 ＝11A。大大超過了安全值，足以引起瓦斯煤塵爆炸。
     通過以上可以看出變壓器中性點接地電流遠遠超過變壓器
中性點不接地的接地電流，因此，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，嚴禁井下配電變壓器中性點直接接地和嚴禁由地面中性點直接接地的變壓器或發(fā)電機直接向井下供電。
      變壓器中性點直接接地的危害: 1)人身觸電時的觸電電流超過人身安全極限電流，造成人員傷亡；2）人身觸電或單相接地時的電流，產(chǎn)生電火花引起瓦斯煤塵爆炸。
  二、井下中央變電所及采區(qū)變電所供電
   （一）井下中央變電所
       1、井下中央變電所的位置選擇及接線原則
    1）設在礦井的負荷中心，一般中央變電所都與主排水泵建在一起。
    2）要求通風良好，運輸方便，靠近井底，一般均設在井底車場附近，
    3）要求較好的地質(zhì)條件，頂?shù)装宓膸r層要穩(wěn)定無淋水。
    4）高壓電源進線 及饋出線，均設開關控制。電源來自礦變電所不同母線段至少兩趟電源，高壓母線一般采用單母線分段，并設分段聯(lián)絡開關，正常情況下母線分列運行。
       2、井下中央變電所的配電范圍
    井下中央變電所除向附近區(qū)域提供低壓負荷用電外，主要以向主排水泵房、各采區(qū)變電所、井下主副提升機等配電為主。各類高壓負荷，應盡可能均勻分配在各段母線上；主     
        
排水泵由中央變電所高壓開關柜直接供電，也可實現(xiàn)間接控制供電，但直接供電時，在水泵安裝地點設有能停泵的操作按鈕。  
    （二）采區(qū)供電系統(tǒng)
      采區(qū)供電系統(tǒng)是礦井供電系統(tǒng)的主要組成部分，也是礦井供電系統(tǒng)安全運行的薄弱環(huán)節(jié)。
     1、采區(qū)變電所
     采區(qū)變電所是采區(qū)用電設備的電源。為保證采區(qū)供電系統(tǒng)運行安全、合理、經(jīng)濟，采區(qū)變電所應是采區(qū)動力的中心，其位置對采區(qū)供電安全和供電質(zhì)量有直接的影響，其位置決定于低壓供電電壓；供電距離；采煤方法；巷道布置方式；采掘機械化程度；容量大?。徊删蚬ぷ髅?zhèn)€數(shù)等因素。其位置的選擇應符合《煤礦安全規(guī)程》和 《煤礦工業(yè)設計規(guī)范》的要求。
     2、采區(qū)變電所的高低壓接線方式
     按照煤礦電能用戶分級的原則，采區(qū)變電所一般屬于二級                 
負荷用戶。但目前隨著綜合機械化采煤裝備容量的增大，采煤生產(chǎn)效率大幅提高，生產(chǎn)能力已超出二級負荷范圍，因此，采區(qū)變電所的供電電源可按具體情況確定。我國大部分新老礦井的主要采區(qū)變電所均采用兩回路電源進線方式。
     1）采區(qū)變電所高壓雙電源進線接線方式

聯(lián)絡

采區(qū)變電所的供電電源，可采用一路電源進線，也可采用兩路電源進線。對高瓦斯礦井或有高瓦斯工作面及供電負荷較大；供電要求較高的均采用兩路電源進線方式供電。
   2）采區(qū)變電所低壓配電系統(tǒng)的接線

聯(lián)絡

綜采工作面                                        綜采工作面

掘進主風機     皮帶機                                掘進副風機

在采區(qū)變電所雙電源進線接線方式中，無論是一回路電源供電一回路備用，還是兩回路同時供電，保持電源分列運行狀態(tài)，都必須使兩電源在同一段母線或兩段母線上處于相同的相序，如果沒找相序，必須制定相應的安全操作措施，防止倒閘操作時發(fā)生短路，造成重大事故。
      采區(qū)變電所的主要功能是：將高電壓變?yōu)榈碗妷?，并分配到本采區(qū)所有采掘工作面及其它用電設備；同時采區(qū)變電所還將部分高壓直接分配給本采區(qū)的移動變電站。
       3）綜采工作面供電系統(tǒng)
     對于綜采工作面由于用電容量大、開采速度快等特點，其供電方式可依據(jù)具體情況選用。
    （1）綜采工作面對供電系統(tǒng)的要求：
       ①綜采工作面各生產(chǎn)機械宜采用輻射式單獨電纜供電
       ②刮板輸送機由多臺電動機驅(qū)動，容量都不太大時可以采用干線式供電；容量都較大時可以采用輻射式單獨供電。
       ③采用移動變電站。優(yōu)點是縮短低壓供電距離，減少電壓損失。移動變電站可隨著工作面的推進而移動，移動變電站一般設在工作面平巷，距工作面150-300M，工作面每推進100-200M，移動變電站就向前移動一次，保持低壓供電距離不超過500M。
       ④力求減少電纜的長度，減少電纜的截面積。
      ⑤綜采工作面照明燈間距不得大于15M。
      (2)綜采工作面供電系統(tǒng)的組成
       ①6KV高壓系統(tǒng)。由高壓隔爆配電箱、移動變電站、高壓屏蔽電纜等組成。
       ②1140V低壓系統(tǒng)，由低壓饋電開關（設有漏電、過流、短路保護裝置）、真空電磁啟動器、低壓屏蔽電纜等組成。

復   習  題

1、煤礦企業(yè)對礦井供電的要求有哪些？
2、礦井供電系統(tǒng)分幾類？舉例說明礦井電 力負荷的分類？
3、簡述變壓器中性點直接接地的危害？

第二節(jié)   井 下 供 電 安 全
     一、《煤礦安全規(guī)程》對井下供電的要求
    （1）《煤礦安全規(guī)程》第449條規(guī)定：井下低壓配電系統(tǒng)同在2種或2種以上電壓時，低壓電氣設備上應明顯地標出其電壓額定值。
    （2） 《煤礦安全規(guī)程》第450條規(guī)定：礦井必須備有井上下配電系統(tǒng)圖，井下電氣設備布置示意圖和電力、電話、信號、電機車等平面鋪設示意圖，并隨著情況變化定期填繪。圖中應說明：
      ①電動機、變壓器、配電設備、信號裝置、通信裝置、等裝設地點。
      ②每一設備的型號、容量、電壓、電流種類及其他技術性能。
      ③饋出線的短路、過負荷保護的整定值，熔斷器熔體額定電流值以及被保護干線和支線最遠點兩相短路短路值。
     ④線路電纜的用途、型號、電壓、截面和長度。
     ⑤保護接地裝置的安設地點。
     （3）《煤礦安全規(guī)程》第451條規(guī)定：電氣設備不應超過額定值運行。
     （4） 《煤礦安全規(guī)程》第458條規(guī)定：直接向井下供電的高壓饋電線上，嚴禁裝設自動重合閘。
     （5） 《煤礦安全規(guī)程》第459條規(guī)定：井上下必須裝設防雷電裝置，并遵守下列規(guī)定：
        ①經(jīng)由地面架空線引入井下的供電線路和電機車架線，必須在入井處裝設防雷電裝置。
        ②由地面直接入井的軌道及露天架空引入（出）的管路，必須在井口附近將金屬體進行不少于2處的良好的集中接地。
        ③通信線路必須在入井處裝設熔斷器和防雷電裝置。
    二、 《煤礦安全規(guī)程》對機電硐室的要求
   （1） 《煤礦安全規(guī)程》第460條規(guī)定：永久性井下中央變電所和井底車場內(nèi)的其他機電設備硐室，用砌碹或其他可靠的方式支護。采區(qū)變電所應用不燃性材料支護。硐室必須裝設向外開的防火鐵門。從硐室出口防火鐵門起5M內(nèi)的巷道，應砌碹或用其他不燃性材料支護。硐室內(nèi)必須設置足夠數(shù)量的撲滅電氣火災的滅火器材。井下中央變電所和主要排水泵房的地面標高，應分別比其出口與井底車場或大巷連接處的底板標高高出0.5M。
   （2） 《煤礦安全規(guī)程》第461條規(guī)定：采掘工作面配電點的位置和空間必須能滿足設備檢修和巷道運輸、礦車通過及其他設備安裝的要求，并用不燃性材料支護。
   （3） 《煤礦安全規(guī)程》第462條規(guī)定：變電硐室長度超過6M時，必須在硐室的兩端各設一個出口。
   （4） 《煤礦安全規(guī)程》第463條規(guī)定：硐室內(nèi)各種設備與墻壁之間應留出0.5M以上的通道，各種設備相互之間，應留出0.8M以上的通道。
   （5） 《煤礦安全規(guī)程》第464條規(guī)定：帶油的電氣設備必
須設在機電設備硐室內(nèi)。嚴禁設集油坑。硐室內(nèi)不得有滴水。
硐室的過道應保持暢通，嚴禁存放無關的設備和物件。帶油的電氣設備溢油或漏油時，必須立即處理。
    （6） 《煤礦安全規(guī)程》第465條規(guī)定：硐室入口處必須懸掛“非工作人員禁止入內(nèi)”字樣的警示牌。硐室內(nèi)必須懸掛與實際相符的供電系統(tǒng)圖。硐室內(nèi)有高壓電氣設備時，入口處和硐室內(nèi)必須在明顯地點懸掛“高壓危險”字樣的警示牌。
     采區(qū)變電所應設專人值班。無人值班的變電硐室必須關門加鎖，并有值班人員巡回檢查。
     硐室內(nèi)的設備，必須分別編號，標明用途，并有停送電標志。
     （7） 《煤礦安全規(guī)程》第473條規(guī)定：井底車場及其附近，機電設備硐室、調(diào)度室、機車庫、爆炸材料庫、候車室、信號站、瓦斯抽放泵站，使用機車的主要運輸巷道、兼做人行道的巷道等都必須有足夠的照明。
     （8） 《煤礦安全規(guī)程》第478條規(guī)定：主副井絞車房、
井底車場、運輸調(diào)度室、采區(qū)變電所、上下山絞車房、水泵房、帶式輸送機集中控制硐室等主要機電設備硐室和采掘工作面，應安裝電話。井下主要水泵房、井下中央變電所、礦井地面變電所和地面通風機房的電話，應能與礦調(diào)度室直接聯(lián)系。
       三、安全用電作業(yè)制度
    1、工作票制度
      凡井下高壓電氣設備的檢修都要使用工作票。依據(jù)原水利電力部頒發(fā)的《電工安全作業(yè)規(guī)程》的規(guī)定，工作票分為三種：第一種工作票、第二種工作票和口頭或電話命令。井下高壓電氣設備的檢修采用第一種工作票。內(nèi)容如下：
     1）工作負責人。負責此項工作。安全責任是：結合實際進行安全教育，交代和嚴格執(zhí)行安全措施和技術措施，督促和監(jiān)護工作人員遵守規(guī)程規(guī)定。
     2）工作人員。所有參加此項工作的人員。
     3）工作內(nèi)容和工作地點。
    4）計劃工作時間。包括年、月、日、時、分。
    5）安全措施。包括兩部分：一是由工作票簽發(fā)人填寫并簽字；二是由工作許可人填寫并簽字。工作票簽發(fā)人可由礦機電部門熟悉設備情況的主管領導、技術負責人員或經(jīng)批準的人員擔任，此人不得擔任此項工作的工作負責人。工作票簽發(fā)人的安全責任是：工作的必要性，工作是否安全，安全措施是否正確完備，所派的工作負責人和工作人員是否適當和充足。工作許可人由值班調(diào)度員、井下變電所值班人員擔任。安全責任是：審查工作必要性，線路停送電和許可工作的命令是否正確，安全措施是否正確完備。
   6）許可開工時間（年、月、日、時、分）。一旦確定后，由工作負責人和工作許可人分別簽字。
   7）工作負責人變動。工作負責人臨時變動時，列出新工作負責人姓名，注明變動時間，由工作票簽發(fā)人簽名。
   8）工作票延期。注明延期的時間，由工作負責人簽名，值班負責人簽名。
   9）工作終結。注明工作完成時間，由工作負責人簽名，工作許可人簽名，值班負責人簽名。
     2、工作許可制度
    對地面變電所電源進線及與進線有關的電氣設備進行操作檢修時，必須得到主管部門調(diào)度的批準。對地面井下高壓電器設備操作檢修時，必須經(jīng)礦生產(chǎn)調(diào)度的許可方可進行。
    許可開始的命令，必須通知到工作負責人，其方式可采用當面通知、電話傳達、派人傳遞等。
     3、高壓倒閘、實驗操作票和工作監(jiān)護制度
     高壓倒閘操作和高壓實驗必須執(zhí)行操作票和工作監(jiān)護制度，必須由兩人執(zhí)行，其中一人操作一人監(jiān)護。進行倒閘操作時，應由操作人填寫操作票寫明操作順序。
     進行高壓實驗時，應由兩人執(zhí)行，一人操作，一人監(jiān)護。監(jiān)護人不得兼做其他工作。
     檢修、操作高壓電器設備的整個過程，監(jiān)護人必須始終在現(xiàn)場監(jiān)護。
   4、停送電制度
   井下不得帶電檢修、搬遷電氣設備、電纜和電線。檢修和搬遷前，必須切斷電源，檢查瓦斯。在無人值班的變電所停電后應設專人看守。嚴禁約時停、送電，嚴禁約定信號停、送電。
    5、驗電、放電、接地、掛牌制
 （1）停電后驗電前，應先檢查周圍的瓦斯?jié)舛?，當瓦斯?jié)舛鹊陀?%時，用與電源電壓相適應的驗電筆驗電。
 （2）當驗明確實停電后，先用短路接地線接地，然后將被檢修的設備導線三相短路對地放電。
 （3）工作前，應將電氣設備的閉鎖裝置鎖好，并掛上“禁止合閘，有人工作”的警示牌。
    6、工作中防止送電的措施
 （1）高壓防爆配電裝置停電后，必須把開關拉出，使插銷脫離電源。拔出插銷后，電源側要用專用的擋板擋住，以防觸電和誤推入開關。
 （2）可能從兩側送電的設備，必須可靠地斷開各方電源，拔
   出插銷或拉出刀閘。
 （3）低壓防爆開關在開蓋檢修時，嚴禁解除閉鎖、不蓋蓋
進行送電試驗，或進行其它帶電檢修工作。
     7、井下用電十不準制度
     1）不準帶電檢修、搬遷電氣設備、電線、電纜。
     2）不準甩掉無壓釋放、過電流保護裝置。
     3）不準甩掉漏電繼電器、煤電鉆綜合保護裝置和局部通    風機風電、瓦斯電閉鎖。
     4）不準明火操作、明火打點、明火爆破。
     5）不準用銅絲、鋁絲、鐵絲等代替保險絲。
     6）停風、停電的采掘工作面，未檢查瓦斯 ，不準送電。
     7）有故障的線路不準強行送電。
     8）電氣設備的保護裝置失靈后，不準送電。
     9）失爆的設備、電器，不準使用。
    10）不準在井下拆卸礦燈和敲打礦燈。
     8、井下供電要實行“三無”和“三堅持”
   井下供電要實行三無，即無雞爪子、無羊尾巴、無明接頭。
必須做到三堅持，即堅持使用漏電繼電器，堅持使用煤電鉆、照明、信號綜合保護，堅持使用風電和瓦斯電閉鎖。

復   習   題

1、井下用電十不準內(nèi)容有哪些？

2、井下供電要實現(xiàn)“三無”、“三堅持”的具體內(nèi)容？
     第三節(jié)   觸電的危害及三專兩閉鎖
   一、觸電的危害及防治措施
   （一）觸電的概念及分類
     1、觸電的概念
     人觸及帶電導體或觸及因絕緣損壞而帶電的電氣設備金屬外殼，或接近高壓帶電體而成為電流通路的現(xiàn)象稱為觸電。觸電是事故，在煤礦井下，由于空氣潮濕，空間狹窄，照明不足，電氣設備容易被砸、壓而使絕緣損壞，因而容易發(fā)生觸電事故。
     2、觸電的分類
     觸電對人體組織的破壞過程很復雜，按照觸電時人體的傷害程度分類，觸電可分為電擊和電傷。
     電擊是指觸電電流對人體內(nèi)部組織的損傷；電擊是指電流的熱效應、化學效應和機械效應對人造成的傷害。（電弧對人體表面造成的燒傷）。電流通過人體時會引起神經(jīng)或肌肉功能的紊亂和電燒傷。
     
    3、觸電的方式
    按照人體觸及帶電體的方式和電流通過人體的途徑，觸電可分為單相觸電、兩相觸電和跨步電壓觸電。
    單相觸電—當人體直接接觸帶電設備的一相，電流通過人體流入大地，這種觸電現(xiàn)象稱為單相觸電。
    兩相觸電—人體同時接觸帶電設備或線路中的兩相導體，或在高壓系統(tǒng)中，人體同時接近兩相帶電導體，發(fā)生電弧放電，電流從一相導體通過人體流入另一相導體，構成一個閉合回路，這種觸電的方式稱為兩相觸電。
    跨步電壓觸電—當電氣設備發(fā)生接地故障，接地電流通過接地體向大地流散，在地面上形成電位分布時，若人在接地點周圍行走，其兩腳之間的電位差，就是跨步電壓。由跨步電壓引起的觸電稱為跨步電壓觸電。人承受到跨步電壓時，雖然電流是從腳經(jīng)腿和胯部又回到腳與大地形成回路，沒有經(jīng)過重要器官，但當承受較高的跨步電壓時，雙腳就會抽筋、倒地。這時電流就會通過人體的重要器官，如從頭到腳。
     
  （二）影響觸電危險的因素
     1、觸電電流的影響
     電流通過人體時會引起神經(jīng)或肌肉功能的紊亂和電燒傷。開始有感覺手指有麻木時即感知電流較小，電流在0.6-1.5毫安，手指強麻、顫抖電流在2-7毫安，手指尖部到手腕有劇痛電流在8=10毫安，手迅速麻噼、劇痛呼吸困難電流在20-25毫安，觸電者能自主地擺脫帶電體的電流即極限電流也稱安全電流為30毫安。通過人體的電流超過50毫安時，就有生命危險；超過100毫安時，只要很短時就會使人停止呼吸，失去知覺而死亡。
    2、觸電電流持續(xù)時間的影響
    一般地講，觸電時間越長，人體出汗就越多，人體電阻就越小，流過人體的電流就越大。人的心臟脈沖周期約為0.75秒
（60-100次/分鐘），每收縮和擴張一次，中間約有0.1秒的間隙，這時間對電流很敏感。安全時間是30毫安秒。因此，觸電時間大于心臟脈沖周期是十分危險的。
    3、人體電阻的影響
    人體電阻指觸電電流經(jīng)人體各部分的電阻。人體電阻由體內(nèi)電阻（500歐姆）和皮膚電阻（650歐姆-10千歐姆）組成。體內(nèi)電阻一般不受外界影響，皮膚電阻受外界影響較大，當皮膚表面角質(zhì)層完好電阻就高；當皮膚潮濕、多汗、損傷或有導電性粉塵時，其電阻急劇下降但不低于650歐姆。
    4、接觸電壓的影響
    觸電的危險程度主要決定于直接加在人體的電壓強度。電壓越高觸電危險性就越大。
     5、電流頻率的影響
     觸電電流的工作頻率對觸電的后果也有較大影響。25—300HZ的交流電對心臟影響較大，大于2000HZ的交流電對心臟的影響較小。
     6、觸電電流流經(jīng)途徑的影響
     觸電電流通過心臟、肺部和中樞神經(jīng)的觸電危險性較大，特別是通過心臟危險性最大，幾十毫安的電流就會引起心室顫動，使心臟停止工作導致死亡。
   （三）安全電流和安全電壓
     1、安全電流
     安全電流是指發(fā)生觸電時不會使人致死、致傷的通過人體的最大觸電電流。我國規(guī)定安全電流為30毫安。其含義是：對于任何規(guī)定系統(tǒng)，必須保證當發(fā)生人員觸電時，觸電電流不得大于30毫安，否則必須設置觸電保護裝置。
     2、安全電壓
     安全電流與人體電阻的乘積為安全電壓。在我國對于人員可能經(jīng)常接觸的電氣設備，在沒有高度危險的條件下（如干燥潔凈的場所），安全電壓采用65V；在有高度危險的條件下
（如煤礦井下），安全電壓采用36V。從觸電的危險性看，    36V 以上為危險電壓。
     （四）預防人身觸電的措施 
     1、煤礦井下發(fā)生觸電事故的原因
     1）高壓電網(wǎng)觸電事故的主要原因
     ①帶電清掃、檢查、搬運、作業(yè)。
   ②沒有工作票、安全措施，沒有執(zhí)行高壓電網(wǎng)作業(yè)中停電、驗電、放電等規(guī)程和要求。
   ③誤操作和誤停送電，錯誤辨認開關和電纜，沒有執(zhí)行作業(yè)監(jiān)護制度，沒有懸掛“有人工作，不準送電”的警示牌。
   ④沒有設置高壓漏電保護裝置
    2）低壓電網(wǎng)觸電事故的主要原因
   ①違章帶電安裝，帶電檢修、檢查。
   ②不執(zhí)行停送電制度，停錯、送錯電。
   ③用電制度、安全技術管理有漏洞，如設備及電纜漏電，保護裝置失靈而沒有及時修理或更換。
    3）直流觸電事故的原因
    ①架線高度低，不符合規(guī)程規(guī)定的要求。
        ②帶電修理電機車集電弓。
        ③工人違章坐架線機車觸及架線。
        ④工人在有架線的巷道里扛鐵器或工作時鐵器觸及架線。
    ⑤架線漏電或沒裝漏電保護裝置。
     2、防止觸電的措施
     1）井下不得帶電檢修、搬遷電氣設備、電纜和電線。
      工作前必須切斷電源，檢查工作地點瓦斯?jié)舛鹊陀?%，再用與電源電壓相適應的驗電筆進行驗電，確認無電后，進行導體的對地放電。
     2）操作井下電氣設備必須遵守下列規(guī)定：
    ①非專職人員或非值班人員不得擅自操作電氣設備。
    ②操作高壓電氣設備主回路時，操作人員必須戴絕緣手套
并穿電工絕緣靴或站在絕緣臺上。
    ③手持式電氣設備的操作把手和工作中必須接觸的部分必須有良好的絕緣。
    ④普通型測量儀表必須在瓦斯?jié)舛?%一下的地點使用，并隨時檢查瓦斯?jié)舛取?
    ⑤操作電氣設備要有工作票和施工措施，停送電的操作必須準確無誤，由專職人員執(zhí)行。
    3）加強對電氣設備、供電線路的管理
    電氣設備安裝使用合理，嚴禁甩掉各種保護裝置，做到“三無”供電，對地絕緣電阻符合要求；電纜要按標準接線和吊掛。
    4）防止人體接觸或接近帶電體。
    電機車架線懸掛高度符合規(guī)程規(guī)定，容易碰到的、裸露的帶電體及機械外露的傳動部分必須加裝護罩或遮攔等防護設施
各種電氣設備的導電部分和電纜接頭都必須封閉在堅固的外殼中，并保證閉鎖裝置良好。
    5）對人身經(jīng)常接觸的電氣設備，采用低工作電壓。如井下照明、信號、電話、手持式電氣設備額定電壓都不超過127V，控制回路電壓不超過36V。
    6）井下電氣設備必須有保護接地。
    7）設置漏電保護系統(tǒng)，一旦發(fā)生人體觸電，應立即切斷電源，保證人身安全。
     另外，安裝維修檢修電氣設備時要使用好保管好保安工具。
    二、    “三?！薄皟砷]鎖”
     高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井、低瓦斯礦井中高瓦斯區(qū)域
的掘進工作面，正常工作的局部通風機必須配備安裝同等能力的備用局部通風機，并能自動切換。正常工作的局部通風機必須采用“三?！惫╇姡瑢Ｓ米儔浩髯疃嗫上?套不同掘進工作面的局部通風機供電；備用局部通風機電源必須取自同時帶電的另一電源，當正常工作的局部通風機故障時，備用局部通風機能自動啟動，保持掘進工作面正常通風。
     掘進工作面的局部通風機必須實行風電閉鎖，保證正常局部通風機停止運轉(zhuǎn)或停風后切斷停風區(qū)內(nèi)的一切電源，備用局部通風機自動啟動供風，只有正常局部通風機人工啟動后，電源才自動恢復供電。
     （一）三專供電
     “三?！敝傅氖菍Ｓ米儔浩?、專用開關、專用線路。
     “三?！惫╇姷淖饔茫和ㄟ^對掘進工作面局部通風機實行“三?！惫╇姡ＷC供電的連續(xù)性、可靠性，可以不間斷地向掘進工作面通風。
     （二）風電閉鎖
     風電閉鎖是用控制局部通風機的電磁啟動器閉鎖掘進工作面電氣設備的供電，實現(xiàn)先通風后送電，風機停轉(zhuǎn)時，掘進工作面電源也同時被切斷。
     風電閉鎖的作用：保證掘進工作面動力設備工作前，局部通風機先工作；由于任何原因使局部通風機停止工作時，切斷掘進工作面動力設備的電源；防止由于電火花、機械火花引起瓦斯爆炸。
     （三）瓦斯電閉鎖
     瓦斯電閉鎖由瓦斯探頭、監(jiān)控系統(tǒng)、斷電儀和高壓開關構成。如圖所示，當瓦斯探頭測得瓦斯?jié)舛瘸迺r，其常開接點K1閉合，接通斷電儀電源，其常開接點K2閉合，接通高壓開關內(nèi)的脫扣線圈TQ電路，使高壓開關切斷掘進工作面的電源，實現(xiàn)瓦斯電閉鎖。
     瓦斯電閉鎖的作用：當瓦斯?jié)舛冗_到1%時，瓦斯監(jiān)控器發(fā)出報警；當瓦斯?jié)舛冗_到1.5%時，立即切斷掘進工作面的電源并閉鎖，以免因電火花引起瓦斯爆炸。
      
   《煤礦安全規(guī)程》第138條規(guī)定：采掘工作面及其他作業(yè)地點風流中、電動機或其開關安設地點20M以內(nèi)風流中的瓦斯?jié)舛冗_到1.5%時，必須停止工作，切斷電源，撤出人員，進行處理。對因瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定被切斷電源的電氣設備，必須在瓦斯?jié)舛冉档?%以下時，方可通電開動。

127V

K1
                                                       K2                  TQ

瓦斯探頭         監(jiān)控分站              斷電儀                電源開關

瓦斯電閉鎖原理圖 
                                                      
                  復    習    題

1、觸電方式有哪幾種？
2、我國規(guī)定的安全電壓和安全電流是多少？
3、“三?！薄皟砷]鎖”的內(nèi)容是什么？
       第四節(jié)   漏電保護

歡迎朋友們多提寶貴意見

謝謝

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