1、煤矿电气安全技术与管理,第一章 电气安全管理第二章 煤矿供电系统第三章 煤矿电气设备第四章 防爆电气应用知识讲座,课程结构目录,第一章 电气安全管理、电气安全管理的内容（1）必须坚持“安全第一，预防为主”的安全生产方针，认真执行国家安全法规、规程和有关规定。（2）管理的全部内容和全过程都要把安全工作放在首位，任何决定，办法和措施，都必须有利于生产。（3）建立健全安全生产责任制，并落实到人。（4）人、财、物优先保证安全生产的需要，配齐相关工作人员，保证完成所承担的安全技术措施，管好、用好消除灾害所必须的设备、器材及工具等。（5）对安全工作实行风险抵押承包，安全技术措施列入作业计划内容。（6）搞好2、安全教育。（7）开展质量标准化活动。,二、电气安全管理的职责“安全生产、人人有责”，要求企业从领导到工人都要在各自的分工范围内，为实现安全生产尽职尽责，并且用制度的形式予以明确。(1)机电矿长安全生产责任制。(2)机电班（组）长安全生产责任制。(3)电工安全生产责任制。,三、电气安全管理制度1、安全生产责任制 是指生产经营单位的全员安全生产责任制，即将不同的安全生产责任分解落实到生产经营单位的主要负责人以及每个岗位上的个人身上，这是“安全第一、预防为主”方针的具体体现，是生产经营单位最基本的安全管理制度。主要有6个方面的内容：（1）建立、健全安全生产责任制（2）组织制定安全生产规章制度和操作规3、程（3）保证安全生产的投入和设施要保证达到规定的安全生产条件（4）督促、检查安全生产工作，及时消除生产安全事故隐患（5）组织并实施生产安全事故应急救援预案（6）及时、如实报告生产安全事故,2、安全检查制度 就是对安全生产状况进行定期检查，处理各种隐患和违章行为的一种制度。其目的是通过规范性的检查，宣传安全生产方针、政策，向职工讲解安全生产知识，杜绝各类隐患的产生，监督各项安全规章制度和操作规程的贯彻落实，制止违章作业，确保安全生产。（1）检查时间 煤矿安全规程规定：使用中的防爆电气设备的防爆性能检查，每月一次，同时每日应由分片负责电工检查1次外部，配电系统继电保护装置检查整定，每6个月1次，并4、在负荷变化时及时整定等。（2）检查对象 主要包括：物的不安全状态即危险；人的不安全行为即违章作业；环境的不安全因素即隐患。针对上述对象的不安全现象检查管理的漏洞，分析原因，杜绝后患。（3）检查标准 煤矿安全规程、设计规范、行业标准、管理文件等。对不同的检查对象制定相应的检查标准，通过安全检查确定其符合标准与否。（4）处理办法 针对检查中发现的不同问题，制定相应的处理办法，按责任制的要求有专人采取措施整改，并建立安全检查记录、台帐、登记卡等。,安全保护是指依靠科学管理和技术进步，采取组织的和技术的措施，消除劳动过程中危及人身安全和健康的不良行为及条件，防止伤亡及职业病，保护劳动者在劳动过程中的安5、全和健康。,3、安全联保互保制度,4、安全培训制度（1）培训内容：了解安全生产方针、政策和法律法规；要熟悉本工种煤矿安全规程的有关规定及作业规程和操作规程；熟悉本岗位的质量标准和操作、检测、安全技术；掌握职责范围内的设备、仪器、仪表的性能、原理、构造，能够熟练地使用和操作，并能够排除故障；掌握灾害事故发生的基本规律及防治措施，防止灾害扩大，并能采取应急处理措施，熟悉井下避灾路线；掌握自救、互救和创伤急救的基本知识和操作方法；能熟练的使用自救器。培训的形式：岗位安全培训班前班后安全培训事故分析会安全教育活动安全知识竞赛活动“三违”学习班脱产安全培训,煤矿电气事故主要发生在地面供电线路，电气设备、6、井下电网过流保护、井下电气火灾、井下电网漏电和井下电气设备保护接地等几个方面。,第二节 煤矿电气事故的原因与防治,一、地面供电系统常见事故及防治1、地面供电系统常见故障有：倒杆、断线、导线覆冰、雷击瓷瓶炸裂、电缆头爆炸、电网接地漏电、电气设备故障等。这些故障的发生都会导致供电中断，但只要维修、检查和预防性试验及时，事故是可以避免的。2、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，另一回路应能担负矿井全部负荷。两个电源之间应符合下列条件之一：(1）2个电源之间相互独立、无联系；(2）若2个电源之间有联系时，应符合下列规定：a.在发生任何一种故障时，2个或2个以上的电源、线路不得同时受到7、损坏；b.在发生任何一种故障且保护动作正常时，至少应有一个电源不中断供电，并能担负矿井全部负荷；c.在发生任何一种故障且主保护失灵，以至所有电源都中断供电时，应能在有人值班的处所，经过必要的操作，迅速恢复一个电源的供电，并能担负矿井全部负荷。,3、排除因大地震、强飓风和线路冬季覆冰等极特殊情况外，要达到以上目的，对供电系统中的各个环节需进行以下内容的检修、检查和试验。（1）10kV及其以下的矿井架空电源线路不得共杆架设、线路不得通过塌陷区，电杆根部不得腐朽、基础浅制成要牢固、杆塔不得歪斜、钢筋混凝土杆不得有裂纹、线路不应有破损断裂痕迹、杆间距应符合设计要求。（2）供电系统中的主保护和各种继电保8、护，是供电系统的保护神。及时地、精确地对各种继电保护进行校正试验，可保证继电保护动作灵敏可靠，避免事故发生。按检修计划对各种断路器、隔离开关和合闸机构等进行高质量的维修保养，会使倒闸操作顺利进行。（3）由于运行线路和备用线路的承担负荷能力基本相同，而且已查明允许线路故障性质和部位确属通过切换到备用线路及可避开。此时操作相应的开关便可迅速恢复供电。（4）6kV、10 kV架空线路和高压电缆线路，应定期进行预防性耐压试验，依次发现线路绝缘的薄弱环节，查出绝缘隐患。（5）有条件的矿井应尽量采用微机监控式继电保护系统，以提高继电保护的可靠性。,二、井下电气设备及保护（现场存在的共性问题）1、煤矿井下常9、见的几种电气故障及危害 一是短路故障。短路是指具有电位差的两点，通过电阻值很小的导体直接短接的一种电气事故。当发生短路事故时，短路回路中的短路电流值比正常运行情况下的额定电流值大几倍、几十倍，甚至上百倍，这样大的电流在极短的时间内就可能造成电缆和电气设备的损坏、供电中断，从而引发着火事故和瓦斯煤尘爆炸事故。二是过负荷。过负荷是指供配电回路中实际工作电流值超过了额定电流值，过电流时间也超过了规定的允许时间，如果过负荷现象较长时间存在，就可能造成电缆和电气设备的损坏，从而引发着火事故和瓦斯煤尘爆炸事故。三是欠电压。欠电压是指电动机所接电网点实际工作电压低于电动机额定工作电压，并低于电动机允许的最低10、工作电压值。在这种低电压状况下，电动机工作电流增大、温度升高，如果低电压现象较长时间存在，就可能造成电机绝缘损坏，从而引发着火事故和瓦斯煤尘爆炸事故。,四是单相接地故障。单相接地故障是指相线对地或与地有联系的导电体之间的短路，是短路故障的一种。它包括相线与大地、配电和用电设备的金属外壳、金属接线盒、金属管道或构件、水沟等之间的短路。对于高压电网，过大的电网将产生较大的单相接地电容电流。接地故障电容电流虽然较小，但与它有联系的电气设备和管道的外露可导电部分对地和装置外的可导电部分之间存在故障电压，此电压可使触摸到的人身遭到电击，也可因其对地所产生的电弧或电火花引发着火事故和瓦斯煤尘爆炸事故。五是11、漏电故障。漏电故障是指电气设备的绝缘受到损坏或老化，使绝缘电阻降低，从而形成电气设备对地之间的放电或电弧现象，漏电故障是接地故障的一种。漏电故障是接地故障的一种。漏电故障的结果，不仅会使电气设备进一步损坏，形成短路故障事故，从而还可能导致人身触电和瓦斯煤尘爆炸事故。六是单相断线故障。单相断线是指三相供电系统中有一相断线。电动机在运行中发生一相断线还能保持运行，但功率减少，只有三相运行时的1/21/3，随着负荷力矩的下降，电动机转速也相应降低，电流增大，一般比正常电流增大30%-40%，使电动机绕组烧坏，从而引发电气事故,2、经由地面架空线路引入井下的供电电缆，必须在入井处装设防雷电装置。注：经12、由地面架空线路引入井下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供电电缆，必须在入井处装设避雷装置。,3、向井下供电的电源线路上不得装设自动重合闸装置。注：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，能使馈电开关重新合闸，迅速恢复送电的一种自动装置。若在馈电线路上装设自动重合闸装置，当线路发生短暂性故障使开关跳闸后，如果故障没有得到及时排除或排除需要一定时间时，自动重合闸装置的动作，将会使故障进一步扩大，造成电气火灾，损坏电气设备，危及检修人员安全，更有可能引起瓦斯和煤尘13、爆炸，严重威胁矿井供电安全和矿井安全。,4、井下禁止使用油断路器开关。注：高压油断路器用于井下时受井下环境影响，其绝缘等级、机械强度等受到一定影响而降低。有可能产生拉弧、闪烁、短路，以至造成高压油断路器爆炸着火事故，轻者造成供电事故，影响矿井安全，重则引起瓦斯、煤尘爆炸，直接威胁矿井安全和井下作业人员的人身安全。,5、40kW及以上的频繁启动的电动机应采用真空电磁启动器控制。注：对于660V电压、40kW功率的电动机，其额定电流按经验公式计算，IN=1.1540=46A，其启动电流按额定电流的57倍计算，高达200300A。如果频繁启动的40kW及以上的电动机使用普通的空气绝缘的磁力开关，由于14、启动电流过大，将会产生很大的接触电弧，接点极易烧坏粘连，维护工作量较大，开关故障率高。采用真空电磁启动器控制：（1）触头开合时无电弧产生，也就消除了引燃、引爆瓦斯等可燃性气体的可能。（2）真空电磁启动器容量大，开断能力强。（3）真空绝缘等级高。（4）真空管触头行程短，结构紧凑。在使用过程中不仅安全性能较高，而且维护工作量较小、开关的故障率也相对较低。,6、每天必须对低压检漏装置的运行情况进行1次跳闸试验。注：由于井下低压线路随生产进行频繁变动，电网的绝缘水平受潮湿空气、淋水影响或摩擦、挤压、撞击等外力因素影响变化很快，一旦绝缘水平下降到危险值时，低压检漏装置必须准确、可靠动作，迅速切断故障电源15、。每天对低压检漏装置的运行情况进行1次跳闸试验，就是为了人为地检验检漏装置的动作情况，发现问题能得到及时处理，确保低压检漏装置对线路绝缘监测的连续性、可靠性。,7、每班使用前必须对煤电钻综合保护装置进行1次跳闸试验。注：煤矿井下采掘作业中使用的127V手持式煤电钻，由于受其工作环境潮湿、移动频繁、电缆部分落地并连续磨损等因素的影响，其电机、电缆的绝缘水平下降很快，并有随时受到煤块、岩石或其他物件碰撞、挤压的可能，极容易发生漏电故障，从而危及作业人员的人身安全和矿井安全。每班使用前必须对煤电钻综合保护装置进行1次跳闸试验，就是漏电保护是否失灵，以确保煤电钻的安全使用。,电气设备或线路中流过的电流16、只要超过额定值就称为过电流，短路是严重的、故障性的过电流。过电流故障出现时，轻则使导线发热电机电器寿命缩短，重则烧毁导线、烧坏电机，至引发火灾或引爆瓦斯和煤尘。,三、井下电气事故的原因及防治,（一）井下电网过电流事故的原因及防治,1、产生过电流故障的原因（1）电气设备额定电压与电网额定电压不符，造成设备过电流。如额定电压为380V电机或变压器，误接在660V电网上使用，造成过电流。（2）所选设备的额定电流应大于等于它的长时最大实际电流，否则设备会出现过电流。（3）电缆截面的选择应满足设备容量的要求，不然电缆会过电流。（4）高低压开关设备的额定断流容量应大于或等于线路可能产生的最大三相短路电流，17、否则会导致断路器损坏。（5）电气设备安装前要测量绝缘电阻，不合格不能投入运行。电气设备使用中要定期测量绝缘电阻，绝缘电阻太低会导致击穿事故。（6）安装电气设备的地点应无淋水、碰、撞、砸等伤害。因为淋水可能造成电网漏电或接地。（7）按煤矿安全规程要求敷设电缆。电缆要防止砸、碰、压等伤害，按要求悬挂，决不允许将电缆泡在水中，发现问题要及时处理。,2、防治过电流故障的措施短路、过负荷和断相是常见的过电流故障，对此类故障的防治办法主要应抓好设备的保养，让以上故障少发生或不发生。另外还要采取切实有效地保护措施，当过流发生靠保护装置切断过电流线路，达到设备不受过电流损害的目的。（1）井下高压电动机和动力变18、压器的保护。采用PB系列隔爆配电箱中的过流继电器和无压释放器，可以实现电动机和变压器的短路保护和欠电压释放保护。由于PB系列配电箱中无反时限动作或延时动作的过流保护装置，过负荷保护不能实现。如当变压器二次侧的采煤机启动时，反映到变压器一次侧的电流值就会超过变压器一次侧的额定电流值。这是正常的起动电流，继电保护理应躲过此电流。但PB系列配电箱无此功能。解决的办法是：可以在PB系列配电箱上加装一套具有反时限动作特性的电子式过负荷保护装置。（2）采区变电所动力变压器和移动式变电站及配电点馈出线上装设过流保护。以上3种出线上可以装设短路保护装置，只要短路点选择合适，计算短路电流值准确，整定值合理，即可19、实现短路保护。,（二)井下电气火灾事故的原因及预防井下电气着火事故有以下几种类型：矿用变压器着火，油浸变阻器和油开关着火，低压橡套电缆和铠装电缆头放炮着火，架线电机车电弧引燃木支架着火，灯泡取暖着火等。1、引起电气火灾的原因（1）电缆接头因接触不良或流过大电流导致发热着火，尤其铜铝接头更为严重。（2）煤电钻电缆短路，因短路保护失灵，导致整条电缆着火。（3）电缆悬挂不当、受挤压、砸或矿车压，造成短路而引发火灾。（4）架线电机车电孤引燃木棚，产生电气火灾。（5）无消防灭火器材或灭火器材太少，发生电气火灾时，不能及时灭火。,2、预防电气火灾的措施（1）电缆短路造成火灾，是因为过流保护失灵造成的，准确20、计算整定过流保护，即可解决问题。（2）平时带电的电缆不应盘圈，要选用合格的矿用阻燃电缆。（3）加强电缆接线盒的维修检查，尤其对铝芯电缆接线盒更应经常检查，发现问题及时处理。（4）架线电机车行驶的巷道中必须采用锚喷、砌碴或采用混凝土栅支护。（5）机电硐室内严禁用灯泡取暖，硐室内要存放足够的灭火器材。,3 井下电力网漏电接地故障原因及预防措施井下漏电接地故障产生的危害很多。当一相火线严重漏电或接地时，另外两相非故障火线对地电压会升高到原来对地电压的3倍。对设备绝缘构成威胁，对人身触电危险性加大。如非故障两相中任意一相再发生接地则会导致接地短路事故。工作面漏电时，还有引爆电雷管的可能。,1、井下产生21、漏电的原因（1）使用了绝缘不良的陈旧电缆或设备。（2）电工接线工艺粗糙低劣，造成芯线毛刺触及设备外壳。（3）电气设备和电缆淋水或严重受潮。（4）受井下气候影响，防爆电气设备内部结露。2、预防漏电的措施（1）更换绝缘电阻太低的电缆或设备。（2）对电工加强技术培训，提高接线工艺水平。（3）解决设备淋水问题，电缆严重受潮应升井干燥。（4）设备内部结露导致对外壳漏电，可在设备内部放置高质量的干燥剂。（5）必须按煤矿安全规程要求，安装使用检漏继电器。检漏继电器是井下漏电故障的“保护神”，必须严格执行有关检漏继电器运行的各项规定和要求。,(四）对井下电气设备保护接地的要求保护接地是基于等电位和分流原理工作22、的。当电气设备金属外壳与大地之间用电阻极小的导线连成一体时，设备外壳与大地之间则不会出现大的电位差，此时即便是设备外壳带电，有人触及了设备外亮，由于设备外壳流入大地的电流是通过由约1k的人体电阻和几乎为零的接地导线电阻并联的两回路入地的。显然绝大部分电流将经接地导线流入大地，经人体入地的电流微乎其微。漏电保护和保护接地，从保护原理来看，可以构成互为后备保护的功能。井下电气设备保护接地的要求如下：,（1）井下所有电气设备的金属外壳应通过动力电缆的接地芯线或其他导体连接成接地网，接地网必须与浸入水仓中的总接地极可靠连接。连接每台设备外壳的导线断面应合格，接头不得松动、锈蚀。（2）接地连接导线与接地23、母线尽量采取焊接，如采用螺栓连接，螺栓螺母应镀镑或镀锡；绞接时，其绞接长度不小于100mm，绞接要牢固。（3）接地网不得通过设备外壳串联连通，接地线要接在专用接地螺栓上，不得用设备的基础螺栓代替。（4）接地装置可采用铜材或钢材，不得使用铝材。（5）主接地极应在主、副水仓各埋一块，要用面积0.75m2以上、厚度大于5mm的钢板制作。（6）接地母线截面积：铜线不小于50mm2，镀钵铁线不小于100mm2；或用厚度不小于4mm、截面不小于100mm2的扁钢。,下列地点应装设局部接地极：电气设备铜室、单独安装高压电气设备处、低压配电点和动力铠装电缆的接线盒。局部接地极应设置在水沟内或潮湿处。其面积不小24、于0.6m2、厚度不小于3mm的钢板或具有相同存放面积的钢管制成，并平放于水沟深处。设备在其他处的要用直径大于35mm，长不小于1.5m的钢管制成，管上至少钻20个直径不小于5mm的透眼，并直埋于地下，埋深0.75m以上。电气设备外壳与接地母线（包括辅助接地母线）间的连接线、跨接电缆接线盒两头的铠装和铝皮的连接线、低压机电硐室辅助接地极的连接线，要用截面不小于25mm2的铜线，截面不小于50mm2的镀铸铁线或厚度不小于4mm截面不小于50mm2的扁钢。低于或等于127V的电气设备的接地导线，连接导线不应采用断面小于6mm2的裸铜线。,采区移动设备保护接地的检查：工作面移动设备的金属外壳，要用橡25、套电缆中的接地芯线和自身的起动器外壳及配电点开关外壳可靠的连接，并最后与采区的总接地网连接在一起。由采掘设备的配电点通过满足规定要求截面的导体，与局部接地极相连，保证其可靠的电气连接，并不受其他因素干扰。（9）保护接地的测试检查：接地网上任何一点测得的接地电阻值不得大于2。由每一移动式或手持式电气设备至局部接地极之间作为保护接地用的导体的直流电阻不得大于1，大于1应更换。每年应将主接地极和局部接地极从水仓和水沟中捞出，进行详细检查。工作面配电点和移动式变电站处的局部接地极，因移动周期小于1年，要求每移动1次详细检查1次。,注：根据煤矿生产的特殊性，结合电工思想意识方面存在的“三违”行为，归纳出常见的“三违”行为180例，予以警示，引以为戒。,