安培课件矿井变配电王爱霞.ppt

矿井变配电工,义马煤炭技工学校电工教研室,王爱霞周桂花,按一次能源介质划分为火力发电厂、水力发 电站、核电站等，此外，还有小容量的太阳能发电厂、风力发电厂、地热发电厂和潮汐发电厂等，正在研究的还有磁流体发电和氢能发电等。,第一节矿井供电系统,一、电力系统,一个完整的电力系统由各种不同类型的发电厂、变电所、输电线路及电力用户组成。,1发电厂,水力发电,火力发电,风力发电厂,太阳能发电厂,核能发电厂,变电所是变换电能电压和接受分配电能的场所。如果仅用以接受电能和分配电能，则称为配电站，仅用以把交流电能变换成直流电能，则称为变流所。,2变电所,3电力网,输电线路和配电线路统称为电力网。,通常将220kV及以上的电力线路称为输电线路，110kV及以下的电力线路称为配电线路。配电线路又分为高压配电线路（110kV）、中压配电线路（635kV）和低压配电线路（380/220V）。,凡取用电能的所有单位均称为电能用户，其中工业企业用电量约占我国全年总发电量的64%，是最大的电能用户。,4、电能用户,煤矿井下生产条件特殊，为了保证矿工及矿山的生命、财产安全，要求供电安全、可靠、经济和技术合理。,二、煤矿企业对供电的要求及电力负荷的分类,(一)煤矿企业供电的基本要求,1、供电安全,煤矿井下存在有水、火、瓦斯、煤尘、顶板五大自然灾害的威胁。井下自然条件恶劣，生产环境复杂，容易发生触电、爆炸等恶性事故，因此必须采取防爆、防触电、防潮、防过流各种电气保护措施，严格遵守煤矿安全规程的规定，确保煤矿供电安全。,煤矿供电中断，不仅会影响生产，而且会造成停止通风和排水，从而引发瓦斯和煤尘爆炸、水灾等各类重大事故，危及人民群众生命财产的安全，有时甚至毁掉整个矿井。因此要求煤矿供电，特别是井下供电绝对可靠，在任何情况下都必须保证提供一部分电能，确保矿工及矿井的安全。,2供电可靠,3供电技术合理,供电技术合理也叫供电质量好，是指供电的电压、频率要达到一定的技术标准。要求电压波动范围不超过额定值的土5；频率偏移范围，3 000 kV及其以上系统不超过02 Hz，3 000 kV以下系统不超过士05 Hz。,4供电经济,由于煤矿电气设备耗电量很大，如果设计不合理，选型不合理，会造成电能的浪费，因此，在保证安全，提高供电质量的 前提下，应力求供电线路简单，操作方便，电气设备设计和选 型合理，保证供电的经济性。,(二)电力负荷的分类,煤矿电力负荷按用户的重要性和中断供电对人身安全或在经济方面所造成的损失和影响程度分为3类,1第一类负荷,第一类负荷，要求供电必须可靠，如果中断其供电，会造成人员伤亡、重大设备损坏，造成巨大经济损失。这类负荷，如主要通风机，主要提升机，主要排水设备等。凡第一类设备都必须是双回路供电。,2第二类负荷,第二类负荷，如果中断其供电，会严重减少产量，造成重大经济损失。这类负荷，如压风设备、采区变电所等。,3第三类负荷,第三类负荷，中断其供电，对生产无直接影响，也不会造成特别大的经济损失。,根据煤矿电力负荷分类，当供电系统出现故障或进行检修，需要限制用电负荷时，就能分轻重缓急，停止对第三类负荷的供电，对第二类负荷全部或部分供电，确保对第一类负荷的供电。,二、矿井供电系统等级及其分类,矿井供电系统是指由矿井地面变电所，井下中央变电所，采区变电所，工作面配电点按照一定方式相互连接起来的一个整体。,1煤矿常用电压等级,考虑了经济和技术上的合理性以及所有电气设备的制造水平和发展趋势，特别制定了标准电压等级。由于煤矿生产条件的特殊性，采用了特定的电压等级。下表列出了煤矿井下常用电压等级及其用途。,煤矿井下常用电压等级及其用途,为了保证煤矿井下供电安全，煤矿安全规程对井下各级电压等级进行了具体的规定。煤矿安全规程第448条规定：井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级，应符合下列要求：(1)高压，不超过10 000V。(2)低压，不超过1 140V。(3)照明、信号、电话和手持式电气设备的供电额定电压，不超过127V。(4)远距离控制线路的额定电压，不超过36 V。采区电气设备使用3 300 V供电时，必须制定专门的安全措施。,210 kV电压下井的优点及规定,随着井下机械化程度的提高，采掘工作面机组容量的加大，6 kV供电电压在某些矿已不能满足要求，特别是一些大型矿井，甚至特大型矿井的出现，开始采用10 kV电压下井。10 kV电压下井提高了供电的经济性并增大了供电范围。,1)10 kV下井的优点,(1)大型矿井 降低高压电网的电能损耗。由于10 kV输电比6 kV输电的电能损耗小，同时也没有10 kV6 kV变压器的损耗，所以降低了高压电网的电能损耗。减小下井电缆截面。在输送能量一定的情况下，电压越高，电流就越小，输电所需导线的截面也越小。,优点体现在以下几个方面:,(2)中小型矿井。有相当一部分中小型矿井采用10 kV电力系统电源供电。若采用10 kV直接下井，有以下优点：减少因设置变电所而造成的主变压器多余容量的初装增容费；减少了年运行费用；简化了供电系统，减少了电网事故，提高运行的可靠性。,井下供电电压越高，电网对地电容电流越大，接地电火花能量越大，人身触电伤亡的危险性及瓦斯、煤尘爆炸的可能性也越大。因此，采用10 kV电压直接下井，应遵循下列规定：(1)采用的10 kV矿用电气设备，必须通过部级技术鉴定。(2)10 kV系统投入前，必须按有关规定进行验收、检查、试验。,2)10 kV直接下井的规定,(3)10 kV系统投入运行后，必须按有关规定进行各项试验整定工作。(4)必须装设10 kV单相接地保护、保护接地，并按有关规定进行各项试验。(5)10 kV6 kV矿用监视屏蔽型橡套电缆的相互连接及其与设备的连接，必须采用10 kV专用的电缆终端。,(二)矿井供电系统的分类,根据矿井的井田范围、煤层埋藏深度、地质条件，矿井供电系统分为,深井供电系统:,浅井供电系统:,煤层深度大于150 m,煤层深度小于150 m,典型的深井供电系统如图31所示。深井供电系统采用了 三级供电方式，即地面变电所、井下中央变电所、采区变电所。矿井地面变电所由两趟35kV线路供电(有些大型矿井采用110kV)。两趟35kV线路来自两个不同的电源。地面变电所将 35kV降压为6kV，供、配电给地面的主、副井提升设备、通风机、空压机、选煤厂等，同时地面变电所将6kV降压为380V供地面低压动力及照明用电。,1深井供电系统,从地面变电所两段不同的6kV母线上引出两条高压输电电缆，通过井筒下井送到井下中央变电所；在井下中央变电所通过高压配电装置将电能分配给井底车场附近的高压用电设备，如主排水泵、变流设备，并向各采区变电所供电，同时在井下中央变 电所还设置了动力变压器，将6kV电压降到380V(660V)，向井底车场及附近巷道、硐室的低压动力设备供电。此外，还设置了照明、信号综合保护装置，将380V(或660V)电压进步降 到127V，供井底车场及附近硐室照明、信号专用。,2浅井供电系统,典型的浅井供电系统如图所示,浅井供电系统不必将6kV电能送至井下中央变电所进行电能的分配和输送，而是由地面变电所直接将6kV电能送到与采区变电所位置相对应的地面变电亭，变电亭再将6kV降低到660V(或380V)，经钻孔向井下采区变电所供电,井底车场的低压供电，是由地面变电所引出的低压母线经井筒提供的。由地面变电所到采区地面变电亭的供电，采用高压架空线路(也可采用电缆线路)，在架空线两端需装设避雷装置。浅井供电系统的优点是简便、经济，可减少硐室的开拓量，节省了高压电缆和高压配电装置，减少了触电的危险；其缺点是需要钻孔，需要建地面变电亭。,三、井下中央变电所及采区供电,(一)井下中央变电所厦其设备布置,井下中央变电所是井下供电枢纽，是变配电的中心。单一水平生产的矿井，设一个井下中央变电所；多水平的生产矿井，每个水平各设一个井下中央变电所。,1井下中央变电所的位置,井下中央变电所一般设在井底车场附近、负荷的中央与水泵房相连。井下中央变电所与水泵房硐室最好成直线，在一条水平线上铺一条相通的轨道，为了保证设备运输的方便，井下中央变电所与井底车场运输巷道开有相通的巷道，如图所 示：,1副井井2一主井井筒；3井下中央变电所 4一主水泵房；5井底车场巷道,2井下中央变电所的主要任务,井下中央变电所的主要任务之一是向下列设备及地点配电。(1)各采区变电所；(2)主排水泵房的高压电动机；(3)井下电机车需要的变流设备。,井下中央变电所的主要任务之二，是通过动力变压器将高压6 kV降低到660 V(或380 V)向井底车场及其附近巷道的低压动力设备,井下中央变电所主要设备有：高压配电装置、动力变压器、低压馈电开关、低压真空磁力启动器、检漏继电器、照明和信号综合保护装置及照明灯具等。各种设备除满足电压、容量等基本要求外，还必须符合煤矿安全规程第444条的规定。,3井下中央变电所的设备组成,井下中央变电所主要设备有：高压配电装置、动力变压器、低压馈电开关、低压真空磁力启动器、检漏继电器、照明和信号综合保护装置及照明灯具等。各种设备除满足电压、容量等基本要求外，还必须符合煤矿安全规程第444条的规定。,对井下中央变电所的设备应加强维修和保养，对运行中的主要变压器、高低压配电装置应定期进行检查、调整，设立设备的“运行日志”和定期检查记录、巡回检查记录、故障记录，设备转过程中要坚持巡回检查制度，发现问题及时处理和汇报，使设备经常保持整洁、润滑、安全、经济运转。,4井下中央变电所的电源及其接线系统,1)电源进线。,井下中央变电所的电源来自地面变电所两段不同的6 kV母线。煤安全规程规定，井下中央变电所供电线路不得少于两回路供电。立井开拓的矿井考虑到便于电缆检修、避免电缆被砸 坏，一般下井电缆敷设在副井井筒。对斜井开拓的矿井，煤矿安全规程规定；在机械提升的进风的倾斜井巷敷设电缆时，必须有可靠的安全措施。采用斜井开拓矿井，如钻孔深度用一根电缆长度能满足要求，且经济比较有利时，应采用钻孔下电缆方式。特别是对于井下水量较大的矿井，需多根电缆下井时，采用钻孔下电缆方式有更多的优越性。对于平硐开拓的矿井，平硐内如有下山主排水泵房及供综合机械化采煤的采区变电所，一般应有两回路向上述地点供电，当任一回路发生故障时，另一回路仍能保证水泵及综采工作面正常工作。,对于多水平生产的矿井，各水平井下中央变电所的电源可以分别引自地面变电所，也可以引自上一水平的井下中央变电所；或者一部分引自上一水平的井下中央变电所，另一部分引自地面变电所。,2)接线方式,(1)单一水平井下中央变电所的接线方式。,如图所示,井下中央变电所两段母线分别来自地面变电站6 kV两段母线的电缆。这种接线方式适用于井下负荷不太大的中、小型矿井。这种接线系统的优点是简单、可靠。两趟电缆线路当一趟电缆停止工作时，另一趟电缆必须承担全矿井下负荷。,3趟电缆下井，如图所示，适用于老矿井原来采用两趟电缆下井供电，后因增加负荷，需扩大供电能力时采用。,(2)多水平矿井井下中央变电所接线方式。,如图所示为两个水平开采，各水平中央变电所接线方式。这种方式适用于二水平用电负荷接近或大于一水平用电负荷,如图为两个水平开采，各水平中央变电所接线方式。这种方式适用于二水平负荷大于一水平用电负荷，同时当二水平负荷出现后，一水平的负荷有所下降。这种接线方式充分利用一水平原有的下井电缆的供电能力，在一、二水平之间增设两回联络电缆。,如图所示也是多水平开采时中央变电所接线方式。这种接线方式适用于二水平的用电负荷小于一水平的用电负荷，当二水平出现后，一水平负荷有所下降，一、二水平总负荷用一水平原供电电缆。,5井下中央变电所设备布置,设备布置原则如下：(1)变电所内设备之间的电气连接，除在开关柜内可用母线连接外，必须用电缆作连接。(2)变电所设备布置时应留出一定的备用位置。(3)为缩短硐室的长度，一般采用双列布置，只有在设备台数很少，低压开关采用配电盘时，才采用单列布置。,(4)所有电气设备外壳必须接地，接地母线沿硐室内壁敷设。由于井下主接地极设置在主排水泵房的吸水小井内，距井下中央变电所很近，所以井下中央变电所除检漏继电器的辅助接地极外不设置局部接地极。,设备布置如图所示,(二)采区供电,随着采掘机械化的发展，工作面电气设备总容量的增加，对井下采区供电提出了新的要求。首先采区供电电压已普遍采用660V或l 140 V。第二，为了缩短低压供电距离，使用了隔爆移动变电站；为了配合采煤机组快速推进需要，广泛采用了组合式电气设备。第三，在采区电气安全方面广泛采用了阻燃移动式橡套屏蔽电缆，使用了漏电闭锁、有选择性漏电保护装置，使用了照明、信号综合保护装置和煤电钻综合保护装置。,1采区变电所的作用及其位置,采区变电所是采区用电的中心，其主要任务是将高电压变为低电压，并分配到本采区所有采掘工作面及其他用电设备；同时，采区变电所还将部分高压直接分配给本采区的移动变电站。采区变电所的位置决定于低压供电电压、供电距离、采煤机组的容量大小等因素。一般情况下采区变电所应设在采区用电负荷的中心，以保证低压用电设备的供电电缆线路不是太长，使设备的端电压满足要求。采区变电所不得设在工作面运输巷道中，一般设在采区运输上山与轨道上山之间的联络巷内，如图所示。,2采区变电所接线方式,(2)双电源进线,(1)单电源进线。,(3)向移动变电站供电的接线方式。,2)采区变电所低压接线方式,1)采区变电所高压接线方式,如图所示,3采区变电所设备布置,(三)移动变电站,移动变电站一般设置在工作面平巷，距工作面150300 m，工作面每推进lOO200 m移动变电站向前移动一次，使低压供电距离不超过500 m。其布置方式有以下几种：,(1)设置在运输平巷,（2)设置在回风平巷,(3)设置在下一个工作面的回风平巷与本工作面运输平巷的联络巷内。,(4)设置在运输平巷的人口处轨道上山与材料上山的联络巷内。,四、变压器中性点运行方式,(一)井下供电的特点,(1)井下环境恶劣，受五大自然灾害的威胁，湿度大设备易受潮，易发生触电事故。,(2)井下除架线电机车使用架空线路外，送电线路都是电缆 线路，随着工作面的向前移动，电气设备供电电缆移动频繁。,(3)井下巷道硐室和工作面空间狭窄，并常有岩块、煤块冒落的危险。,(4)井下电气设备工作繁重，启动频繁，负荷变化较大，设备易过载。,(二)变压器中性点运行方式分析,1变压器的中性点概念,变压器三相绕组星形(Y)联接，将三相绕组末端连接在一起，成为一个公共点，称为中性点。,如图所示为正常情况下变压空载时线路等效电路图和矢量图。,设各相电压相等而且对称Ua=Ub=Uc其矢量图如图所示。各相对地的绝缘电阻相等，ra=rb=rc且看成是星形负载，有如下关系：,Ua+Ub+Uc=0,中性点对地电位用uo表示，在正常情况下电源电压对称、线路负荷对称时，变压器中性点对地电位为零，即Uoo。,2变压器中性点运行方式的种类,变压器中性点的运行方式其实就是变压器中性点与地连接的方式，有3种形式：变压器中性点直接接地，变压器中性点不接地、变压器中性点采用消弧线圈接地。,3变压器中性点直接接地的危害,(1)人体触及一相带电体,(2)电网一相接地,4变压器中性点不接地运行方式,如图所示为变压器中性点不接地运行时人触及一相带电体状况。此时电流从电网一相经过人身地，再经过其他两相对地绝缘电阻rb,rc。和对地电容Cb，CC回到电网。,(1)忽略电网对地电容,(2)考虑电网对地电容,5变压器中性点采用消弧线圈接地,在电网对地电容电流较大时，如果片面地增加线路对地绝缘电阻，不但不能减少通过人身的触电电流，反而会增加触电电流。所以只有用电感电流来补偿电容电流。变压器中性点采用消弧线圈接地就是通过消弧线圈产生感性电流补偿电网电容电流。煤矿安全规程第457条规定：矿井高压电网，必须采取措施限制单相接地电容电流不超过20 A。,第二节 井下供电安全,一、煤矿安全规程对井下供电的要求,(1)对井下各水平中央变(配)电所、主排水泵房和下山开采的采区排水泵房供电的线路，不得少于两回路。当任一回路停止供电时，其余回路应担负全部负荷。两回路电源应来自各自的变压器和母线段，线路上不应分接任何负荷。,(2)井下低压配电系统同时存在2种或2种以上电压时，低压电气设备上应明显地标出其电压额定值。,(3)矿井必须备有井上、下配电系统图，井下电气设备布置示意图和电力、电话、信号、电机车等线路平面敷设示意图，并随着情况变化定期填绘。同时，图中应注明：电动机、变压器、配电设备、信号装置、通信装置等装设地点；每一设备的型号、容量、电压、电流种类及其他技术性能；馈出线的短路、过负荷保护的整定值，熔断器熔体的额定电流值，以及被保护干线和支线最远点两相短路电流值；线路电缆的用途、型号、电压、截面和长度；保护接地装置的安设地点。,（4)电气设备不应超过额定值运行,(5)井下配电网路(变压器馈出线路、电动机等)均应装设过流、短路保护装置；必须用该配电网路的最大三相短路电流校验开关设备的分断能力和动、热稳定性，以及电缆的热稳定性；必须用最小两相短路电流校验保护装置的可靠动作系数。,(6)井下中央变电所的高压馈电线上，必须装设有选择性的单相接地保护装置；供移动变电站的高压馈电线上，必须装设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置。,(7)直接向井下供电的高压馈电线上，严禁装设自动重合闸。,(8)井上、下必须装设防雷电装置，并遵守下列规定：经由地面架空线路引入井下的供电线路和电机车架线，必须在人井处装设防雷电装置；由地面直接人井的轨道及露天架空引入(出)的管路，必须在井I：1附近将金属体进行不少于2处的良好的集中接地。,二、煤矿安全规程对机电硐室的要求,(1)井下中央变电所和井底车场内的其他机电设备硐室，用砌碹或用其他不燃性材料支护，硐室必须装设向外开的防火铁门。并下中央变电所和主要排水泵房的地面标高，应分别比其出口与井底车场或大巷连接处的底板标高高出05 m。,(2)采掘工作面配电点的位置和空间必须能满足设备检修和巷道运输、矿车通过及其他设备安装的要求。,(3)变电硐室长度超过6 m时，必须在硐室的两端各设1个出口,(4)硐室内各种设备与墙壁之间应留出05 m以上的通道，各种设备相互之间，应留出08 m以上的通道。,(5)带油的电气设备必须设在机电设备硐室内。严禁设集油坑。,(6)机电设备硐室内不应有滴水。硐室的过道应保持畅通，严禁存放无关的设备和物件。,(7)机电设备硐室人口处，必须悬挂“非工作人员禁止入内”字样的警示牌。硐室内必须悬挂与实际相符的供电系统图。硐室内有高压电气设备时，人口处和硐室内必须在明显地点悬挂“高压危险”字样的警示牌。,(8)采区变电所应设专人值班。无人值班的变电硐室必须关门加锁，并有值班人员巡回检查。,(9)机电设备硐室内的设备，必须分别编号，标明用途，并有停送电的标志。,(10)机电设备硐室内必须有足够的照明,(11)井底车场，运输调度室，采区变电所，上、下山绞车房，水泵房，带式输送机集中控制硐室等主要机电设备硐室和采掘工作面，应安装电话；井下主要泵房、井下中央变电所的电话，应能与矿调度室直接联系。,三、安全用电作业制度,1工作票制度,2工作许可制度,3工作监护制度,4停送电制度,5验电、放电、接地、挂牌制,6检修工作期问防止送电的措施,(1)不准带电检修、搬迁电气设备、电线、电缆。(2)不准甩掉无压释放器、过电流保护装置。(3)不准甩掉漏电继电器、煤电钻综合保护装置和局部通风机风、电和瓦斯、电闭锁装置。(4)不准明火操作，明火打点，明火爆破。,7井下用电十不准制度,(5)不准用铜丝、铝丝、铁丝等代替保险丝。(6)停风、停电的采掘工作面，未检查瓦斯，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)失爆的设备、失爆的电器，不准使用。(10)不准在井下拆卸和敲打矿灯。,四、触电的危害及防治措施,(一)触电的概念及其分类,1触电的概念,人触及带电导体或触及因绝缘损坏而带电的电气设备金属外壳，或接近高压带电体而成为电流通路的现象称为触电。触电是一种事故。在煤矿井下，由于空气潮湿，空间狭窄，照明不足，电气设备容易被砸、压而使绝缘损坏，因而容易发生触电事故。,2触电的分类,触电对人体组织的破坏过程是很复杂的，按照触电时人体伤害程度分类，触电可分为电击和电伤。,3触电的方式,按照人体触及带电体的方式和电流通过人体的途径，触电的方式可分为单相触电、两相触电和跨步电压触电。,(二)影响触电危险的因素,1触电电流的影响,2触电电流持续时间的影响,我国规定触电的安全电流与触电的安全时问为30 mAs。,3人体电阻的影响,人体电阻是触电电流流经人体各部分组织时对电流的阻碍作用。它包括2个部分，即体内电阻和皮肤电阻。,4接触电压的影响,接触电压是指人站在地上，身体某一部分碰到带电体或带电的金属外壳时，人体接触部分与站立点电位差。触电的危险程度主要决定于直接加在人体上的电压，即接触电压的大小。,5电流频率的影响,电流频率对触电的伤害程度产生直接的影响。25300 Hz的交流电对人体的伤害远大于直流电。低于25 Hz和高于300 Hz时，,伤害程度会显著减轻。当频率高于1 000 Hz时，其伤害程度比工频时有明显减轻。,6触电电流流经途径的影响,电流流经人体的途径，对于触电的伤害程度影响很大。电流通过心脏、脊椎和中枢神经等要害部位时，触电的伤害最为严重。电流从左手到胸部以及从左手到右脚是最危险的电流途径；从右手到胸部或从右手到脚、从手到手都是很危险的电流途径。,(三)安全电流和安全电压,1安全电流,安全电流是指发生触电时不会使人致死、致伤的通过人体的最大触电电流。我国规定安全电流为30 mA。其含义是，对于任何供电系统，必须保证当发生人员触电时，触电电流不得大于30mA，否则必须设置触电保护装置。,2允许安秒值,触电电流和触电电时间的乘积不允许超过30 mAs。,3安全电压,安全电流与人体电阻的乘积称为安全电压。在我国，对于人员可能经常接触的电气设备，在没有高度危险的条件下(如干燥洁净的场所)，安全电压采用65 V；在有高度危险的条件下(如煤矿井下)，安全电压采用36 V；在特别危险的条件下(如潮湿酸性场所)，安全电压为12 V。,(四)预防人身触电的措施,1井下发生触电事故的原因,1)高压电网事故的主要原因,(1)带电清扫，带电检查，带电搬运，带电作业。(2)没有工作票，没有安全措施，没有执行高压电网作业中停电、验电、放电等规程和要求。(3)误操作，误停、送电，错误辨认开关和电缆，没有执行作业监护制度，没有悬挂“有人工作，不准送电”警示牌。(4)没有设置漏电保护装置。,2)低压电网触电事故的主要原因。,(1)违章带电安装，带电检修，带电检查。(2)不执行停送电制度，停错、送错电。(3)用电安全技术管理有漏洞，如设备及电缆漏电、保护装置失灵，而没有及时修理或更换。,3)直流触电事故的原因。,(1)架线高度低，不符合煤矿安全规程的要求。(2)带电修理电机车集电弓。(3)工人违章乘坐矿车。(4)矿车掉道后，使用长铁器处理时触及架线。(5)工人在有架线的巷道里扛纤子、管子等触及架线。(6)架线漏电或没装直流漏电保护装置。,2防止触电的措施,(1)井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线。检修搬迁前，必须切断电源；检查瓦斯，只有当工作地点的瓦斯浓度低于l时再验电(与电源电压相适应的验电笔)，确认无电后，进行导体的对地放电；所有开关的闭锁装置必须可靠，防止擅自送电，擅自开盖操作；悬挂“有人工作，不准送电”字样的警示牌，工作结束后，检查无误，执行这项工作的人员才有权取下此牌送电。,(2)操作井下电气设备必须遵守下列规定：非专职人员或非值班人员不得擅自操作电气设备。操作高压电气设备主回路时，操作人员必须戴绝缘手套，并穿电工绝缘靴或站在绝缘台上。手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部分必须有良好的绝缘。普通型携带式电气测量仪表，必须在瓦斯浓度1以下的地点使用，并实时检测使用地点的瓦斯浓度。操作电气备要有工作票和施工措施，停、送电的操作，要根据书面申请或其他可靠和联系方式，由专职电工执行。,(3)加强对电气设备、供电线路的管理。电气设备安装使用合理，各种保护装置严禁甩掉不用；电缆线路不准有“鸡爪子”、“羊尾巴”、“明接头”；对地绝缘电阻符合要求；巷道内的电缆，沿线每隔一定的距离，拐弯或分支点，以及连接不同直径电缆的接线盒两端、穿墙电缆的两边，都应设置注有用途、电压和截面的标志牌。,(4)防止人身接触或接近带电体。将电气设备裸露带电部分安装到一定的高度。如煤矿安全规程第356条规定了井下电机车架空线的悬挂高度：在行人的巷道内、车场内以及人行道与运输巷道交叉的地方不小于2 m，在不行人的巷道内不小于19m。井底车场内、从井底到乘车场不小于22 m。容易碰到的，裸露的带电体及机械外露的传动部分，必须加装护罩或遮栏等防护设施。各种电气设备的导电部分和电缆接头都必须封闭在坚固的外壳中，并保证闭锁装置完好。,(5)对人员经常接触的电气设备，采取降低工作电压。如井下照明、信号、电话、手持式电气设备的额定电压都不超过127 V；控制回路电压不超过36 V。(6)井下电气设备采用保护接地。(7)设置完善可靠的漏电保护系统，一旦发生人身触电，立即切除电源，保证人身安全。,3防止触电应注意的事项,(1)教育员工加强对触电危害性的认识。(2)任何人无权自行停电、送电。(3)携带较长的金属工具、金属管材在架空线下行走，严禁扛在肩上。(4)乘坐平巷人车或专列人车，上车、下车时必须切断该区段架空线电源，严禁带电扒车。(5)上、下山行走，不能手扶电缆，防止电缆漏电后触电。(6)严禁在电气设备上、电缆上躺坐，以防触电。,复习思考题 1煤矿企业供电的基本要求有哪些?2什么是矿井供电系统?分为哪两类?3煤矿安全规程$448条规定井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级分别为多少?4采用10 kv下井应该遵守哪些规定?5井下中央变电所的位置一般设在何处?其主要任务是什么?6井下中央变电所设备布置原则是什么?7泉区变电所的位置一般设在何处?其主要任务是什么?8煤矿安全规程443条对井下变压器中性点运行方式做了哪些规定?9煤矿安全规程对井下供电有哪些要求?,10井下安全用电作业制度有哪些?11并下用电“十不准”的内容是什么?12什么是触电?触电的方式有哪些?13影响触电危险的因素有哪些?14我国规定安全电流是多少?允许安秒值是多少?允许安秒值的含义是什么?15井下高压电网发生触电事故的主要原因是什么?16防止触电的措施有哪些?17什么是杂散电流?杂散电流的危害是什么?18直流杂散电流的防治措施有哪些?,第四章 井下电网保护,第一节 漏电保护,一、漏电的危害及原因,在变压器中性点不接地电网中，发生单相接地(直接接地或经过渡阻抗接地)或两相、三相对地的总绝缘电阻降低到危险值的电气故障叫漏电故障，简称漏电。,集中性漏电:指由于电网某处或某点的绝缘损伤而发生的漏电。分散性漏:由于整个电网或某条线路的对地绝缘电阻降低而发生的漏电。在井下电网中出现较多的是集中性漏电。,电网漏电可分为,集中性漏电,分散性漏电,井下发生漏电故障主要由以下原因造成。,(1)电缆或电气设备的绝缘受潮或进水，使绝缘电阻下降。(2)电气设备或电缆长期过负荷运行使绝缘老化。(3)电缆与电气设备的连接不符合要求，造成接头松动脱落而碰金属外壳。(4)橡套电缆的连接不符合要求，出现“鸡爪子”、“羊尾巴”和“明接头”，或受潮气侵入。(5)用金属丝吊挂橡套电缆，使其嵌入绝缘层内接触芯线。(6)接线时，将导电芯线与地线接错。,(7)电缆在运行中被炮崩或受挤、压、拉、砸、砍等机械作用而损坏绝缘。(8)电缆因长期过度弯曲而产生裂口或缝隙，运行中受潮气或淋水侵入。(9)人体触及一相带电导体。(10)在电气设备内随意增添电气元件，或检修时将工具等导体留在设备内，使电气间隙小于规定值，导致一相对外壳放电。(11)操作电气设备时产生弧光对地放电。(12)出现严重过电压，击穿电缆或电气设备的对地绝缘。,二、漏电保护方式,(一)附加电源直流检测式,在不接地电网中，很容易检测到电网各相对地的绝缘电阻值。若在三相电网与大地之间附加一独立的直流电源，则在三相对地绝缘电阻上将有一直流电流流过，该电流的大小直接反应了电网对地绝缘电阻的高低。附加电源直流检测式就是利用该电流实现漏电保护的。,(二)零序功率方向式,由不接地电网分析可知：当电网正常时，各相对地电压对称，电网无零序电压，也无零序电流；当发生不对称漏电时，各相对地电压不再平衡，电网出现零序电压U。，因而必有零序电流，零序功率方向式就是利用这两个参数实现不对称漏电保护的。它利用由环形铁心、其上所缠的二次绕组和穿过铁心的3根电缆芯线组成的零序电流互感器LH作为检测元件。,三、检漏保护装置的安装、运行、维护与检修,(一)井下安装,(1)检漏保护装置应接在馈电开关的负荷侧；带漏电闭锁的检漏保护装置，其电源部分应接在馈电开关的电源侧，但应有安全措施。,(2)如果同时用两台馈电开关作总开关，可以合用一台检漏保护装置，其连接方法如图所示。,2台馈电开关的跳闸线圈必须连接在同一相电源上。2台馈电开关的跳闸线圈的联络线间应串接一个隔爆停止按钮。当第一台运行，第二台停运时，应按下按钮并锁住不让其返回，以免该停运开关负荷侧带电；否则，不允许停一台开关，另一台仍运行。检漏保护装置的电源只需与第一台开关连接，如需停止第一台开关，让第二台开关继续运行时，应将检漏保护装置的电源改接到第二台开关上。,两台馈电开关的跳闸线圈必须并联，并应注意以下几点。,(3)在安装前，应对与检漏保护装置配合的馈电开关的跳闸机构进行检查。,(二)运行、维护与检修,(1)每天必须对低压检漏装置的运行情况进行1次跳闸试验。,(2)维修工每月至少应对检漏保护装置进行1次详细检查。,(3)在瓦斯检查员的配合下，对新安装的检漏保护装置在首次投入运行前做1次远方人工漏电跳闸试验。运行中的检漏保装置，每月至少做1次远方人工漏电跳闸试验。有选择性的检漏保护装置做远方人工漏电跳闸试验时，总检漏保护装置应在分支开关断开后在分支开关人口处做人工漏电跳闸试验，其余分路开关应分别做1次远方人工漏电跳闸实验。,(4)检漏保护装置每年应升井进行1次检修。(5)检漏保护装置的维护、检修及调试工作，应记人专门的检漏保护装置运行记录簿内。,第二节 过电流保护及电压保护,过电流是指流过电气设备或线路的电流超过了额定值。过电流保护包括短路保护、过负荷保护和断相保护。规程第455条规定：井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备，应具有短路、过负荷、接地和欠电压释放保护。井下由采区变电所、移动变电站或配电点引出的馈电线上，应装设短路、过负荷和漏电保护装置。低压电动机的控制设备，应具备短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置。,一、对过电流保护装置的要求,1选择性 当电网某部分发生故障时，要求保护装置只切除故障设备或线路的电源，尽量缩小停电范围，保证无故障设备继续运行,2可靠性 保护装置本身应具有较高的可靠性，随时处于可靠的准备动作状态。此外，还要求保护性能可靠，不拒动，也不误动作。,3速动性 在故障电流还没造成危害之前，保护装置应将过流故障切除。,4灵敏性 电气保护装置对其保护范围内发生的故障和不正常运行状态的反应能力称为保护装置的灵敏性。电气保护装置在其保护范围内，不论发生何种故障，也不论故障位置如何，均应反应灵敏并保证动作。灵敏性通常用灵敏度系数K。来衡量。,二、过电流故障的类型及危害,1短路,短路是指供电线路的相与相之间经导体直接短接，电流不经负载形成回路。短路时，流过供电线路的电流称为短路电流。,短路电流很大，通常可达额定电流的几十倍，甚至几百倍。其危害是：短路电流产生大量的热，烧毁电气设备，引起火灾或瓦斯、煤尘爆炸；短路电流的电动力，使故障设备及其他设备遭受机械破坏；短路引起电网电压突然下降，影响电网中其他电气设备的正常运行等。,2过负荷,过负荷又叫过载，是指流过电气设备和线路的实际电流超过其额定电流且超过允许过负荷时间。其危害是：电气设备和线路出现过负荷后，其温度将超过所用绝缘材料的最高允许值，烧毁绝缘；过负荷故障如不及时切除，还会发展成漏电或短路故障。,3单相断线,三相交流供电线路或用电设备一相线断开称为单相断线，又称断相。在这种状态运行的电动机叫单相运行。此时电动机输出的转矩比三相运行时小得多，在其所带负载不变的情况下，工作电流增加，造成过载，可能烧毁电气设备。,四、电压保护,1欠电压保护,欠电压保护也叫失压保护，是指在电网运行中，由于某种原因，出现电网电压急剧下降或突然消失，此时，保护装置使开关跳闸自动切断电源，当电网电压恢复后，开关不会自动合闸，不会自动恢复供电或用电设备不会自行启动的一种保护。,2过电压保护,在供用电系统运行中，由于某种原因，会产生危及电气设备绝缘的电压异常升高现象，这种对电气设备的绝缘有破坏作用的电压(一般超过额定电压15以上)叫过电压。,过电压按其产生的来源不同，可分为大气过电压和内部过电压。大气过电压是由雷电活动引起的。为防止大气过电压波及到井下，经由地面引入井下的各种线路，必须在人井处装设防雷装置，通信线路必须在入井处装设熔断器和防雷装置。煤矿井下的过电压主要是内部过电压，按其性质可分为操作过电压、弧光接地过电压和谐振过电压等几种。,第三节 井下电网的接地保护,规程第482条规定：电压在36 V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)、铅皮或屏蔽护套等必须有保护接地。,一、保护接地及其作用,保护接地是指用导体把电气设备中所有正常不带电的金属部分，通过接地装置与大地连接起来。,1保护接地的作用,保护接地可以大幅度降低电气设备外壳意外带电时的对地电压，从而减轻人体触电的危险，减少人地电火花的能量。,2井下保护接地网,当井下各种电气设备都装设单独的接地装置以后，并不能完全消除电网漏电所造成的危害。为此煤矿安全规程第484条规定：所有电气设备的保护接地装置(包括电缆的铠装、铅皮、接地芯线)和局部接地装置，应与主接地极连成1个总接地网。,井下保护接地网由主接地极、局部接地极、接地母线和连接导线等几部分组成。,二、煤矿安全规程对保护接地的要求,1对主接地极的要求,第484条：主接地极应在主、副水仓中各埋设1块。主接地极应用耐腐蚀的钢板制成，其面积不得小于o75 mz、厚度不得小于5 mm。在钻孔中敷设的电缆不能与主接地极连接时，应单独形成一个分区接地网，其接地电阻值不得超过2 n。,2对局部接地极的要求,第485条：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)无低压配电点的采煤机工作面的运输巷、回风巷、集中运输巷(胶带运输巷)以及由变电所单独供电的掘进工作面，至少应分别设置1个局部接地极。(5)连接高压动力电缆的金属连接装置。,3对接地母线和连接导线的要求,第486条：连接主接地极的接地母线，应采用截面不小于50mm2的铜线，或截面不小于i00 mm2的镀锌铁线，或厚度不小于4 mm、截面不小于i00 mm2的扁钢。,电气设备的外壳与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25 mmz的铜线，或截面不小于50 mm2的镀锌铁线，或厚度不小于4 mm、截面不小于50 Hlm2的扁钢。,4其他要求,第483条：接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2 0。每一移动式和手特式电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值，不得超过l n。,第487条：橡套电缆的接地芯线，除用作监测接地回路外，不得兼作他用。,三、保护接地装置的安装、检查与维护,I安装,(1)主接地极。其构造和安装方法如图所示。安装主接地极时，应保证接地母线和主接地极连接处不承受较大的拉力，并应