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1、煤礦電氣安全技術與管理,第一章 電氣安全管理第二章 煤礦供電系統第三章 煤礦電氣設備第四章 防爆電氣應用知識講座,課程結構目錄,第一章 電氣安全管理、電氣安全管理的內容（1）必須堅持“安全第一，預防為主”的安全生產方針，認真執行國家安全法規、規程和有關規定。（2）管理的全部內容和全過程都要把安全工作放在首位，任何決定，辦法和措施，都必須有利于生產。（3）建立健全安全生產責任制，并落實到人。（4）人、財、物優先保證安全生產的需要，配齊相關工作人員，保證完成所承擔的安全技術措施，管好、用好消除災害所必須的設備、器材及工具等。（5）對安全工作實行風險抵押承包，安全技術措施列入作業計劃內容。（6）搞好2、安全教育。（7）開展質量標準化活動。,二、電氣安全管理的職責“安全生產、人人有責”，要求企業從領導到工人都要在各自的分工范圍內，為實現安全生產盡職盡責，并且用制度的形式予以明確。(1)機電礦長安全生產責任制。(2)機電班（組）長安全生產責任制。(3)電工安全生產責任制。,三、電氣安全管理制度1、安全生產責任制 是指生產經營單位的全員安全生產責任制，即將不同的安全生產責任分解落實到生產經營單位的主要負責人以及每個崗位上的個人身上，這是“安全第一、預防為主”方針的具體體現，是生產經營單位最基本的安全管理制度。主要有6個方面的內容：（1）建立、健全安全生產責任制（2）組織制定安全生產規章制度和操作規3、程（3）保證安全生產的投入和設施要保證達到規定的安全生產條件（4）督促、檢查安全生產工作，及時消除生產安全事故隱患（5）組織并實施生產安全事故應急救援預案（6）及時、如實報告生產安全事故,2、安全檢查制度 就是對安全生產狀況進行定期檢查，處理各種隱患和違章行為的一種制度。其目的是通過規范性的檢查，宣傳安全生產方針、政策，向職工講解安全生產知識，杜絕各類隱患的產生，監督各項安全規章制度和操作規程的貫徹落實，制止違章作業，確保安全生產。（1）檢查時間 煤礦安全規程規定：使用中的防爆電氣設備的防爆性能檢查，每月一次，同時每日應由分片負責電工檢查1次外部，配電系統繼電保護裝置檢查整定，每6個月1次，并4、在負荷變化時及時整定等。（2）檢查對象 主要包括：物的不安全狀態即危險；人的不安全行為即違章作業；環境的不安全因素即隱患。針對上述對象的不安全現象檢查管理的漏洞，分析原因，杜絕后患。（3）檢查標準 煤礦安全規程、設計規范、行業標準、管理文件等。對不同的檢查對象制定相應的檢查標準，通過安全檢查確定其符合標準與否。（4）處理辦法 針對檢查中發現的不同問題，制定相應的處理辦法，按責任制的要求有專人采取措施整改，并建立安全檢查記錄、臺帳、登記卡等。,安全保護是指依靠科學管理和技術進步，采取組織的和技術的措施，消除勞動過程中危及人身安全和健康的不良行為及條件，防止傷亡及職業病，保護勞動者在勞動過程中的安5、全和健康。,3、安全聯保互保制度,4、安全培訓制度（1）培訓內容：了解安全生產方針、政策和法律法規；要熟悉本工種煤礦安全規程的有關規定及作業規程和操作規程；熟悉本崗位的質量標準和操作、檢測、安全技術；掌握職責范圍內的設備、儀器、儀表的性能、原理、構造，能夠熟練地使用和操作，并能夠排除故障；掌握災害事故發生的基本規律及防治措施，防止災害擴大，并能采取應急處理措施，熟悉井下避災路線；掌握自救、互救和創傷急救的基本知識和操作方法；能熟練的使用自救器。培訓的形式：崗位安全培訓班前班后安全培訓事故分析會安全教育活動安全知識競賽活動“三違”學習班脫產安全培訓,煤礦電氣事故主要發生在地面供電線路，電氣設備、6、井下電網過流保護、井下電氣火災、井下電網漏電和井下電氣設備保護接地等幾個方面。,第二節 煤礦電氣事故的原因與防治,一、地面供電系統常見事故及防治1、地面供電系統常見故障有：倒桿、斷線、導線覆冰、雷擊瓷瓶炸裂、電纜頭爆炸、電網接地漏電、電氣設備故障等。這些故障的發生都會導致供電中斷，但只要維修、檢查和預防性試驗及時，事故是可以避免的。2、礦井應有兩回路電源線路。當任一回路發生故障停止供電時，另一回路應能擔負礦井全部負荷。兩個電源之間應符合下列條件之一：(1）2個電源之間相互獨立、無聯系；(2）若2個電源之間有聯系時，應符合下列規定：a.在發生任何一種故障時，2個或2個以上的電源、線路不得同時受到7、損壞；b.在發生任何一種故障且保護動作正常時，至少應有一個電源不中斷供電，并能擔負礦井全部負荷；c.在發生任何一種故障且主保護失靈，以至所有電源都中斷供電時，應能在有人值班的處所，經過必要的操作，迅速恢復一個電源的供電，并能擔負礦井全部負荷。,3、排除因大地震、強颶風和線路冬季覆冰等極特殊情況外，要達到以上目的，對供電系統中的各個環節需進行以下內容的檢修、檢查和試驗。（1）10kV及其以下的礦井架空電源線路不得共桿架設、線路不得通過塌陷區，電桿根部不得腐朽、基礎淺制成要牢固、桿塔不得歪斜、鋼筋混凝土桿不得有裂紋、線路不應有破損斷裂痕跡、桿間距應符合設計要求。（2）供電系統中的主保護和各種繼電保8、護，是供電系統的保護神。及時地、精確地對各種繼電保護進行校正試驗，可保證繼電保護動作靈敏可靠，避免事故發生。按檢修計劃對各種斷路器、隔離開關和合閘機構等進行高質量的維修保養，會使倒閘操作順利進行。（3）由于運行線路和備用線路的承擔負荷能力基本相同，而且已查明允許線路故障性質和部位確屬通過切換到備用線路及可避開。此時操作相應的開關便可迅速恢復供電。（4）6kV、10 kV架空線路和高壓電纜線路，應定期進行預防性耐壓試驗，依次發現線路絕緣的薄弱環節，查出絕緣隱患。（5）有條件的礦井應盡量采用微機監控式繼電保護系統，以提高繼電保護的可靠性。,二、井下電氣設備及保護（現場存在的共性問題）1、煤礦井下常9、見的幾種電氣故障及危害 一是短路故障。短路是指具有電位差的兩點，通過電阻值很小的導體直接短接的一種電氣事故。當發生短路事故時，短路回路中的短路電流值比正常運行情況下的額定電流值大幾倍、幾十倍，甚至上百倍，這樣大的電流在極短的時間內就可能造成電纜和電氣設備的損壞、供電中斷，從而引發著火事故和瓦斯煤塵爆炸事故。二是過負荷。過負荷是指供配電回路中實際工作電流值超過了額定電流值，過電流時間也超過了規定的允許時間，如果過負荷現象較長時間存在，就可能造成電纜和電氣設備的損壞，從而引發著火事故和瓦斯煤塵爆炸事故。三是欠電壓。欠電壓是指電動機所接電網點實際工作電壓低于電動機額定工作電壓，并低于電動機允許的最低10、工作電壓值。在這種低電壓狀況下，電動機工作電流增大、溫度升高，如果低電壓現象較長時間存在，就可能造成電機絕緣損壞，從而引發著火事故和瓦斯煤塵爆炸事故。,四是單相接地故障。單相接地故障是指相線對地或與地有聯系的導電體之間的短路，是短路故障的一種。它包括相線與大地、配電和用電設備的金屬外殼、金屬接線盒、金屬管道或構件、水溝等之間的短路。對于高壓電網，過大的電網將產生較大的單相接地電容電流。接地故障電容電流雖然較小，但與它有聯系的電氣設備和管道的外露可導電部分對地和裝置外的可導電部分之間存在故障電壓，此電壓可使觸摸到的人身遭到電擊，也可因其對地所產生的電弧或電火花引發著火事故和瓦斯煤塵爆炸事故。五是11、漏電故障。漏電故障是指電氣設備的絕緣受到損壞或老化，使絕緣電阻降低，從而形成電氣設備對地之間的放電或電弧現象，漏電故障是接地故障的一種。漏電故障是接地故障的一種。漏電故障的結果，不僅會使電氣設備進一步損壞，形成短路故障事故，從而還可能導致人身觸電和瓦斯煤塵爆炸事故。六是單相斷線故障。單相斷線是指三相供電系統中有一相斷線。電動機在運行中發生一相斷線還能保持運行，但功率減少，只有三相運行時的1/21/3，隨著負荷力矩的下降，電動機轉速也相應降低，電流增大，一般比正常電流增大30%-40%，使電動機繞組燒壞，從而引發電氣事故,2、經由地面架空線路引入井下的供電電纜，必須在入井處裝設防雷電裝置。注：經12、由地面架空線路引入井下供電電纜是雷電電磁波、行波傳導的良好路徑。而雷電波所產生的強大的雷電電流將會引起井下火災，并進而引起瓦斯和煤塵爆炸。因此，經由地面架空線路引入井下供電電纜，必須在入井處裝設避雷裝置。,3、向井下供電的電源線路上不得裝設自動重合閘裝置。注：自動重合閘裝置是指裝在饋電線路上的饋電開關因線路故障自動跳閘后，能使饋電開關重新合閘，迅速恢復送電的一種自動裝置。若在饋電線路上裝設自動重合閘裝置，當線路發生短暫性故障使開關跳閘后，如果故障沒有得到及時排除或排除需要一定時間時，自動重合閘裝置的動作，將會使故障進一步擴大，造成電氣火災，損壞電氣設備，危及檢修人員安全，更有可能引起瓦斯和煤塵13、爆炸，嚴重威脅礦井供電安全和礦井安全。,4、井下禁止使用油斷路器開關。注：高壓油斷路器用于井下時受井下環境影響，其絕緣等級、機械強度等受到一定影響而降低。有可能產生拉弧、閃爍、短路，以至造成高壓油斷路器爆炸著火事故，輕者造成供電事故，影響礦井安全，重則引起瓦斯、煤塵爆炸，直接威脅礦井安全和井下作業人員的人身安全。,5、40kW及以上的頻繁啟動的電動機應采用真空電磁啟動器控制。注：對于660V電壓、40kW功率的電動機，其額定電流按經驗公式計算，IN=1.1540=46A，其啟動電流按額定電流的57倍計算，高達200300A。如果頻繁啟動的40kW及以上的電動機使用普通的空氣絕緣的磁力開關，由于14、啟動電流過大，將會產生很大的接觸電弧，接點極易燒壞粘連，維護工作量較大，開關故障率高。采用真空電磁啟動器控制：（1）觸頭開合時無電弧產生，也就消除了引燃、引爆瓦斯等可燃性氣體的可能。（2）真空電磁啟動器容量大，開斷能力強。（3）真空絕緣等級高。（4）真空管觸頭行程短，結構緊湊。在使用過程中不僅安全性能較高，而且維護工作量較小、開關的故障率也相對較低。,6、每天必須對低壓檢漏裝置的運行情況進行1次跳閘試驗。注：由于井下低壓線路隨生產進行頻繁變動，電網的絕緣水平受潮濕空氣、淋水影響或摩擦、擠壓、撞擊等外力因素影響變化很快，一旦絕緣水平下降到危險值時，低壓檢漏裝置必須準確、可靠動作，迅速切斷故障電源15、。每天對低壓檢漏裝置的運行情況進行1次跳閘試驗，就是為了人為地檢驗檢漏裝置的動作情況，發現問題能得到及時處理，確保低壓檢漏裝置對線路絕緣監測的連續性、可靠性。,7、每班使用前必須對煤電鉆綜合保護裝置進行1次跳閘試驗。注：煤礦井下采掘作業中使用的127V手持式煤電鉆，由于受其工作環境潮濕、移動頻繁、電纜部分落地并連續磨損等因素的影響，其電機、電纜的絕緣水平下降很快，并有隨時受到煤塊、巖石或其他物件碰撞、擠壓的可能，極容易發生漏電故障，從而危及作業人員的人身安全和礦井安全。每班使用前必須對煤電鉆綜合保護裝置進行1次跳閘試驗，就是漏電保護是否失靈，以確保煤電鉆的安全使用。,電氣設備或線路中流過的電流16、只要超過額定值就稱為過電流，短路是嚴重的、故障性的過電流。過電流故障出現時，輕則使導線發熱電機電器壽命縮短，重則燒毀導線、燒壞電機，至引發火災或引爆瓦斯和煤塵。,三、井下電氣事故的原因及防治,（一）井下電網過電流事故的原因及防治,1、產生過電流故障的原因（1）電氣設備額定電壓與電網額定電壓不符，造成設備過電流。如額定電壓為380V電機或變壓器，誤接在660V電網上使用，造成過電流。（2）所選設備的額定電流應大于等于它的長時最大實際電流，否則設備會出現過電流。（3）電纜截面的選擇應滿足設備容量的要求，不然電纜會過電流。（4）高低壓開關設備的額定斷流容量應大于或等于線路可能產生的最大三相短路電流，17、否則會導致斷路器損壞。（5）電氣設備安裝前要測量絕緣電阻，不合格不能投入運行。電氣設備使用中要定期測量絕緣電阻，絕緣電阻太低會導致擊穿事故。（6）安裝電氣設備的地點應無淋水、碰、撞、砸等傷害。因為淋水可能造成電網漏電或接地。（7）按煤礦安全規程要求敷設電纜。電纜要防止砸、碰、壓等傷害，按要求懸掛，決不允許將電纜泡在水中，發現問題要及時處理。,2、防治過電流故障的措施短路、過負荷和斷相是常見的過電流故障，對此類故障的防治辦法主要應抓好設備的保養，讓以上故障少發生或不發生。另外還要采取切實有效地保護措施，當過流發生靠保護裝置切斷過電流線路，達到設備不受過電流損害的目的。（1）井下高壓電動機和動力變18、壓器的保護。采用PB系列隔爆配電箱中的過流繼電器和無壓釋放器，可以實現電動機和變壓器的短路保護和欠電壓釋放保護。由于PB系列配電箱中無反時限動作或延時動作的過流保護裝置，過負荷保護不能實現。如當變壓器二次側的采煤機啟動時，反映到變壓器一次側的電流值就會超過變壓器一次側的額定電流值。這是正常的起動電流，繼電保護理應躲過此電流。但PB系列配電箱無此功能。解決的辦法是：可以在PB系列配電箱上加裝一套具有反時限動作特性的電子式過負荷保護裝置。（2）采區變電所動力變壓器和移動式變電站及配電點饋出線上裝設過流保護。以上3種出線上可以裝設短路保護裝置，只要短路點選擇合適，計算短路電流值準確，整定值合理，即可19、實現短路保護。,（二)井下電氣火災事故的原因及預防井下電氣著火事故有以下幾種類型：礦用變壓器著火，油浸變阻器和油開關著火，低壓橡套電纜和鎧裝電纜頭放炮著火，架線電機車電弧引燃木支架著火，燈泡取暖著火等。1、引起電氣火災的原因（1）電纜接頭因接觸不良或流過大電流導致發熱著火，尤其銅鋁接頭更為嚴重。（2）煤電鉆電纜短路，因短路保護失靈，導致整條電纜著火。（3）電纜懸掛不當、受擠壓、砸或礦車壓，造成短路而引發火災。（4）架線電機車電孤引燃木棚，產生電氣火災。（5）無消防滅火器材或滅火器材太少，發生電氣火災時，不能及時滅火。,2、預防電氣火災的措施（1）電纜短路造成火災，是因為過流保護失靈造成的，準確20、計算整定過流保護，即可解決問題。（2）平時帶電的電纜不應盤圈，要選用合格的礦用阻燃電纜。（3）加強電纜接線盒的維修檢查，尤其對鋁芯電纜接線盒更應經常檢查，發現問題及時處理。（4）架線電機車行駛的巷道中必須采用錨噴、砌碴或采用混凝土柵支護。（5）機電硐室內嚴禁用燈泡取暖，硐室內要存放足夠的滅火器材。,3 井下電力網漏電接地故障原因及預防措施井下漏電接地故障產生的危害很多。當一相火線嚴重漏電或接地時，另外兩相非故障火線對地電壓會升高到原來對地電壓的3倍。對設備絕緣構成威脅，對人身觸電危險性加大。如非故障兩相中任意一相再發生接地則會導致接地短路事故。工作面漏電時，還有引爆電雷管的可能。,1、井下產生21、漏電的原因（1）使用了絕緣不良的陳舊電纜或設備。（2）電工接線工藝粗糙低劣，造成芯線毛刺觸及設備外殼。（3）電氣設備和電纜淋水或嚴重受潮。（4）受井下氣候影響，防爆電氣設備內部結露。2、預防漏電的措施（1）更換絕緣電阻太低的電纜或設備。（2）對電工加強技術培訓，提高接線工藝水平。（3）解決設備淋水問題，電纜嚴重受潮應升井干燥。（4）設備內部結露導致對外殼漏電，可在設備內部放置高質量的干燥劑。（5）必須按煤礦安全規程要求，安裝使用檢漏繼電器。檢漏繼電器是井下漏電故障的“保護神”，必須嚴格執行有關檢漏繼電器運行的各項規定和要求。,(四）對井下電氣設備保護接地的要求保護接地是基于等電位和分流原理工作22、的。當電氣設備金屬外殼與大地之間用電阻極小的導線連成一體時，設備外殼與大地之間則不會出現大的電位差，此時即便是設備外殼帶電，有人觸及了設備外亮，由于設備外殼流入大地的電流是通過由約1k的人體電阻和幾乎為零的接地導線電阻并聯的兩回路入地的。顯然絕大部分電流將經接地導線流入大地，經人體入地的電流微乎其微。漏電保護和保護接地，從保護原理來看，可以構成互為后備保護的功能。井下電氣設備保護接地的要求如下：,（1）井下所有電氣設備的金屬外殼應通過動力電纜的接地芯線或其他導體連接成接地網，接地網必須與浸入水倉中的總接地極可靠連接。連接每臺設備外殼的導線斷面應合格，接頭不得松動、銹蝕。（2）接地連接導線與接地23、母線盡量采取焊接，如采用螺栓連接，螺栓螺母應鍍鎊或鍍錫；絞接時，其絞接長度不小于100mm，絞接要牢固。（3）接地網不得通過設備外殼串聯連通，接地線要接在專用接地螺栓上，不得用設備的基礎螺栓代替。（4）接地裝置可采用銅材或鋼材，不得使用鋁材。（5）主接地極應在主、副水倉各埋一塊，要用面積0.75m2以上、厚度大于5mm的鋼板制作。（6）接地母線截面積：銅線不小于50mm2，鍍缽鐵線不小于100mm2；或用厚度不小于4mm、截面不小于100mm2的扁鋼。,下列地點應裝設局部接地極：電氣設備銅室、單獨安裝高壓電氣設備處、低壓配電點和動力鎧裝電纜的接線盒。局部接地極應設置在水溝內或潮濕處。其面積不小24、于0.6m2、厚度不小于3mm的鋼板或具有相同存放面積的鋼管制成，并平放于水溝深處。設備在其他處的要用直徑大于35mm，長不小于1.5m的鋼管制成，管上至少鉆20個直徑不小于5mm的透眼，并直埋于地下，埋深0.75m以上。電氣設備外殼與接地母線（包括輔助接地母線）間的連接線、跨接電纜接線盒兩頭的鎧裝和鋁皮的連接線、低壓機電硐室輔助接地極的連接線，要用截面不小于25mm2的銅線，截面不小于50mm2的鍍鑄鐵線或厚度不小于4mm截面不小于50mm2的扁鋼。低于或等于127V的電氣設備的接地導線，連接導線不應采用斷面小于6mm2的裸銅線。,采區移動設備保護接地的檢查：工作面移動設備的金屬外殼，要用橡25、套電纜中的接地芯線和自身的起動器外殼及配電點開關外殼可靠的連接，并最后與采區的總接地網連接在一起。由采掘設備的配電點通過滿足規定要求截面的導體，與局部接地極相連，保證其可靠的電氣連接，并不受其他因素干擾。（9）保護接地的測試檢查：接地網上任何一點測得的接地電阻值不得大于2。由每一移動式或手持式電氣設備至局部接地極之間作為保護接地用的導體的直流電阻不得大于1，大于1應更換。每年應將主接地極和局部接地極從水倉和水溝中撈出，進行詳細檢查。工作面配電點和移動式變電站處的局部接地極，因移動周期小于1年，要求每移動1次詳細檢查1次。,注：根據煤礦生產的特殊性，結合電工思想意識方面存在的“三違”行為，歸納出常見的“三違”行為180例，予以警示，引以為戒。,