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煤矿电气安全管理第一章煤矿供电与安全概述煤矿电气事故包括人身伤亡事故和设备事故两大方面。人身伤亡事故是指触电伤亡事故。触电包括与正常带电部位接触触电、与漏电部位接触触电（这些漏电部位在正常情况下是不应该带电的）和没有直接与电气设备接触触电等。设备事故主要是指由电气设备所产生的电弧、电火花和危险温度引起的瓦斯或煤尘爆炸，设备损坏，电气火灾等。为了减少电气事故的发生，除应制定并遵守严格的安全用电制度，认真学习安全用电知识外，还应加强矿用电气设备的管理。煤矿井下电气设备的特殊工作环境归结起来有以下几个方面特点：1、电气设备防爆。煤矿井下的空气中含有瓦斯和煤尘，在其含量达到一定浓度时，如遇到电气设备或线路产生电弧、电火花和局部高温，就会燃烧或爆炸。因此，选用电气设备时必须选用适合这种条件的防爆电气设备，以避免上述事故的发生。2、防护性能好。因井下空气中有一氧化碳、甲烷等易燃易爆性气体，有硫化氢等腐蚀性气体，还有淋水、矿尘、潮湿等。因此，矿用电气设备的防护性能要好，具有防腐、防潮、防尘、防霉等防护措施。另外井下有时会发生片帮和冒顶等事故，挤压和撞击电气设备及电缆，为此矿用电气设备应耐机械冲击，即有非常坚固的外壳。3、电网电压波动适应能力强。地面电网电压的波动范围一般为90%-110%，井下电网电压可达到75%-110%。4、过载能力强。采掘使用的电气设备散热条件差、温度高、启动频繁等，因此，井下电气设备要有足够的过载能力。5、保护功能强。井下潮湿空间小，人员容易触电，因此矿井供电系统和电气设备均具有完整可靠的保护接地网，以及漏电保护装置，对人身经常触及的电气设备要用较低的电压等级。为了防止电网过流引起电气火灾等事故，应装设过流保护装置。6、可靠性高。主要通风机、局部通风机等设备或供电系统的故障会引起瓦斯积聚，在一定条件下会造成瓦斯和煤尘爆炸因此，煤矿井下供电系统及设备的可靠性要高。第一节矿井供电系统矿井供电时必须采取有效措施达到安全、可靠、技术合理和经济的要求，以满足矿井安全生产的要求。为保证矿井供电的可靠性，供电电源应采用双回路电源线路，双电源可来自不同的变电站或发电厂、或同一个变电所的不同母线上。矿井供电系统一般由地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、移动变电站及工作面配电点组成。一、矿井供电系统的安全要求及分类（一）煤矿企业对供电的要求及电力负荷分类1、矿井电力负荷的分类根据用电设备的重要性和中断供电对人身安全性等方面的不同将煤矿电力用户分为三级进行管理。1）、一级用户：凡因突然停电可能造成人身伤亡、重要设备损坏或重大经济损失的负荷，均为一级用户。如煤矿主要通风机、井下主排水泵、升降人员的提升机、抽放瓦斯设备、矿井地面变电所和井下中央变电所、矿调度指挥中心、矿医院等。这类用户应采用来自不同母线的双回路电源供电，以保证在一回路供电线路出现故障情况下，另一回路供电线路能继续供电。2）、二级用户：凡因突然停电造成较大数量的减产或较大经济损失的负荷，均为二级用户。如采区变电所、煤矿集中提煤设备、专门用于提升物料用的提升机、井下及地面空压机等，对这类用户一般采用双回路供电或环形线路供电。3）、三级用户：凡不属于一、二级用户的负荷，均为三级用户。这类用户突然停电对生产没有直接影响。如地面机修厂、木场、职工生活用电等，对它们的供电可以只设单回路供电。分类有利于合理供电，当供电系统发生故障或检修、限制用电负荷时，就能区别轻重缓急停止对三类用户供电，以保证对二类用户全部或部分供电，确保对一类用户不中断供电。2、煤矿企业对井下供电的基本要求供电系统是将发电厂或附近区域变电站的电源，通过输、变、配电，到达受电用户的一整体供电网络，以满足用户所需电能。电是煤矿生产所必须的主要能源，供电的安全与质量的高低，不仅会影响生产，而且会对矿井中工作人员的安全构成严重威胁，因此，矿井供电必须采取有效措施，达到安全、可靠、经济和技术合理的要求，满足矿井安全生产的需要。1）可靠供电。即要求供电不间断。煤矿如果供电间断，不仅会影响产量，而且有可能引发瓦斯积聚、淹井等重大事故严重时会造成矿井的破坏。为了保证对煤矿供电的可靠性，供电电源应采用双电源，双电源可以来自不同的变电所或同一变电所的不同母线上。即在一个电源发生故障的情况下，应保证对主要生产用电的供电，以保证通风、排水以及生产的正常进行。2）安全供电。由于煤矿井下的特殊的工作环境，任何供电作业上的疏忽大意，都可能造成触电、电气火灾和电火花引起瓦斯煤尘爆炸等事故，因此，必须严格按照《煤矿安全规程》的有关规定进行供电，确保供电安全。3）经济供电、技术合理。在满足供电可靠与安全的前提下，还应保证供电质量，做到供电系统技术合理，电网的电压波动范围不超过额定值±5%，要求做到供电系统的投资少、运行维护成本低。3、供电电源与供电线路1）电源电源是指用户和用电设备获得电能的来源，如发电厂或变电所。电源也有它的相对性，对于一个供电系统末端的用户来说，如煤矿的采煤工作面，向它提供电能的是采区变电所而采区变电所的上一级电源是中央变电所，而向中央变电所提供电能的是矿井变电所。以此类推直至发电厂。2）供电线路为了保证矿井供电的安全可靠性，对供电电源线路有如下要求：《煤矿安全规程》第441条规定：“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。矿井的两回电源线路上都不得分接任何负荷。矿井电源线路上严禁装设负荷定量器”。“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”。”矿井的两回路电源线路上都不得分接任何负荷“。”10KV及其以下的矿井架空线路不得共杆架设“。《煤矿安全规程》第442条规定：对井下各水平中央变电所、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，其余回路应能担负全部负荷。主要通风机、提升人员的立井绞车、瓦斯抽放泵等主要设备房，应各有两回路直接由变电所馈出的供电线路。本条上述供电线路应来自各自的变压器和母线段，线路上不应分接任何负荷。说明：“每一矿井应有两回路电源线路”是指应有两个或两个以上的电源不得少于两回线路，并符合下列要求：1）在发生任何一种故障时，两个或两个以上电源、线路不得同时受到损失。2）在发生一种故障且保护动作造成时，至少应有一个电源不中断供电，并能担负全矿井的负荷。3）在发生任何一种故障且主保护失灵，以至所有电源中断供电时，应能在有人值班变电所，经过必要的操作迅速恢复一个电源的供电，并能担负全矿井的全部负荷。说明：两回路电源线路中不运行的备用线路，如果不带电备用，就不能连续监视线路是否处于良好状态，即使线路完好，也会因倒换线路操作程序复杂而延误时间。若备用线路在备用期间发生短路、漏电、接地或断线故障，需要备用线路送电时却送不上电，则起不到备用电源线路的作用。若备用线路采用带电备用时，对其绝缘可随时监视、发现故障和排除故障，使线路处于良好的待运行状态。当运行线路一旦出现故障时，值班人员可在短时间内倒换线路送电，真正起到备用电源的作用。负荷定量器俗称电力定量器，它是一种超负荷自动报警并断电的自动装置。如果矿井电源线路上装设负荷定量器，当矿井用电负荷超定量时，就会造成供电中断，不能保证矿井供电的连续性，对矿井安全和矿工生命造成威胁。因此，矿井电源线路上严禁装设负荷定量器是十分必要的。对矿井电力负荷的调控，应从各工作面，即微观的供电设计（变更）开始，加强供电的经济运行管理与合理调节负荷，满足定量要求。矿井多回路（多于2路）电源供电，部分线路可共杆架设，但应报局总工程师批准，并遵守下列规定：①、线路不得通过塌陷区；②、共杆架设部分，在任一回路正常运行情况下，另一回路必须具有正常维护和检修条件；③共杆架设的线路发生故障停止供电时，其它电源线路仍能担负矿井全部负荷。（二）矿井供电电压等级按照规定，矿井供电系统选用的电压等级有：（1）60KV或35KV——矿井地面变电所变电电压；（2）10KV或6KV——井下高压配电电压和高压电动机的额定电压；（3）3KV或1140V——综合机械化采煤工作面电气设备的额定电压；（4）660V——井下低压电网的配电电压；（5）380V——地面和小型矿井井下低压电网的配电电压；（6）220V——地面照明电压；（7）127V——井下照明、信号、电话、手持式电气设备的最高限额电压；（8）36V——井下设备控制回路的电压；（9）直流250V、600V——直流架线电机车常用额定电压。（三）矿井供电系统的类型矿井供电系统即由煤矿地面变电所的变压器、配电装置、供电线路将电源输送给中央变电所或采区变电所，经过变配电供给用电负荷，这种运行方式相互联结起来所构成的供电网称为矿井供电系统。1、矿井供电系统的类型矿井供电系统可根据矿井的井田范围、矿层结构、煤层埋藏深度和井下涌水量的情况分为两种基本类型，即深井供电系统和浅井供电系统。1）、浅井供电系统当煤层的埋藏深度较浅（一般不超过150米），矿井涌水量较小，采区距井口或井底车场较远时，如矿井开拓形式不同的平硐、斜井或部分立井，可采用浅井供电系统。浅井供电系统较深井供电系统简单，一般由矿井地面变电所或配电所直接向采区变电所、井底车场变电所或配电所供电不需由中央变电所向所有井下用电负荷集中配电，减少了中间供电控制设备，节约了成本。2）、深井供电系统深井供电系统由地面变电所引出6KV电源，经分段母线由高压电缆经井筒向井下中央变电所供电，再由中央变电所向主排水泵、各个采区变电所和所需高低压设备配出供电。大中型矿井均采用深井供电系统供配电。（深井供电系统采用的是三级供电方式即矿变电所、中央变电所、采区变电所）。2、矿井主变压器的一次接线(1)外桥形接线：由变压器一次侧两断路器与外桥上的联络断路器组成，进线由隔离开关受电。此接线方式一次侧无线路保护。（2）内桥形接线：由两台受电的断路器与内桥上的母联断路器组成，主变压器与一次母联由隔离开关联接。该形式一次侧有线路保护，但主变压器与受电线路保护的断路器均由受电断路器承担，相互影响，是主要缺点。（3）全桥形接线：由四个受电的断路器和内桥上的母联断路器（即五个）组成全桥接线；适用于35KV在7500KVA及以上主变容量；60KV在10000KVA及以上；110KV在31500KVA及以上的主变接线。3、我矿变电所供电系统接线方式来自七星变电所（乙）（甲）LGJ-120MM²-60KV断路器隔离开关熔断器避雷器电压互感器10000KVA6KV一段母线母联6KV二段母线配出负荷矿变电所一段母线母联矿变电所二段二段乙二井乙二井甲-500中央变电所-200中央变电所二井丙二段乙二段甲二段丙一采区变电所乙线一采区变电所丙线-200三采区变电所-200三采区变电所二采区变电所-500前石门变电所-500三采区变电所-640临时变电所移动变电站掘进主风机掘进生产采煤低压设备（四）变压器中性点运行方式1、中性点接地方式分类变压器中性点接地方式一般分为四类：1）直接接地方式.中性点直接与接地装置连接。2）不接地方式.又称中性点绝缘系统。3）电阻接地方式.中性点经过不同数值的电阻与接地装置连接。接地电阻在数十欧姆时，称为低电阻接地方式；在数百欧姆时，称为高电阻接地方式。4）消弧线圈接地方式.中性点经电抗线圈与接地装置连接。电抗线圈具有分接头，可用来调节电抗值，以便系统单相接地时，电抗电流能补偿输电线的对地分布电容电流，使接地点的电流减少，电弧易于熄灭，故称消弧线圈。2、中性点接地方式分析在系统正常运行时，中性点对地电压为零，接地方式对系统没有影响。当发生一相接地时，随着接地方式不同，电压和电流差别很大。对于直接接地和低电阻接地方式的电网当一相接地时，接地短路电流较大，除能使继电保护迅速动作外，还有降低内部过电压的优点。对于不接地、高电阻接地和消弧线圈接地方式的电网，单相接地接地电流