煤矿机电设备基本知识

煤矿机电设备基本知识2•一、煤矿井下供电的基本知识•二、煤矿井下电气设备防爆的基本知识•三、煤矿井下电气防爆检查知识•四、煤矿机电设备的管理•五、煤矿井下供电整定计算一、煤矿井下供电的基本要求一、煤矿井下供电的基本要求“三无、四有、两齐、三全、三坚持”。（1）三无三无：即无鸡爪子，无羊尾巴，无明接头。作用：对防止短路、漏电和人身触电事故是十分有效的安全措施。（2）四有四有：即有螺丝和弹簧垫圈，有密封圈和挡板，有过流和漏电保护，有接地装置。作用：对防止短路、过负荷、漏电故障范围的扩大，防止人身触电、防止电器设备失爆是十分有效的安全措施。（3）两齐两齐：即电缆悬挂整齐，设备硐室清洁整齐。作用：是防止各种电缆引起的电气事故、防止硐室电气设备发生故障的有效措施。（4）三全三全：即防护装置全，绝缘用具全，图纸资料全。作用：防止发生人身触电等意外事故，加强电气设备管理和电气技术管理，正确指挥生产，防止各类电气事故的重要安全措施。（5）三坚持即坚持使用检漏继电器，坚持使用煤电钻、照明和信号综合保护，坚持使用瓦斯电和风电闭锁。作用：只要做到三坚持，不仅可防止因漏电引起的人身触电，而且还可防止因漏电等引起的瓦斯爆炸。二、煤矿井下供电三大基本保护•煤矿井下供电三大基本保护是：过流保护、漏电保护、接地保护。•随着供用电的安全可靠性、提高供电质量的要求，“三大保护”的范围不断扩大，保护装置不断更新，《煤矿安全规程》规定保护装置的类型有：漏电保护、电流保护、电压保护、电机保护、风电闭锁保护、瓦斯电闭锁保护、单相断线保护、电器设备综合保护等。1、漏电保护及其作用•（1）什么叫漏电？•电力系统中，带电体的绝缘阻抗降到一定程度，就有电流经阻抗流入大地，说明带电体发生了漏电故障，流入大地的电流称为漏电电流。漏电故障分为集中性漏电和分散性漏电。•泄漏漏电----正常流入大地的微小电流。•漏电电流----绝缘损坏、外壳带电、大量电流流入大地。•（2）漏电原因•①电缆外套绝缘损坏带电。•②电气设备绝缘降低仍继续使用。•③电气设备长时过负荷运行。•④开关、接线盒、电动机电工接线后残留在接线室内线丝、工具。•⑤电工接线不好，线未压紧，移动时火线拉脱碰击设备外壳。•（3）漏电的危害•a漏电火花可以引发瓦斯、煤尘爆炸事故•b当漏电电流超过50mA时，可引发电雷管早爆。•c发生人身触电事故：50mA以上人就有生命危险。•（4）漏电保护的作用：•a防止人身触电•b防止漏电电流引发瓦斯、煤尘爆炸。•c防止漏电烧毁电气设备。•（5）坚持使用好漏电保护装置•检漏继电器的主要功能：•a连续监视电网对地绝缘电阻；•b补偿电网对地的电容电流；•c当电网对地绝缘电阻下降到一定数值时，及时切断保护回路电源，防止漏电;（1140V时动作电阻值22KΩ，660V时为11KΩ，380V时为3.5KΩ）•d一旦发生人身触电，检漏继电器会立即切断漏电回路电源，减少触电时间；•检漏继电器必须安装和使用，严禁甩掉不用，每天必须由值班电工试验一次，动作保证灵敏可靠。并作好记录。•2、过流保护及作用•1）过流及其危害•过流指流过电气设备或供电线路的电流超过其额定电流叫过电流，简称过流。如短路、过负荷、断相事故等。•短路：指电流不经负荷，而经电阻很小的导体直接形成回路。其电流很大，可达额定电流几倍，几十倍甚至更大。•过负荷：又叫过载，是指流过电气设备或电缆的电流超过其额定电流，且时间又超过允许时间。•断相：又叫缺相，指供电线路或用电设备一相线路断开的状态。•危害：烧保险、电气设备过热、开关跳闸、损坏绝缘、电缆漏电、严重时烧毁设备、引发电气火灾、导致瓦斯、煤尘爆炸。•2）过流保护的三种形式：•（1）熔断器保护：RM密封式熔断器•熔体为铅、锡、锌低熔点合金，熔点200-400℃。禁止用铁丝、铜丝、铝丝代替保险丝。一旦发现要按违章作业处理。•（2）热继电器保护：JR双金属片•（3）过流继电器保护：JL过流脱扣线圈•井下不能随意调整各开关的保护整定值。3、接地保护•定义：用导线将正常不带电的电气设备外壳、构件、高压电缆铅包、钢带与埋在地下的接地极连接起来叫作保护接地。•1）保护接地原理•①当电气设备外壳未接地时，漏电电流全部通过人体•根据欧姆定律：•I=V/R=220/1000=0.22A=220mA•达到允许通过人体的极限电流30mA的7倍多，十分危险②当电气设备外壳有可靠的接地保护时，接地装置与人体形成并联电路，漏电电流既通过人体又通过接地装置流回大地。根据并联电路的特点：各支路的电流与电阻成反比。即I人：I地=R地：R人=2:1000I人=1/500I地由上式可见：有了可靠的保护接地，它可以大大的分散了漏电电流，而流过人体的漏电电流仅为500分之一。保护接地的作用一是分散漏电电流，二是避免漏电火花引发瓦斯爆炸。•三、电缆的使用与维护1、井下电气火灾的发生原因及危害•原因：电缆短路、长期过负荷运行；带油的电气设备油着火；皮带机皮带高温着火。•危害：产生大量有毒有害气体、烟雾随风流进采区，造成人员中毒、昏迷、死亡。•2、电缆的选用：•电缆的选用必须遵守《煤矿安全规程》第466、467条的规定。要点；•①必须选用取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆；•②电缆的电压等级应高于电网的电压；•③电缆应有足够的芯线截面，其长时的实际负荷电流不得超过电缆的额定负荷电流。•④煤矿井下低压电缆不得采用铝芯；矿用低压电缆严禁采用铝芯或铝包电缆。•⑤煤电钻应使用煤电钻专用电缆。主芯线截面mm4610162535507095允许长时负荷A36466485113138173215260•3、电缆的敷设要符合《煤矿安全规程》468-471条的规定要求：•主要要点：•①电缆要用电缆钩悬挂，悬挂的安全距离和高度要符合规程规定，防止矿车撞击；•②电缆悬挂间距，水平巷道、30°以下倾斜巷道不得超过3米；•③电缆不得悬挂在风水管上，应悬挂在风水管的上方0.3m以上；不得遭受淋水。•电缆上不得悬挂任何物件。•④信号通信电缆与动力电缆应分挂巷道两侧，受条件限制同一侧敷设时，应敷设在动力电缆上方0.1m以上；•⑤盘圈或盘8字的电缆不得带电，应拉伸悬挂。（采煤机除外）•⑥高低压电缆敷设在巷道同一侧时，距离要大于0.1m，受条件限制其最小距离不得小于50mm。•⑦在总回风巷、专用回风巷、溜煤眼中不应敷设电缆；在绞车道敷设电缆应有可靠的安全措施。•4、电缆的连接•①电缆连接必须使用与电气设备性能相符的防爆接线盒；•②必须使用卡爪或线鼻子进行连接，螺丝要紧固，要有防拔脱装置；•③电缆禁止直接硬连接，严禁出现鸡爪子、羊尾巴、明接头；•④电缆应传进器壁5-15mm，地线应比火线长。•⑤接线室内清洁无杂物、无毛刺。•5、矿井供电的规定•（一）、矿井用电分级对供电的要求•、用电负荷分级•根据用户对供电安全可靠性的要求，用电负荷一般分为三级。•Ａ、一级负荷•主要有矿井主通风机、井下主排水泵，井下的中央变电所、升降人员的立井提升设备、瓦斯抽放设备、监测监控设备等，一级负荷与保护矿井安全有关，又称为保安负荷。一级负荷必须设置两个独立的电源供电，要求供电绝对可靠，一路发生故障，另一路能够保证立即投入运行。•Ｂ、二级负荷•主要有矿井升降人员的斜井提升设备，提升煤和物料的立井提升设备、地面空气压机房、矿灯充电设备、采区变电所和采掘工作面的电气设备等。大型煤矿的二级负荷，一般应采用双回路电源供电。•Ｃ、三级负荷•不属于一、二级负荷的用户为三级负荷，中断供电后不会在安全和经济上造成重大损失的负荷。•、用电电压等级的规定•井下各级配电电压应和各种电气设备的额定电压相匹配。高压不超过10000V，低压不超过1140V，照明、信号、电话和手持式电气设备电压不超过127V，远距离控制线路不超过36V。采区电气设备使用3300V供电时，必须制定专门的安全技术措施。•升降人员的绞车和主井口信号装置的供电线路必须实现双回路供电。严禁分接其他负荷。二、煤矿井下电气设备防爆的基本知识1、煤矿井下电气设备为什么要防爆？•《煤矿安全规程》444条规定：高瓦斯矿井和底瓦斯矿井采掘工作面必须选用防爆型电气设备。•主要是预防电气火花，因电气火花可引起瓦斯和煤尘爆炸事故。•瓦斯爆炸的条件：空气中的瓦斯浓度达到5%-16%；氧气浓度达12%以上；有足够能量的高温火源，温度在650-750℃；•电气火花是引起瓦斯煤尘爆炸的主要火源，因电火花引起的瓦斯爆炸占瓦斯爆炸事故60%以上。引起瓦斯爆炸的火源分析图2、煤矿井下防爆电气设备的概念、原理、特征与标志。煤矿防爆电气设备的概念煤矿井下使用的各类电气设备，对其采用安全技术措施后，保证其在有爆炸危险场所使用，能够实现安全用电，那么这种电气设备统称为防爆电气设备。煤矿隔爆型电气设备的原理a、间隙隔爆:内部爆炸产生的火焰通过接合面间隙向外传播时，金属壳体的吸热灭火和冷却作用，使火焰熄灭并降温，避免火焰传爆。b、外壳具有足够强度，壳体内产生最严重的爆炸时，所产生的高温不致使外壳损伤，所形成的压力不致使外壳变形或损坏。《试验时在试验室用8个大气压做耐压试验》煤矿隔爆型电气设备的特征将正常工作或事故状态下可能产生火花的部分，放在一个或分别放在几个外壳中，这种外壳应能承受可能进入其内部可燃性气体的爆炸，而不至于损坏或产生永久性变形，并且不致使内部产生的火焰，通过外壳上任何接合面或孔眼点燃外部的可燃性气体。因此，要求隔爆外壳应具有隔爆型和耐爆性，隔爆性又称不传爆性，耐爆性是指隔爆外壳的机械强度。④煤矿防爆型电气设备的标志防爆标志必须要有“Ex”，Ex表示为总防爆标志，无论是I类防爆电气设备或是II类防爆电气设备均使用Ex。防爆标志必须要有防爆电气设备的类别。例如：ExdIEx---为总防爆标志d---为隔爆型电气设备I---为煤矿井下用电气设备3、煤矿井下防爆电气设备的完好与失爆。完好的电气设备（小型电器）必须达到防爆标准，而符合防爆标准的电气设备（小型电器）不一定是完好的。例如：开关非防爆部件变形受损，缺少非防爆部件等。一定不一定防爆电气设备完好电气设备4、完好标准（1）机电设备完好标准的原则要求①零部件齐全完整；②性能良好，出力达到规定；③设备防护装置齐全；④设备环境清洁；⑤与设备完好有直接关系的记录和技术资料齐全准确；⑥小型电器设备及电缆等对矿井的安全直接相关，应列入完好标准要求。（2）“五不漏”的规定①不漏油：静止接合面不允许有油迹，老旧设备允许有油迹但不得成滴，运动接合面允许有油迹；但擦干后3min不见油,半小时不成滴：②不漏风：静止接合面不漏风，运动接合面距泄漏处100mm用手试验无明显感觉；③不漏水：静止接合面不见水，运动接合面允许滴水但不得成线；④不漏气：静止接合面不漏气，运动接合面距泄漏处200mm用手试验无明显感觉；⑤不漏电：绝缘电阻符合要求，漏电继电器正常投入运行；（3）电气设备接地螺栓的规定电气设备的金属外壳和铠装电缆的接线盒内外接地螺栓应完整、齐全，并标有明显的接地符号。容量小于或等于5KW的不小于M8;容量大于或等于5~10KW的不小于M10;容量大于10KW的不小于M12;通讯、信号、按钮、照明灯等小型电气设备不小于M6;接地螺栓应进行电镀防锈处理。5、防爆型电气设备的完好与失爆失爆：防爆电气设备的隔爆外壳失去耐爆性或隔爆性的现象。A：隔爆型电气设备的失爆原因及预防措施（1）失爆原因：①由于维护和定期检修不到位，防护层脱落往往会使隔爆面上出现泥砂灰尘等杂物。某些用螺丝紧固的对口接合面紧固不牢，使隔爆面间隙增大。②井下电气设备由于移动或搬运不当而发生磕碰，使外壳变形产生严重的机械伤痕，或在使用中可能发生的撞击现象，严重时会增加接合面间隙。③装配时产生严重的机械划痕。④隔爆面上产生锈蚀现象，增大粗糙度。⑤由于不熟悉设备的性能，在装卸过程中没有采用专用工具或发生误操作。⑥螺丝紧固的隔爆面，由于螺孔深度浅或螺丝太长，而不能很好地紧固零部件。⑦由于工作人员防爆知识掌握不够，等等均有可能造成失爆。6、煤矿井下常见的失爆现象煤矿井下常见失爆现象类