煤矿电气安全管理

GUIZHOUUNIVERSITY煤矿电气安全管理贵州煤矿安全培训中心官莹GUIZHOUUNIVERSITY矿井供电系统1、煤矿企业对供电系统的基本要求煤矿企业为电能的重要用户。由于煤矿生产的特殊性，在供电上要求更为严格。其主要要求如下：安全可靠经济合理GUIZHOUUNIVERSITY矿井供电系统矿井供电的特点1、供电可靠性要求高井下人员瓦斯涌水生产损失惨重，教训深刻2、同一电压等级的供电级数多地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、移动变电站3、负荷集中大功率设备多大功率设备多且相对集中，负荷变化对供电系统影响大4、运行环境恶劣事故频繁环境潮湿，粉尘多，移动型设备多，挤压碰撞多5、电缆供电为主高压电缆一般有几十公里，单相接地电流大，易拉起电弧，不易自恢复6、新型电力电子设备逐渐增多谐波含量超标自然功率因数低7、供电设备技术水平参差不齐设备多且难以统一，配合复杂，管理维护困难GUIZHOUUNIVERSITY矿井供电系统GUIZHOUUNIVERSITY矿井供电系统案例1：2005年2月14日，辽林孙家湾煤矿，由于局扇停风造成瓦斯聚集，而瓦检员脱岗未能及时发现瓦斯超限，工作面工人带电检修电气设备产生电火花，引起瓦斯爆炸，造成214人死亡。案例2：2004年3月1日，山西晋中市金山坡煤矿发生一起特大瓦斯爆炸事故，死亡28人。据当地安全生产监督管理部门介绍，3月1日下午6时48分，该煤矿市电大电网限电停电，便启动刚购进的400kW发电机，该发电机全自动调压，但电压升到280V后，就再也升不到380V的额定电压。煤矿又换上一台90kW的旧发电机发电，由于该电机容量小，只能带动主扇，其他生产用电供应不上，通风不畅，造成局部瓦斯集聚。晚上11点多，市电大电网来电，井下不久就发生了瓦斯爆炸事故。GUIZHOUUNIVERSITY矿井供电系统案例3：2002年6月20日，黑龙江省鸡西矿务局城子河煤矿，由于设备失爆引起瓦斯爆炸，造成115人死亡。（其中包括集团公司总经理赵文林、城子河煤矿的矿长、书记、集团公司办公室主任及记者等二十多人。）案例4：2002年7月8日，黑龙江省鹤岗市南山区鼎盛煤矿，由于停电导致停风，使井下瓦斯大量聚积。当井下再次送电开动设备时引爆瓦斯，造成44人死亡。（其中包括矿主邹天宇）GUIZHOUUNIVERSITY矿井供电系统2、矿井电压等级GUIZHOUUNIVERSITY矿井供电系统3、矿井负荷分级及电源要求GUIZHOUUNIVERSITY矿井供电系统4、矿井供电系统的结构（1）矿井供电方式的决定因素井田范围井下机械化、自动化程度矿井设计年产量开采方式可采矿层埋藏深浅井下涌水量大小（2）典型供电方式：深井、浅井、平硐三种GUIZHOUUNIVERSITY矿井供电系统GUIZHOUUNIVERSITY矿井供电系统GUIZHOUUNIVERSITY矿井供电系统（3）矿井地面变电所的主变压器一般选用两台。当一台停止运行时，其余主变压器容量应能保证矿井全部一、二级负荷用电需要。矿井地面供电设备：母线、支柱绝缘子及穿墙套管、隔离开关、负荷开关、高压断路器、高压熔断器、高压开关柜、电力变压器电力电缆、电力架空线路、限流电抗器、电力电容器、电流互感器、电压互感器、配电直流屏GUIZHOUUNIVERSITY矿井供电系统（4）井下供电系统的结构a、井下中央变电所井下供电的中心，它直接由地面变电所供电，并向下列设备及地点配电：采区变电所及高压电动机，例如主排水泵的高压电动机；井底车场及附近巷道的低压动力及照明；井下电机车需要的直流电。b、采区变电所采区变电所为采区用电中心，其任务是将井下中央变电所送来的高压电或是地面直供的高压电变为低压电，并将此电力配送至采掘工作面及其它设备。GUIZHOUUNIVERSITY矿井供电系统c、移动变电站移动变电站就是由特制的高压配电装置、干式变压器及低压配电装置所组成的整体。放在车子上，在平巷（顺槽）的轨道上移动，距工作面一般为50～300m。移动变电站用来为工作面电气设备供电。d、工作面配电点为了便于操作工作面的动力设备，必须在工作面附近巷道中设置控制开关和起动器。由这些装置所组成的总体叫做工作面配电点。工作面配电点可以分为采煤与掘进两种。它是随着工作面的推进而定期地移动的。工作面配电点是由采区变电所或移动变电站供电，并通过控制开关及起动器把电能送至工作面用电设备。GUIZHOUUNIVERSITY矿井供电系统《煤矿安全规程》第九章电气第一节一般规定GUIZHOUUNIVERSITY井下的电气事故及其防治井下电气事故的分类：1、触电伤亡事故：电击电伤触电形式：受害人与正常带电导体部分接触、因漏电而与带电部分接触、没有直接与带电导体接触3种。2、设备事故：电气设备因过电流、过电压、绝缘损坏与老化和其他原因所发生的漏电、电弧、电火花、危险温度引起的设备损坏，甚至引发瓦斯、煤尘爆炸及电火灾等继发性事故。GUIZHOUUNIVERSITY井下的电气事故及其防治井下预防触电的措施：1、避免人体接触低压带电体，避免人体接近高压带电体。2、对于人员易接触的电气设备尽量采用低压供电。3、不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线。4、中性点严禁直接接地。5、配备可靠的接地保护和漏电保护。6、严格遵守电气作业规程、提高作业人员的操作水平。GUIZHOUUNIVERSITY井下的电气事故及其防治井下的电网保护包含：四保护、两闭锁、以及其他电气安全问题。四保护：接地保护、漏电保护、过电流保护、欠电压保护三专两闭锁：专用线路、专用开关、专用变压器风电闭锁、瓦斯电闭锁其他电气安全问题：电火灾、杂散电流、井下静电GUIZHOUUNIVERSITY井下的电气事故及其防治保护接地为了减少人身触电电流和非接地电气设备对地电流的火花能量，防止电气事故的发生，《煤矿安全规程》规定：“电压在36V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。”GUIZHOUUNIVERSITY井下的电气事故及其防治接地保护：将正常情况下不带电，发生故障时可能带点的电气设备的金属外壳或构架与大地作一个良好的电气连接。GUIZHOUUNIVERSITY井下的电气事故及其防治GUIZHOUUNIVERSITY井下的电气事故及其防治保护接地的作用：1、降低触电时对人体的危害接地电阻越小，则流经人体的电流就越小，电流大部分由接地极入地。所以，只要将接地电阻的数值控制在规定的范围以内，就可以使通过人身的电流达到安全值以下，确保了人身的安全。2、降低引发电火灾、瓦斯煤尘爆炸的可能性由于装设了保护接地装置，碰壳处的漏电电流大部分将经接地极入地。即使设备外壳与大地接触不良而产生火花，但由于接地装置的分流作用，使电火花能量大大减小，从而避免了引爆瓦斯、煤尘的危险。GUIZHOUUNIVERSITY井下的电气事故及其防治保护接地《煤矿安全规程》第四百八十三条规定：接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2Ω。每一移动式和手持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1Ω。GUIZHOUUNIVERSITY井下的电气事故及其防治保护接地网为提高保护接地的安全性和可靠性，通常采用专门的接地线或铠装电缆的金属护套、橡套电缆的接地芯线，把分布在井下各处的电气设备的金属外壳进行电气上的连接，这样就把各处埋设的接地极并联起来，形成一个井下保护接地网（即保护接地系统）。井下的保护接地网的构成：主接地极、局部接地极、接地母线、辅助接地母线、接地导线、连接导线。GUIZHOUUNIVERSITY井下的电气事故及其防治GUIZHOUUNIVERSITY井下的电气事故及其防治主接地极可设置在主、副水仓或集水井中，需各埋设一块。主接地极应用耐腐蚀的钢板制成，其面积不得小于0.75m2，厚度不得小于5mm。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，其接地电阻不得超过2Ω。GUIZHOUUNIVERSITY井下的电气事故及其防治局部接地极可设置于巷道水沟内或其他就近的潮湿处。《煤矿安全规程》第四百八十五条规定，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；5、连接高压动力电缆的金属连接装置。GUIZHOUUNIVERSITY井下的电气事故及其防治《煤矿安全规程》第四百八十七条：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。GUIZHOUUNIVERSITY井下的电气事故及其防治井下保护接地网的检查与测定：1、检查：（1）对震动性较大、经常运行的电气设备每班进行一次检查。（2）对不经常运行的电气设备由维修人员每周进行一次检查。GUIZHOUUNIVERSITY井下的电气事故及其防治2、接地电阻的测定：由专人每季度至少测量一次，并将数值记入记录表内，以便以后查阅。测量时应采用专用的接地电阻测量仪。采用普通型仪表测量时，瓦斯浓度必须在1%以下，并实时监测使用环境的瓦斯浓度。GUIZHOUUNIVERSITY井下的电气事故及其防治漏电保护由于煤矿井下供电的特殊性，《煤矿安全规程》第四百四十三条规定：严禁井下配电变压器中性点直接接地。严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。我国井下采用中性点不接地系统；我国煤矿地面变电所一般采用中性点不接地系统或中性点经消弧线圈接地的系统。GUIZHOUUNIVERSITY井下的电气事故及其防治GUIZHOUUNIVERSITY井下的电气事故及其防治漏电保护在中性点对地绝缘的供电系统中，若发生一相带电导体直接或经一定的过渡阻抗接地，流入大地中的电流增大，这种情况属于漏电故障。在电网发生漏电故障时，必须采取有效的保护措施，否则会导致人身和设备的危害。GUIZHOUUNIVERSITY井下的电气事故及其防治单相接地对煤矿的危害由于煤矿井下巷道狭窄，空气潮湿，电气设备和电缆的绝缘容易受潮，电缆也可能遭受脱落的岩石和煤块砸坏，甚至被移动的机器设备等挤压。从而造成漏电和接地事故。据有关的统计资料记载，在此情况下，80%以上的电气短路故障都属于单相漏电和接地事故。单相漏电和接地故障，有可能带来巨大的危害，如引起人身触电，瓦斯煤尘爆炸和电气雷管先期爆发事故，对通讯、控制线路产生电磁干扰。此外，单相间歇性电弧接地还有可能产生过电压。线路对地电容与电感元件之间也有可能引起铁磁谐振过电压，使那些绝缘薄弱环节相继击穿。同时，单相接地电弧又可能进一步烧坏相间绝缘。所有这些都有可能造成相间短路，引起电缆放炮或电气设备烧毁等严重事故。GUIZHOUUNIVERSITY井下的电气事故及其防治《煤矿安全规程》第四百五十七条规定：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20A。地面变电所和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。GUIZHOUUNIVERSITY井下的电气事故及其防治中性点不接地的高压电网，接地电流主要成分为电容电流，而矿井电网供电主要采用电缆线路，其对地电容大，造成单相接地电流大。单相接地电流过大可能引起电气火灾和电雷管超前引爆等事故；规程规定接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2欧姆，为保证在发生单相接地故障时产生的接地电压不超过安全电压系列的最高值42V，则单相接地电流应限制在21A以下，故规程规定高压电网的单相接地电容电流不超过20A。GUIZHOUUNIVERSITY井下的电气事故及其防治漏电的定义：对于目前国内井下广泛采用的变压器中性点绝缘的供电系统，漏电故障的明确定义：在中性点绝缘的供电系统中，发