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煤矿安全用电中国职业教育安全前言矿井供电的特殊性和重要性•第一节、电的基础知识•第二节、井下电气设备的隔爆与失爆•第三节、井下电网的三大保护•第四节、预防电气事故的一般方法和措施学习要点•前言煤矿的生产最突出的特点就是井下作业，由于井下自然存在的环境不适于人的生存和工作，因此需要向井下作业场所通风，这就要通风机；由于井下有涌水，甚至有的井下涌水量还很大，很短的时间停泵就会造成淹井淹人，所以要有排水设备；在井筒升降人员就要提升机。这些扇风机、排水泵、提升机等在运行中都要消耗电能，如果突然停电，就会导致井下有毒有害气体大量聚集，以至人员窒息死亡或发生瓦斯事故。在涌水量大的矿井中，由于停泵就给矿井和人员造成重大危险。提升机也由于突然停电可能坠罐等造成严重的人生身事故。由此可见，矿井和矿井的主要机电设备是不能中断供电的。这就要我们采取可靠措施来保证安全用电。•在供电行业中规定用电负荷分为三类：第一类负荷是凡因突然中断供电会造成人身伤亡或设备损坏且难以修复，或给国民经济带来重大损失的用户称为第一类用户，煤矿用电就属于第一类用户。•所以掌握和学好安全用电知识是从事煤矿机电作业的基本安全常识。（一）电流、电压和电阻•1、电流电荷有规则的定向运动称为电流。电流有时也作为“电流强度”的简称。习惯上把电荷流动的方向规定为电流的方向。电流有两种，一种叫直流电，即电流的方向不随时间改变，如矿灯，架线电机车用电等。另一种叫交流电，即电流的大小和方向随着时间作周期性变化，如家庭照明用电等等。电流用符号I表示，单位为安培，简称安，用符号A表示。常用的单位还有千安（KA）、毫安（mA）和微安（µA）。它们之间的关系是：1KA（千安）=1000A（安）1A（安）=1000mA（毫安）1mA（毫安）=1000µA（微安）第一节电的基础知识•2、电压在电路中，由于电源中电动势的作用，使电源的一端聚集正电荷，另一端聚集负电荷，形成电源的正极和负极。电源正极和负极之间的电位差，称为电压。电压用符号U表示，单位为伏特，用符号V表示。常用的单位有千伏（KV）、毫伏（mV）等。它们之间的关系是：1KV（千伏）=1000V1V（伏）=1000mV（毫伏）•3、电阻物体对电流通过所呈现的阻力称为电阻。电阻与导体的长度、断面和材料等有关系。电阻用符号R或用r表示，单位为欧姆，简称欧，用符号Ω表示。常用的单位有千欧（KΩ）和兆欧（MΩ）。他们之间的关系是：1KΩ（千欧）=1000Ω（欧）1MΩ（兆欧）=1000000Ω（欧）（二）导体、绝缘体和半导体•1、导体电荷容易流过的物体称为导体。常见的金属如银、铜、铝等都是良好的导体，所以矿用电缆的导电芯线，都是用铜和铝作为导体。除银、铜、铝外，还有其他金属及各种水溶液等都是导体，大地也可作为导体。•2、绝缘体除导体之外，电荷难以流过的物体称为绝缘体。常见的如橡胶、塑料、陶瓷、空气等。习惯上把绝缘体的电阻专门叫做绝缘电阻，用兆欧作单位，它是衡量绝缘性能好坏的依据。绝缘体的绝缘性能是随条件而变化的，一切绝缘受到损伤、过热、受潮或加压超过规定时，都能时绝缘性能急剧下降，甚至失去绝缘性能，可能引起严重的后果。•3、半导体导电性能介于导体于半导体之间的物质，称为半导体。常见的半导体有锗、硅、硒和半导体橡胶等。半导体经过加工后可以制成各种晶体管、半导体器件、集成电路等，广泛应用于各种电子电路中，如煤矿生产中使用的硅整流、可控硅、综合保护器等。•（三）欧姆定律一段电阻内流过的电流大小与加在它两端的电压成正比，与电阻本身的电阻值成反比，这就是欧姆定律。可用下式表示：I=U/RI----电流(A)U----电压(V)R----电阻(Ω)•（四）电功率在单位时间，即一秒种内所做的电功，称为电功率，或简称功率。电功率用符号P表示，单位为瓦特，简称瓦，用符号W表示。功率和电压与电流之间都保持着正比关系，可用下式表示：P=UxI式中P----电功率.单位：W。经常用千瓦作单位，即1KW=1000W。有时也把功率叫容量。第二节矿井电气设备的隔爆与失爆（一）、什么是隔爆和失爆•1、隔爆：就是当电气设备外壳内部的爆炸性气体发生爆炸时，不会引起外壳周围的爆炸性气体发生爆炸。•2、失爆：电气设备的隔爆外壳失去了耐爆性或隔爆性（二）、失爆现象与检查方法井下隔爆型电气设备常见的失爆现象有以下几种:•1、用螺栓固定的隔爆结合面的失爆现象①缺螺栓、弹簧垫圈或螺母，螺栓或螺孔滑扣，螺栓折断在螺孔中，未上满扣。②弹簧垫圈未压平或螺栓松动，弹簧垫圈断裂或无弹性•2、电缆引出入装置的失爆现象①密封圈老化、失去弹性、变质、变形，有效尺寸配合间隙达不到要求，起不到密封作用。②密封圈外径与进线装置内径差值超过表6-5的规定。③密封圈外径与引入电缆外径差大于1mm以上。④密封圈的单孔内穿进多根电缆。⑤把密封圈割开套在电缆上。⑥密封圈刀削后凸凹不整齐圆滑，锯齿直径差大于2mm以上。⑦密封圈没有完全套在电缆护套上。⑧线嘴压紧没有余量，线嘴在密封圈之间没有加装金属垫圈。⑨进线嘴压紧后没有余量或进线嘴内缘压不紧密封圈，或密封圈端面与器壁接入不严，或密封圈能活动。⑩引入引出电缆压线板未压紧电缆，用单手扳动喇叭嘴上下左右晃动时有明显晃动。⑾在引入装置处能轻易来回抽动电缆。⑿高压铠装电缆终端接线盒没有灌绝缘胶；绝缘胶没有灌到电缆三叉以上；绝缘胶有裂纹而能相对活动.3、隔爆型插接装置的失爆现象①煤电钻插销的电源侧应接插座，负荷侧应接插销，如接反即为失爆。②电源电压低于1140V的插接装置，缺少防止突然拔脱的联动装置。③电压在1140V以上的插接装置没有电气联锁装置。④插销在触头断开的断电瞬间，外壳隔爆接合面的最大直径差W和最小有效长度L不符合表6-5规定表6-5外壳隔爆结合面的最大直径差W和最小有效长度L外壳净容积/LL/mmW/mmV≤0.5150.5V0.5250.6•4、煤矿井下常见的电气失爆现象有：–（1）.由于隔爆结合面严重锈蚀，有较大的机械伤痕，连接螺栓没有压紧而使隔爆间隙超过规定要求而造成失爆。–（2）.由于外力作用，如砸、压、挤等原因，使隔爆外壳变形或损坏：隔爆外壳上的盖板、接线嘴、接线盒的连接螺栓折断、螺纹损坏；连接螺栓不齐全，使机械强度达不到规定要求而失爆。–（3）.连接电缆没有使用合格的密封圈或没有密封圈，不用的电缆接线孔没有使用合格的封堵挡板或没有挡板而失爆。–（4）.接线柱、绝缘套管烧毁，使两个空腔连通，外壳内部爆炸时产生高压使外壳损坏，产生失爆。–（5）隔爆外壳焊缝开焊、有裂缝而失爆。（三）、隔爆型电气设备的失爆原因及危害失爆原因：造成失爆的原因是复杂多样的，常见的主要原因有：1、由于维护和定期检修不妥，使隔爆面间隙增大。2、井下电气设备由于移动或搬运不当面发生磕碰，使外壳变形或产生严重的机械伤痕，或在使用中亦很可能发生撞击现象，严重时可能增加接合面间隙。3、装配时产生严重的机械划痕。这是由于杂质没有清除干净造成划伤隔爆面，在转盖式结构的接合面上特别容易发生这种现象。•4、隔爆面上产生锈蚀现象，增大粗糙度。•5、由于不熟悉设备性能，在装卸过程中没有采用专用工具或发生误操作。•6、螺栓紧固的隔爆面，由于螺孔深度过浅或螺栓太长，而不能很好的紧固零件。•7、由于工作人员对防爆理论知识掌握不够，对各种规程不能正确贯彻执行，以及对设备的隔爆要求粗心大意，均可能造成失爆。•失爆的危害：井下防爆设备具有隔爆性和耐爆性，就是说在设备的壳内产生电火花引起混合气体爆炸时其火焰传不到壳外，而设备失爆后就起不到隔爆和耐爆的作用。内部发生爆炸的火焰会传到壳外，并且与井下可燃、可爆性混合气体直接接触，会引起矿井火灾及煤尘瓦斯爆炸，造成重大恶性事故。•为保证井下低压供电安全，必须装置漏电、接地、过流等三大保护。第三节井下电网三大保护（一）、漏电保护漏电保护是指低压电网电源中检查漏电的保护装置。其主要作用有二：一是监视电网的绝缘程度，以便进行预防性检修；二是当电网发生漏电或人身触电事故时，能允许的时间内将总馈电开关自动切断，以保证安全。实践证明，这是保证井下安全生产行之有效的措施。如图1-1所示图1-11、漏电的危害：⑴人接触漏电设备会造成触电伤亡事故。⑵漏电回路上碰地碰壳能产生电火花，引起瓦斯煤尘爆炸。⑶若电雷管引线两端接触不同电位的两点，可能使雷管爆炸。⑷电气设备漏电时不及时切断电源会扩大短路故障，烧毁设备，造成火灾。2、漏电的原因：⑴电缆和设备长期过负荷，绝缘老化造成漏电。⑵运行中的电气设备受潮或进水，造成绝缘电阻下降而漏电。⑶橡套电缆受挤压、碰撞造成相线和地线破皮或护套破坏，芯线裸露而发生漏电。⑷电气设备内遗留导电物体，接线错误会造成漏电⑸设备维修时，因停送电操作错误，带电作业或工作不慎，造成人身触及一相而漏电。3、漏电保护装置的维护及检修⑴值班电钳工每天应对漏电继电器进行一次试验。⑵局部接地极和辅助接地极安装是否良好，观察欧姆表指示数值是否正常，如果660V网络的绝缘水平下降到30Ω时，则设法提高网络的绝缘电阻值，预防跳闸。⑶每月至少要对漏电继电器进行一次详细的检查好修理，处了每天检查时的内容外，还要检查各处的线头是否良好。•（二）、接地保护把电气设备中所有正常情况下不带电的金属外壳和构架，用导线与埋在地下的接地极连接起来，称为保护接地。接地保护和漏电保护相辅相成，缺一不可。两种保护是井下低压电网的安全运行具有重要作用。1、井下保护接地网的作用保护接地对保证人身触电安全是非常重要的，通过接地装置的有效分流作用，就可能把流经人身的触电电流降低到安全值以内，确保人身安全。当带电导体碰壳处的漏电电流经接地装置流入大地，即使设备外壳与大地接触不良而产生电火花，但由于接地装置的分流作用，可以使电火花减少能量大大减小，从而避免引爆瓦斯、煤尘的危险。保护接地如图1-2所示。图1-2•（三）、过流保护过流是过电流的简称。是指流过电气设备或电缆的电流超过正常允许值。过流可分为允许过流和不允许过流两种，通常所说的过流是指不允许过流。常见的过流故障有短路、过负荷和断相三种。1、短路：短路是指电流不流经负载，而是两根或三根导线直接短接形成回路，这时电流很大，可达到额定电流的几倍、几十倍、甚至更大其危害是能够在极短的时间内烧毁电气设备，引起火灾或引起瓦斯、煤尘爆炸事故。2、过负荷：过负载是指流过电气设备和电缆的实际电流超过其额定电流和允许过负荷时间。其危害是电气设备和电缆出现过负荷后，温度将超过所用绝缘材料的最高允许温度，损坏绝缘如不及时切断电源，将会发展成漏电和短路事故。3、断相：断相是指三相交流电动机的一相供电线路或一相绕组断线。此时，运行中的电动机叫单相运行，由于其转矩比三相运行时小的多，在其所带负载不变的情况下，必然过负荷，甚至烧毁电动机。第四节预防电气事故的一般方法和措施1、触电事故的原因：•发生触电事故的原因很多，一般常见的有；⑴、作业人员违反《规程》规定，如带电作业，带电检修、搬迁电气设备、电缆等。⑵、电气设备或电缆受潮进水，绝缘损坏或设备外壳漏电，没有及时修复。⑶、没有严格执行停送电制度，如开关停电后没设专人看管或未挂警示标志牌等造成误送电或停错电以及没验电。⑷、在电气设备不完好、保护功能失效或没有保护装置以及有保护装置甩掉不用而发生触电事故。⑸、人员在设有架线的巷道内行走，携带较长金属工具或金属材料等导电物体，触及电机车架线而发生触电事故。⑹、接近或触及刚停电但未放电的高压设备或高压电缆。⑺、预防触电事故的一般方法与措施：⑻、防止人体接触或接近带电导体⑼、对于人体经常触及的电气设备采用低电压，如照明、手持式电气设备以及电话、信号装置的供电额定电压，不超过127V远距离控制线路的额定电压，不超过36V。2、严格遵守各项安全用电制度⑴、井下不得带电检修、搬迁电气设备等；⑵、非专职人员或非值班电气人员，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；127V手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触部分必须有良好绝缘。⑶、在切断绝缘后，应将开关操作手