1、礦井供電電網保護煤礦特種作業類別：井下電氣作業主講：郝曉凱單位：平禹煤電公司安培中心內容提要一、礦井電氣保護的任務及對電氣保護裝置的要求；二、井下電氣保護 1、過流保護 2、電壓保護 3、漏電保護 4、保護接地 一、礦井電氣保護的任務及對電氣保護裝置的要求（一）礦井電氣保護的任務 當出現故障時作用于跳閘，發生不正常運行狀態時能發出信號，限制事故范圍的擴大。（二）井下電氣保護的類型 井下供電系統的三大保護：過流保護、漏電保護、保護接地。煤礦目前常用的電氣保護類型： 1、四保護：1）過流保護2）電壓保護3）漏電保護4）保護接地 2、兩閉鎖： 風電閉鎖和瓦斯與電閉鎖 3、綜合保護： 電動機綜合保護，

2、煤電鉆綜合保護等。4、單相斷線保護三、對電氣保護裝置的要求1、選擇性 當供電系統發生故障時，電氣保護應能有選擇地將故障線路切除，保證供電系統的非故障部分正常運行。2、快速性 當供電系統發生故障時，電氣保護裝置應能將故障快速切除，防止事故進一步擴大。3、靈敏性過流保護的最低靈敏度系數為1.5，后備保護靈敏度系數為1.2。4、可靠性當供電系統發生故障時，電氣保護裝置應能可靠動作，不誤動，不拒動。對電氣保護裝置必須進行正確的整定和定期校驗。第二節 井下電氣保護一、過流保護 過流保護是指電氣設備或電纜的實際電流超過了額定值。過流保護包括短路保護、過負荷保護和斷相保護。（一）過電流故障的危害及原因1、短

3、路 短路是指供電線路的相與相之間經導線直接短接、電流不流經負載形成回路。短路時供電線路的電流稱為短路電流。井下電網可能出現的短路故障有兩相短路、三相短路和異相兩點接地短路。2、短路電流的危害 短路電流很大，通?？蛇_到額定電流值的幾倍、幾十倍甚至幾百倍。（1）短路電流產生大量的熱，燒毀電氣設備，引起火災或瓦斯、煤塵爆炸。（2）短路電流的電動力使故障設備及其他設備遭受機械破壞。（3）短路引起電網電壓突然下降，影響電網中其他電氣設備的正常運行等。（二）過負荷 過負荷又叫過載，是指電氣設備和電纜的實際電流超過了該電氣設備和電纜的額定電流，并超過允許過負荷時間。過負荷的危害是：（1）電氣設備和線路出現過

4、負荷后，其溫度將超過所用絕緣材料的最高允許值，燒毀絕緣。（2）長期過載會擴展成漏電或短路故障。（3）電氣設備長期超載運行、電源電壓過低和斷相運行等都使電氣設備出現過負荷現象。（4）在重載情況下反復啟動電動機，因啟動電流大會使電動機過熱而燒毀。（5）在井下采掘機械中，由于堵轉也可能燒毀電動機。（三）斷相 斷相，是指三相交流電動機的一相供電線路或一相繞組斷線。在這種狀態運行的電動機叫單相運行。此時，電動機輸出的轉矩比三相運行時小得多，在其所帶負載不變的情況下，工作電流增加，造成過熱，可能燒毀電氣設備。造成斷相故障的原因如下：（1）熔斷器一相熔斷。（2）電纜與電纜、電纜與設備的連接不牢而一相松動脫落

5、，電纜一相芯線斷開。（3）電動機定子繞組與接線端子的連接一相松動脫落等。（四）電壓保護1、欠壓保護 （1）欠壓保護（失壓保護），是指在供電過程中，由于某種原因出現電網電壓突然消失或急劇降低30%-40%，此時，保護裝置使開關跳閘，自動切斷電源。當電網電壓恢復后，開關不會自動合閘，不會自動恢復供電或用電設備自動啟動的一種保護裝置。電氣設備低壓運行會造成電動機電流增大，長時間運行會引起電動機燒毀。 （2）井下高低壓防爆開關都具有欠電壓保護功能。高壓防爆開關內裝設有欠電壓釋放裝置，通常叫做無壓釋放裝置。（3）低壓磁力啟動器的接觸器在失壓或欠壓的情況下，接觸器電磁吸合力不能保持吸合狀態而釋放，其啟動控

6、制回路中的自保節點已打開，只有電壓恢復后人工重新啟動，啟動器才送電。（4）磁力啟動器的控制回路就兼有欠壓裝置的功能，能夠起防止電動機低壓運行時被燒毀和電動機啟動造成事故的作用。2、過壓保護 過電壓是指在供電系統的運行過程中，產生危及電氣設備絕緣的電壓升高。一般超過額定電壓15%以上。 過電壓可能會破壞電氣設備的絕緣、燒毀供電線路，造成供電系統長時間停電的重大事故。其減少過電壓的技術措施如下：（1）研制低截流和低重燃率的真空觸頭（其截流值為0.5-1A）。（2）在感性負載上并聯電容器或在10KV及其以下的母組上裝設一中性點接地的星型接線電容器組。（3）負載端并聯電阻、電容，可以有效地降低截流過電

7、壓和減少或阻止電弧重燃。二、漏電保護（一）漏電 當電氣設備或導線的絕緣損壞或人體觸及一相帶電導體時，電源和大地形成回路，有電流流過的現象叫漏電。 在變壓器中性點不接地電網中，發生單相接地（或直接接地或經過渡阻抗接地）或兩相、三相對地的總的絕緣電阻降到危險值的電氣故障叫漏電故障，簡稱漏電。人體觸及一相帶電導體的情況，是單相經過電阻接地，也屬于漏電。 電網按性質分為集中性漏電和分散性漏電兩大類。其中，分散性漏電是由于整個電網或某條線路的對地絕緣電阻降低而發生的漏電。集中性漏電則是由于電網某處或某點的絕緣損傷而發生的漏電。在井下電網中出現較多的是集中性漏電。 1、漏電的危害（1）當漏電電流的電火花能

8、量達到點燃瓦斯、煤塵的最小能量時，可能引起瓦斯、煤塵爆炸。（2）長期漏電，會使絕緣發熱、老化，還可能燒毀電氣設備，引發相間短路和電氣災害事故。（3）如果漏電發生在爆破作業地點附近，由于漏電電流在它流經的路徑上會產生電壓降，當電雷管兩端的引線接觸漏電路徑上具有電位差的兩點時，可能造成電雷管提前引爆。2、漏電保護裝置的作用 連續監視電網對地的絕緣狀態，當人體觸及一相帶電導體或電網發生漏電時迅速切斷電源，防止漏電事故發生。3、漏電的原因（1）運行中的電纜或電氣設備受潮或進水，使絕緣電阻下降。（2）電氣設備或電纜長期過負荷運行使絕緣老化。（3）電纜與電氣設備的連接不符合要求，造成接頭松動脫落碰觸金屬外

9、殼。（4）橡套電纜的連接不符合要求，出現“雞爪子”、“羊尾巴”、明接頭，并受潮氣侵入。（5）用金屬絲吊掛橡套電纜，使其嵌入絕緣層內接觸芯線。（6）接線時，將導電芯與地線接錯。3、漏電的原因（7）橡套電纜在運行中被炮崩或受擠、壓、拉、砸、砍等機械作用而使護套絕緣層破壞。（8）電纜因長期過度彎曲而產生裂口或縫隙，運行機制中受潮氣或淋水侵入。（9）帶電作業，人體接觸一相帶導體。（10）在電氣設備內隨意增添電氣元件，或檢修時將工具等導體留在設備內，使電氣間隙小于規定值，導致一相對外殼放電（11）操作電氣設備時產生弧光對地放電。（12）出現嚴重過電壓、擊穿電纜或電氣設備的對地絕緣。（二）漏電保護 常用的

10、漏電保護方式非選擇性漏電保護選擇性漏電保護漏電閉鎖 目前，新型漏電 保護裝置，是利用高性能檢測元件霍爾電流傳感器和微機信號處理技術。，構成具有橫向選擇性的直流檢測式漏電保護裝置。 使用的漏電保護裝置總體上分為兩大類： 一類是安裝在各種開關中的具有漏電跳閘、漏電閉鎖和選擇性漏電保護功能的電子插件、微電腦綜合控制保護器和漏電繼電器；另一類是具有獨立隔爆外殼必須與饋電開關配合使用訴檢漏繼電器。 漏電保護按原理不同可分為附加直流電源式、零序電流方向式，旁路接地式和自動復電式等。1、附加直流電源漏電保護（非選擇性） 漏電保護采用附加直流電源，在開關合閘后對帶電電網進行絕緣監測，當電網對地絕緣電阻低于動作

11、值時，開關跳閘停止供電、起保護作用。2、選擇性漏電保護 在變壓器中性點不接地的放射式電網中，可以安裝選擇性漏電繼電器。選擇性漏電保護具有橫向選擇性、彌補了漏電保護的不足，即只切斷漏電故障支路的供電電源。3、漏電閉鎖 漏電閉鎖是指在開關合閘前對電網進行監測，當電網對地絕緣電阻低于規定的漏電閉鎖動作電阻值，使開關不能合閘，起閉鎖作用。目前，漏電閉鎖單元都是利用附加直流電源式保護原理檢測對地絕緣電阻實現漏電閉鎖功能的。 某礦輸送機道，供工作面電的電纜先是放在人行道一側，行人來回踩、壓，內有內傷，檢漏繼電器長期甩掉不用，電纜漏電不能及時發現，最后造成電纜短路著火，釀成火災，死亡35人，直接經濟損失近4

12、0萬元 。事故案例三、保護接地 保護接地是指用導體把電氣設備中所有正常不帶電的外露金屬部分，通過接地裝置與大地緊密連接起來。電氣設備的金屬外殼在正常情況下是不帶電的，但在絕緣損壞時其外殼或構架就會帶電。此時，若人體觸及，就會造成觸電事故。保護接地就是預防這類觸電事故的重要措施之一。（一）裝設局部接地極的規定：（1）采區變電所（包括移動變電站和移動變壓器）。（2）裝有電氣設備的硐室和單獨裝設的高壓電氣設備。（4）無低壓配電點的采煤機工作面的運輸巷、回風巷、集中運輸巷（膠帶運輸巷）以及由變電所單獨供電的掘進工作面，至少分別設置1個局部接地極。（5）連接高壓動力電纜的金屬連接裝置。（6）其他地點的局

13、部接地極，可用直徑不小于35mm、長度不小于1.5m的鋼管制成，管上應至少鉆20個直徑不小于5mm的透孔，并垂直全部埋入底板；也可用直徑不小于22mm、長度為1m的2根鋼管制成，每根管上應至少鉆10個直徑不小于5mm的透孔，2根鋼管相距不得小于5m，并聯后垂直埋入底板；垂直埋深不得小于0.75m。（二）對接地母線和連接導線及其他要求（1）電氣設備的外殼與接地母線或局部接地極的連接，電纜連接裝置兩頭的鎧裝、鉛皮的連接，應采用截面不小于25mm的銅線，或截面不小于50mm的鍍鋅鐵線，或厚度不小于4mm、截面不小于50mm的扁鋼。（2）接地網上任一保護接地點的接地電阻值不得超過2。（3）橡套電纜的接

14、地芯線，除用作監測接地回路外，不得兼作他用。第九章 礦用電氣設備煤礦特種作業類別：井下電氣作業主講：郝曉凱單位：平禹煤電公司安培中心 第一節 礦用防爆電氣設備分類（一）電氣設備的分類防爆電氣設備的類型、標志及適用條件標志：總標志：Ex， 安全標志：mA類別：類：井下含有甲烷混合物的爆炸性環境。分為：礦用一般型：礦用防爆型：類：主要用于工廠用電氣設備。（二）防爆電氣設備分類煤礦安全規程對井下電氣設備一般規定第四百四十六條 操作井下電氣設備應遵守下列規定：（一）非專職人員或非值班電氣人員不得擅自操作電氣設備。（二）操作高壓電氣設備主回路時，操作人員必須戴絕緣手套，并穿電工絕緣靴或站在絕緣臺上。（三

15、）手持式電氣設備的操作手柄和工作中必須接觸的部分必須有良好絕緣。第四百四十七條 容易碰到的、裸露的帶電體及機械外露的轉動和傳動部分必須加裝護罩或遮欄等防護設施。第四百四十八條 井下各級配電電壓和各種電氣設備的額定電壓等級，應符合下列要求：（一）高壓，不超過10000V。（二）低壓，不超過1140V。（三）照明、信號、電話和手持式電氣設備的供電額定電壓，不超過127V。（四）遠距離控制線路的額定電壓，不超過36V。采區電氣設備使用3300V供電時，必須制定專門的安全措施。第四百四十五條 井下不得帶電檢修、搬遷電氣設備、電纜和電線檢修或搬遷前，必須切斷電源，檢查瓦斯，在其巷道風流中瓦斯濃度低于1.

16、0%時，再用與電源電壓相適應的驗電筆檢驗；檢驗無電后，方可進行導體對地放電。控制設備內部安有放電裝置的，不受此限。所有開關的閉鎖裝置必須能可靠地防止擅自送電，防止擅自開蓋操作，開關把手在切斷電源時必須閉鎖，并懸掛“有人工作，不準送電”字樣的警示牌，只有執行這項工作的人員才有權取下此牌送電。第四百四十七條 容易碰到的、裸露的帶電體及機械外露的轉動和傳動部分必須加裝護罩或遮欄等防護設施。第四百五十條 礦井必須備有井上、下配電系統圖，井下電氣設備布置示意圖和電力、電話、信號、電機車等線路平面敷設示意圖，并隨著情況變化定期填繪。圖中應注明：（一）電動機、變壓器、配電設備、信號裝置、通信裝置等裝設地點。

17、（二）每一設備的型號、容量、電壓、電流種類及其他技術性能。（三）饋出線的短路、過負荷保護的整定值，熔斷器熔體的額定電流值以及被保護干線和支線最遠點兩相短路電流值。（四）線路電纜的用途、型號、電壓、截面和長度。（五）保護接地裝置的安設地點。第四百五十一條 電氣設備不應超過額定值運行。井下防爆電氣設備變更額定值使用和進行技術改造時，必須經國家授權的礦用產品質量監督檢驗部門檢驗合格后，方可投入運行。第四百五十二條 防爆電氣設備入井前,應檢查其“產品合格證”、“煤礦礦用產品安全標志”及安全性能；檢查合格并簽發合格后，方準入井。第四百五十四條 硐室外嚴禁使用油浸式低壓電氣設備。40kW及以上的電動機，應

18、采用真空電磁起動器控制 第四百五十九條 井上、下必須裝設防雷電裝置，并遵守下列規定：（一）經由地面架空線路引入井下的供電線路和電機車架線，必須在入井處裝設防雷電裝置。（二）由地面直接入井的軌道及露天架空引入（出）的管路，必須在井口附近將金屬體進行不少于2處的良好的集中接地。（三）通信線路必須在入井處裝設熔斷器和防雷電裝置。 序號防爆類型標志符號基本要求礦用本質安全型礦用正壓型礦用增安型礦用隔爆型具有隔爆外殼的防爆電氣設備，該外殼既能承受其內部爆炸性氣體混合物引爆產生的壓力，又能防止爆炸產物穿出隔離間隙點燃外殼周圍的爆炸性混合物在正常運行條件下不會產生電弧、火花或能點燃爆炸性混合物的高溫的設備結

19、構上，采取措施提高安全程度，以避免在正常和認可的過載條件下出現這些現象的電氣設備具有正壓外殼的電氣設備。即外殼內有保護性氣體，并保持其壓力（壓強）高于周圍爆炸性環境的壓力（壓強），以防止外部爆炸性混合物進入的防爆電氣設備1234deiaibip全部電路均為本質安全電路的電氣設備。所謂本質安全電路，是指在規定的實驗條件下，正常工作或規定的故障狀態下產生的電火花和熱效應均不能點燃規定的爆炸性混合物的電路礦用防爆電氣設備一覽表序號防爆類型基本要求標志符號全部或部分部件浸在油內，使設備不能點燃油面以上的或外殼外的爆炸性混合物的防爆電氣設備外殼內充沙礫材料，使之在規定的條件下殼內產生的電弧、傳播的火焰、

20、外殼壁或砂料材料表面的過熱溫度，均不能點燃周圍爆炸性混合物的防爆電氣設備將電氣設備或其部件澆封在澆封劑中，使它在正常運行和認可的過載或認可的故障下不能點燃周圍的爆炸性混合物的防爆電氣設備在正常運行條件下，不會點燃周圍爆炸性混合物，且一般不會發生有點燃作用的故障的電氣設備礦用充油型礦用充砂型礦用澆封型礦用無火花型礦用特殊型異于現有防爆型式，由主管部門制訂暫行規定，經國家認可的檢驗機構檢驗證明，具有防爆性能的電氣設備。該型防爆電氣設備須報國家技術監督局備案56897oqmns 二、防爆電氣設備的表面溫度、環境溫度、接地及引入裝置1、表面溫度當電氣設備可能堆積煤塵時，最高表面溫度不應超過150。C，

21、當不會堆積灰塵或采取措施（如密封防塵或通風)防止堆積煤塵的，最高表面溫度不應超過450。C。2、環境溫度防爆電氣設備使用的環境溫度為-2040 。C。環境氣壓（0.81.1）*105Pa。3、電氣設備接地的目的是為了保證人身安全和防止漏電產生火花。外接地螺栓的規格，須符合下列規定：1）功率大于10KW 的設備，不小于M12。2）功率510KW 的設備，不小于M10。3）功率0.255KW 的設備，不小于M8。4）功率不大于250W且電流不大于5A 的設備，不小于M6。5）本安型電氣設備和儀器儀表類，外接螺栓能壓緊接地芯線即可。4）引入裝置密封圈式引入裝置應用最廣泛。但應注意的是引入裝置所用密封

22、圈只有硬度適宜才能起到密封和防松作用，保證防爆性能。三、防爆電機的防護等級增安型電機外殼防護等級應不低于IP23，且經常有專人檢查管理，使用在采掘工作面的本安型電氣防護等級應不低于IP54. 防爆電氣入井前，必須檢查其產品合格詐、煤礦礦用產品安全標志及安全性能，檢查合格并簽發合格證后，方準下井。使用中的防爆電氣設備的防爆性能檢查，每月1次。 第二節 常用防爆電氣設備類型一、隔爆型 隔爆型電氣設備是指設備的所有電氣元件全部置于隔爆外殼內，隔爆外殼既具有耐爆性又具有隔爆性（不傳爆性），即內部可燃性爆炸混合物時所產生的壓力不會使外殼損壞、變形引起殼外爆炸性混合物（瓦斯、煤塵）的爆炸；內部產生的高溫火焰不會傳到殼外引起殼外爆炸性混合物（瓦斯、煤塵）的爆炸（由隔爆面的長度、間隙和粗糙度決定）。 由于使用、管理、維護不善會造成防爆電氣設備的失爆。失爆是指電氣設備的隔爆外殼失去了耐爆性或隔爆性。 （四）安全檢查重點 因為電火花是引起瓦斯、煤塵爆炸的主要火源之一，因為搞好電氣設備防爆對有效遏止瓦斯、煤塵爆炸具有重要意義。目前，我國煤礦井下還不同程度地存在有失爆電氣設備，失爆電氣設備引起的特別重大瓦斯、煤塵爆炸事故屢有發生，因此必須加強防爆電氣設備的檢查、管理工作。 1.對井下防爆電氣設備管理的具體要求 （1）嚴格按 規程選用。 （2）井下防