矿山机电专业培训教案

一、 煤矿供电与安全

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设备损毁电气火灾等。

煤矿井下是一个特殊的工作环境有易燃、易爆可燃性气体和腐

蚀性气体潮湿、淋水、矿尘大、电网电压波动、空间狭小、会发生

冒顶和片帮事故机电设备启动频繁等。因此矿用电气设备同一般

电气设备相比具有如下特点

1、电气防爆。用于煤矿井下爆炸性环境的电气设备必须是防爆

型电气设备避免电气设备所产生的电弧、电火花和高温引起瓦斯和

煤尘爆炸。

2、防护性能好。由于井下特殊的工作环境矿用电气设备的防

护性能要好不仅具有防尘、防潮、防腐、防霉等防护措施而且应

耐机械冲击。

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%而煤矿井下电网电压的波动范围可达75%110%因此

矿用电气设备的电网电压波动适应能力必须强。

4、过载能力强。采、掘、运等电气设备启动频繁井下机电硐

室和巷道的温度较高散热条件差。因此矿用电气设备要有足够的

过载能力同时应有较大的排水能力和供电能力。

5、保护功能强。矿用电气设备和供电系统应使人身不能触及或

接近带电导体具有完整、可靠的保护接地网在高、低压供电系统

装设漏电保护系统及装置对人身经常触及的电气设备要用较低的电

压等级加强监测和减小电气设备对地的泄漏电流为防止电气火灾

应装设过流保护装置。

6、可靠性高。通风机等主要设备或供电系统的故障会引起瓦斯

集聚在一定的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。

以上课程需2个学时针对井下特殊的工作环境应重点掌握矿

用电气设备的特点。

复习题⑴、电气事故包括哪两方面内容

            ⑵、人身伤亡事故中提到的“触电”是指什么

            ⑶、设备事故的概念

            ⑷、矿用电气设备同一般电气设备相比具有哪些特点

二、煤矿供电系统

井下供电系统一般由井下电缆、中央变电所、分区变电所、采区

变电所、防爆移动变电站、采区配电点以及用于相互供配电用的各类

电缆等组成。煤矿井上下供电系统如图1-2所示。

井下用电由矿山地面变电所用两条高压电缆把6KV的高压电

能经井筒送到井下中央变电所然后再分配给各高压用户。为保证供

电可靠性地面变电所和井下中央变电所采用分段母线。井下中央变

电所主结线采用分段母线保证供电不间断如将主排水泵的供电分

别接在两段母线上井下车场低压用电由设在中央变电所的降压变压

器供电另外用高压电缆将6KV高压电能送至采区变电所或移动

变电站经降压后向采区低压设备供电。

以上课程为了解性内容约需1个课时。

三、触电事故

㈠、影响触电危险性的因素

1、电流对人体的作用

由于煤矿井下特殊的工作环境发生触电事故的可能性较大。

触电事故是指人体触及带电体或人体接近高压带电体时有电流

流过人体而造成事故。按电流对人体伤害的程度触电可分为电击和

电伤两种。在触电死亡事故中大多数是电击死亡事故。因此触电

事故主要是指电击事故。

引起心室颤动所需的电流I与作用时间有关。危险电流为50mA

井下安全电流为30mA。

人体的电阻由体内电阻500Ω和皮肤电阻650Ω10kΩ

组成。安全电压取决于人体电阻和安全电流的大小。对于干燥而触电

危险性较小的环境其安全电压一般不大于40V。但对于潮湿而触电

危险性较大的环境其安全电压不应大于12V。

2、其他因素对触电危险性的影响

触电危险性主要取决于流经人体的电流但触电时间、触电电流

流经人体的途径、触电电流的频率和人的精神状态及健康状态对触电

的危险性也有影响。

触电时间大于心脏脉冲周期是十分危险的。

一般地讲从手到手或从手到脚的触电电流途径是危险的电流途

径。

25Hz300Hz的交流电对心脏的影响较大。

具有心脏病、精神病的人触电后所受到的伤害要大于正常人。

㈡、触电方式

从触电方式上分触电事故可分为接触触电和非接触触电两种。

1、接触触电

接触触电是指人体直接与带电体接触的触电方式。接触触电又分

为两相接触和单相触电两种。

由于电气设备的两根相线相距较近触电电流仅通过人体的一小

部分。因此发生两相触电死亡事故比较少。

当电网电压一定的情况下中性点不接地系统对触电的危险较

小2、非接触触电

   非接触触电是指当人靠近高压带电体距离小于或等于放电距离

时人与高压带电体之间产生放电而引起的触电。

㈢、预防措施

1、使人体不能触及或接近带电体。

2、设置保护接地。

3、在井下高、低压供电系统中应装设漏电保护装置。

4、采用较低的电压等级。

5、维修电气装置时要使用保安工具。

   以上内容应重点掌握约需2个课时。

   复习题⑴、触电事故的概念及其分类

           ⑵、人体电阻的组成

           ⑶、影响触电的其他因素有哪些

           ⑷、简述接触和非接触触电的区别

           ⑸、预防触电有哪些措施

四、矿用电缆

    由于井下潮湿巷道狭小有冒顶和岩石塌陷等现象。为了保证

供电可靠与安全井下供电线路禁止使用普通导线及裸导线电机车

的架空线除外必须使用矿用电缆。矿用电缆分为铠装电缆、橡套

电缆和塑料电缆。

1、铠装电缆

所谓铠装电缆即电缆是用钢丝或钢带铠装起来的由于钢丝耐

拉力强所以钢丝铠装电缆多用于立井井筒或急倾斜巷道中而钢带

铠装电缆多用于水平巷道或缓倾斜巷道。

在井下铠装电缆多用于对固定设备或半固定设备的供电对井下

移动设备例如采、掘工作面设备的供电多用柔软性较好能够

弯曲的橡套电缆。

铠装电缆的最大优点是纸的绝缘强度高故适用作高压电缆其

机械强度、耐热和安全性都好。一条铠装电缆如果维护得好寿命可

达3040年。铠装电缆的缺点是弯曲半径大移动不方便敷设麻

烦及电缆接头与封装要求工艺水平高。

2、橡套电缆

橡套电缆可以分为普通橡套电缆与屏蔽电缆。

屏蔽电缆主要用于采区工作面以提高工作的安全性。屏蔽电缆和

普通橡套电缆的构造基本相同其差别是在普通橡套电缆内护套外又

包上一层屏蔽层在屏蔽层外再加上一层橡胶外护套。屏蔽层用半导

体材料或用铜丝尼龙网制成。

屏蔽电缆克服了电缆主芯线绝缘破坏时会造成相间短路的严重

事故。因为屏蔽层是接地的主芯线首先碰到屏蔽层造成接地故障

使检漏继电器动作切断电源不会形成严重的相间短路的危险事故。

屏蔽电缆的另一优点是避免了由于电缆损坏使人触电的危险。因为当

电缆主芯线绝缘损坏时首先碰到屏蔽层造成接地故障这样就超前

切断了电源保证了人身安全。

3、塑料电缆

矿井中除了使用以上所述的两种电缆外还有使用塑料电缆的。

这种电缆的芯线绝缘和护套全部采用塑料制成。这种电缆外部如加铠

装则与铠装电缆相似不加铠装则与橡套电缆相似。

塑料电缆的优点是允许工作温度高绝缘性能好护套耐腐蚀

敷设的落差不受限制等。因此在条件适合时应尽量采用。

以上课程为了解内容约需1个课时。

复习题说出矿用电缆的分类及各自的优缺点。