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1、煤矿机电运输安全培训教案 课程名称 机电运输安全 任课教师 胡正权 培训单位 机电科 向阳煤矿安全培训中心 第一章 煤矿机电运输安全知常识 在煤矿生产中电的应用十分广泛 掌握煤矿安全用电至关重 要 现就电的基础知识 矿井供电设备 井下电气设备的隔爆与失 爆 井下电网的三大保护 触电事故 矿井运输分述如下 一 电的基础知识 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 也作为电流强 度的简称 电流有方向性 习惯上把正电荷流动的方向规定为电流 的方向 电流有两种及 交流与直流 交流电 电流的大小和方向随时间作周期性变化 直流电 电流的大小和方向不随时间变化 电流用符号I 表示 单位
2、为安培 简称安 用符号A表示 常用 单位还有千安 kA 毫安 mA 和微安 A 它们之间的关 系是 1 kA 千安 1000A 安 1A 安 1000 mA 毫安 1 mA 毫安 1000 A 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 人们规定 正 极电位高 负极电位低 在正负极间接上负载 如灯泡 构成闭 合回路后 电流就会从高电位的正极经负载流向低电位的负极 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 简称伏 用符号V表示 常用单位有千伏 kV 毫伏 mV 等 它们之间的关系是 1 kA 千伏 10
3、00V 安 1V 伏 1000 mV 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 导体愈长 电阻愈大 断面愈大 电阻愈小 材料对电阻的影响用电阻系数来衡量 电阻系数以银为最小 铜次 之 吕再次之 因为银的价格昂贵 所以人们一般以铜和铝来做导 线 电阻用符号R或 r 表示 单位为欧姆 简称欧 用符号 表示 常 用单位有千欧 k 和兆欧 M 它们之间的关系是 1 k 千欧 1000 欧 1M 兆欧 1000000 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
4、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 绝缘体的绝缘性能随条件而变化 一旦正常的绝缘受到损伤 过热 受潮或加压超过规定时 都能使其绝缘性能急剧下降 甚至失去绝 缘性能 可能引起严重的后果 3 半导体 导电性能介于导体与绝缘体之间绝缘体之间的物质 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
5、电路中 如手机 电视和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 水管中流过水流的大小与水管两端压力差成正比 与水管的阻 力成反比 这是我们日常生活中经验 同样 由实验证明 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 R 式中 I 电流 A U 电压 V R 电阻 四 简单电路 电流所流过的路径称为电路 电路是由电源 用电设备 负载 连接导线和开关组成 短路的特点是电流很大 其值可达额定电流的几十倍或更大 很 大的短路电流不仅能在极短的时间内迅速烧毁设备 甚至可能引起 煤矿井下瓦斯煤尘爆炸事故 为了防止
6、短路故障的发生 煤矿井下 在电气设备中装设过流保护装置 以防止因短路故障所造成的危 害 五 电功与电功率 我们知道灯泡是要消耗能量的 这个能量由电功或电能转化而 来 在单位时间 即一秒钟内所作的电功 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 U I 式中 P 电功率 W 在实用中 经常用KW 做单位 即1KW 1000W 例如电机铭牌标明 的 40KW 就是指他的功率来说的 有时也罢功率叫做容量 电功和电能通常用 度电 来表示 每 1 度电等于 1KW 的设 备工作 1h 所消耗的电能 即 1 千瓦
7、小时 例如 10 个 500W的灯泡 工作 1h 消耗 5 度电 二 煤矿企业要求供电具有 1 可靠性 就是要求供电不间断 2 安全性 就是在供电过程中 不应发生人身触电事故 和设备事故 也不致引起火灾和爆炸事故 3 技术合理性 即供电质量要稳定 4 经济性 即基本建设投资少 设备材料消耗低 运行 成本小 矿井供电设备主要包括 高压控制设备 变电设备 低压馈电设备 及线路 主要任务是分配与输送电能以及控制电路通与断 完成供 电 目前 我国煤矿井下常用的供电电压等级 交流有10kV 或 6kV 及 1140V 660V或 380V 127V 36V和供架线式电机车使用的 250V 250V直流电
8、压等级 以适应不同类型矿井的用电设备 一 矿用高压配电箱 俗称高压开关 高压配电箱可作为配电开关或控制保护变压器 高压电动机 或高压线路 矿用高压配电箱分为两种 即矿用一般型和隔爆型 二 矿用变压器 矿用变压器是为适应煤矿生产对变压器结构提出特殊要求 的特种变压器 它是供电系统中的主要设备 用途是改变交流电压 煤矿常用的变压器大多为降压变压器 分动力和照明 有油浸和干 式隔爆型之分 三 低压隔爆馈电开关 这种开关适用于有瓦斯 煤尘爆炸危险的矿井 是一种手动或 电动合闸供电开关 主要用于井下低压配电线路中 设在变压器出 口的一侧 作为 1140V及 660V或 380V低压电网总配 馈 电开关
9、因此有 馈电 开关之称 同时因为开关内有自动保护装置 可以 再线路中出现过流或漏电故障时 能自动跳闸切断故障电源 所以 又称 自动 开关 四 矿用电缆 矿用电缆主要有铠装电缆 橡套电缆和塑料电缆三种 用途是 传输和分配电能 三 井下电气设备的隔爆与失爆 各类电气设备 对其采取一定的安全措施以后 能保证其在 一定的爆炸危险场所实现安全供用电 这种电气设备通称为防爆电 气设备 隔爆型电气设备是防爆电气设备的一种类型 它的防爆标 志为 ExdI 其含义 Ex 为防爆总标志 d 为隔爆型代号 I 为煤矿 用防爆电气设备 读作煤矿用隔爆型防爆电气设备 隔爆 就是当电气设备外壳内部的爆炸气体发生爆炸时 不
10、会引起 外壳周围的爆炸性气体发生爆炸 凡是具有这种隔爆外壳的电气设 备就叫隔爆型电气设备 失爆 电气的隔爆外壳失去了耐爆性或隔爆性就叫失爆 防爆设备分类 防爆电气设备类 型 标志 防爆电气设备类 型 标志 隔爆型d 充砂型q 本质安全型i 正压型p 增安型e 充油型o 浇封型m 无火花型n 气密型h 特殊型s 煤矿井下常见的电气失爆现象有 1 由于隔爆接合面严重锈蚀 有较大的机械伤痕 连接螺钉 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 碰等原因 使隔爆外壳变 形或损坏 隔爆外壳上的盖板 接线嘴 接线盒的连接螺钉折断 螺纹损坏 连接螺钉不齐全 使机械强度达不到规
11、定而失爆 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 是时产生高的压力使外壳损坏 发生失爆 5 加大现场管理力度 对井下防爆电气设备的管理要严格执行 煤矿安全规程 规定 必须符合防爆性能的各项技术要求 防爆性能遭受破坏的电 气设备 必须立即停电处理或更换 严禁继续使用已损坏的防爆电 气设备 设备运行中设专职管理员对设备的运转情况做巡回检查 对供电要求 三无 四有 两齐 三全 三坚持 三无 无鸡爪子 无羊尾巴 无明接头 这 三无 对防止短 路 漏电和人身触电事故是十分有效的措施 四
12、有 既有过电流和漏电保护 有螺丝和弹簧垫圈 有密封圈 和挡板 有接地装置 这 四有 对防止短路 过负荷 漏电故障 范围的扩大 防止人身触电 防止失爆是十分有效的 两齐 即电缆悬挂整齐 设备洞室清洁整齐 这是防止各种电 缆引起电气事故 防止洞室电气设备发生故障的有效措施 三全 即防护装置全 绝缘用具全 图纸资料全 这 三全 是防止发生人身触电等意外事故 加强电气设备管理和技术管理 正确指挥生产 防止各种电气事故的重要措施 万一发生电气事故 能正确 迅速地判断和进行处理 三坚持 即坚持使用漏电继电器 坚持使用煤电钻综合保护 坚持使用瓦斯电闭锁 其不仅可防止因漏电引起的人身触电 而且 可防止因漏电或
13、瓦斯超限而引起的瓦斯爆炸 对机械部分 加强运 转管理要求各种保护齐全可靠 定期检修设备完好 发现异常及时 与修理工联系 尽早解决 机电管理职能部门要经常深入井下检查 监督设备的使用和维护情况 一旦检查出防爆电气设备失爆 追究 有关人员责任 对不按照设备操作规程使用设备而引起损坏的 追 究使用单位和操作着的责任 四 井下电网三大保护 为了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 一 漏电保护 煤矿井下电气事故大多数是因绝缘下降造成相间短路或接 地 碰壳 等故障引起的 由于电气的故障极易造成触电或引起瓦 斯 煤尘爆炸的危险 因此 当绝缘下降到有危险的程度时能自动切断电源 找出隐患
14、 就能避 免事故 保证安全用电 为了达到这一目的 目前我国煤矿井下广泛采用检漏继电 器 作为绝缘监视和漏电保护装置 二 保护接地 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 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 五 触电事故 一 触电对人体的危害 触电事故是人身触及带电体或接近高压带电体时 有电流通 过人身而造成的 触电事故可分为两大类 即电击和电伤 电击主要造成人体内伤 电伤主要是造成人体
15、外伤 二 发生触电事故的原因 发生触电事故的原因很多 一般常见的有 1 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 2 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 3 没有严格执行停送电制度 如开关停电后没设传人看管或未 挂警示标志牌等造成误送电或停错电以及没验电 4 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 5 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 6 接近或触及刚停电但未放电的高压设备或高压电缆 三 预防触电事故的一般方法和措施 1 防止人体
16、接触或接近带电导体 1 将电气设备的裸露带电部分安装在一定高度或加上围栏 如 井下电机车架线 按 规程 规定必须悬挂在一定高度以上 2 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 1 井下不得带电检修 搬迁电气设备等 2 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 3 在切断电源后 应将开关操作手柄闭锁 并悬挂 有人工作 不准送电 警示牌 只有执行这项停电操作的人员 才有权取下此 牌并送电 3 采取保护措施 1 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 2 井下电网进行保护接地 3 井下电网必须装设漏电保护装置 4 井下开关 控制设备应装设过流保护装置 提升与运输 一 矿井提升设备 矿井提升设备是煤矿最重要的大型机电设备之一 是联系地面与井
