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1、矿井供电系统及井下供电安全 （一）矿井供电系统本章节主要讨论煤矿企业对供电的要求及用户的分类；矿井供电系统；矿井设备布置、硐室要求；采区工作面配电点的设备布置及配电系统;供电系统的拟定原则对供电的要求（1）供电可靠；就是要求供电不间断。（2）供电安全；必须严格遵照规程的规定进行供电作业，确保安全。（3）保证充足的供电量;在煤矿企业设计时，不但要考虑建井与投入生产时有充分的电能供应，而且还要考虑到将来发展时电能消耗量的增加，以及供电设备所占面积有扩充的余地。（4）技术经济合理；要求电能数量满足生产需要而且要求电能质量好，电压与频率稳定在允许值的范围内。同时经济效果好，建设投资与运行维护费要低。用
2、电户分类根据对供电可靠性的要求不同，煤矿电力用户分为以下三类： （1）一类用户（一级负荷）：凡因突然中断供电会发生人身伤亡事故，或损坏重要设备且难以修复，或给国家经济带来很大损失者属于这一类。这一类用户有：矿井主通风机、主要提升设备、主排水设备。（2）二类用户（二级负荷）：凡因突然停电造成大量减产者，属于这一类。例如造成企业运输停顿、经济发生较大损失者。（3）三类用户（三级负荷）：凡因突然停电对生产没有直接影响者属于这一类。例如机修厂及生活福利设施等。电压等级井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级：（一）高压不超过 10000V；（二）低压不超过 1140V；（三）照明、信号、电话和手持
3、式电气设备的供电电压不超过127V；（四）远距离控制线路的额定电压不超过 36V。采区电气设备使用 3300V 供电时，必须制定专门的安全措施。矿井供电系统根据煤层埋藏深度、井田范围及井下涌水量的大小，对矿井供电一般可以采用两种系统，即深井供电系统与浅井供电系统。1）深井供电系统；特点是高压电能用电缆送到井下直到采区变电所，一般在井底车场设置井下中央变电所，在采区设置采区变电所。由矿井地面变电所利用沿着井筒敷设的铠装电缆，把 6KV 的高压电能送至井下中央变电所的母线上。电缆的截面与数目决定于输送功率的大小，当一条电缆损坏时，其余电缆必须保证 100的供电。（1）井底车场的主水泵一般用高压供电
4、。由于主水泵为第一类用户，应把它们分别联接在变电所母线的两段上。（2）井下中央变电所设置动力变压器及照明变压器，供给井底车场及附近巷道和硐室的低压动力及照明用电。（3）井下电机车用的直流电，可由井下中央变电所与整流后供给；也可以在井底车场另设变电所供电。（4）从中央变电所高压母线上引出电缆对采区变电所供电。采区变电所设置降压变压器进行降压，低压电能用电缆送至工作面配电点，再分别送至采、掘工作面各个用电设备。2）在煤层埋藏不深（一般离地表 100200 米）的矿井，可以采用浅井供电系统；浅井供电系统中，关于采区的用电是从采区地面向下钻眼供电，所以也叫做钻眼供电系统。钻眼中要敷设钢管加固，在钢管中
5、敷设低压电缆或高压电缆供电。浅井供电主要分为三中方式：（1）井下负荷不大，高压电缆不下井，井底车场设置配电所，用低压电向井底车场及附近巷道低压动力及照明负荷供电。采区的供电采用钻眼供电，通常在钻眼附近地面上设变电亭，把从地面变电所用架空线路送来的高压电能变为低压电能，经过敷设在钻眼钢管中的低压电缆送至采区配电所，以供采区用电。（2）井底车场负荷大，采区负荷也大。这时井筒需要敷设高压电缆下井；采区钻眼套管也需要敷设高压电缆下井。（3）井底车场负荷小大，采区负荷较小。这时井筒需要敷设高压电缆下井，采区钻眼套管可以敷设低压电缆下井。矿井供电系统不限于以上几种，在工作中应根据具体情况，经过不同方案的技
6、术经济比较，以确定最合理的供电系统。矿井地面变电所位置的选择矿井地面变电所为全矿供电的枢纽，它的位置选择直接关系到全矿供电的安全、可靠、技术的合理性和安全性。位置一般应满足以下要求：1.位于或靠近负荷中心 2.交通方便，便于运送大而重的变配电设备 3.变电所四周要有足够的开阔地方 4.地势合适，避免洪水和雷电的威胁；远离矸子山，并位于主导风向的上方，以免集尘；远离化工厂；有安静的环境和可靠的水源 5.地基坚固，要避开塌陷区、滑坡区、断层区、采空区等 6.充分考虑企业和变电所扩建的可能。地面变电所的主要设备有高、低压配电装置，动力、照明变压器等。井下中央变电所井下中央变电所为井下供电的中心，它直
7、接由地面变电所供电，并向下列设备及地点配电：1.采区变电所及高压电动机 2.井底车场及附近巷道的低压动力及照明 3.井下电机车需要的直流电。井下中央变电所应特别注意防水、通风及防火问题。变电所硐室的主要设备有高压配电箱及低压配电装置；低压动力及照明用的变压器。采区变电所与移动变电站采区变电所为采区用电的中心，其任务是将井下中央变电所送来的高压电变为低压电，并将此电力配送到采掘工作面及其他设备。采区变电所的主要设备有高压配电箱，动力变压器，低压隔爆自动开关，照明用综合保护开关，监控设备等。移动变电站是用来把煤矿井下中央变电所或采区变电所引来的 6000V 高压变为低压向采区设备供电。它由特制的高
8、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，在平巷的轨道上移动，距工作面一般距离较近。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到工作面用电设备。采区供电系统的拟定原则采区供电系统是根据采区机械设备的配置来拟制的，采区供电系统的拟制应符合安全、经济、操作灵活、系统简单、保护完善、便于维修等要求。其拟定原则如下：1.在保证用电可靠的前提下，力求所用开关、起动器及电缆等设备最省 2.原则上一台起动器只控制一台设备 3.当采区
9、变电所动力变压器多于一台时，应合理分配变压器的负荷 4.变压器最好不并联运行，以减少触电的危险性，以及当发生事故时减少停产的范围 5.采煤机组和工作面运输机宜采用单独电缆供电，自工作面配电点到各个动力设备宜采用辐射式供电 6.配电点起动器在三台以下，一般不设配电点进线自动开关 7.工作面配电点最大容量电动机用的起动器应靠近配电点进线，这样可以减少起动器间连接电缆的截面 8.供电系统应尽量避免回头供电。（二）煤矿井下供电的安全技术本章节主要讨论煤矿井下供电的安全技术。基本内容是：触电的危险及其预防方法；电火花引起瓦斯、煤尘爆炸的危险及其预防方法；矿井电气设备的工作条件。着重讨论预防触电危险的主要
10、措施，即向井下供电的变压器中性点禁止接地、保护接地和漏电保护。触电的危险性及其预防方法1、触电的危险性：人身接触带电导体或因绝缘损坏而带电的设备外壳，都可能造成触电事故。触电对人体组织的破坏作用是很复杂的。一般对人体的伤害大致可分为电击和电伤两种情况。电击是指触电后电流通过人体，在热化学和电解作用下，使呼吸器官、心脏和神经系统受到损伤和破坏。电伤是指由于强电流瞬间通过人身某一局部，或电弧烧伤人体，造成对人体外表器官的破坏。触电对人体的危害取决于流经人身电流的大小和时间，流经人身电流的大小与人身电阻有密切的关系，人身电阻的数值变电幅度很大，取 1000 欧作为人身电阻的计算值，我国目前采用触电电
11、流与时间乘积的安全允许值为 30 毫安*秒，触电电流的安全允许值为 30 毫安。2、人体触电有三种情况：1.单相触电，人站在地面上，身体某一部位触及一相电源。在变压器中性点不接地的三相系统中，如果不计对地电容，且其他两相的绝缘非常好，则单相触电时加在人体上的电压不高，通过的电流很小。在变压器中性点不直接接地的三相系统中，加于人体的电压取决于人体电阻和变压器中性点接地电阻的大小（相对地） ，中性点接地电阻很小时，触电电压可达相电压。2.两相触电，人的身体同时接触两相导线，此时，加在人体上的电压时线电压，这种情况最危险。3.跨步电压触电，当带电体接地时，有电流流入地下，电流在接地点周围土壤中产生电
12、压降。人接近接地点时，如两脚距接地中点有远近，则两脚之间就有电压，称跨步电压。跨步电压严重时也会造成触电。3、触电的预防方法预防触电的方法主要有以下几点： （1）井下变压器及向井下供电的变压器或发电机中性点禁止接地； （2）井下电气设备采用保护接地；（3）井下电网采用漏电保护装置；（4）把带电裸导线安装在一定的高度，避免人身接触的可能。 煤矿安全规程规定：在大巷中，自轨道平面至架空导线的高度不得低于 2 米；在井底车场，其高度不得小于 2.2米。（5）将各种矿井用电气设备、电缆接头等都封闭在坚固的外壳内。（6）加强电动工具把手的绝缘。（7）对于接触机会非常多的电气设备，采用较低的额定电压。4、
13、防止人员发生触电事故的主要措施1.严格执行煤矿安全规程第 423 条的规定操作井下电气设备应遵守（一）非专职人员或非值班人员不得擅自操作电气设备；（二）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；（三）手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部分必须有良好的绝缘。2.对低压供电系统应加强电气设备的检查维护，确保运行中供电系统的漏电保护这种功能灵敏可靠；3.在正常工作中注意不带电作业，保持作业地点的设备和电缆系统的接地装置处于完好状态；4.严格执行停电作业制度，不采用约时停电等不合理的停电方法。5、井下供电必须做到“十不准”的内容（一）不准带电检修、搬迁电气
14、设备、电缆和电线；（二）不准甩掉无压释放器、过电流保护装置；（三）不准甩掉漏电继电器、煤电钻综合保护和局部通风机风电、瓦斯电闭锁装置；（四）不准明火操作、明火打点、明火放炮；（五）不准用铜、铝、铁丝等代替保险丝；（六）停风、停电的采掘工作面，未经瓦斯检查，不准送电；（七）有故障的供电线路，不准强行送电；（八）电气设备的保护装置失灵后，不准送电；（九）失爆设备、失爆电器，不准使用；（十）不准在井下拆卸矿灯。煤矿安全规程规定第四百四十五条 井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线。检修或搬迁前，必须切断电源，检查瓦斯，在其巷道风流中瓦斯浓度低于 1.0%时，再用与电源电压相适应的验电笔检验；检验
15、无电后，方可进行导体对地放电。控制设备内部安有放电装置的，不受此限。所有开关的闭锁装置必须能可靠地防止擅自送电，防止擅自开盖操作，开关把手在切断电源时必须闭锁，并悬挂“有人工作，不准送电”字样的警示牌，只有执行这项工作的人员才有权取下此牌送电。第四百四十六条 操作井下电气设备应遵守下列规定：（一）非专职人员或非值班电气人员不得擅自操作电气设备。 （二）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。 （三）手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部分必须有良好绝缘。第四百四十七条 容易碰到的、裸露的带电体及机械外露的转动和传动部分必须加装护罩或遮栏等防护设施。
16、第四百四十九条 井下低压配电系统同时存在 2 种或 2 种以上电压时，低压电气设备上应明显地标出其电压额定值。第四百五十条 矿井必须备有井上、下配电系统图，井下电气设备布置示意图和电力、电话、信号、电机车等线路平面敷设示意图，并随着情况变化定期填绘。图中应注明：（一）电动机、变压器、配电设备、信号装置、通信装置等装设地点。 （二）每一设备的型号、容量、电压、电流种类及其他技术性能。 （三）馈出线的短路、过负荷保护的整定值，熔断器熔体的额定电流值以及被保护干线和支线最远点两相短路电流值。 （四）线路电缆的用途、型号、电压、截面和长度。 （五）保护接地装置的安设地点。第四百五十一条 电气设备不应超过额定值运行。井下防爆电气设备变更额定值使用和进行技术改造时，必须经国家授权的矿用产品质量监督检验部门检验合格后，方可投入运行。第四百五十二条 防爆电气设备入井前，应检查其“产品合格证” 、 “煤矿矿用产品安全标志”及安全性能；检查合格并签发合格证后，方准入井。井下供电的变压器中性点禁止接地的分析井下变压器中性点是否接地，是影响触电危险程
