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1、矿井用电安全及保护,临沧靖泰安全技术培训中心 机电工程师 肖正周 13987016189 ,临沧靖泰安全技术,培训中心,一、供电系统简介 二、矿用电气设备 三、漏电与触电分析 四、井下变压器中性点禁止接地的分析 五、漏电保护装置 六、接地与接零保护,学 习 提 纲,临沧靖泰,前言,（一）安全基本知识 安全生产方针：“安全第一、预防为主、综合治理”三者是、原则和手段、措施的有机统一的辩证关系。 （二）相关电工作业的法律法规 (一)法律： 1、安全生产法劳动法消防法职业病防治法。 2、职业病防治法首次将“高危粉尘”写入法条。 (二)法规： 1、安全生产施工报告和调查处理条例工伤保险条例电力安全事
2、故应急处置和调查处理条例劳动防护用品监督管理条例生产经营单位安全培训规定安全生产事故隐患排查治理暂行规定特种作业人员安全技术培训考核管理规定安全生产培训管理办法工作场所职业卫生监督管理规定。,临沧靖泰,2、 安全生产事故报告和调查处理条例规定：事故发生后，事故现场有关人员应当立即向本单位负责人报告；单位负责人接到报告后，应当于1小时内向事故发生地县级以上人民政府安全生产监督管理部门和负有安全生产监督管理职责的有关部门报告。 3、 工伤保险条例在工作时间和工作岗位突发疾病死亡或者在48小时之内经抢救无效死亡的；在抢险救灾等维护国家利益、公共利益活动中受到伤害的；职工原在军队服役、因站、因公、负伤
3、致残，已取得革命伤残军人证，到单位后旧伤复发的；视同工伤。工伤职工已经评定伤残等级并经劳动能力鉴定委员会确认需要生活护理的从工伤保险资金按月支付生活护理费。 4、 生产经营单位安全培训规定金属非金属矿山、危化品、烟花爆竹等生产经营单位必须对新上岗的临时工、合同工、劳务工、轮换工、协议工等进行强制性安全培训；岗前培训时间不得少于24学时。,临沧靖泰,5、特种作业人员安全技术培训考核管理规定明确规定： 将登高架设作业和高处安装、维护、拆除作业立为特种作业； 国家对特种作业人员的安全技术培训、考核、发证、复审工作实行统一监管、分级实施、教考分离的原则； 特种作业操作证有效期为6年，在全国范围内有效；
4、每3年复审1次； 特种作业操作证申请复审或者延期复审前，特种作业人员应当参加必要的安全培训并考试合格。 6、安全生产培训管理办法规定下列从业人员应当取得相应资质的安全培训机构进行培训。 、依照有关法律、法规、应当取得安全生产资格证的生产经营单位主要负责人。 、安全生产管理人员。 、特种作业人员。 、井工矿山企业的生产、技术、通风、机电、运输、地测、调度等职能部门的负责人。,临沧靖泰,（一）对矿山供电系统的要求: 可靠性：保证不间断供电； 安全性：不发生触电、引爆瓦斯煤尘等事故； 优质性：电压、频率稳定，谐波含量不超过允许值 经济性：在保证前三项的前提下力求低成本。 （二）电力负荷及对供电的要求
5、 1、什么是电力负荷？ 电力负荷是指设备或线路中正常运行时消耗的功率与损耗的功率之和。是供电系统规化、设计、设备选型以及发电、输电、变电布局的主要依据。,临沧靖泰,一、矿山供电系统简介,2、电力负荷的分级 根据对供电可靠性要求的不同，也就是根据停电造成的损失或影响程度，矿山将电力负荷可分成以下三级： 一级负荷：当中断供电后，将造成人身伤亡者，或在政治、经济上造成重大损失者，为一级负荷。 二级负荷：当中断供电后，将在政治、经济上造成较大损失者，为二级负荷。 三级负荷：除一、二级负荷外，均为三级负荷。 3、对电力负荷的供电要求 一级负荷：双电源双回路 由于一级负荷属重要负荷，中断供电后会造成十分严
6、重的后果，因此要求应有两个独立电源供电，任何一个电源发生故障，不会影响另一个电源的供电。（如医院） 二级负荷：双回路或专用线。 三级负荷：无要求。,临沧靖泰,3、电基本含义 电荷（带电微粒）的定向移动形成电流。 电阻的单位是欧姆用表示。 PN（晶体二极管）结具有单向导电的特性。 玻璃、云母、氮、硅油等都是绝缘材料。 绝缘材料由于泄露电流增加可能导致电气设备温度升高。 安全距离的大小主要取决于电压的高低设备运行状况和安装方式。 安全隔离变压器的一次边、二次边均应设短路保护元件。 空气中二氧化碳含量达到8.5%时，会使人血压升高。 雷电的危害火灾、爆炸、触电、设备损坏等。 避雷针、避雷线、避雷网、
7、避雷带都是直击雷防护措施。,（三）矿山供电系统的结线方式 1、供电系统的结线方式: 放射式:(单源单放、单源双回、双源双回) 干线式:(直联、贯穿) 环状式: 2 、变电所常用的结线方式: 母线式:(单母不分段、单母分段、双母) 桥式:(内桥、外侨、全桥) 线路-变压器组式: （四）典型供电系统分析 A 、典型地面供电系统（图1） B、 典型井下供电系统（图2）,临沧靖泰,（五）对电源与供电系统的规定: （煤矿安全规程09年版） 双回路供电，不得分接负荷， 不得共杆架设，不准装负荷定量器。 两路电源线若一用一备则必须带电备用。 井下供电严禁中性点接地。 高压电网单相接地电流应20A。 高压下井
8、电缆严禁装设自动重合闸。 井上下必须装设防雷电装置。 电气操作实行工作票制度, 包括工作票的内容、签发与执行. 高压停、送电制度,要遵守：停电验电放电装设接地线设置遮栏警示等程序，严禁带电作业。,临沧靖泰,任何供电系统都除技术和功能上满足要求外，还要确保其使用和运行的安全，这里的安全指的是人身安全；设备安全；井下由于电气事故引起的瓦斯爆炸。所有我们学习的重点是井下电气上的防爆原理和三大保护(漏电保护、保护接地、过流保护)。 二、矿用电气设备: (一)矿用电气设备的要求: 1、井下巷道硐室和采掘工作面的空间狭窄。要 求电气设备体积小、重量轻。 2、由于顶板压力及放炮的影响，电气设备及电缆易受损伤
9、，要求电气设备有坚固的外壳、内部之件有较强的抗震能力。,临沧靖泰,3、井下空气潮湿，有滴水，电气设备易受潮，要求电气设备防潮性能和绝缘水平要高。 4、井下有瓦斯、煤尘，在一定条件下可以点燃和爆炸，要求电气设备具有防爆性能。 5、井下电气设备启动频繁，负荷变化较大，容易过载。要求电气设备有较强的过负荷能力和起动力矩。 (二)电气设备的防爆原理: 1、隔爆性和耐爆性： 隔爆性：外壳内爆炸后，高温和火焰通过接合面喷出 时，受到足够的冷却（防爆面）。 耐爆性：外壳内爆炸后，外壳不至于破坏（外壳的机械强度）。 2、隔爆面的三要素：间隙、宽度、光洁度,临沧靖泰,三、 漏电与触电分析 （一）漏电： 1、什么
10、是漏电：广义上讲，漏电是一种电网对地发生电能泄漏的现象，特征是电网对大地的绝缘阻抗降低，流入大地的电流增大，该现象称为漏电。(该电流为漏电电流) 2、分类： 集中性漏电:（某一处或某一点）机械、某点老化、处界； 分散性漏电：（老化）（整条线路或整个电网）； 3、漏点电流回路：如图3所示,临沧靖泰,图3,变压器,I,R,C,临沧靖泰,4、漏电的危害： 人身触电（外壳带电） 引起爆炸（煤尘、沼气） 电雷管无准备引爆 烧损电气设备（发热） 引起短路（更大的事故） 影响产生（停电处理）,临沧靖泰,（二）触电： 1、什么是触电：人身接触带电体或接近高压带电体时，使人身成为电流通路的一部分，叫做触电。触电
11、是前面讲过的漏电的一种特殊情况，只是过渡电阻变成了人身电阻。 触电对人体组织的破坏大体可分为两种：电击和电伤。 电击：是指触电后电流通过人体，使人体主要器官（如心脏）受到损伤，有生命危险，这是最危险的触电。 电伤：是指电弧或强电流瞬时通过人体某一局部，造成人体外表器官的破坏（烧伤），一般不至于有生命危险。,临沧靖泰,2、影响触电危害程度的有关因素： 通过人身的电流大小：根据实验得， 交流在1520mA以下，直流在50mA以下，一般对人体伤害较轻，如果长期通过工频交流3050mA就有生命危险，超过50mA对人的生命是绝对有危险的。 触电时间：根据实验测定的数据，触电时间在0.2s以下和0.2s以
12、上，电流对人体的危害程度是有较大差别的。如0.2s以下 ，400mA能使心脏损伤，0.2s以上，25mA能使心脏损伤。,临沧靖泰,电流性质：直流和交流对人体的危害程度是不同的，而以50100Hz的交流电流对人体的危害最为严重。 电流路径：主要取决于心脏受损的程度，电流从手到脚特别是通过心脏对人最为危险。 体重和健康状况：健康和有病不同，情绪好和不好不同，胖和搜 。 人身电阻：主要是人体表面皮肤层和体内的电阻，它随人的皮肤状况（损伤、潮湿）、触电时间、触电电压高低等因素而变动，当皮肤完整干燥时，人身电阻可达10100千欧触电时相对安全；当皮肤潮湿或有损伤，人身电阻降低到1000欧左右，触电时相对
13、危险（以后人身电阻取最小值1000欧）。 触电电压：作用于人身的电压越高，则通过人体的电流越大，也就越危险。,临沧靖泰,3、安全电流、安全电压及安全值： 安全电流：也就是人体触电后不会使人致死、致伤的最大电流，称为安全电流。根据上述的因素分析，触电危险性取决于通过人体的电流与作用时间的乘积。通过对动物的实验，我国提出发生心室颤动的电流50mA与时间乘积的安全值为50mAS，取1.67倍安全系数，规定为30mA、美国为10 mA、英国为50mA等。 安全电压：安全电流和人身电阻的乘积，称为安全电压。经常接触的电气设备，在没有高度危险的条件下，采用65v电压，有高度危险的条件，采用36v，在特别危
14、险的条件下，采用12v。 安全值：安全电流与触电时间的乘积，称安全值。我国为30 mAS。,临沧靖泰,4、井下预防触电主要办法： 由于矿井的情况特殊，触电的可能性较大。因此，必须采取有效措施，防止触电事故发生。我国从实践中总结出来预防触电的方法主要有以下三点： 变压器中性点禁止接地（后面分析） 井下电气设备采用保护接地（后面分析） 井下电网采用漏电保护装置（后面分析）,临沧靖泰,四、 井下供电的变压器中性点禁止接地的分析: （一）中性点接地方式分类及要求: 前面在介绍漏电和触电时，常提到中性点接地或不接地的问题，因此，这里对中性点问题进行分析。 1、分类：一般分为以下四类： 不接地方式：又称中
15、性点绝缘系统 直接接地方式：中性点直接与接地装置连接 阻抗接地方式：中性点经过不同数值的电阻与接地装置连接，电阻在数十欧姆时，为低阻接地（100 以下）；电阻在数百欧姆时，为高阻接地方式（100 以上） 消弧线圈接地方式：中性点经电抗线圈与接地装置连接。 后两种是为了减小接地点的电流，使电弧的能量减弱。,临沧靖泰,2、要求： 在供电系统中，什么情况（条件）下采用何种接地方式呢？我国有以下要求： * 363kv系统，采用中性点不接地方式； * 110kv及以上和220380v的低压系统，采用中性点直接接地方式； * 3-10KV电网当接地电容电流大于30A或20KV以上电网当接地电容电流大于10A时，采用中性点经阻抗或消弧线圈接地方式。,临沧靖泰,(二)中性点接地方式分析: 1 、中性点接地系统： 如图4所示，这时人体承受电网相电压，通过人体 的电流可根据欧姆定律求出： 当取Rma=1000，线电压为660V时，通过人体的电 流为： 可见，无论是线电压是660v供电系统，当中性点接地时，通过人体的电流都远远超过30mA，所以是绝对危险的。,临沧靖泰,图4,临沧靖泰,2、中性点不接地系统： 如图5所示，,临沧靖泰,根据基尔霍夫第一定
