井下电气设备的安全保护措施.doc

井下电气设备的安全保护措施一、前言随着采煤技术的不断发展，越来越多的大型机电设备和先进的控制系统在煤矿企业得到了广泛的应用，对煤矿安全用电要求也随之提高。但是当前煤矿用电管理工作中还存许多问题，煤矿安全用电防范事故发生不仅关系到煤矿企业的产量和效益，而且直接影响到矿井的安全生产。由于煤矿井下环境的特殊性，在电气施工和使用过程中，往往由于工作疏忽大意，操作技术不熟练或者没有遵守操作规程和安全技术规程，而造成安全事故。本文针对煤矿井上下用电安全管理存在的问题进行探讨。因此。做好搞清楚用电的各方面注意事项，对于促进煤矿安全生产有着十分重要的意义。二、漏电保护（一）、漏电故障随着井下用电设备数量的增多和电压的升级，供电与用电的安全问题日益突出。其中漏电故障具有危害大、发生率高、突发性强、分布范围广、不易察觉等特点，成为影响电力系统安全运行的重要因素。漏电保护设施可以监测电力系统的运行状况，一旦漏电发生，保护设施可以有效控制故障的发展和事态的恶化。（二）、漏电故障造成的危害1、人身触电。当电气设备因绝缘损坏而使外壳带电，而工作人员又接触此外壳时，就会导致人身触电事故。此时如地电流的一部分将要从人体流过，其数值大到一定程度就会造成工作人员的伤亡。工作人员触及刺破橡套电缆外护套而暴露在空气中的芯线时一种更加严重的人身触电，此时，入地电流绝大部分流经人体，因而对工作人员的危险性更大。2、引起沼泽气及煤尘爆炸。我国大部分煤矿有沼气喝煤尘爆炸的危险，当井下空气中沼气活煤尘达到爆炸浓度且有能量达到0.28mj的点火源时，就会发生沼气活煤尘爆炸。井下的点火源绝大部分是电火花，而漏电所产生的电火花则占有相当的比例，当电网发生单相接地或设备发生单相碰壳时，在接地点就会产生电火花，若此电火花具有足够的能量，就可能点燃沼气和煤尘。3、使电雷管无准备引爆。漏电电流在其通过的路径上会产生电位差，漏电电流的数值越大，所产生的电位差就越大，如果电雷管两端引线不慎与漏电回路上具有一定差的两点相接，就可能发生电雷管无准备爆炸的事故。4、烧损电气设备，引起火灾。长期存在的漏电电流，尤其是两相经过度电阻接地的漏电电流，在通过设备绝缘损坏处时将散发出大量的热，使绝缘进一步损坏，甚至使可燃性材料（如非阻燃性橡套电缆）着火燃烧。（三）、导致漏电的原因1、电缆、电气设备自身原因。现象有：电缆在井下长期运行中，绝缘老化、受潮，导致绝缘性能下降；电动机工作时，绕组绝缘受热膨胀，停机后的绕组绝缘冷却收缩，长期使用的结果是绝缘材料出现缝隙，潮气容易侵入，导致对地绝缘电阻降低。2、操作、维修不当。现象有：采掘机械迁移时，对电缆防护不财，导致电缆受到挤、压等外力，影响其绝缘性能;对检修后的电气设备送电时，由于内部残留有多余的零部件或遗留金属工具，导致带电部分和外壳之间的电气距过小，或二者直接接触;过载保护的动作值整定不适，导致过载长期存在而使绝缘受损。3、施工、安装不当。现象有：电缆与设备连接时，相线与地线接反；电缆冷补或热补时，操作工艺有误或使用的材质低下，影响绝缘性能；将电气设备安设在淋水或其他易使设备受潮的地方。4、管理不当。现象有：购入并使用质量低劣的设备、电缆，其绝缘性能往往不能满足要求；电缆长期浸泡在水中或埋压，没有及时处理。三、过流保护（一）、过电流故障过电流故障是指实际通过电气设备或电缆的工作电流超过了额定电流值。常见的过电流故障有短路、过负荷、断相三种。1、短路的危害与原因。在井下发生的短路故障有两相短路和三相短路。短路属于最严重的过电流故障，对故障点周围的其他设备的正常运行造成很大的影响，短路点电弧中心温度达2500-4000摄氏度，短时间可能会烧毁设备或电缆，引起电气火灾，甚至引起瓦斯、煤尘爆炸。造成短路原因主要有：（1）绝缘击穿。由于绝缘老化、受潮或接线头工艺不符合要求等问题可能导致电缆绝缘击穿。（2）机械损伤。如对电缆或电气设备防护不当，致使其受外力作用。（3）误操作。如将未停电线路当成停电线路进行短路接地；对刚检修完毕的设备送电时，忘记拆除短路接地线。2、过负荷的危害与原因。过负荷是指电气设备或电缆的实际工作电流超过了额定电流值。而且超过了允许的过负荷时间。其原因主要有电源电压过低；机械性堵转；重载起动等3、断相的危害及原因。断相是指三相供电线路或设备出现一相断线，设备在运行中断相后，仍会运转，但由于机械负载不变，其工作电流会比正常的工作电流大，引起过负荷。造成断相的主要原因有：熔断器一相熔断；电缆与电缆或电缆与设备没有可靠连接；电缆芯线中有一相断线（二）、过电流保护装置1、过电流保护装置的种类和作用。过电流保护装置包括短路保护、过负荷保护和断相保护。目前我矿井下低压电网过电流保护装置主要有电磁式过流继电器、熔断器、执继电器等。井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备，应具有短路、过负荷、接地和欠压释放保护。（1）熔断器熔断器的熔体通常用低熔点的铅、锡、锌合金制成，串接在被保护的电气设备的主回路中，当电气设备发生短路时，短路电流使熔体温度急剧升高并使其熔断，从而将故障线路切除。熔断器在起动器、软起动装置、开关电器的主电路中应用普遍。（2）电磁式过流继电哭喊电磁式过流继电器是一种直接动作的一次式过电流继电器，多数安设在矿用馈电开关中，作为变压器二次侧馈出线的总保护。当流过继电器线圈的电流达到或超过整定值时，继电器就会迅速动作。（3）热继电器热继电器在井下作为过载保护装置，对其基本要求就是要有反时限的保护特性。所谓反时限保护特性是指过载程度越重，允许过载时间越短。动作延时随过载程度的增加而减少。2、过电流保护装置的整定计算。过电流故障持续的时间及其电流的大小决定了对矿井供电系统的破坏程度，因此，必须合理整定过电流保护装置的动作值，使之在故障发生时能准确、可靠、迅速地切除故障。若保护装置动作整定不合适，不仅不能起到保护目的，而且还可能引起严重的事故。整定计算的原则是：通过正常工作电流或尖峰工作电流时，保护装置不应动作；通过最小的两相短路电流时，保护装置要可靠动作。四、接地保护（一）、保护接地的作用运行中的电气设备，其外壳对地不应出现电位。如果内部出现绝缘损坏导致一相碰壳漏电，会使其金属外壳出现对电压，同时与电气设备接触的其他金属物上也会出现这类情况，对周围工作人员的安全构成威胁。这种情况下，装设保护接地是一种有效的措施。保护接地就是将电气设备在正常情况下不带电的，但有可能带有危险电压（36V以上）的金属外壳、构架等与埋设在地下或水沟中的接地极连接起来，这样可以减小漏电时外壳、构架等对地的电压。在矿井下，保护接地通过分流作用，可以有效地降低人身触电的危险，减小漏电。（二）、井下保护接地系统根据煤矿安全规程的规定，应在煤矿井下指定的地点敷设主接地极、局部接地极，并用电缆铅包、铠装外皮及接地芯线并相互连接起来，形成一个总接地网，称之为保护接地系统。保护接地组成系统的好处，一是将各接地极并联后，可降低系统的接地电阻，提高保护的安全性；二是各接地极互为后备，一旦某接地极断路，可通过其他接地极实现保护，提高了保护的可靠性。（三）、接地装置的安装、检查和测定1、根据煤矿安全规程规定，在下列地点应装设局部接地极：(1)采区变电所（包括移动变电站和移动变压器）(2)装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备。(3)低压配电点或装有三台以上电气设备的地点。(4)无低压配电点的采煤机工作面的运输巷、回风巷、集中运输巷（胶带运输巷）以及由变电所单独供电的掘进工作面，至少应分别设置一个局部接地极。(5)连接高压动力铠装电缆的连接装置。2、主接地极的安装。主接地极应采用耐腐蚀的钢板制成，其面积不得小于0.75，厚度不得小于5mm。考虑矿井水呈酸性，应视腐蚀情况适当地加大厚度或镀上耐酸金属。主接地极与接地导线必须焊接。3、局部接地极的安装。局部接地可设置于巷道水沟内或其他就近的潮湿处。设置在水沟中的局部接地极应用面积不小于0.6、厚度不小于3mm的钢板或具有同等有效面积的钢管制成，并应平放于水沟深处。设置在其他地点的局部地极，可用直径不小于35mm、埋在地下部分的长度不小于1.5的钢管制成。4、接地线的连接接地母线接地母线用来连接主接地极，应采用截面不小于50m铜线，或截面不小于100m的镀锌铁线，或厚度不小于4mm，截面不小于100m的扁钢。5、接地导线连接导线电气设备的外壳与接地线母线或局部接地极的连接，电缆连接装置两头的铠装、铅皮的连接，应采用截面不小于25m的铜线，或截面不小于50m的镀锌铁线，或厚度不小于4mm、截面不小于50m的扁钢。橡套电缆的接地芯线，除用作监测接地外，不得兼作他用。（四）、接地装置的检查安装后的检查内容如下：1、检查各部分的选材是否符合规定，井下禁用铝导体作接地极、接地导线等。材质无误后，进一步检查极板面积、厚度、接地线截面是否符合要求2、检查各连接处连接是符合规定的要求。采用焊接的检查焊接有无缺陷，焊接长度是否符合要求。采用螺栓连接的，检查螺栓是否经过防锈处理，连接处是否镀锌镀锡，螺栓的规格是否符合要求，是否有弹簧垫圈，螺母是否拧紧。3、检查各电气设备的接地连接方法是否正确，包括固定设备、移动设备。严禁串联接地。4、测量接地网总电阻是否在规定的范围内，在任意一点测得的数值反映的是接地网的接地电阻值，而不是局部值。若在某点测得值大于2欧，则需要在附近并入一接地极，使测量结果在2欧以内。（五）、接地电阻的测定井下保护接地系统接地电阻值的测定，要有专人负责，每季至少检查一次，并将测量结果记入记录簿内。在井下测量时，应使用本安型测量仪表，每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值，不得超过1欧，接地网上任一保护接地点测得的接地电阻值不得超过2欧。五、结束语电气设备的安全可靠运行,直接关系着安全生产。该文阐述了对机电设备使用不当和不加保护可能会产生的各种故障及预防措施,着重从三大保护即：漏电保护；过流保护。综上所述，在我们的工作中，只有认识和掌握了电的性能和它的规律，才能利用电能来为我们更好的服务,才能为煤矿的安全做出贡献，保证了矿山安全生产。参考资料综采维修电工；矿山安全规程；第 8 页 共 8 页