矿井供电系统

矿井供电系统

本章培训的要点：

掌握矿井供电系统知识

掌握条区供电系统知识

熟练掌握井下供电安全知识

了解杂散电流的危害及防治措施

掌握“三专两闭锁”的作用及使用范围

第一节矿井供电系统

矿井供电系统是指由矿井地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、工作配电点按一定方式相互连接起来的一个整体。

一、煤矿企业对供电的基本要求

（1）供电安全。煤矿井下存在水、火、瓦斯、煤尘、顶板五大自然灾害，自然条件恶劣，生产环境复杂，容易发生触电、煤炸等恶性事故。因此，必须严格遵守《煤矿安全规程》的规定，采取防爆、防触电、防潮各种电气保护等一第列措施，确保煤矿供电安全。

（2）供电可靠。煤矿供电中断，不仅影响产量，而且因为停电而停止通风、排水、从而引发爆炸、水害等各类重大事故的发生，危及生命财产的安全，有时甚至毁掉整个矿井。

（3）供电技术合理。技术合理性也指保证供电质量好，即供电的电压、频率及谐波成分达到一定的技术标准。

（4）供电经济。由于煤矿电气设备耗电量很大，输电功率大，如果设计不合理会造成许多电能的浪费。

二、电力负荷的分类

煤矿电力负荷按用户的生要性和中断供电对人身安全或在经济方面所造成的损失和影响程度分为三类。

（1）第一类负荷。如果中断供电，会造成人员伤亡、重大设备

损坏，产生巨大经济损失，所以要求供电必须可靠。如主提升机、主排水等。

（2）第二类负荷。如果中断供电，会严重减少产量，造成重大经济损失，就尽量保证可靠供电。如压风设备、采区变电所。

（3）第三类负荷。中断供电对生产无直接影响，也不会造成特别大的经济损失。

三、矿井供电电压等级

1、煤矿电压等级

由于煤矿生产条件的特殊性，有的应用场合采用了特定的电压等级。煤故常用的电压等级及用途如下表：

了

保

证

煤

矿

井

下

供

电

安全，《煤矿安全规程》对井下各级电压等级进行了具体的规定。第448条规定，井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级应符合下列要求：

（1）高压，不超过10000V。

（2）低压，不超过1140V。

（3）照明、信号、电话和手持电气设备的供电额定电压，不超过127V

（4）远距离控制线路的额定电压，不超过36V。

（5）采区电气设备使用3300V供电时，必须制定专门的安全措施。

2、10KV电压直接下井供电

随着井下机械化程度的提高，采掘工作面机组容量的加大，6KV供电电压在某些矿井己不能满足要求，特别是一些大型矿甚至特大型矿井的出现，开始采用10KV电压直接下井。

（1）大型矿井

（2）中、小型矿井

（3）供电安全措施

四、矿井供电系统的类型

根据矿井的井田的范围、煤层深度和地质条件，矿井供电系统分为深井供电系统和浅井供电系统。煤层深度大于150m时应采用深井供电系统，小于150m时应采用浅井供电。

（1）深井供电系统。深井供电系统采用三级供电方式，即地面变电站、井下变电所和采区变电所。从井下中央变电所用高压电缆将6KV电能送到采区变电所，采区变电所变压器降到1140V、660V （380V）用低压电缆分别送到各个工作面附近的配电点，再分别送给各动力设备。如果是采工作面，6KV高压经采区变电所配电装置送到工作面附近的移动变电站，移动变电站将6KV电压降低到1140V，再分配给各用电负荷。采区巷道中的照明、信号综合保护装置供电。

（2）浅井供电系统。当煤层埋藏深度小于150m时应采用浅井供电系统。浅井供电系统不是将6KV电能送至井下中央变电所进行电能分配和输送，而是由地面变电所直接参与将6KV电能送到与采区变电所位置相对应的地面变电亭，变电亭再将6KV降低到660V （或380V），经钻孔向井下变电所供电。

五、

六、井下中央变电所

井下中央变电所是井下供电枢纽，是电能配送的中心。单一水平生产的矿井设一个井下中央变电所；多水平的生产矿井，每个水平各设一个井下中央变电所。

1、井下变电所的位置

井下中央变电所一般设在井底车场附近、负荷的在央，与水泵房相连。井下中央变电所与水泵房硐室最好成直线，在一条水平线上铺一条相通的轨道，同时为了保证设备运输的方便，井下中央变电所与井底车场运输巷道开有相通的联巷如图

2、井下中央变电所的配电范围

井下中央变电所要向下列设备及地点配电

（1）各采区变电所

（2）主排水泵房的高压电动机

（3）井下电机车需要的变流设备

（4）井下中央变电所通过动力变压器将高压6KV降低到660V （或380V），向井底车场及其附近巷道的低压动力设备供电。

3．井下中央变电所的设备

井下中央变电所主要设备有：高压配电装置，动力变压器，压馈电开关，低压电磁启动器，检漏继电器，照明、信号综合保.护装置及照明灯具等。动力变压器至少有两台，保证供电的可靠性、安全性。

对井下中央变电所的设备应加强维修和保养，对运行中的变压器、高低压配电装置应定期进行检查、调整，设立设备的“运行日志”

和定期检查记录、巡回检查记录、故障记录，设备运转过程中要坚持巡回检查制度，发现问题及时处理和汇报，使设备经常保持整洁、安全、正常运转。

七、采区供电

随着采掘机械化程度的提高以及工作面电气设备总容量的增加，对井下采区供电提出了新的要求。

①采区供电电压已普遍提高，采用660 V或1140 V。

②为了缩短低压供电距离，一般使用隔爆移动变电站；为

了配合采煤机组快速推进的需要，广泛采用组合式电气设备。

③在采区电气安全方面，广泛采用阻燃移动式橡套屏蔽电

缆，使用了漏电闭锁、有选择性漏电保护装置，使用照明、信号综合保护装置和煤电钻综合保护装置。

1．采区变电所的功能

采区变电所是采区用电的中心，其主要功能是：将高电压变为低电压，并分配到本采区所有采掘工作面及其他用电设备；

同时采区变电所还将部分高压立接分配给本采区的移动变电站。

2．采区变电所接线方式

(1)采区变电所高压接线方式。其因电源进线路数的不同而

异。

①单电源进线。无高压出线且变压器不超过两台的采区变电

所，可不设电源进线开关，如图6-3 (a)所示。有高压出线的采区变电所，为便于操作，可设电源进出线开关，如图6-3 (b)所示。

②双电源进线。双电源进线一般用于综采工作面或接有下山

排水设备采区变电所。分两种情况：

a、电源进线一回路供电，一回路备用，两回路均设进线开

关，由于出线及变压器台数较少，母线不可分段。

b、电源进线两回路同时供电，由于出线及变压器台数较多，

两回路均设进线开关，且母线设分段开关，正常情况下分段开关断开，保持电源为分列运行状态。

(2)采区变电所低压接线方式。每台变压器的低压侧都装有1

台自动馈电开关作为总开关，并且配有漏电保护装置。对于大容量的采区变电所，低压侧总馈电开关都采用真空自动馈电开关，将漏电保护和其他保护共同形成一个综合保护插件。《煤矿安全规程》第455条规定：井下由采区交电所、移动变电站或配电点引出的馈电线上，应装设短路、过负荷和漏电保护装置。每条低压配出线都设有自动馈电开关作为配电开关，控制和保护配出线路；各变压器采用分列运行。由照明、信号综合保护装置提供照明所需要的127 V电压。所有设备均采用隔爆型。

3．综采工作面供电系统

井下采煤工作面供电方式主要有干线式、辐射式、混合式和移动变压器等。对于综采工作面，由于用电容量大、开采速度快等特点，其供电方式可依据具体情况选用。

(1)综采工作面对供电系统的要求：

①综采工作面各生产机械宜采用辐射式单独电缆供电。

②刮板输送机由多台电动机驱动，容量都不太大时，可以采用干线式供电；容量都较大时，可以采用辐射式单独供电。

③采用移动变电站。移动变电站的优点是缩短低压供电距离，减少电压损失。移动变电站可随着工作面的推进而移动，移动变电站一般设置在工作面平巷，距工作面150～300 m，工作面每推进

100～200 m，移动变电站就向前移动一次，保持低压供电距离不超过500 m。

④力求减少电缆的长度，减少电缆的截面积。

⑤综采工作面照明灯间距不得大于15 m。

(2)综采工作面供电系统的组成：

①6 kV高压系统。由高压隔爆配电箱、移动变电站、高压屏蔽电缆等组成。

②1140 kV低压系统。由低压馈电开关（设有漏电、过流、短路保护装置）、真空电磁启动器、低压屏蔽电缆等组成。

八、工作面配电点

工作面配电点是工作面及其附近巷道供电的中心，随着工作蕊的推进而移动。

1．配电点的设备组成工作而配电点的设备一般有低压配电开关、电磁启动器等。

2．配电点的位置，

一种是将开关设备安装在工作面平巷壁的专用巷道，一般距工作面50～100 m，如掘进工作面的配电点大都设在掘进巷道的进风侧或掘进巷道的贯通巷道内，一般距工作面80～100 m;另一种是将开关设备等装在移动变电站平车上，在运输槽一侧敷设轨道，平车随着工作面的推进而移动。

第二节井下供电安全

一、《煤矿安全规程》对并下供电的要求

(1)《煤矿安全规程>第442条规定：对井下变（配）电所[含井下各水平中央变（配）电所和采区变（配）电所]、主排水泵房和下山山开采的采区排水泵房供电的线路，不得少于两回路。当任一回路停止供电时，其余回路应能担负全部负荷。向局部通风机供电的并下变（配）电所应采用分列运行方式。

主要通风机、提升人员的立井绞车、抽放瓦斯泵等主要设备房，应各有两回路直接由变（配）电所馈出的供电线路；受条件限制时，其中的一回路可引自上述同种设备房的配电装置。向煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井自救系统供风的压风机、井下移动瓦斯抽放泵应各有两回路直接由变（配）电所馈出的供电线路。

本条上述供电线路应来自各自的变压器和母线段，线路上不应分接任何负蘅。

本条上述设备的控制回路和辅助设备，必须有与主要设备同等可靠的备用电源。

(2)《煤矿安全规程》第449条规定：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。

(3)《煤矿安全规程》第450条规定：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。图中应说明：

①电动机、变压器、配电设备、信号装置、通信装置等装设地点。

②每一设备的型号、容量、电压、电流种类及其他技术性能。

③馈出线的短路、过负荷保护的整定值，熔断器熔体额定电灌值以及被保护干线和支线最远点两相短路电流值。

④线路电缆的用途、型号、电压、截面和长度。

⑤保护接地装置的安设地点。

(4)《煤矿安全规程》第451条规定：电气设备不应超过额定值运行。

(5)《煤矿安全规程》第458条规定：直接向井下供电的高压馈电线上，严禁装设自动重合闸。

(6)《煤矿安全规程》第459条规定：井上、下必须装设防雷电装置，并遵守下列规定：

①经由地面架空线路引入井下的供电线路和电机车架线，必须在入井处装设防雷电装置。

②由地面直接入井的轨道及露天架空引入（出）的管路，必须在井口附近将金属体进行不少于2处的良好的集中接地。

③通信线路必须在入井处装设熔断器和防雷电装置。

二、《煤矿安全规程》对机电硐室的要求

(1)《煤矿安全规程》第460条规定：永久性井下中央变电所和井底车场内的其他机电设备硐室，用砌碹或用其他可靠的方式支护。采区变电所应用不燃性材料支护。硐室必须装设向外开的防火铁门。从硐室出口防火铁门起5m内的巷道，应砌碹或用其他不燃性材料支护。硐室内必须设置足够数量的扑灭电气火灾的灭火器材。井下中央变电所和主要排水泵房的地面标高，应分别比其出口与井底车场或大巷连接处的底板标高高出o．5 m。

(2)《煤矿安全规程》第461条规定：采掘工作面配电点的位置和空间必须能满足设备检修和巷道运输、矿车通过及其他设备安装，的要求，并用不燃性材料支护。

(3)《煤矿安全规程》第462条规定：变电硐室长度超过6 m对，必须在硐室的两端各设1个出口。

(4)《煤矿安全规程》第463条规定：硐室内各种设备与墙壁之闻应留出o．5 m以上的通道，各种设备相互之间，应留出0.8 m以上的通道。

(5)《煤矿安全规程》第464条规定：带油的电气设备必须设在机电设备硐室内。严禁设集油坑。硐室内不应有滴水。硐室的过道应保持畅通，严禁存放无关的设备和物件。带油的电气设备溢油或漏油时，必须立即处理。

(6)《煤矿安全规程》第465条规定：硐室入口处必须悬挂“非工作人员禁止入内”字样的警示牌。硐室内必须悬挂与实际相符的供电系统图。硐室内有高压电气设备时，人口处和硐室内必须在明显地点悬挂“高压危险”字样的警示牌。

采区变电所应设专人值班。无人值班的变电硐室必须关门加锁，并有值班人员巡回检查。

硐室内的设备，毖须分别编号，标明用途，并有停送电标志。

(7)《煤矿安全规程》第473条规定：井底车场及其附近，机电设备硐室、调度室、机车库、爆炸材料库、候车室、信号站、瓦斯抽放泵站，使用机车的主要运输巷道、兼作人行道的巷道等都必须有足够的照明。

(8)《煤矿安全规程》第478条规定：主副井绞车房、井底车场、运输调度室、采区变电所、上下山绞车房、水泵房、带式输送机集中控制硐室等主要机电设备硐室和采掘工作面，应安装电话。

井下主要水泵房、井下中央变电所、矿井地面变电所和地面通风机房的电话，应能与矿调度室直接联系。

三、安全用电作业制度

1．工作票制度

凡井下高压电气设备的检修都要使用工作票。依据原水利电力部颁发的《电工安全作业规程》的规定，工作票分为三种：第一种工作票、第二种工作票和口头或电话命令。井下高压电气设备的检修采用第一种工作票。第一种工作票包括以下内容：

(1)工作负责人。也称监护人，负责此项工作。其安全责任是正确地进行组织工作，结合实际进行安全教育，工作前对工作组成人员交代安全措施和技术措施，严格执行工作票所列安全措施和技术措施，督促和监护工作人员遵守规程规定。

(2)工作人员。所有参加此项工作的人员。

(3)工作内容和工作地点。

(4)计划工作时间。包括年、月、日、时、分。

(5)安全措施。包括两部分：一部分由工作票签发人填写，由工作票签发人签字；另一部分由工作许可人填写，由工作许可人签字。

工作票签发人可由矿机电部门熟悉设备情况的主管领导、技术负责人员或经批准的人员担任。工作票签发人员不得担任该项工作的工作负责人。工作票签发人的安全责任有：工作的必要性，工作是否安全，工作票上所填写的安全措施是否正确完备，所派的工作负责人和工作人员是否适当和充足。

工作许可人，由值班调度员、井下中央变电所值班人员担任。安全责任是：审查工作必要性，线路停送电和许可工作的命令是否正确，安全措施是否正确完备。

(6)许可开工时间（年、月、日、时、分）。一旦确定后，由工作负责人和工作许可人分别签名。

(7)工作负责人变动。当工作负责人临时变动时，列出新工作负责人姓名，注明变动时间，由工作票签发人签名。

(8)工作票延期。注明延期的时间，由工作负责人签名，值班负责人签字。

(9)工作终结。注明工作完成的时间，由工作负责人签名，工作许可人签名，值班负责人签名。

在工作期间，工作票应始终保留在工作负责人手中，工作结束后交工作票签发人保存3个月。

事故紧急处理可以不填工作票，但应履行许可手续，做好安全措施。

2．工作许可制度

对地面变电站电源进线及与进线有关的电气设备进行操作检修时，必须得到主管部门调度的批准。对地面和井下高压电气设备操作检修时，必须经矿生产调度的许可方可进行。

许可开始的命令，必须通知到工作负责人，其方式可采用当面

通知、电话传达、派人传递等。

3．高压倒闸、试验操作票和工作监护制度

高压倒闸操作和高压试验必须执行操作票和工作监护制度，必须由两人执行，其中一人监护，一人操作。由对操作现场和设备比较熟悉、级别较高的人做监护人；特别重要和复杂的倒闸操作，应由熟练的值班员操作，由值班班长或值班负责人监护；进行倒闸操作时，应由操作人填写操作票。操作票中虚写明被操作线路编号和操作顺序：停电拉闸必须按断路器一负荷侧隔离开关一母线（电源）侧隔离开关的顺序依次操作，送电合闸操作顺序与此相反。

在进行高压试验时，应由两人执行，一人操作，一人监护。专职监护人员不得兼做其他工作。

检修、操作高压电气设备的整个过程中，监护人必须始终在现场监护。

4．停送电制度

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。在无人值班的变电所，停电后应设专人看守。严禁约时停、送电，严禁约定信号停、送电。

5．验电、放电、接地、挂牌制

(1)停电后验电前，应先检查周围的瓦斯浓度，当瓦斯浓度低于1%时，用与电源电压相适应的验电笔验电。

(2)当验明确实停电后，先用短路接地线接地，然后将被检修的设备、导线三相短路对地放电。

(3)工作前，应将电气设备的闭锁装置锁好，并挂上“禁止合闸，有人工作

6．工作中防止送电的措施

(1)高压防爆配电装置停电后，必须把开关拉出，使插销脱电源。拔出插销后，电源侧要用专用的挡板挡住，以防触电和误入开关。

(2)可能从两侧送电的设备，必须可靠地断开各方电源，拔出插销或拉开刀闸。

(3)低压防爆开关在开盖进行检修时，严禁解除闭锁，不盖盖进行送电试验或进行其他带电检查工作。

7．井下用电十不准制度

(1)不准带电检修、搬迁电气设备、电线、电缆。

(2)不准甩掉无压释放器、过电流保护装置。

(3)不准甩掉漏电继电器、煤电钻综合保护装置和局部通风执风电、瓦斯电闭锁装置。

(4)不准明火操作、明火打点、明火爆破。

(5)不准用铜丝、铝丝、铁丝等代替保险丝。

(6)停风、停电的采掘工作面，未检查瓦斯，不准送电。

(7)有故障的线路不准强行送电。

(8)电气设备的保护装置失灵后，不准送电。

(9)失爆的设备、电器，不准使用。

(10)不准在井下拆卸和敲打矿灯。

8．井下供电要实行“三无”和“三坚持”

井下供电要实行“三无”，即无“鸡爪子”，无“羊尾巴”，无明接头；必须做到“三坚持”，即坚持使用检漏继电器，坚持使用煤电钻、照明、信号综合保护，坚持使用风电和瓦斯电闭锁。

四、触电酌危害及防治措施

（一）触电的概念及分类

1．触电的概念

人触及带电导体或触及因绝缘损坏而带电的电气设备金属外壳或接近高压带电体而成为电流通路的现象称为触电。触电是事故，煤矿井下，由于空气潮湿，空间狭窄，照明不足，电气设备容易被砸、压而使绝缘损坏，因而容易发生触电事故。

2.触电的分类

触电对人体组织的破坏过程是很复杂的，按照触电时人体的伤程度分类，触电可分为电击和电伤。

电击，是指触电电流对人体内部组织的损伤；电伤，是指电流的效应、化学效应和机械效应对人造成的伤害。

3.触电的方式

按照人体触及带电体的方式和电流通过人体的途径，触电可分单相触电、两相触电和跨步电压触电。

单相触电——当人体直接接触带电设备的一相，电流通过人体流入大地，这种触电现象称为单相触电。

两相触电——人体同时接触带电设备或线路中的两相导体，或在高压系统中，人体同时接近两相带电导体，发生电弧放电，电流从一相导体通过人体流人另一相导体，构成一个闭合回路，这种触电的方式称为两相触电。

跨步电压触电——当电气设备发生接地故障，接地电流通过接地体向大地流散，在地面上形成电位分布时，若人在接地点周围行走，其两脚之间的电位差，就是跨步电压，由跨步电压引起的触电称为跨步电压触电。

（二）安全电流和安全电压

1.安全电流

安全电流是指发生触电时不会使人致死、致伤的通过人体的最大触电电流。我国规定安全电流为30 mA。其含义是：对于任何供电系统，必须保证当发生人员触电时，触电电流不得大于30 mA，否则必须设置触电保护装置。

2．安全电压

安全电流与人体电阻的乘积称为安全电压。在我国，对于人员可能经常接触的电气设备，在没有高度危险的条件下（如干燥洁静的场所），安全电压采用65 V；在有高度危险的条件下（如煤矿井下），安全电压采用36 V。那么，从触电的危险性看，36 v以上危险电压。

（三）预防人身触电的措施

由于煤矿井下特殊的工作环境，极易发生人身触电事故，因此，必须分析触电发生的原因，采取有效的措施，预防触电事故的发生。

1．煤矿井下发生触电事故的原因

(1)高压电网触电事故的主要原因：

①带电清扫，带电检查，带电搬运，带电作业。

②没有工作票，没有安全措施，没有执行高压电网作业中停电、验电、放电等规程和要求。

③误操作，误停、送电，错误辨认开关和电缆，没有执行作业监护制度，没有悬挂“有人工作，不准送电”的作业牌。

④没有设置高压漏电保护装置。

(2)低压电网触电事故的主要原因：

①违章带电安装、带电检修、带电检查。

②不执行停送电制度，停错、送错电。

③用电制度安全技术管理有漏洞，如设备及电缆漏电，保护装置失灵而没有及时修理或更换。

【案例】

某采区电气操作工检修QC83-120电磁启动器，未申办停电，

擅自开盖检修，两手碰触电源接线柱，造成左手严重烧伤。该采区电气操作工违反了井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线的规定。检修前，必须切断电源，检查瓦斯、验电、放电。

(3)直流触电事故的原因。

①架线高度低，不符合《煤矿安全规程》的要求。

②带电修理电机车集电弓。

③工人违章乘坐矿车。

④矿车掉道后，使用长铁器处理时触及架线。

⑤工人在有架线的巷道里扛钎子、管子等触及架线。

⑥架线漏电或没装直流漏电保护装置。

2．防止触电的措施

(1)井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线。

检修、搬迁前，必须切断电源；检查瓦斯，只有当工作地点的瓦斯浓度低于1%时，再验电（与电源电压相适应的验电笔）；确认无电后，进行导体的对地放电。

【案例】

某矿发生一起特大瓦斯爆炸事故。经事故调查，瓦斯积聚原因为采空区的隔离煤柱出现多个孔洞；火源为正在检修的电磁启动器，电气操作工打开了接线盒盖板，煤及矸石落入，造成火花。此事故的原因是，在设备检修中违章带电检修设备，造成电气失爆，并且在检修前没有检查瓦斯。

(2)操作井下电气设备必须遵守下列规定：

①非专职人员或非值班人员不得擅自操作电气设备。

②操作高压电气设备主回路时，操作人员必须戴绝缘手套，并事电工绝缘靴或站在绝缘台上。

③手持式电气设备的操作把手和工作中必须接触的部分必须有良好的绝鲍缘效果。

④普通型携带式电气测量仪表，必须在瓦斯浓度1%以下的地点使用，并实时监测使用地点的瓦斯浓度。

⑤操作电气设备要有工作票’和施工措施，停、送电的操作，要根据书面申请或其他可靠的联系方式，由专职电工执行。

(3)加强对电气设备、供电线路的管理。

电气设备安装使用合理，严禁甩掉各种保护装置；电缆线路不准有“鸡爪子”、“羊尾巴”、明接头，对地绝缘电阻符合要求；

井下巷道内的电缆，沿线每隔一定的距离、拐弯或分支点以及连接不同直径电缆的接线盒两端、穿墙电缆的墙的两边都应设置注有编号，用途、电压和截面的标志牌。

(4)防止人体接触或接近带电体。

①将电气设备裸露带电部分安装到一定的高度。如《煤矿安全规程》第356条规定了井下电机车架空线的悬挂高度：在行人的巷道内、车场内以及人行道与运输巷道交叉的地方不小于 2 m;在不行人的巷道内不小于1.9 m。井底车场内，从井底到乘车场不小于2.2 m。

②容易碰到的、裸露的带电体及机械外露的传动部分必须加装护罩或遮栏等防护设施。

③各种电气设备的导电部分和电缆接头都必须封闭在坚固的外壳中，并保证闭锁装置完好。

(5)对人员经常接触的电气设备，采用低工作电压。如井下照明、信号、电话、手持式电气设备额定电压都不超过127 V，控制回路电压不超过36 V。

(6)井下电气设备必须有保护接地。

(7)设置漏电保护系统，一旦发生人体触电，应立即切除电源，保证人身安全。

3．防止触电应注意的事项

(1)加强对触电危害性的教育。

(2)任何人无权自行停、送电。

(3)携带较长的金属工具、金属管材料在架空线下行走时，严禁扛在肩上。

(4)乘坐平巷人车或专列入车，上、下车时必须切断该区段架空线电源，严禁带电扒车。

(5)上、下山行走，不能手扶电缆，防止电缆漏电后触电。

(6)严禁在电气设备、电缆上躺坐，以防触电。

五、杂散电流

（一）杂散电流的定义及安全值

1．杂散电流的定义

杂散电流是指任何不按指定通路而流动的电流(引自MT 670-1997)。直流架线电机车电流的一部分，没有经过钢轨回路的全程，而是通过大地或其他设备流回变流所，叫直流杂散电流。在井下变

压器中性点不接地的供电系统中，当电网三相对地的绝缘电阻、电容不相等时，出现零序电流，从地线或大地经绝缘电阻流回电网，该电流叫交流杂散电流。

2．杂散电流的安全值

下列地点的杂散电流值应不大于60 mA:

①采区内各巷道中的轨道对总接地网间。

②采煤工作面内的金属网假顶对总接地网间。

③采区内上、下山的轨道与运输大巷连接处的第二道绝缘夹板相连接的轨道对总接地网间。

④掘进工作面与掘进巷道内任何地点的轨道对总接地网间。

⑤掘进巷道的轨道与运输大巷连接处的第二绝缘夹板处的轨道对总接地网间。

⑥采区煤仓对轨道间。

⑦井下爆炸材料库铁门对轨道间。

（二）杂散电流过大的危害

(1)在井下，杂散电流可能引起电雷管的误爆炸。因为一般电雷管只需要1～1.5 V的电压就可以引爆，而在杂散电流影响下，轨道与大地之间的电位差可达到1～1.5 V，因此两根爆破导线的一根与轨道接触，另一根与接地装置接触，就可能引起先期引爆。

(2)对井下金属管道和铠装电缆外皮造成腐蚀，缩短金属铠装电缆和金属管路的使用寿命。

(3)杂散电流可能产生电火花，引起瓦斯、煤尘爆炸，引起火灾。

(4)杂散电流可能使漏电保护、高压隔爆配电装置发生误动作。

（三）杂散电流的防治

1．直流杂散电流的防治措施

(1)牵引电网对架线的要求：

①当有两个以上牵引变流所向架空线供电时，牵引变

流所供电区域之间应设绝缘和分段联络开关。当电机车为双弓时，架线上要装设两处绝缘，其间距应大于电机车双弓之间的距离。

②架线每隔500 m左右应设分段绝缘和分段开关。

③馈电线与架线应用不少于2个铜质馈电夹子连接，每个夹子与导线的接触面积应不小于导线截面的 1.5倍，连接应紧固、可靠．

④多水平生产的矿井，每个生产水平要有单独的直流供电系统，

严禁一个牵引变流所向多个水平供电。

⑤牵引变流所电源的正极经馈电线接架线，负极经回电线接轨道。为了减少回电点附近电缆外皮的腐蚀，宜将电源的负极经馈电线接架线，正极经回电线接轨道。如果有几个牵引变流所向架线供电时，必须采取相同极性的接线方法。

⑥牵引变流所应设在架线区间的中央，最佳供电半径不宜大于

1.5 km。

(2)对轨道的要求：

回电轨道的接缝应进行电气连接，连接方法为：采用长度不小于600 mm、截面积不小于50 mm2的铜线进行焊接，焊接点的面积不小于255 mm2。

②不同规格的轨道接缝电阻值，不大于表6-2的要求。

③回电的平行钢轨间，每隔50 m应用截面积不小于30 mm2的钢板进行电气连接。

④回电轨道在道岔处导轨和主轨道之间应进行电气连接，连接电阻值与轨道接缝电阻值的要求相同。

⑤不回电的轨道和回电的轨道相连时，必须加以绝缘。

⑥平巷与斜巷间的轨道分别设置两道绝缘。两道绝缘间的距离应不大于一列串车的长度，并保证在任何情况下，第二道绝缘处不回电侧轨道与回电侧轨道之间不得被串车等形成连接。

2、交流杂散电流的防治措施

对交流杂散电流的防治措施：一是提高交流电网的绝缘水平，二是采取屏蔽电缆。

第三节三专两闭锁

高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井、低瓦斯矿井中高瓦斯区的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面正常工作的局部通风机必须配备安装同等能力的备用局部通风机，并能自动切换。正常工作的局部通风机必须采用“三专”（专用开关、专用电缆、专用变压器）供电，专用变压器最多可向4套不同掘进工作面的局部通风机供电；备用局部通风机电源必须取自同时带电的另一电源，当正常工作的局部通风机故障时，备用局部通风机能自动启动，保持掘进工作面正常通风。

使用局部通风机供风的地点必须实行风电闭锁，保证当正常工作的局部通风机停止运转或停风后能切断停风区内全部非本质安全

型电气设备的电源。正常工作的届部通风机故障，切换到备用局部通风机工作时，该局部通风机通风范围内应停止工作，排除故障，待故障被排除，恢复到正常工作的局部通风后方可恢复工作。使用

2台局部通风机同时供风的，2台局部通风机都必须同时实现风电闭锁。

一、“三专”供电

“三专”供电的作用：通过对掘进工作面局部通风机实行“三专”供电，保证供电的连续性、可靠性，可以不间断地向掘进工面通风。

二、风电闭锁 i

风电闭锁是用控制局部通风机的电磁启动器闭锁掘进工作面电：气设备的供电，实现先通风后送电，风机停转时，掘进工作面电源也同时被切断。

风电闭锁的作用：保证掘进工作面动力设备工作前，局部通风机先工作；由于任何原因使局部通风机停止工作时，切断掘进工作面动力设备的电源；防止由于电火花、机械火花引起瓦斯爆炸。

三、瓦斯电闭锁

瓦斯电闭锁由瓦斯探头、监控系统、断电仪和高压开关构成。如图6-5所示，当瓦斯探头测得瓦斯浓度超限时，其常开接点Ki闭合；接通断电仪电源，其常开接点K。闭合；接通高压开关内的脱扣线圈TQ电路，使高压开关切断掘进工作面电源，实现瓦斯电闭锁。

瓦斯电闭锁的作用：当瓦斯浓度达到1%时，瓦斯监控器发出报警；当瓦斯浓度达到 1. 5%时，立即切断掘进工作面的电源并闭锁，以免因电火花、机械火花引起瓦斯爆炸。《煤矿安全规程》第138条规定：采掘工作面及其他作业地点风流中、电动机或其开关安设地点附近20 m以内风流中的瓦斯浓度达到 1.5%时，必须停止工作，却断电源，撤出人员，进行处理。对因瓦斯浓度超过规定被切断电源的电气设备，必须在瓦斯浓度降到 1. 0%以下时，方可通电开动。

※国家题库考试要点的分析归纳※

以下是本教材所归纳和总结的煤矿井下电气作业考试国家题库中与本章内相关的考点，是学员必须掌握的知识要点，请学员熟记。

1．煤矿供电系统的相关考点

(1)煤矿企业对供电的要求是供电可靠、供电安全、技术经济

合理和供电质量。

(2)井下采煤工作面的供电方式主要有干线式、辐射式、混合式和移动变电站式。

(3)井下主要水泵房、井下中央变电所的电话，应能与矿调度室直接联系。

(4)矿井变电所主变压器至少应有2台。

2．供电电压等级的相关考点

(1)安全电压取决于人体电阻和安全电流的大小。

(2)井下架线电机车常用的是电压等级为250 V或550 V的直流电源。

(3)照明、信号、电话和手持式电气设备的供电额定电压不超过127 V。

(4)煤矿井下低压供电系统通常用的电压可为380 V、660 V和1 140 V。

(5)井下采掘机械设备常用电压等级有1 140 V、660 V和380 V。

(6)井下各级配电电压和备种电气设备的额定电压等级中，高压不超过10 000 V，低压不超过1 140 V。

(7)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。

(8)远距离控制线路的额定电压，不应超过36 V。36 V以上为危险电压。

(9)采区电气设备使用 3 300 V供电时，必须制定专门的安全措施。

3．电力负荷的相关考点

(1)过负荷是指电气设备的实际电流值超过了该电气设备的额定电流值，并超过允许过负荷时间。

(2)矿井电力系统中，用户和用电设备按其重要性的不同进行分级，可分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。采区变电所一般属于二级负荷用户。

（3）对井下各水平中央变（配）电所、主排水泵房和下山开采的采区泵房供电的线路，不得少于两回路。其供电线路应来自各自的变压器和母线路上不应分接任何负荷。

4．交流电的相关孝点

(1)按正弦规律随时间作周期性变化的电量称为交流电。

(2)正弦交流电的“三要素”是最大值、角频率和初相位。

(3)频率、最大值相同，相位互差120'的三个交流电称为三相交流电。

5．采区供电与用电安全的相关考点

(1)各变（配）电所的入口或门口应悬挂“非工作人员禁止人内”字样的警示牌。

(2)直接向井下供电的高压馈电线上，严禁装设自动重合闸。

(3)年产6万t以下的矿井采用单回路供电时，必须有备用电源源的容量必须满足通风、排水和提升的要求，并保证主要通风机等在10 min内可靠启动和运行。备用电源应有专人负责管理和维护，每10天至少进行一次启动试验，试验期间不得影响矿井通风等，试验记录要存档备查。

(4)井下供电必须做到的“三坚持”是指坚持使用检漏继电器，坚持使用，煤电钻、照明、信号综合保护，坚持使用风电和瓦斯电闭锁。

（5）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戢发电机直接向井下供电。

(6)有故障的供电线路，不准强行送电。

(7)井下电机车架空导线自轨面算起的悬挂高度，在行人巷道肉、车场内以及人行道同运输巷道交叉的地方不小于2.0 m。

(8)自轨面算起，电机车架空线的悬挂高度，在井底车场内，从井底到乘车场不小于2.2 m。

(9) 停风、停电的采掘工作面必须经检查瓦斯后才可以送电。

(10)掘进工作面的配电点，大都设在掘进巷道的一侧或掘进巷道的贯通巷道内，一般距工作面80～100 m处。

(1 1)电气设备不应超过额定值运行。

(12)对井下各水平中央变（配）电所、主排水泵房和下山开采的采区排水泵房供电的线路，不得少于两回路。

6．“三专两闭锁”的相关考点

（1）瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井及煤与瓦斯突出矿井中，掘进工作面的局部通风机应采用“三专供电”，即专用变压器、专用开关和专用线路。

（2）瓦斯电闭锁是当瓦斯超限时，切断掘进工作面动力电源并

闭锁。

（3）风电闭锁是风机停转时，．掘进工作面动力电源也同时被切断。风电闭的作用是：掘进动力设备工作前应先通风吹散瓦斯；由于任何原因使局部通风停止通风时．切断掘进动力设备的电原。因此，局部通风机供风的地点，必须装设风电闭锁装置。

(4)瓦斯电闭锁的作用是：由瓦斯监控系统对掘进工作面的动力电源实行闭锁。当瓦斯浓度达到1%时，瓦斯监控器发生警报；当瓦斯浓度达到 1. 5%，立即切断掘进工作面内的非本质安全型电气设备。

(5)漏电闭锁是指在开关合闸前对电网进行绝缘监测，当电网对地绝缘值低于闭锁值时开关不能合闸，起闭锁作用。

7．触电事故防范的相关考点

(1)当人体通过5 mA以上交流电流时，就有触电感觉。当人体触电电流不超过30 mA时为安全电流。从触电危险程度来看，36 v 以上是危险电压。

(2)电流通过人体时，会引起神经或肌肉功能的紊乱和电烧伤，主要影响呼吸、心脏和神经系统。

(3)杂散电流可引起电火花，其电火花既能引起瓦斯爆炸，也会引起煤尘爆炸。

(4)井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉。

(5)在井下不可用铁丝、铜丝代替保险丝。

(6)当发现有人触电时，首先要切断电源或用绝缘材料将带电体与触电者分离开。

8．其他相关考点

(1)如果必须在井下主要硐室、主要进风井巷和井口房内进行电焊、气焊和喷灯焊接等工作，则每次必须制订安全措施，并遵守《煤矿安全规程》的有关规定。

(2)如果127 V网络的绝缘水平下降到10 kΩ,以下时，则应及时采取措施，设法提高网络的绝缘电阻值。

(3)油断路器经3次切断短路故障后，其绝缘油应加试1次耐压试验，并检查有无游离碳。

第八章矿用电缆及其连接装置

本章培训与考核要点：

·掌握井下电缆的种类及结构、选用原则和方法、敷设与连接及维