煤礦電工培訓

1、教 案電氣設(shè)備檢修工電氣設(shè)備檢修工授課計劃一、學員基本情況培訓學員年齡在20至40歲之間，掌握安全規(guī)程知識，學員基本屬于初高中文化，熟悉煤礦井下安全操作技能。二、教學目的和要求；通過本課程的學習，使學員了解機電安全知識；掌握開關(guān)的結(jié)構(gòu)原理；熟練掌握電氣設(shè)備檢修工的安全操作及日常維護內(nèi)容。三、授課時間及具體安排序號1. 授課章節(jié)及內(nèi)容 總課時 70 時數(shù) 授課時間2010年2月 2 第一節(jié) 概述；電工基礎(chǔ)知識 12課時3 第二節(jié) 煤礦電氣三大保護的作用 18課時 4. 第三節(jié) 電氣設(shè)備檢修工安全操作 14課時5. 第四節(jié) 電氣開關(guān)的結(jié)構(gòu)原理 12課時6 . 第五節(jié) 電氣開關(guān)檢修標準 14課時四、

2、搞好本課程教學的具體措施，授課時，根據(jù)學員的職責、崗位、文化程度和已有知識等方面的差異，采用“因人施教”的方法。對理論、實踐、深度區(qū)別把握，使學員認識到本課程的針對性、指導性、操作性和可行性。五 教具和教學手段使用說明采用講授法、研討法、互動教學法與案例教學法，通過違章事故教學影片讓學員深刻掌握預防違章事故的重要性。電氣設(shè)備檢修工教案 安全操作資格培訓班授課日期：2010年2月教學目的：通過本課程的學習，使學員了解機電安全知識；熟悉電氣設(shè)備檢修工的開關(guān)結(jié)構(gòu)原理；熟練掌握電氣設(shè)備檢修工的安全操作及有關(guān)安全規(guī)定內(nèi)容。熟練掌握電氣設(shè)備檢修工傷人事故的原因及預防措施。教學重點，難點：1. 電氣設(shè)備檢修

3、工的安全操作及維護是重點；2. 傷人事故及其預防是本章的難點課程類型：專業(yè)課主要教學方法：采用講授法、研討法、互動教學法與案例教學法教具：多媒體下面導入電氣設(shè)備檢修工課程第一章 煤礦安全一、煤礦井下電氣事故防治；電工基礎(chǔ)知識（一）煤礦井下的特殊工作條件1、井下巷道、石門、峒室和采掘工作面的空間狹窄，設(shè)備擺放擁擠、雜亂。2、由于頂板壓力的作用及采煤的影響，常有掉矸及片幫現(xiàn)象，所以電氣設(shè)備易受砸、碰、壓。3、井下頂板有滴水及淋水現(xiàn)象，空氣比較潮濕，電氣設(shè)備容易受潮。4、井下有瓦斯和煤塵，在一定條件下可以燃燒和爆炸。5、井下機電設(shè)備工作繁重，起動頻繁，負載變化較大，設(shè)備容易過載?；谏鲜鲈?，礦用電

4、氣設(shè)備應(yīng)具有多種特點：電氣防爆；防護性能好；電網(wǎng)電壓波動適應(yīng)能力強；過載能力強；保護功能強；可靠性高；才能確保礦井機電設(shè)備的安全運行。（二）電氣事故的原因及危害1、觸電人觸及帶電體或接近高壓帶電體，都可以造成觸電事故，根據(jù)傷害的性質(zhì)分為電擊和電傷兩種。電擊是指電流通過人體，造成人體內(nèi)部器官損壞，而導致殘廢和死亡。電傷是指電弧對人體表面造成的燒傷。在觸電死亡事故中，大多數(shù)是電擊死亡事故。觸電對人身的危害由下列因素決定：（1）電流的大小觸電電流決定于加在人身上的電壓和人體電阻的大?。ň氯梭w電阻通常按1000歐計算），經(jīng)驗證明：3050mA電流長時間通過人體，人就會有生命危險。100mA工頻電流足

5、以致人死命。（2）觸電時間的長短人體電阻隨電流作用時間的長短而變化，時間越長，人體組織破壞越厲害；人體電阻越低，電流就越大，對生命的危險性就越大。我國規(guī)定，通過人身電流與時間乘積的安全值為30mA·s。（3）電流通過人身的途徑通過心臟、呼吸器官和中樞神經(jīng)的觸電危險性較大，特別是通過心臟的觸電危險性最大，幾十毫安的電流就會引起心室顫動，使心臟停止工作，導致死亡。一般地講，從手到手或從手到腳的觸電電流途徑是危險的電流途徑。（4）電流的種類和頻率交流電比直流電危害性大，工頻比低頻或高頻危害性大。（5）電壓高低電壓越高越危險，電壓低于36V時，一般沒有危險。所以我國規(guī)定安全電壓為36V。（6

6、）人的精神狀態(tài)和健康狀態(tài)的好壞對觸電后果也有影響當人身疲勞、注意力不集中或酗酒以后，反應(yīng)遲鈍，觸電后不能及時脫開帶電體。具有心臟病、精神病的人觸電后所受到的傷害要大于正常人。（二）、電網(wǎng)漏電煤礦井下低壓電網(wǎng)，由于電氣設(shè)備和電纜絕緣老化，受潮或絕緣被擊穿，使電網(wǎng)對地絕緣電阻顯著下降或?qū)щ姴糠种苯咏拥囟斐陕╇?，前者稱為分散性漏電，后者稱為集中性漏電。井下電網(wǎng)漏電時，將導致以下危險。（1）人身觸電當電氣設(shè)備因絕緣損壞而使外殼帶電時，若人體接觸此外殼，將導致觸電事故，使人身安全受到威脅。（2）瓦斯煤塵爆炸圖1-1當電氣設(shè)備（電動機、開關(guān)等）一相（如上圖C相）因絕緣損壞而碰殼時，漏電電流將經(jīng)外殼入地，

7、并經(jīng)電網(wǎng)其它兩相對地絕緣電阻ra和rb回到電源。如果此時一旦斷開漏電電路（如設(shè)備外殼離地），將在斷開處（如圖中A點）產(chǎn)生火花，若此火花具有足夠能量，就可以引起瓦斯、煤塵燃燒或爆炸。（3）電雷管超前引爆電網(wǎng)漏電電流在其通過的路徑上將產(chǎn)生電位差、漏電流越大、電位差越大。若電雷管兩端引爆線不慎與漏電電路上具有一定電位差的兩點相接觸，則可能引起電雷管超前引爆的嚴重事故。（4）燃燒電氣設(shè)備不足以使短路保護裝置動作的漏電電流，如果長時間通過絕緣損壞處，會使可燃燒物質(zhì)（如橡套電纜護套等）燃燒，甚至燒毀電氣設(shè)備。3、短路與過載線路或電氣設(shè)備中相與相、相與地之間短接起來的現(xiàn)象叫短路。煤礦井下由于潮濕等原因，電氣

8、設(shè)備或電纜絕緣易遭破壞，短路故障極易發(fā)生。由于短路電流大（通?？蛇_正常電流的幾倍，甚至幾十倍），可能產(chǎn)生很大的機械應(yīng)力使電氣設(shè)備損壞，短路電流如不及時切除，可使電纜起火，引起井下火災；短路電流產(chǎn)生的電弧還可能點燃瓦斯或煤塵；此外短路故障還會使供電電壓下降，影響電網(wǎng)其它設(shè)備的正常工作。所謂過載：是指電動機不僅負荷電流超過了允許值，而且過載的時間也超過了允許值。煤礦井下設(shè)備由于頻繁起動，超載運行以及壓降大等原因，很容易造成電動機的過載故障。電動機過載后，繞組電流密度大大增加，發(fā)熱量急劇升高，當溫升超過絕緣材料所允許的限度，在一定時間內(nèi)就將導致繞組燒毀而損壞電動機。由于電動機絕緣燒毀，還會造成單相漏

9、電，兩相或三相短路。如不迅速排除故障，還可能引起重大事故。為此，對井下電氣事故采取的防治措施有：（1）井下變壓器以及向井下供電的變壓器或發(fā)電機中性點禁止接地。（2）井下電網(wǎng)進行保護接地。（3）井下電網(wǎng)裝設(shè)漏電保護裝置。（4）井下低壓電網(wǎng)裝設(shè)過流保護裝置。（三）、嚴禁井下配電變壓器中性點直接接地，嚴禁由地面中性點直接接地的變壓器或發(fā)電機直接向井下供電1、變壓器中性點直接接地的危害什么是中性點：發(fā)電機、變壓器和電動機的三相繞組按星形連接的公共點就叫中性點。井下配電變壓器中性點直接接地的危害主要有三個方面：一是由于井下供電電纜的敷設(shè)受井巷條件限制，一般高度均較低，人體可以直接觸摸，一旦發(fā)生人體觸電時

10、，其觸電電流相對于中性點不接地系統(tǒng)來講大許多倍，對人員生命構(gòu)成威脅；二是單相接地時形成單相短路，單相短路的電流很大，可引起變壓器、供電設(shè)備及線路損壞事故或爆炸著火事故，同時接地點產(chǎn)生很大的電弧，有可能引起瓦斯煤塵爆炸；三是接地點的高電位、大地中的大電流有可能引發(fā)電雷管超前引爆。這些事故的后果都是極為嚴重的。圖1-2如圖1-2所示，當人體觸及一相帶電體時，跨接于人體的是電源的相電壓，受井下潮濕空氣影響，人身電阻按1000計算。按歐姆定律計算，當電源電壓為127V時，流經(jīng)人體的電流為73mA；當電源電壓為380V時，流經(jīng)人體的電流為220mA；而當電源電壓為600V時，流經(jīng)人體的電流則高達380M

11、a。此時電流路徑為：電源a相人身大地接地體電源中性點。研究資料表明，當人體通過5mA電流時，就有觸電感覺；通過30mA電流時，就有危險；通過50mA可以致死；通過100mA絕對致死。中性點直接接地時，即使是127V電路，通過人體的電流也高達73mA，足以致人于死亡。在設(shè)計漏電保護時，假定人身電阻為1000，通過人體的觸電電流以不超過30mA為安全電流。單相接地如圖1-3所示，此時的電流路徑為：電源a相大地接地體電源中性點。顯然，這時的電流未經(jīng)阻抗而直接流回電源，形成了單相短路。圖1-32、中性點不接地供電系統(tǒng)分析圖1-4如圖1-4所示：ra、rb、rc分別為電纜三相芯線的絕緣電阻，Ca、Cb、

12、Cc為三相芯線的對地電容。則人身的觸電電流所通過的路徑為：電源a相人身大地b相與c相絕緣及對地電容b相與c相芯線電源中性點。設(shè)電網(wǎng)每相絕緣電阻在380V時為90000，660V時為150000（實際上常為兆歐級），而人身電阻仍在1000，通過計算，其通過人身觸電電流均為7mA?？梢?，在中性點不直接接地時，通過人體的電流是安全的。因此，煤礦安全規(guī)程明確規(guī)定：嚴禁井下配電變壓器中性點直接接地。嚴禁由地面中性點直接接地的變壓器或發(fā)電機直接向井下供電。但是，在某些情況下，由于電路的對地分布電容不容忽視，存在電容電流分量，通過人身的電流要大的多。目前普遍采用在漏電繼電器中加零序電抗線圈來補償對地電容電流

13、。并且，當電網(wǎng)一相接地時，往往不易發(fā)覺，由于這時三相電源電壓明顯對稱，故不影響電氣設(shè)備的運行。如果沒有漏電指示與漏電繼電器，一相接地可能長期存在。在此情況下如果人體解及另一相帶電導體。則人身跨接于電網(wǎng)線電壓，這時通過人身的解電電流，較之變壓器中性點絕緣的供電系統(tǒng)還要大倍，這是非常危險的。二、煤礦電氣三大保護的作用漏電、過流、接地保護統(tǒng)稱三大保護。（一）、接地保護1、保護接地的作用原理運行中的井下電氣設(shè)備可能由于內(nèi)部絕緣損壞，而使其金屬外殼（如電動機、開關(guān)、變壓器等）以及與電氣設(shè)備所接觸的其他金屬物上出現(xiàn)危險的對地電壓。人體接觸后，就可能發(fā)生觸電危險。這種情況下最可靠的方法就是裝設(shè)保護接地。所謂

14、保護接地，就是用導體把電氣設(shè)備中所有正常不帶電的外露金屬部分（電動機、變壓器等電器的外殼，配電裝置金屬構(gòu)件，電纜接線盒等）和埋在地下的接地極連接起來。因為裝設(shè)了保護接地裝置，帶電導體碰殼處的接地電流的大部分經(jīng)接地裝置流入大地。即使設(shè)備外殼與大地接觸不良而產(chǎn)生火花，由于接地裝置的分流作用，使電火花能量大大減小，從而減少了引爆瓦斯、煤塵的危險。由于有了保護接地，就可將由于絕緣損壞而使電氣設(shè)備外殼所帶的對地電壓降到安全數(shù)值，當人體接觸這些外殼時，不致發(fā)生觸電危險，從而保護人身安全。保護接地是將設(shè)備上的故障電壓限制在安全范圍內(nèi)的一種安全措施。保護接地原理圖，如圖所示。圖1-5(a)沒有保護接地在煤礦不

15、接地低壓系統(tǒng)中，如圖1-5（a）沒有保護接地時，當一相碰殼時，接地電流Ir通過人體入地，再經(jīng)其它兩相對地絕緣電阻形成回路，若忽略電網(wǎng)對地電容，此電流可由下式求出。式中：U電網(wǎng)相電壓，（V）；Rr人體電阻，（）；R電網(wǎng)每相對地的絕緣電阻，（）。經(jīng)分析可見，當電網(wǎng)絕緣電阻較低時，則通過人身電流將達到危險值。同時，產(chǎn)生的漏電電流還可能引起瓦斯、煤塵燃燒或爆炸。圖1-5(b)有保護接地在這種情況下，若采用如圖15（b）所示保護的措施，在電氣設(shè)備絕緣損壞而使一相帶相帶電體碰殼時，當人接觸外殼，電流將通過人身電阻與接地接裝置的接地電阻并聯(lián)電路入池，再通過其它兩相對絕緣電阻回到電源。由于接地電阻的分流作用，

16、通過人身的電流就大大減少。如下試，通過人身的電流為： 式中：Id通過保護接地極的接地電流，（A）； Rd保護接地極的接地電阻，（）可見，接地電阻Rd愈小則通過人身的電流Ir也愈小，電流大部分由接地極入地。所以，只要適當控制Rd的大小，就可使通過人身的電流小到安全值以內(nèi)。在不接地電網(wǎng)中，單相接地電流主要取決于電網(wǎng)的特性，如電壓的高低，范圍的大小，敷設(shè)的方式以及絕緣質(zhì)量等。由于絕緣電阻一般比較大，單相接地電流都比較小，使得有可能通過保護接地把漏電設(shè)備對地電壓限制在安全范圍之內(nèi)（36V）。采用保護接地后，只要將接地電阻限制在規(guī)定范圍內(nèi)就可使流動人體電流不超過安全極限電流（30mA），達到預防人體觸電

17、的問題。此外，裝設(shè)保護接地后，當電氣設(shè)備外殼帶電時，接地電流也大部分經(jīng)過保護接地裝置而入地，只有很少一部分漏電電流經(jīng)電器外殼接地，當外殼與地因接觸不良而出現(xiàn)裸露的電火花時，電火花的能量大為減弱，減少了引起瓦斯、煤塵爆炸的可能性。因此，煤礦安全規(guī)程規(guī)定：電壓在36V以上和由于絕緣損壞可能帶有危險電壓的電氣設(shè)備的金屬外殼、構(gòu)件等都必須有保護接地。1979年10月19日，某礦井下一電工，受命給原來故障局扇電纜接線，安裝好后送電，發(fā)現(xiàn)局扇不轉(zhuǎn)，電工向前檢查局扇，當手觸及到局扇時，電工倒地身亡。這是一起在沒有接地保護的情況下，因一相接觸及外殼帶電，人員觸及帶電設(shè)備外殼而造成的觸電傷亡的事故。檢查原因發(fā)現(xiàn)

18、：在前一個班電工處理該處的局扇不轉(zhuǎn)故障時，發(fā)現(xiàn)一根火線芯線斷線，當即將斷的芯線解開，拆下電纜做地線的芯線頂替斷的芯線向局扇供電。送電后局扇仍不轉(zhuǎn)，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)局扇電源接線柱一相開焊，當即將局扇側(cè)電纜拉線拆下，電纜留在原位，待更換新局扇。下一個班電工在連接新?lián)Q來的局扇的電源時，按正常的接線方式接上了電源，送電后因前一個班電纜芯線換位的結(jié)果，等一根火線接到局扇的接地接線柱上，故局扇外殼帶電，人碰觸局扇外殼時，人體通過的接地電流顯然已超過危險限度，造成觸電傷亡事故。（二）保護接地網(wǎng)1、井下保護接地網(wǎng)的作用（1）多個接地體并聯(lián)后，總接地電阻為單個接地電阻的并聯(lián)值，且小于任一個接地電阻，而通過人身的電流與

19、保護接地電阻成正比。保護接地電阻愈小，分流作用愈大，通過人身電流愈小，這樣多個接地體并聯(lián)后，可使保護接地的作用更好。同樣，若局部接地極失效，附近電氣設(shè)備外殼帶電，由于設(shè)備外殼與接地網(wǎng)連接，能起到保護和用。（2）當漏電保護發(fā)生故障時，一臺設(shè)備一相接地，而另一臺設(shè)備另一相又接地故障時，系統(tǒng)便形成兩相接地短路。若電網(wǎng)沒有保護接地網(wǎng)，兩相知路便通過兩個局部接地極流通，由于局部接地電阻較大（幾歐或幾十歐），接地短路電流較小，不能使保護接地動作。如果電網(wǎng)已組成了保護接地網(wǎng)，兩相接地短路通過接地母線（干線）形成回路，此時，短路電流足以使短路保護裝置動作，不致使事故進一步擴大。2、井下保護接地網(wǎng)的構(gòu)造井下保護

20、接地網(wǎng)主要由主接地極、局部接地極，接地母線、輔助接地母線，接地導線和連接導線，接地支線等幾個部分組成。根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，從接地網(wǎng)上任一局部接地極測得的接地電阻，不應(yīng)超過2歐姆。每一移動式電氣設(shè)備和總接地網(wǎng)或局部接地極之間的接地電阻不得超過1歐姆。（二）、煤礦井下漏電保護1、井下電網(wǎng)裝設(shè)漏電保護的種種緣由。從前面所述，我們已經(jīng)知道電網(wǎng)漏電的幾點危害。（1）、電網(wǎng)漏電可能引起電火災，瓦斯煤塵爆炸及電雷管提前爆炸等重大事故。此外人體接觸帶電導體時，也會造成觸電事故。盡管井下采用了電網(wǎng)中性點絕緣的供電系統(tǒng)，采取了保護接地措施，但仍不能避免以上事故發(fā)生。（2）、井下電網(wǎng)采用了中性點絕緣的供電系統(tǒng)，從

21、防止人身觸電，減少瓦斯，煤塵爆炸的可能性，中性點絕緣供電系統(tǒng)提高了安全程度，但仍存在以下缺點，若電網(wǎng)對地絕緣電阻下降過大，當人體觸電時通過人體電流將達到危險值；當電網(wǎng)一相接地時，常常不易發(fā)現(xiàn)，這將對人身觸電及煤塵瓦斯爆炸造成更大危險。3、采取保護接地措施，可以進一步提高井下電網(wǎng)安全程度，但是當保護接地不完善，安裝不合要求，或當保護接地裝置被損壞時，同樣起不到保護作用。此外當人體直接接觸帶電體時，保護接地是保護不到的。4、隨著機械化水平的不斷提高，電網(wǎng)總長度增加了，由于電網(wǎng)對地電容的影響，使觸電時通過人體的電流增加了。也使電網(wǎng)單相接地時入地電流增加了，這都增加了人身觸電及瓦斯、煤塵爆炸的危險性。

22、為防止人身觸電和由于漏電所造成的種種危害，井下電網(wǎng)除正確選用電氣設(shè)備，采用中性點絕緣的供電系統(tǒng)和采取保護接地措施外，還須裝設(shè)漏電保護裝置。并按要求裝在低壓電網(wǎng)的電源端。2、漏電保護的作用（1）、對電網(wǎng)對地絕緣電阻進行連續(xù)監(jiān)視，當電網(wǎng)對地絕緣電阻低于安全值時，切斷電源，減少人身觸電及瓦斯、煤塵爆炸的危險性。同時，可進行預防性檢修。（2）、當電網(wǎng)發(fā)生漏電或人身觸電時，能在允許的時間內(nèi)迅速將總饋電開關(guān)自動切斷，保護人身安全，避免瓦斯、煤塵爆炸事故發(fā)生。（3）、漏電保護裝置還能對電網(wǎng)對地電容電流進行補償，減少漏電時的漏電電流。煤礦井下規(guī)定的人身觸電電流為30mA。因此，如果電網(wǎng)絕緣電阻值下降使人身觸電

23、電流達到30mA，漏電繼電器應(yīng)動作。對電容電流的補償，可以在電網(wǎng)的人工中性點與大地間人為增設(shè)感性支路。因為電容電流超前電壓90°，電感電流滯后電壓90°，適當調(diào)整電感量，使電感電流與電容電流相抵消，可使人身觸電流下降。(4)漏電保護裝置的方式及分類礦井電氣設(shè)備的漏電保護從原理上有以下3種：A、 附加直流電源B、 零序電壓C、 零序電流法方向型從保護方式來分類分為：漏電保護、選擇性漏電保護、漏電閉鎖。其中低壓選擇性漏電保護從50年代末期開始研究到86年起經(jīng)歷了幾次較大的發(fā)展，現(xiàn)在產(chǎn)品很成熟，先安全規(guī)程第457條規(guī)定，“井下低壓饋電線上，必須裝設(shè)撿漏保護裝置或有選擇性的漏電保護

24、裝置，保證自動切斷漏電的饋電線路”。對三專供電系統(tǒng)供電規(guī)程第128條規(guī)定：低瓦斯礦井掘進工作面的局部通風機，可采用裝有選擇性漏電保護裝置的供電線路供電，或與采煤工作面分開供電。瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井中，掘進工作面的局部通風機應(yīng)采用三專（專用變壓器、專用開關(guān)、專用線路）供電；也可采用裝有選擇性漏電保護裝置的供電線路供電。（三）、煤礦井下低壓電網(wǎng)過電流保護在電網(wǎng)里無論是發(fā)生短路或是過載事故，都將使電氣設(shè)備或電纜發(fā)熱超過允許限度，從而引起絕緣損壞，甚至引起井下火災及瓦斯煤塵燃燒或爆炸。為此，在煤礦井下低壓電網(wǎng)上還必須裝設(shè)過電流保護裝置。當井下低壓電網(wǎng)上發(fā)生短路或

25、過載故障時，過流保護裝置就會動作，迅速而可靠地切斷故障，避免造成各種嚴重后果。煤礦井下低壓電網(wǎng)上常用的過流保護裝置有：熔斷器、熱線電器、限流熱繼電器等。過流保護裝置的整定計算：對過流保護裝置，我們要求滿足以下技術(shù)要求：即選擇性好，可靠性強，動作迅速。1、熔斷器熔體額定電流的選擇（1）、保護電纜支線時這時熔體額定電流按下式選擇：式中：IR熔體額定電流，（A）；IQe電動機額定起動電流，（A），47Ie；1.82.5當電動機起動時，保護熔體不熔化系數(shù)。（2）、保護電纜干線時式中：IQe所保護干線中最大容量電動機的額定起動電流，對于有數(shù)臺電動機同時起動的工作機械，若其總功率大于最大容量電動機時，則為

26、這臺電動機額定起動電流之和，（A）；其余電動機額定電流之和，（A）。（3）、按以上兩式選出的熔體，都要用其所保護范圍內(nèi)最小短路電流（即保護范圍最遠點的兩相短路電流）來驗算其靈敏度，而且必須滿足下式。式中：保護范圍內(nèi)最遠點兩相短路電流，（A）；4-7保證熔體在短路時及時熔斷的系數(shù)。2、電磁式過流保護裝置整定值的選擇過流繼電器整定值的選擇也可分為以下兩種情況：（1）、保護電纜支線時IZIQe式中：IZ過流繼電器脫扣裝置整定值，（A）。（2）、保護電纜干線IZ= IQe +KxIeKx需用系數(shù)，取0.51。（3）、校驗靈敏度1.5保護裝置的可靠動作系數(shù)。3、熱繼電器的整定計算保護單臺電動機：IZ=

27、Ie保護多臺電動機：IZ=Ie4、電子過流保護器的整定計算IZIe式中：IZ電子保護器的電流整定值，取電動機額定電流近似值，（A）；Ie電動機的額定電流（A）。校驗靈敏度式中：8IZ電子保護器短路保護動作值，（A）；1.2保護裝置可靠動作系數(shù)。為使過流保護可靠動作，通常采取以下兩個措施：一方面在選用各種開關(guān)設(shè)備時，要求其遮斷電流大于所保護電網(wǎng)可能產(chǎn)生的最大短路電流；另一方面要正確的整定開關(guān)的過流保護裝置，并用開關(guān)所保護電網(wǎng)的最小短路電流來校驗其靈敏度，保證在最小短路電流時過流保護裝置可靠動作。第三節(jié) 煤礦井下電氣設(shè)備防爆原理 一、防爆原理礦井中的動力設(shè)備，在正常工作或故障情況下所產(chǎn)生的電火花或

28、電弧，將大大超過瓦斯和煤塵的點燃溫度，因此，必須解決這類設(shè)備的防爆問題。目前采取的主要方法有：（一）隔爆外殼將電氣設(shè)備的帶電部件放在特制的外殼內(nèi)，該外殼具有將殼內(nèi)電氣部件產(chǎn)生的火花和電弧與殼外爆炸性混合物隔離開的作用，并能承受進入殼內(nèi)的爆炸性混合物被殼內(nèi)電氣設(shè)備的火花、電弧引爆時所產(chǎn)生的壓力，而外殼不被破壞；同時能防止殼內(nèi)爆炸生成物向殼外爆炸性混合物傳爆，不會引起殼外爆炸性混合物燃燒和爆炸（如隔爆開關(guān)）。（二）本質(zhì)安全電路本質(zhì)安全電路是通過限制電氣設(shè)備電路的各種參數(shù)，或采取保護措施來限制電路的火花放電能量和熱能，使其在正常工作和規(guī)定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)都不能點燃周圍環(huán)境的爆炸性混合

29、物。從而實現(xiàn)電氣防爆。在煤礦井下，當瓦斯?jié)舛葹?.38.5%（最易爆濃度時），遇到0.5焦耳能量的電火花，即可發(fā)生瓦斯爆炸。因此，安全火花電路所產(chǎn)生的火花能量，必須低于安全值，一般認為0.02焦耳以下的電火花能量是安全的，它不能引爆（如本安型通訊電話等）。（三）超前切斷電源該類電氣設(shè)備的防爆原理是：當電氣設(shè)備發(fā)生故障之前（如屏蔽電纜被砸壓等）利用切斷裝置提前斷開電源，從而防止點燃礦井瓦斯的危險稱為超前切斷（如增安型照明燈等）。二、各種類型防爆電氣設(shè)備的防爆性能及分類按礦用防爆型電氣設(shè)備的國家標準（GB3836-2000）設(shè)計制造的不會引起周圍爆炸性混合物爆炸的電氣設(shè)備，防爆總標志為Ex，用于煤

30、礦井下的有隔爆型、增安型、本質(zhì)安全型、正壓型、充油型、充砂型和特殊型7種。（一）隔爆型電氣設(shè)備“d”隔爆型電氣設(shè)備具有既能承受其內(nèi)部爆炸性氣體混合物爆炸產(chǎn)生的爆炸壓力，又能防止爆炸物穿出隔爆間隙點燃外殼周圍的爆炸性混合物的電氣設(shè)備外殼，從而達到隔爆的性能要求。隔爆型電氣設(shè)備的防爆性能是靠隔爆外殼的耐爆性和不傳爆性來保證的。1、隔爆外殼的耐爆性當外殼內(nèi)的爆炸性氣體混合物爆炸時，在最大爆炸壓力作用下，外殼不會變形、損壞，因而爆炸產(chǎn)生的高溫高壓氣體和火焰不會直接點燃殼外的爆炸性混合物。為此，隔爆外殼應(yīng)有足夠的機械強度，能承受殼內(nèi)爆炸時產(chǎn)生的最大爆炸壓力。2、隔爆外殼的不傳爆性隔爆外殼的不傳爆性是指當

31、爆炸性混合物在殼內(nèi)爆炸時所產(chǎn)生的高溫氣體或火焰，通過外殼各接合面的間隙噴向殼外時能得到足夠的冷卻，使之不會點燃殼外的爆炸性混合物。隔爆外殼的不傳爆性主要是靠嚴格控制各接合面的間隙、長度和粗糙度來達到的。要確保隔爆外殼的不傳爆性，各接合面的間隙、長度和粗糙度必須符合防爆標準的要求。（二）增安型電氣設(shè)備“e”在正常運行條件下不會產(chǎn)生電弧、火花或危險溫度的礦用電氣設(shè)備上，采取措施提高安全程度，在設(shè)備的結(jié)構(gòu)、制造工藝以及技術(shù)條件等方面采取一系列措施，以避免在正常運行或認可的過載條件下出現(xiàn)電弧、火花和危險溫度的電氣設(shè)備。（三）本質(zhì)安全型電氣設(shè)備“i”全部電路均為本質(zhì)安全型電路的電氣設(shè)備。本質(zhì)安全電路是指

32、在規(guī)定的試驗條件下，正常工作或規(guī)定的故障狀態(tài)下，產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)均不能點燃規(guī)定的爆炸性混合物的電路。本質(zhì)安全型電器設(shè)備的關(guān)聯(lián)設(shè)備就是指在電氣系統(tǒng)中有部分不能或沒有必要做成本安型，大其電路參數(shù)又會影響其連接的本安電路的安全性能的那些設(shè)備。對關(guān)聯(lián)設(shè)備驚嚇部分的應(yīng)該按防爆要求管理。在關(guān)聯(lián)設(shè)備的接線盒中，如果本安電路的接線端子與非本安電路接線端子同時存在，其間隔距離應(yīng)在以上，否則應(yīng)在兩種電路接線端子間加置固定式隔板隔開。（四）正壓型電氣設(shè)備“p”將電氣設(shè)備置入外殼內(nèi)，殼內(nèi)無可燃性氣體釋放源；并在殼內(nèi)充入不燃的保護性氣體，使內(nèi)部保護氣體的壓力高于周圍爆炸性環(huán)境的壓力，阻止外部爆炸性混合物進入正壓外殼

33、的電氣設(shè)備。（五）澆封型電氣設(shè)備“m”將電氣設(shè)備有可能產(chǎn)生點燃爆炸性混合物的電弧、火花或高溫的部分澆封在澆封劑中，以避免這些電氣部件與爆炸性混合物接觸，從而使電氣設(shè)備在正常運行或認可的過載和故障情況下都不能點燃周圍爆炸性混合物的電氣設(shè)備。（六）充砂型電氣設(shè)備“q”外殼內(nèi)充填石英砂粒，將設(shè)備的導電部件或帶電部分埋在石英砂防爆填料層之下，使之在規(guī)定的使用條件下，殼內(nèi)產(chǎn)生的電弧、火花、外殼或砂粒材料表面的溫度均不能點燃周圍爆炸性混合物的電氣設(shè)備。（七）特殊型電氣設(shè)備“s”凡結(jié)構(gòu)上下屬于上述基本防爆類型及其類型組合的電氣設(shè)備，經(jīng)充分試驗又證明確實具有不引爆設(shè)備周圍爆炸性氣體混合物的設(shè)備。防爆性能受到破

34、壞的電氣設(shè)備不立即處理或更換，在電氣設(shè)備運行過程中易產(chǎn)生電氣火源；另外，當外殼燒傷時，由于設(shè)備失去了防爆性能，所產(chǎn)生的電弧經(jīng)燒傷孔有可能灼傷人體，同時易引起瓦斯塵爆炸。三、主要通風機、提升人員的立井絞車、抽放瓦斯泵等主要機房應(yīng)有兩回路直接由變（配）電所饋出的供電線路主要通風機、提升人員的立井絞車、抽放瓦斯泵等均屬于礦井供電的第一類負荷，對供電要求絕對安全可靠，因此必須各有兩回路直接由變（配）電所饋出的供電線路。如果僅有一回線路，或在線路上分接其他負荷，一旦發(fā)生事故將會產(chǎn)生極為嚴重的后果。眾所周知，煤礦生產(chǎn)過程中始終面臨著水、火、瓦斯、煤塵等自然因素災害的威脅，原煤生產(chǎn)過程中伴生大量的瓦斯及其他

35、有毒有害氣體，上述一類負荷如果僅僅采用一回路供電線路，一旦該線路發(fā)生故障停電后，主要通風機停運，礦井通風中斷，勢必造成井下瓦斯積聚、超限乃至引發(fā)瓦斯、煤塵爆炸。而提升人員的立井絞車一旦停運、則礦井安全出口就少了一個，如果此時井下發(fā)生人身傷亡或其他事故，搶險人員無法入井，井下受傷人員無法入井，事故必然會進一步擴大或加重。對于抽放瓦斯泵這個一類負荷來講，一旦瓦斯抽放泵停止工作，采掘工作面的瓦斯必須會大量自然涌出，造成工作面長期超限，引起工作人員毒、窒息。而瓦斯積聚到一定濃度后，當其他條件成熟時，就會引發(fā)瓦斯、煤塵爆炸，釀成重大惡性事故。上述供電線路應(yīng)來自各自的變壓器的母線段，線路上不應(yīng)分接任何負荷

36、。其目的也在于保證上述一類負荷供電的安全性與可靠性。因為如果線路上分接其他負荷后，分接負荷的故障引起線路跳閘停電，也將影響上述設(shè)備的正常運行，同時也可能造成前述的嚴重后果。如某年某月某日，陜西某礦井，涌水量較大，因全礦區(qū)停電幾小時，造成該礦-330m水平淹沒，直接經(jīng)濟損失數(shù)十萬元。四、井下不得帶電檢修、搬遷電氣設(shè)備、電纜和電線帶電檢修電氣設(shè)備時，發(fā)生人身觸電事故的幾率很高，而由于工具與設(shè)備內(nèi)部某一帶電部分相互接觸碰撞，或通過工具用具使之與設(shè)備外殼接觸碰撞，都會產(chǎn)生具有高溫、高熱的弧光短路，傷害作業(yè)人員，損壞設(shè)備，影響生產(chǎn)，在瓦斯積聚時還可能引起瓦斯和煤塵爆炸，給礦井安全和人身安全造成嚴重損失。

37、而在帶電搬遷電氣設(shè)備、電纜和電線時，可能因電氣設(shè)備絕緣破壞造成作業(yè)人員的觸電；也可能因螺絲松動而使接線喇叭嘴脫落造成失爆；可能因空間狹小、起吊、搬運條件差，在搬運過程中損壞電氣設(shè)備，可能因帶電電纜突然受力而使芯線折斷、絕緣層破壞，造成芯線脫落而引起一相接地、兩相短路或三相短路，產(chǎn)生上千攝氏度的高溫電弧，造成電氣設(shè)備損壞和大面積停電，在瓦斯積聚地點還可能引發(fā)瓦斯、煤塵爆炸。例：1990年5月31日，山西某礦某掘進工作面因風筒脫節(jié)，工作面30m長度范圍內(nèi)造成瓦斯積聚超限，而此時當班電工違章帶電處理電源三通，引起瓦斯爆炸，造成死亡15人的重大惡性事故。五、防爆電氣設(shè)備入井前，應(yīng)檢查其產(chǎn)品合格證、防爆

38、合格證、煤礦礦用產(chǎn)品安全標志及安全性能多年來的實踐經(jīng)驗證明，防爆電氣設(shè)備入井前的檢查，是確保井下防爆電氣設(shè)備安全進行和設(shè)備完好、杜絕井下電氣設(shè)備失爆的重要前提條件，“產(chǎn)品合格證”是對設(shè)備質(zhì)量的承諾與保證，“防爆合格證”、“煤礦礦用產(chǎn)品安全標志”是對設(shè)備防爆性能的承諾與保證。井下發(fā)生的電氣設(shè)備失爆往往在2種形式，一是適用場所不對；二是設(shè)備本身存在防爆缺陷，多由在入井使用前未作上述檢查或者是檢查不嚴所造成。而井下防爆電氣設(shè)備在失爆狀態(tài)下的運行是十分危險的，可能引起瓦斯煤塵爆炸這類災難性的事故，嚴重威脅礦井安全和井下作業(yè)人員的人身安全。六、不應(yīng)在總回風巷和專用回風巷中敷設(shè)電纜煤礦總回風巷和專用回風巷

39、的風流中都含有一定量的瓦斯，尤其是高瓦斯礦井、瓦斯突出礦井的回風流中瓦斯含量還相當大。如果當總回風巷或?qū)Ｓ没仫L巷中的瓦斯的瓦斯?jié)舛纫蛲L或其他原因發(fā)生超限并達到瓦斯爆炸濃度時，一旦此時有敷設(shè)在其中的電纜并出現(xiàn)電氣故障，產(chǎn)生電火花，勢必引起瓦斯爆炸。并且總回風巷和專用回風巷中的煤塵沉積量較大，瓦斯爆炸后更可能引起煤塵爆炸，將造成礦毀人亡的重大事故。另外，礦井總回風巷和專用回風巷中腐蝕性氣體含量較高，對電纜腐蝕速度自然較快而降低使用壽命。七、井筒和巷道內(nèi)的瓦斯監(jiān)測電纜、通信和信號電纜應(yīng)與電力電纜分掛在井巷的兩側(cè)（一）動力電纜一旦發(fā)生漏電、接地、短路放炮等電氣故障時，將直接威脅通訊和信號電纜的安全，

40、可能造成礦井通訊和信號系統(tǒng)癱瘓，既影響礦井生產(chǎn)，更影響故障處量。（二）如果井筒和巷道內(nèi)的通訊和信號電纜與電力電纜敷設(shè)得太靠近，則電力電纜運行中產(chǎn)生的電磁場可能影響通訊和信號，降低通信質(zhì)量，造成錯誤信號，甚至因信號錯誤而引發(fā)事故。（三）現(xiàn)在采用的瓦斯監(jiān)控設(shè)備、通信設(shè)備多為本安型，其使用的電纜護套抗沖擊能力差，而用途是接往有瓦斯的工作面和掘電纜、通信電纜進入工作面，造成安全威脅，甚至引起瓦斯煤塵爆炸。八、礦燈在井下使用的安全注意事故礦燈是井下作業(yè)人員必備的照明燈具。在井下有瓦斯煤塵爆炸危險的環(huán)境中，一旦礦燈因故發(fā)生短路，若無短路保護，短路電流將很大并長時間存在，有可能燒毀燈線，產(chǎn)生發(fā)生發(fā)熱現(xiàn)象，引

41、起瓦斯爆炸事故，造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。礦燈是特殊型的電氣防爆產(chǎn)品，在井下拆開礦燈或敲燈、撞擊礦燈，會造成礦燈殼體、燈頭、燈線破損，礦燈就失去了防爆性能；同時，拆開、敲打、撞擊礦燈的過程中又容易產(chǎn)生電氣火花，一旦所在之處瓦斯、煤塵達到爆炸濃度，就會釀成瓦斯、煤塵爆炸事故。因此，井下使用礦燈的人員，絕對嚴禁拆開、敲打、撞擊礦燈。例：1988年8月4日夜班，甘肅礦一號2號掘進上山與采空區(qū)打通，瓦斯?jié)舛冗_10%。通風員和瓦檢員向上山加接了一節(jié)風筒，排放上山的高濃度瓦斯。此時工人們正在回風巷中休息，等待瓦斯降低后再進行工作。此時，一名掘進工人拆卸礦燈進行修理，礦燈產(chǎn)生火花引起瓦斯爆炸。事故造成45

42、人死亡，4人受傷。九、井下電氣設(shè)備常見的失爆現(xiàn)象（一）、隔爆外殼隔爆外殼應(yīng)清潔、完整無損，并有清晰的防爆標志。有下列情況之一的即為失爆：1、外殼有裂紋、開焊、嚴重變形或外殼鐫號碼、文字，致使外殼厚度減少；注：嚴重變形是指變形長度超過50毫米，同時凸凹深度超過5毫米。2、使用未經(jīng)部指定的檢驗單位發(fā)證的工廠所生產(chǎn)的防爆部件（指受壓傳爆關(guān)鍵件）；3、防爆殼內(nèi)外有銹皮脫落；4、閉鎖裝置不全、變形損壞起不到機械閉鎖作用；5、隔爆室（腔）的觀察窗（孔）的透明板松動、破裂或使用普通玻璃；6、去掉防爆電機接線盒內(nèi)隔爆絕緣座或接線柱，絕緣套管燒毀，拆卸零件使兩個空腔連通，接線柱、拉線板炸死、松曠；接線柱采用全絲

43、螺桿及不符合規(guī)程規(guī)定的隔爆間隙。注：隔爆設(shè)備與隔爆腔之間嚴禁直接貫通。（二）、隔爆接合面隔爆接合面應(yīng)保持光潔、完整，必須有防銹措施，如電鍍、磷化、涂防銹油等。1、隔爆接合面結(jié)構(gòu)參數(shù)要符合下述規(guī)定，否則為失爆：（1）平面、圓筒隔爆結(jié)構(gòu)A、電氣設(shè)備靜止部分隔爆接合面（見GB3836.283圖書室圖窮4）、操縱桿與桿孔隔爆接合面（見GB3836.283圖5）以及隔爆緣套管隔爆接合面的最大間隙或直徑差W和隔爆接合面授最小有效長度L；螺栓通孔邊緣至隔爆接合面邊緣的最小有效長度L1（見圖1圖3）；轉(zhuǎn)軸與軸孔隔爆接合面最大直徑差W和最小有效長度L（見GB3836.283圖6）須分別符合下表1的規(guī)定，但快動式

44、門或蓋的隔爆接合面的最小長度L不得小于25.0毫米。注：W靜止部分隔爆接合面、操縱桿與桿孔隔爆接合面以及隔爆絕緣套管隔爆接合面的最大間隙或直徑差；或轉(zhuǎn)軸與軸孔隔爆接合面的最大間隙與最大直徑差。L隔爆接合面的最小有效長度。L1螺栓通孔邊緣至隔爆接合面邊緣的最小有效長度。B、操縱桿操縱桿直徑d與隔爆接合面長度L之間要符合下表面現(xiàn)2的規(guī)定。C、隔爆接合面的粗糙度隔爆接合面的粗糙不得高于6.3（不低于5） 操縱桿的粗糙度不得高于3.2（不低于6）（2）防爆電動機A、電動機軸與軸孔的隔爆接合面在正常工作狀態(tài)下不應(yīng)產(chǎn)生摩擦。采用圓筒隔爆接合面時軸與軸孔配合的最小單邊間隙K不小于0.075毫米；B、滾動軸承

45、結(jié)構(gòu)，軸與軸孔的最大單邊間隙m（見圖70）不大于表1規(guī)定的W值的三分之二。（3）螺紋隔爆結(jié)構(gòu)A、螺紋精度不低于3級，螺距不小于0.7毫米；B、螺紋的最小嚙合扣數(shù)、最小擰入深度須符合表3的規(guī)定。2、在規(guī)定長度（L）及螺孔邊緣至隔爆面邊緣的最短有效長度（L1）范圍內(nèi)，隔爆面上如發(fā)現(xiàn)以下缺陷，不算失爆，也可不加修補，即可使用：（1）對局部出現(xiàn)的直徑不大于1毫米、深度不大于2毫米的砂眼，在40、25、15毫米的隔爆面上，每平方厘米不得超過5個，10毫米的隔爆面不超過2個。（2）偶然產(chǎn)生的機械傷痕，其寬度與深度不大于0.5毫米，其長度應(yīng)保證剩余無傷隔爆面有效長效長度不小于規(guī)定長度的三分之二，但傷痕兩側(cè)高

46、于無傷表面的凸起部分必須磨平。無傷隔爆面的有效長度可以幾段相加，計算方法參考GB 133677附錄四。3、隔爆面上不準涂油漆。如無意造成油漆痕跡，必須當場擦掉，否則視為失爆。4、隔爆面有銹跡，若用棉紗擦后，仍留有銹蝕斑痕者為銹蝕，只留云影，不算銹蝕。隔爆面銹蝕是否為失爆，參照本規(guī)定（二2）條關(guān)于砂眼、機械傷痕的有關(guān)規(guī)定判別。注：云影擦掉銹跡后，留下呈青褐色氧化亞鐵云狀痕跡，用手摸無感覺。5、用螺栓固定的隔爆面，有下列情況之一的為失爆；（1）未擰昆或缺螺栓、彈簧墊圈（備帽）的；（2）彈簧墊圈未壓平或螺栓松動的；（3）螺栓或螺孔滑扣（換同徑長螺栓加螺母緊固的除外）。彈簧墊圈的規(guī)格必須與螺栓相適應(yīng)，

47、偶爾出現(xiàn)個別彈簧墊圈斷裂或失去彈性時，如螺栓仍緊固則檢查該處的防爆間隙，若不超限，更換合格彈簧墊圈后即可。6、隔爆接合面法蘭厚度小于原設(shè)計的85%的。7、螺母未上滿扣，即螺栓伸入螺孔的長度達不到螺栓直徑的規(guī)定值的（鑄鐵、銅、鋁件為螺栓直徑的1.5倍，鋼為1倍；如果螺孔深度不夠，則必須上滿孔）；不透螺孔連接的緊固螺栓不允許穿透外殼，如螺孔周圍及底部厚度小于3mm；也視為失爆。（三）、電纜引入裝置電纜引入裝置即進線咀應(yīng)完整、齊全、緊固、密封良好。1、有下列情況之一的為失爆：（1）密封圈內(nèi)徑大于電纜外徑超過1毫米的；（2）進線咀內(nèi)徑（D0）與密封圈外徑（D）的直徑差（D0-D）超過表4規(guī)定值的；（3

48、）密封圈尺寸不符合GB3836.1-83圖6和圖7規(guī)定的B0.3D（不小于4毫米），A0.7D（不小于10毫米）。D=電纜公稱外徑±1A0.7D(不小于10)Cd(不小于4)A0.7D(不小于10)B0.3D(不小于4) d=電纜公稱B0.3D(不小于4)D=n個d孔外接圓直徑 外徑±0.5（4）密封圈的單孔內(nèi)穿進多根根電纜的；（5）將密封圈割開套在電纜上級的，或大密封圈內(nèi)套一小密封圈的；（6）密封圈部分破損，而未破損部分已不符合GB3836.1-83圖6（或圖7）的規(guī)定的；（密封圈外園和內(nèi)徑不允許刀削，必在時可用銼刀鑿成園形）（7）密封圈硬度不滿足邵爾氏硬度45-55度要

49、求，老化、失去彈性、變質(zhì)、出現(xiàn)明顯裂縫和變形，以及有效尺寸配合間隙達不到要求起不到密封作用的；（8）密封圈沒有關(guān)完全套在電纜護套上的；電纜護套伸進接線室器壁長度不答合規(guī)定的（規(guī)定為5-15mm）；（9）密封圈與電纜護套之間有其它包扎物的；（10）引入裝置的壓縮作量不能滿足時，可加設(shè)距離補償件。補償件可用一個厚金屬墊圈或橡膠密封圈的切片，切片的內(nèi)、外應(yīng)與密封圈等同，其剖在應(yīng)平整。為便于切片套入電纜，可開斜切口。放置方向金屬墊圈應(yīng)在最外邊。不符合此要求的為失爆。（11）不用的進線咀缺密封圈或擋板的；擋板外徑（）比進線咀內(nèi)徑差（W）大于2mm的；擋板絕對厚度小于2毫米的（根據(jù)冶金部部頒標準YB-176-63公稱厚度為2毫米，厚度允許偏差為±0.18毫米）；擋板外表不光滑、有無毛刺的；高壓防爆開產(chǎn)擋板表面粗糙度低于6.3的；（12）擋板放在密封圈里邊的；壓盤式進線咀或螺母式進線咀金屬墊圈放在擋板與密封圈之間的；（13）進線咀壓緊后，沒有余量或線咀內(nèi)緣壓不緊密封圈，工