煤矿安全用电技术浅析

所谓安全用电,是指在保证人身及设备安全的前提下,正确地使用电力,以及为此目的而采取的科学措施和手段。就安全用电的内涵而言,它既是科学知识,又是专业技术,还是一种制度。

安全用电作为一般知识,应该向一切用电人员宣传;作为一门专业技术,应该全体电气工作人员所掌握;作为一种制度,应该严格执行。

本文从矿井的特殊用电环境出发,对煤矿井下用电可能出现的危害进行论述,对安全用电措施进行探讨,确保井下安全用电。

一、触电的危险及预防

1.触电的危险

触电对人体组织的破坏大致可分为电击和电伤。电伤是指电弧或强电流瞬间通过人体造成表面的烧伤、损伤,严重时会有生命危险。电击是触电后人体成为电路的一部分,电流流经人体引起热化学作用,影响人的呼吸、心脏与神经系统,造成人体内部组织的损伤和破坏,导致残废或死亡。

(1)电流。人体通过的电流在50mA以上就有生命危险,我国规定安全电流为30mA。

(2)电压。我国规定安全电压为≤42V。但煤矿井下潮湿易造成电器绝缘低下,故对井下潮湿危险的地方安全电压为12V。

(3)触电时间。触电时间大于0.75秒就有生命危险。

(4)触电途径。电流经过人体心脏最危险,如手到手或脚到手等。

(5)触电电流频率。频率在25―300Hz的交流电对人体危害较大。

2.触电的预防措施

(1)防止人身触及或接近带电体。

(2)设置安全保护装置。

(3)确保手持设备绝缘,并采用低电压。

(4)严格执行《煤矿安全规程》中的有关规定和安全作业制度。

二、井下接地保护

1.接地保护及作用原理

接地保护,就是用导体把电气设备中所有正常不带电、当绝缘损坏时可能带电的外露的金属部分与埋在地下的接地极连接起来。它是预防人身触电的一项极其重要的措施。

若没有接地保护,当电气设备内部绝缘损坏而且使一相带电体碰壳时,若有人接触此外壳,则电流经过人体入地,再经过其他相对地绝缘阻抗回到电源。当电网对地出现阻抗较低时,则通过人体的电流将远远超过安全值,造成人身触电事故。同时,碰壳处出现的漏电电流还可能引起瓦斯、煤尘爆炸。

有了接地保护,当电气设备内部损坏而且一相带电体碰壳时,若人接触对地外壳,电流将通过人体电阻与接地装置的接地电阻所构成的并联支路入地,再通过其他相对地绝缘阻抗回到电源。由于接地装置的分流作用,通过人体的电流会大大减小。

接地电阻越小,流经人体的电流就越小。所以,只要将接地电阻的数值控制在规程规定的范围内,就可以使通过人体的电流降到安全电流以下,确保人身安全。

2.井下保护接地网

井下各种电气设备装设了单独的保护接地装置,但并不能完全消除触电的危险。为了提高保护接地的安全性和可靠性,通常利用供电的高、低压铠装电缆的金属外皮和橡胶套电缆的接地芯线或屏蔽护套,把分布在井底车场、运输大巷、采区变电所及工作面配电站的电气设备的金属外壳在电气上连接起来,这样就使各处埋设的接地极也并联起来,形成一个井下保护接地网。这样做不仅降低了接地电阻,而且防止了不同电气设备间发生碰壳所带来的危险。

井下保护接地系统由主接地极、局部接地极、接地母线、辅助接地母线、接地导线和连接带线等组成。

3.井下保护接地装置的检查与维护

(1)对有值班人员的机电硐室和有专职司机的电气设备,每天交接班时,应对局部接地极、接地导线及连接导线等进行一次表面检查。其他电气设备的保护接地,每周进行一次表面检查,重点检查整个接地网的连接情况,一旦发现接触不良或严重锈蚀等情况,应立即处理。

(2)每年至少要要将主接地极和局部接地极从水仓或水沟中提出来,详细检查一次。

(3)钢管接地极应经常灌注盐水,以保持良好的导电状态。

(4)每季度至少进行一次总接地网接地电阻的测定。

三、漏电保护

在井下中性点不接地的供电系统中,发生一相火线接地为漏电;供电系统中各相绝缘的降低也会出现漏电。

1.危害

虽然漏电电流不大,但危害性很大,如造成人身触电,发展成短路引起电器燃烧,产生电火花引起瓦斯爆炸事故,发生在工作面提前引爆雷管,等等。漏电分为集中性和分散性两种。

2.原因

(1)设备、电缆受潮、进水造成绝缘低下。

(2)电缆受外力伤害如挤压、弯曲、折断和划伤。

(3)导线接头松脱与金属外壳相碰。

(4)带电作业。

(5)设备超负荷运行。

(6)电气间隙或爬电距离小于安全值而对地放电。

3.预防措施

(1)合理选择和使用电气设备。

(2)加强对电气设备和电网线路的运行监视,日常维护。

(3)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。

(4)井下开关控制设备要装设过流保护装置。

(5)井下电网要有漏电保护装置。

(6)井下供电系统要有保护接地装置。

4.检漏继电器的维护及检修

(1)每天对漏继电器的运行情况进行一次检查和实验。

(2)每月至少对漏继电器进行一次详细全面的检查和维护。

(3)检查漏继电器动作是否灵敏可靠,整流器的直流电压是否符合要求,内部元件、熔断器熔体及指示灯有无烧毁,调节补偿是否达到最佳补偿效果,漏继电器是否符合防爆性能。

(4)漏继电器每年应进行检修,除对防爆外壳修理外,其他项目应按照安装前的检验内容进行检查和实验,并更换不合格的零件;对绝缘电阻较低、耐压实验不合格的需进行烘烤处理。