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井下电气安全

第一节 井下电气保护

一． 概述

1. 矿井用电负荷分级及对供电的要求 1）用电负荷分级

由于不同的用电负荷在安全生产中的地位与作用有所差异，因此它们对供电的需求不尽相同，如矿井提升、通风、调度等负荷，对供电有较高的要求。根据矿井用电负荷的重要性和停电后的影响不同，矿井用电负荷可以分为以下三级：

⑴一级负荷。因突然停电，可能造成人身伤亡或者重要设备损坏，造成重大经济损失者，属于一级负荷。如：主通风机、主排水泵、副井提升机、矿调度指挥中心等，此类负荷应采用来自不同电源母线的两回路进行供电，以确保供电的可靠。

⑵二级负荷。因供电突然中断，给矿井造成大量减产或较大经济损失者，属于二级负荷。如：采区变电所、空气压缩机站、综合机械化采煤设备等，此类负荷一般采用双回路或环行线路供电。

⑶三级负荷。不属于一级、二级负荷的其他用户或用电设备，属于三级负荷。如果这级负荷的供电突然中断，对煤矿的生产一般没有直接的影响。如：矿区家属区、机械厂等，此类负荷的供电只需采用一回路即可。

2）对矿井供电的部分要求。

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⑴矿井应有两回路电源线路。当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。年产60000t以下的矿井采用单回路供电时，必须有备用电源。备用电源的容量必须满足通风、排水、提升等的要求。正常情况下，矿井电源应采用分裂运行方式，一回路运行时另一回路必须带电备用，以保证供电的连续性。

⑵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。当任一回路停止供电时，其余回路应能负担全部负荷。

⑶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。

⑷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：高压不超过10000V；低压不超过1140V；照明、信号、电话和手持式电气设备的供电额定电压不超过127V；远距离控制线路的额定电压不超过36V。

⑸升降人员和主要井口绞车的信号装置的直接供电线路上，严禁分接其他负荷。

2.电气保护装置的任务

电能是煤炭生产的动力能源，供电的安全与可靠显得尤其重要。从矿井地面变电所到井下工作面，使用着大量的输配电线路、电气设备及其控制装置。在煤矿井下特殊的运行环境中，输配电线路或电气设备可能发生不同类型的故障或事故，影响系统的正常供电和安全运

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行。

例如，供电系统中发生短路、过载等电气故障时，不及时控制故障的发展将可能导致电气火灾、瓦斯爆炸等事故；矿井地面变电所的停电事故将造成提升运输系统、通风系统、排水系统的瘫痪，甚至引发更为严重的煤矿事故。

电气保护装置作为供电系统的电气安全保护设施，可以针对具体的电气故障或隐患，实现有效的防范与控制。在供电系统中使用的电气保护装置有多种类型，其主要任务有两项：一是在系统的设备或线路发生故障时，其保护装置迅速准确地发出跳闸命令，使故障设备或线路及时从系统中断开，以最大限度地减少对设备或线路本身的损坏，降低对系统安全供电的影响。二是反应电气设备或线路的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和运行维护条件的不同发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行可能引起事故的部位予以切除。例如，在采区供电系统中，检漏继电器可以在人身触电时及时做出反应，和开关配合动作，保证人员的安全。在矿井提升机电控系统中，当提升机过负荷或供电中断时，过负荷及无电压保护装置能使提升机自动停止运转；当提升速度超过规定速度的15%时，过速保护装置可以使提升机自动停止运转，实现安全制动。这些电气保护装置与其他的诸多保护融为一体，使设备的使用安全性、可靠性得以提高。

3.井下电气保护的类型

煤矿井下使用的电气保护种类较多，《煤矿安全规程》要求使用

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的保护主要有：漏电保护（保护无选择性漏电保护、选择性漏电保护、漏电闭锁）、过电流保护（包括短路保护、过负荷保护、断相保护）、保护接地、电压保护（包括过电压保护、欠压保护）、风电甲烷闭锁等，其中前3种以其在供电系统中的地位并称三大保护。

井下部分电气设备汇集多种保护，可以实现必要的保护功能。例如，矿用隔爆型高压真空配电装置与矿用隔爆型智能化低压保护箱配套用于移动变电站高、低压两端，作为矿用隔爆型移动变电站的高低压配电开关，并可对移变和低压电网进行保护，保护功能有过载、短路、欠压、超温、低压侧保护等。矿用隔爆型多功能手提式开关用以控制小型防爆电气设备（如局部通风机、照明信号综合保护装置、回柱绞车等三相鼠笼式异步电动机），具有失压、过载、短路、断相和漏电闭锁保护功能。煤电钻使用的综合保护装置具有漏电、漏电闭锁、短路、过负荷、断相等保护功能。

4.对电气保护装置的要求

1）《煤矿安全规程》对装设电气保护装置有如下规定： ⑴地面变电所和井下中央变电所的高压馈电线上，必须装设有选择性的单相接地保护装置；供移动变电站的高压馈电线上，必须装设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置。井下由采区变电所、移动变电所、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。井下配电网路（变压器馈出线路、电动机等）均应装设过流、短路保护装置。

⑵井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备，应具有短路、

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