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供电安全三大保护_图文

? 井下电气事故:人身触电、漏电、过 流、短路、单相运转、零电压等电气 事故(电气火灾、瓦斯爆炸)。

? 一、触电事故危害和原因
? 1、触电:人触及带电体或接近高压带 电体都可以造成触电事故。
? 2、触电的危害
? 电击是指电流通过人体时,人体内部 组织受到破坏。神经系统、心脏、大 脑、呼吸系统受到破坏,直至死亡。
? 电伤是电流通过人体时,人体外部组 织受到局部损害。有烧伤(也叫灼伤 )、电烙印和皮肤金属化等几种。

? 触电危害程度与电流的大小、电压 高低、电流通过人身的途径、触电 时间的长短、人体电阻、人的精神 状态等多种因素有关,其中决定因 素是电流,电流越大,对人身的危 害程度越大。我国煤矿规定30mA为 人身触电电流的安全值。

? (1)使人不接触或不接近带电体 ? 遮栏、外壳、高度、闭锁、绝缘、警
示牌 ? (2)常接触的设备采用低压 ? 127V、36V
? (3)设置接地保护和漏电保护
? (4)预防电机车触电事故 ? (5)井下配电中性点禁止接地

第四部分、三大保护 一、三大保护的分类及要求
1、电流保护:短路保护、过载(过负荷) 保护和单相断相保护。
2、漏电保护:附加直流电源漏电保护、 选择性漏电保护和漏电闭锁保护。
3、接地保护:井下采用的是保护接地网, 主接地极、局部接地极。
4、保护动作的的基本要求:动作讯速性、 动作可靠性、动作灵敏性,动作选择 性

二、过流保护 (一)过流故障及危害
1、过电流简称过流,是指流过电气设 备和供电线路的电流超过了额定值。
电气设备和电缆出现过流后,一般会 引起它们过热,严重时会将它烧毁,甚至 引起电火灾和井下瓦斯、煤尘的爆炸。 2、过电流保护按动作时间分类: 定时限保护: 反时限保护 速断保护

3、短路的原因 短路有两相短路和三相短路,造成短路
的原因主要有: (1)绝缘击穿。由于绝缘老化、受潮
或接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。电缆和电气设备防护 不当,致使其受外力作用。
(3)误操作。将未停电线路当成停电 线路进行短路接地;没有拆除刚检修完毕 的设备短路接地线而送电。

? 4、短路危害
? (1)由于短路电流很大(通常可达正 常工作电流的几倍),可能产生很大 的机械应力使电气设备损坏;
? (2)短路电流如不及时切除,可使电 缆起火,引起井下火灾;
? (3)短路电流产生的电弧还可能点燃 瓦斯或煤尘,造成严重的后果;
? (4)此外短路故障还会使供电电压下 降,影响电网其它设备的正常工作。

5、过负荷的危害与原因
过负荷温度升高绝缘易老化,烧坏 电气设备,发展成漏电和短路。
(1)电源电压过低。电源电压过 低,会造成电动机工作电流加大。
(2)机械性堵转。如轴承损坏或卡 住电动机会造成过负荷。
(3)重载启动。重载启动时,启动 时间长,会导致电动机温升过高。
(4)超载运行。

6、断相的危害与原因
电动机在运行中断相后,仍会运 转。由于机械负载不变,电动机工作 电流会比正常的工作电流大,引起电 机烧坏。或称为单相断线故障。
造成断相的主要原因有:
(1)熔断器一相熔断。
(2)电缆与电缆或电缆与设备没有 可靠连接。
(3)电缆芯线中有一相断线。

7、低压电网过流保护装置的整定 1、电子综合保护器动作电流的整定 短路和过载 IZ≤Ie 短路保护的校验
I 2d ? 1.2
8I z
Ie的计算 380V: Ie=2Pe 660V: Ie=1.15Pe 1140V:Ie=0.67Pe

8、磁力启动器智能控制保护器动作电流 的整定 短路 IZ=(1.2-1.4)Ie 过载 IZ=(6-8)Ie 短路保护的校验
I 2d ? 1.5
Iz

9、配电开关智能控制保护器动作电流的 整定

短路整定电流IZ=(1.2-1.4)Ie

过载整定电流IZ=(6-8)Ie

短路整定倍数

K ? IZ IeK

过载整定倍数 K ? IZ
IeK

10、若经校验,不能满足要求时,可采 用调整措施:
①加大干线或支线电缆截面。 ②采用移动变电站或移动变压器,减少 低压电缆的长度。 ③采用变压器并联或更换大容量变压器。 ④采用相敏保护器或软启动等技术。 ⑤增设开关,进行分段保护。

二:漏电保护
1、漏电
? 漏电是指在电网对地电压的作用下,电气设 备的绝缘电阻下降或一相导体接地,有电流 流入大地,这一电流称为电网对地的漏电电 流,简称漏电。
? 前者称为分散性漏电
? 后者称为集中性漏电
? 在井下供电系统中遇到的大多数漏电故障是 集中性漏电故障

2、常见漏电故障的原因 (1)电缆和设备长期过负荷运行,使绝缘
老化。 (2)电缆芯线接头松动后碰到金属设备外
壳。 (3)运行中的电缆和电气设备受潮或进水,
使供电系统绝缘性能降低。 (4)在电气设备内部随意增设电气元件,
使元器件间的电气间隙小于规定值,导致 放电而接地。
(5)导电芯线与地线错接。 (6)电缆和电气设备受到机械性冲击或炮 崩电缆。 (7)人身直接触及一相导电芯线。

? (8)电缆因长期过度弯曲而产生裂口或缝 隙,运行中有潮气或淋水进入。
? (9)设备内随意增加元件,检修时将工具 、材料、导线遗落在设备内,造成一相对 外壳放电。
? (10)操作电气设备时出现严重过电压, 击穿电缆或电气设备对地的绝缘。

3、漏电故障的危害
(1)人接触到漏电设备或电缆时会造成触 电伤亡事故。
(2)漏电回路中碰地碰壳的地方可能产生 电火花,有可能引起瓦斯煤尘爆炸。
(3)漏电回路上各点存在电位差,若电雷 管引线两端接触不同电位的两点,可能超 前引爆电雷管。
(4)电气设备漏电时不及时切断电源会扩 大为相间短路故障,造成火灾。

3、漏电保护装置的作用:
(1)经常监视电网的绝缘状态,以便进行预 防性检修。
(2)当漏电电阻小于动作电阻时,应及时切断 漏电电路。
(3)动作应有选择性,切断故障线路,非故障 线路正常工作,以缩小停电范围。
(4)能对电网对地的电容电流进行补偿。
所以说,设置漏电保护装置是保证井下安 全供电的有效措施。

5、漏电保护装置种类 煤矿井下变压器中性点绝缘的供电系统中,最
常用的漏电保护按保护方式有漏电保护、选择性 漏电保护和漏电闭锁保护三种几种。
按保护原理分有附加直流电源、零序电流方向式、 零序功率方向式和旁路接地式 (1)漏电保护(附加直流电源式)图4—1 主要元件及作用
三相电抗器: 通直隔交 零序电抗器:补偿线路电容电流

(2)选择性漏电保护(零序电流方向式和 零序功率方向式) 图4—2;图4--3 主要无件及作用 零序电流互感器,取得漏电信号 零序电压互感器 (3)漏电闭锁保护(旁路)
图4—4 三个二极管:取得漏电信号隔断交流通路 串联的接触器常闭接点:防止高压串入到 保护线路。

6、电网对地电容电流的补偿
井下低压供电系统是中性点绝缘的供 电系统,电网对地分布电容产生的电容电 流,电缆越长,电容越大,分散性漏电电 流越大,往往会大大超过极限安全电流。
对电容电流的补偿,可使用电抗器,产生 感性电流来抵消电网对地的电容电流。

电网电 压(伏)

正常值

危险 值

动作电 阻计算


规定动 作值

漏电闭 锁值

1140 660 380 127

80 K 50 K 30 K 15 K

50 K 30 K 15 K 10 K

21 K 11.6 K 3.4 K 1.44 K

20 K 11 K 3.5 K 1.5 K

40 K 22 K 7K 3K

8、《煤矿安全规程》对漏电保护要求
(1)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。
(2)井下低压馈电线上,必须装设带漏电 闭锁的检漏保护装置或有选择性的检漏保 护装置。保证自动切断漏电的馈电线路。

(3)检漏保护装置应灵敏可靠,发 现检漏保护装置有故障或网络绝缘降 低时,应立即停电处理,修复后方可 送电,严禁甩掉不用。
(4)检漏继电器的辅助接地线应是 橡套电缆,其芯线总面积不小于10mm2。 辅助接地极应单独设置,规格要求与 局部接地极相同,距局部接地极的直 线距离不小于5m,不能使用同一个接 地极。

(5)值班电工每天必须对检漏装置的运 行情况进行一次检查和跳闸试验,并有试 验记录。
发生故障的设备或电缆在未消除故障 以前,应禁止投入运行。
值班电工每班必须对煤电钻综合保护 装置进行一次漏电跳闸试验。
(6)在瓦斯检查员的配合下,每月至 少对检漏继电器进行一次远方人工漏电试 验。

三、保护接地
1、保护接地及其作用
在井下变压器中性点不接地供电系统中, 用导体把电气设备中所有正常不带电金属 外壳、构架与埋在地下的接地极连接起来, 称为保护接地。
主要作用是减小人身触电电流。

2、井下保护接地系统
煤矿安全规程》规定,应在煤矿井下指定 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相互连接起 来,形成一个总接地网。

4、主接地极 主、副水仓或集水井内必须各设一块
主接地极。 主、副水仓和分区的主接地极,均应
采用面积不小于0.75m2、长1m,宽0.75m,厚 度不小于5mm的钢板制成。
主接地母线采用断面不小于100mm2的镀锌 扁钢(或镀锌铁丝)或断面不小于50mm2的裸 铜线。

5、局部接地极 按《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3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)连接高压动力电缆的金属连接装置。

6、 局部接地极形状
局部接地极最好设置于巷道旁的水沟内,以减小接 地电阻值。如无水沟时,则应埋设在潮湿地方。
对于埋设在巷道水沟或潮湿地方的局部接地 极,可采用面积不小于0.6m2、长1m,宽0.6m,厚 度不小于3mm的钢板,或长1.35m,宽0.25m,厚度 不小于3mm的角钢,
至于埋设在其他地点的局部接地极,可采用 镀锌钢管。
单管钢管采用直径不得小于35mm、长度不得 小于1.5m,管子上至少要钻20个直径不小于5mm的 透眼;双管钢管采用直径不得小于22mm、长度不 得小于1m,每个管子上至少要钻10个直径不小于 5mm的透眼。并灌注盐水,以降低接地电阻值。

7、接地母线和辅助接地母线
采区配电点及其他机电硐室的辅助接 地母线应采用断面不小于50mm2的镀锌扁钢 (或镀锌铁线)或断面不小于25mm2的裸铜线。
接地母线和辅助接地母线均应分别和 主接地极、局部接地极连接。
连接接地极的接地导线应采用断面不 小于50mm2的镀锌扁钢(或镀锌铁线)或断面 不小于25mm2的裸铜线。

8、连接导线和接地导线
各个电气设备的金属外壳、铠装电缆 的钢带(或钢丝)和铅包均应通过单独的连 接线直接与接地母线或辅助接地母线连接。 连接导线和接地导线均应采用断面不小于 50mm2的镀锌扁钢(或镀锌铁线)或断面不小 于25mm2的裸铜线。
低于或等于127V的电气设备的接地和 连接导线,可采用断面不小于6mm2的裸铜线。
禁止采用铝导体作为接地极、接地母 线、辅助接地母线、连接导线和接地导线。

? 9.外接地螺栓的规格
? (1)功率大于10kW的电气设备,不小于M12
? (2)功率在5kW~10kW之间的电气设备,不 小于M10。
? (3)功率在0.25kW~5kW之间的电气设备, 不小于M8。
? (4)功率不大于250W且电流不大于5A的电气 设备,不小于M6。
? (5)对本质安全型电气设备和仪器、仪表, 其外接地螺栓能压紧接地芯线即可。

10、《煤矿安全规程》规定:
(1)“电压在36V以上和由于绝缘损坏 可能带有危险电压的电气设备的金属 外壳、构架、铠装电缆的钢带(或钢 丝)、铅皮或屏蔽护套等必须有保护接 地。”
(2)接地网上任一保护接地点的接地 电阻值不得超过2Ω,对于移动式电气 设备,应用橡套电缆的接地线芯进行 连接,并要求每一移动式电气设备与 总接地网或局部接地极之间的接地电 阻不得超过1Ω。

(3)保护接地装置的检查和测定
凡值班人员的机电硐室和有专职司机的电气 设备、在交接班时,必须由值班人员和专职司机 对局部接地极、接地导线及连接导线等进行一次 表面检查。
其它电气设备的保护接地,则由维护人员每 周至少进行一次表面检查。
此外,每年至少要将主接地极和局部接地极 从水仓或水沟提出来,详细检查一次。
主接地极应是一个检查,一个工作,不能同时 都提出,以免影响安全。
为了降低接地电阻值,对于局部接地极(除设置 在水沟中外),特别是管状局部接地极,应经常灌 注盐水,以保持良好的导电状态。

电气设备在每次安装、检修或迁移后,应详细 检查其接地装置的完好情况。
对于那些振动性较大及经常移动的电气设备, 应特别注意,必须随时加强检查,务使其接地良 好。
凡电气设备的保护接地装置未修复以前,禁 止向其送电。
井下总接地网接地电阻值的测定,要有专人 负责,每季度至少进行一次,并将测量结果记入 记录簿内,以便查阅。
新安装的接地装置,应在投入运行前,对其 接地电阻值进行测量。 用ZC一18型接地电阻测量 仪测量。

? (10):
? 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。
? 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。
? 通信线路必须在入井处装设熔断器和防雷 电装置。

? 四、电压保护 ? 欠压保护(包括失压): ? 电源电压下降30%~40%以上 ? 失压危害:突然停电,开关没有跳闸,来
电时开关直接有电,设备直接运转,造成 人身伤亡事故。 ? 欠压危害:设备不能工作或坏电气设备 ? 过压保护: ? 危害:设备绝缘容易击穿,电流增加烧坏 设备, ? 电源电压超过5%以上

五、《煤矿安全规程》有关规定
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。
井下低压馈电线上,必须装设检漏保护 装置或有选择性的漏电保护装置,保证自 动切断漏电的馈电线路。

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。
井下由采区变电所、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。
低压电动机的控制设备应具备短路、过负 荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制 装置。
煤电钻必须设有检漏、漏电闭锁、短路、 过负荷、断相、远距离启动和停止煤电钻功能 的综合保护装置。

? 《煤矿安全规程》规定:“井下低压馈电 线上,必须装设检漏保护装置或有选择性 的漏电保护装置,保证自动切断漏电的馈 电线路。”
? 《煤矿安全规程》规定:“电压在36V以上 和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气 设备的金属外壳、构架、铠装电缆的钢带 (或钢丝)、铅皮或屏蔽护套等必须有保护 接地。”


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