煤礦井下供電三大保護(hù)

1、煤礦井下供電三大保護(hù)據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，在煤礦瓦斯、煤塵發(fā)生爆炸事故中，由電火花引起的事故約占50% 在煤礦發(fā)生的觸電事故中，井下觸電死亡人數(shù)約占 64%在井下電器著火事故中，低壓橡 套電纜著火所占比例最大。由于煤礦井下環(huán)境條件惡劣并且屬于易燃易爆場(chǎng)所，故井下的負(fù)荷特征、電氣設(shè)備及 供電系統(tǒng)等都與地面有較大的差異，對(duì)安全供電與保護(hù)也提出了更高的要求。井下電氣設(shè)備的工作條件：1、煤礦井下的空氣中含有瓦斯及煤塵，在其含量達(dá)到一定量時(shí)，如果遇到電氣設(shè)備或電纜 電線產(chǎn)生電火花、電弧和局部高溫時(shí)，就會(huì)燃燒或爆炸。2、井下硐室、巷道、采掘工作面等需要安裝電氣設(shè)備的地方，空間都比較狹窄，因此，電 氣設(shè)備的體積受

2、到一定的限制，且使人體接觸電氣設(shè)備、電纜的機(jī)會(huì)比較多，容易發(fā)生觸 電事故。3、井下由于巖石和煤層都存在著壓力，常會(huì)發(fā)生冒頂和片幫事故，使電氣設(shè)備（特別是電 纜）很容易受到砸、碰、擠、壓而損壞。4、井下空氣比較潮濕，濕度一般在 95沖上，并且機(jī)電硐室和巷道經(jīng)常有滴水和淋水，使 電氣很容易受潮。5、井下有些機(jī)電硐室和巷道的溫度較高，而井下電氣設(shè)備的散熱條件較差，電氣設(shè)備容易 過(guò)熱損壞。&采掘工作面的電氣設(shè)備移動(dòng)頻繁，且經(jīng)常起動(dòng)，使用電設(shè)備的負(fù)荷變化較大，有時(shí)會(huì)產(chǎn) 生短時(shí)過(guò)載。7、由于井下地質(zhì)條件發(fā)生變化或在雨季期間，井下有發(fā)生突然出水事故的可能，其出水量 往往為正常井下涌水量的幾倍或幾十倍，要求排

3、水設(shè)備迅速開(kāi)動(dòng)，以保證礦井安全。8、井下如發(fā)生全部停電事故，超過(guò)一定時(shí)間后，可能發(fā)生采區(qū)或全井被淹的重大事故。同 時(shí)井下停電停風(fēng)后，還會(huì)造成瓦斯積聚，再次送電使時(shí)，可能造成瓦斯或煤塵爆炸的危險(xiǎn) 井下電氣保護(hù)的類(lèi)型：1）過(guò)流保護(hù)。包括短路保護(hù)、過(guò)載（過(guò)負(fù)荷）保護(hù)、斷相。2）漏電保護(hù)。包括選擇性和非選擇性漏電保護(hù)、漏電閉鎖。3）接地保護(hù)。包括局部接地保護(hù)、保護(hù)接地系統(tǒng)。4）電壓保護(hù)。包括欠電壓保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)。5）單相斷線（斷相）保護(hù)。6）風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖。7）綜合保護(hù)。電動(dòng)機(jī)綜保和照明綜保等。其中短路保護(hù)、保護(hù)接地和漏電保護(hù) 是保證煤礦井下安全供電的三大保護(hù)，它們是缺一不 可的。為了避免井下

4、電網(wǎng)所造成的各種危害，煤礦安全規(guī)程、煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì) 井下用電氣設(shè)備、電壓等級(jí)及管理方面等都做了具體規(guī)定，在煤礦井下供電系統(tǒng)中主要采 取使用三大保護(hù)裝置的措施。一、過(guò)電流保護(hù)過(guò)電流故障的危害及原因：過(guò)電流是指流過(guò)電氣設(shè)備和電纜的電流超過(guò)額定值。其故障有短路、過(guò)負(fù)荷和斷相。1.短路短路是指電流不流經(jīng)負(fù)載，而是兩根或三根導(dǎo)線直接短接形成回路。這時(shí)電流很大，可達(dá) 額定電流的幾倍、幾十倍，甚至更大，其危害是能夠在極短的時(shí)間內(nèi)燒毀電氣設(shè)備，引起 火災(zāi)或引起瓦斯、煤塵爆炸事故。短路電流還會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，使電氣設(shè)備遭到機(jī)械 損壞，也會(huì)引起電網(wǎng)電壓急劇下降，影響電網(wǎng)中的其他用電設(shè)備的正常工作。造成短

5、路的主要原因是絕緣受到破壞，因而應(yīng)加強(qiáng)對(duì)電氣設(shè)備和電纜絕緣的維護(hù)和檢查， 并設(shè)置短路保護(hù)裝置。2. 過(guò)負(fù)荷過(guò)負(fù)荷是指流過(guò)電氣設(shè)備和電路的實(shí)際電流超過(guò)其額定電流和允許過(guò)負(fù)荷時(shí)間。其危 害是電氣設(shè)備和電纜出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷后，溫度將超過(guò)所用絕緣材料的最高允許溫度， 損壞絕緣, 如不及時(shí)切斷電源，將會(huì)發(fā)展成漏電和短路事故。過(guò)負(fù)荷是井下燒毀中、小型電動(dòng)機(jī)的主 要原因之一。引起電氣設(shè)備和電纜過(guò)負(fù)荷的原因主要有以下幾方面：一是電氣設(shè)備和電纜容量選擇 過(guò)小，致使正常工作時(shí)負(fù)荷電流超過(guò)了額定電流；二是對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的誤操作，例如在刮板 輸送機(jī)機(jī)尾壓煤的情況下，連續(xù)點(diǎn)動(dòng)起動(dòng)，就會(huì)在起動(dòng)電流的連續(xù)沖擊下引起電動(dòng)機(jī)過(guò)熱， 甚至

6、燒毀。此外，電源電壓過(guò)低或電動(dòng)機(jī)機(jī)械性堵轉(zhuǎn)都會(huì)引起電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)荷。3. 斷相斷相是指三相交流電動(dòng)機(jī)的一相供電線路或一相繞組斷線。造成斷相原因有：熔斷器有一相熔斷；電纜與電動(dòng)機(jī)或開(kāi)關(guān)的接線端子連接不牢而松 動(dòng)脫落；電纜芯線一相斷線；電動(dòng)機(jī)定子繞組與接線端子連接不牢而脫落等。二、漏電保護(hù)1、漏電故障的類(lèi)型、原因和危害集中性漏電：供電系統(tǒng)中某一處或某一點(diǎn)的絕緣受到破壞，其絕緣阻值低于規(guī)定值， 而供電系統(tǒng)中其余部分的對(duì)地絕緣仍保持正常。分散性漏電：供電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)或某條線路的對(duì)地絕緣阻值均勻下降到規(guī)定值以下。井下供電中遇到的大多數(shù)漏電故障是集中性漏電故障。常見(jiàn)漏電故障的原因 電纜和設(shè)備長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，促使絕

7、緣老化。 電纜芯線接頭松動(dòng)后碰到金屬設(shè)備外殼。 運(yùn)行中的電纜和電氣設(shè)備受潮或進(jìn)水，使供電系統(tǒng)絕緣性能降低。 在電氣設(shè)備內(nèi)部隨意增設(shè)電氣元件， 使元器件間的電氣間隙小于規(guī)定值，導(dǎo)致放電 而接地。 導(dǎo)電芯線與地線錯(cuò)接。 電纜和電氣設(shè)備受到機(jī)械性沖擊或炮崩。 人身直接觸及一相導(dǎo)電芯線。漏電的危害：當(dāng)漏電電流的電火花能量達(dá)到瓦斯、煤塵最小點(diǎn)燃能量時(shí)，能引起瓦斯、煤塵燃燒或 爆炸；當(dāng)漏電電流超過(guò)50 mA時(shí)，可能引起電雷管的超前起爆；當(dāng)漏電故障不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除時(shí)，就可能擴(kuò)大為相間短路事故；若人身觸及一相帶電導(dǎo)體或漏電設(shè)備外殼時(shí)，流經(jīng)人身電流超過(guò)30mA的極限電流時(shí)，就有傷亡的危險(xiǎn)。電網(wǎng)對(duì)地電容電流隨著

8、電網(wǎng)的增大而增大。漏電保護(hù)的作用是多方面的，主要有如下幾點(diǎn)：1、能夠防止人身觸電2、能夠不間斷地監(jiān)視井下采區(qū)低壓電網(wǎng)的絕緣狀態(tài)，以便及時(shí)采取措施，防止其絕緣 進(jìn)一步惡化。3、減少漏電電流引起礦井瓦斯、煤塵爆炸的危險(xiǎn)。4、 防止短路電流所產(chǎn)生的電弧燒穿隔爆型電氣設(shè)備的金屬外殼，或其外殼的溫度升高， 超過(guò)危險(xiǎn)值，引起瓦斯、煤塵爆炸，從而提高了電氣設(shè)備的防爆性能。5、 預(yù)防電纜和電氣設(shè)備因漏電而引起的相同短路故障。特別是在使用屏蔽電纜的情況 下，相間短路必然先從接地漏電開(kāi)始，致使漏電保護(hù)裝置首先動(dòng)作，將故障排除，因而可防止短路事故的發(fā)生。6對(duì)于由短路引起的接地故障，漏電保護(hù)還可起短路保護(hù)的后備保護(hù)作

9、用，一旦短路 保護(hù)裝置拒動(dòng)，漏電保護(hù)裝置還可使開(kāi)關(guān)跳閘。7、防止電網(wǎng)的接地漏電電流引爆電氣雷管。8、選擇性漏電保護(hù)裝置的使用，將會(huì)縮小漏電的停電范圍，便于尋找漏電故障，及時(shí) 排除，從而縮短了漏電的停電時(shí)間，有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，給礦井帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。9、為了充分發(fā)揮漏電保護(hù)的作用，特對(duì)煤礦井下低壓檢漏保護(hù)裝置提出如下要求：應(yīng) 具有漏電跳閘和漏電閉鎖雙重功能，并連續(xù)不斷地監(jiān)視電網(wǎng)的絕緣狀態(tài)。當(dāng)電網(wǎng)對(duì)地的總絕緣電阻降低到下表 1中所列數(shù)值及其以下時(shí)，應(yīng)立即動(dòng)作，切斷其供 電電源。三、保護(hù)接地1.保護(hù)接地及其作用人體觸電的分析：當(dāng)人身觸及一相絕緣損壞而帶電的設(shè)備時(shí)， 電流幾乎全部通過(guò)人身而入地，

10、其觸電電流的回 路如圖中所標(biāo)。人身觸電電流的大小，取決于電網(wǎng)的電壓值、電網(wǎng)對(duì)地的電容值和絕緣電 阻值?？梢酝ㄟ^(guò)下式來(lái)分析：無(wú)保護(hù)接地時(shí)人體觸電的分析: 在井下660V電網(wǎng)中，若每相對(duì)地的絕緣電阻 r=3500 ?，電容C=0.5微法，則人身觸及一 相導(dǎo)線時(shí)的觸電電流為：有保護(hù)接地時(shí)，人體與接地極構(gòu)成了并聯(lián)，而人身電阻為1000Q,接地極電阻為2Q,并聯(lián)后的電阻為1.9962Q0通過(guò)人體的電流：lr=IRd/（R葉Rd）=154X 2/ （1000+2）=0.31mA通過(guò)保護(hù)接地線的電流為153.69mA由此可知，有保護(hù)接地時(shí)通過(guò)人身電流比較小，因而是安全的。另外，有了保護(hù)接地的良 好接地，大大

11、減少了因設(shè)備漏電時(shí)，使其外殼與地接觸不良產(chǎn)生的電火花。從而減少了引 起瓦斯、煤塵爆炸的可能性。2、接地網(wǎng)中接地電阻的確定由于保護(hù)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，同時(shí)也可作為漏 電保護(hù)的后備保護(hù)。根據(jù)煤礦井下規(guī)定的額定安全電壓的空載上限值為40V和礦井高壓電網(wǎng)的單相接地電容電流不得超過(guò)20A的規(guī)定，接地網(wǎng)上任一保護(hù)接地點(diǎn)的接地電阻不得超過(guò)2 ? o3、井下保護(hù)接地系統(tǒng)井下各種電氣設(shè)備裝設(shè)單獨(dú)的保護(hù)接地裝置，并不能完全消除觸電的危害。因此煤礦安全規(guī)程規(guī)定，將井下電氣設(shè)備正常不帶電的金屬外殼、 構(gòu)架、鎧裝電纜的鋼帶（鋼絲）、 鉛皮和橡套電纜的地芯線或屏蔽護(hù)套用導(dǎo)線與埋在地下的

12、接地極 （主接地極、局部接地極） 連接起來(lái)，形成一個(gè)總接地網(wǎng)。電氣設(shè)備的接地方法: （1）變壓器的接地方法用連接導(dǎo)線把變壓器高低壓側(cè)鎧裝電纜的鋼帶和鉛皮，分別接到變壓器外殼專(zhuān)供接地的螺 釘上，然后再將該螺釘與接地母線（或輔助接地母線）相接。如用橡套電纜時(shí)，則應(yīng)把電 纜的接地芯線接到進(jìn)出線接線裝置的接地端子上，然后再將變壓器接地。電動(dòng)機(jī)的接地方法：橡套電纜的接地線芯與接線盒（箱）內(nèi)的接地螺釘連接，然后再將電動(dòng)機(jī)外殼上接地螺釘 連接到接地母線（或輔助接地母線）上，如用鎧裝電纜時(shí)，則應(yīng)將其端頭的鋼帶（鋼絲） 和鉛皮直接同該接地螺釘連接。禁止把電動(dòng)機(jī)的底腳螺栓當(dāng)作外殼的接地螺釘使用。高壓防爆開(kāi)關(guān)的接地方法：高壓防爆開(kāi)關(guān)的各個(gè)進(jìn)出口的電纜頭需要接地的部分（如金屬鎧裝外皮、鉛包或接地線芯），應(yīng)分別用連接導(dǎo)線匯集到配電箱底架（外殼）的接地螺釘上，然后再用連接導(dǎo)線將其與接 地母線（或輔助接地母線）相連，也可將各個(gè)電纜頭的接地部分直接與接地母線（或輔助 接地母線）相連。幾臺(tái)設(shè)備的接地方法：