礦井供電電網(wǎng)保護

1、井下電氣工井下電氣工 -礦井供電電網(wǎng)保護礦井供電電網(wǎng)保護 趙莊煤業(yè)培訓(xùn)中心 返回目錄 煤礦井下電氣保護所指的“三大保護(漏電電保護、過流保護和保護接 地)，是我國煤礦井下電氣設(shè)備和線路普遍具有和使用的三種保護類型。 第二十七學時第二十七學時 礦井供電電網(wǎng)保護的類型及要求礦井供電電網(wǎng)保護的類型及要求 井下電氣井下電氣 保護類型保護類型 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 電流保護。包括短路 保護、過流(過負荷)保護。 漏電保護。包括非選擇性、 選擇性漏電保護和漏電閉鎖。 保護接地。包括系統(tǒng) 保護接地、局部保護接地。 電壓保護。包括欠 電壓保護、過電壓保護。 單相斷線保護。 風

2、電、瓦斯與電閉鎖。 綜合保護。有電動機綜合保 護和煤電鉆(照明)綜合保護等。 返回目錄 對礦井電氣保護裝置的基本要求有以下幾點： 電氣保護 裝置要求 快速性 選擇性 動作可靠性 靈敏性 第二十七學時第二十七學時 礦井供電電網(wǎng)保護的類型及要求礦井供電電網(wǎng)保護的類型及要求 返回目錄 第二十七學時第二十七學時 礦井供電電網(wǎng)保護的類型及要求礦井供電電網(wǎng)保護的類型及要求 返回目錄 第二十八學時第二十八學時 漏電保護（上）漏電保護（上） 煤礦安全規(guī)程第457條規(guī)定：地面變電所和井下中央變電所 的高壓饋電線上，必須裝設(shè)有選擇性的單相接地保護裝置；供移動變 電站的高壓饋電線上，必須裝設(shè)有選擇性的動作于跳閘的單

3、相接地保 護裝置。井下低壓饋電線上，必須裝設(shè)檢漏保護裝置或有選擇性的漏 電保護裝置，保證自動切斷漏電的饋電線路。 返回目錄 第二十八學時第二十八學時 漏電保護（上）漏電保護（上） 一、漏電 在變壓器中性點不接地電網(wǎng)中，發(fā)生單相接地(直接接地或經(jīng)過渡阻 抗接地)或兩相、三相對地的總絕緣電阻降低到危險值的電氣故障叫漏電 故障，簡稱漏電。人體觸及一相帶電導(dǎo)體的情況，是單相經(jīng)過渡電阻接地， 也屬于漏電。 電網(wǎng)漏電按性質(zhì)可分為集中性漏電和分散性漏電兩類。集中性漏電是 指由于電網(wǎng)某處或某點的絕緣損傷而發(fā)生的漏電；分散性漏電則是由于整 個電網(wǎng)或某條線路的對地絕緣電阻降低而發(fā)生的漏電。在井下電網(wǎng)中出現(xiàn) 較多的

4、是集中性漏電。 返回目錄 1漏電的危害 當人體觸及一相帶電導(dǎo)體或漏電設(shè)備外殼流經(jīng)人身的電流超過30 mAs時，就有觸電傷亡的危險。當漏電電流的電火花能量達到點燃瓦 斯、煤塵的最小能量時，可能引起瓦斯、煤塵爆炸。長期漏電，會使絕 緣發(fā)熱、老化，還可能燒毀電氣設(shè)備，引發(fā)相間短路和電氣火災(zāi)事故。 此外，如果漏電發(fā)生在爆破作業(yè)地點附近，由于漏電電流在它流經(jīng)的路 徑上會產(chǎn)生電壓降，當電雷管兩端的引線接觸漏電路徑上具有電位差的 兩點時，可能造成電雷管提前引爆。由此可見，漏電故障的危害是十分 嚴重的，必須采取漏電保護措施。 第二十八學時第二十八學時 漏電保護（上）漏電保護（上） 返回目錄 2漏電保護裝置的作

5、用 連續(xù)監(jiān)視電網(wǎng)對地的絕緣狀態(tài)，當人體觸及一相帶電導(dǎo)體或電網(wǎng)發(fā)生 漏電時迅速切斷電源，防止漏電事故發(fā)生。 3漏電的原因 井下電網(wǎng)尤其是低壓電網(wǎng)的工作環(huán)境惡劣，電網(wǎng)對地絕緣容易遭受破 壞，會經(jīng)常發(fā)生漏電故障。井下發(fā)生漏電故障的主要原因是： (1)運行中的電纜或電氣設(shè)備受潮或進水，使絕緣電阻下降。 (2)電氣設(shè)備或電纜長期過負荷運行使絕緣老化。 第二十八學時第二十八學時 漏電保護（上）漏電保護（上） 返回目錄 (3)電纜與電氣設(shè)備的連接不符合要求，造成接頭松動脫落、碰觸金屬 外殼。 (4)橡套電纜的連接不符合要求，出現(xiàn)“雞爪子”、“羊尾巴”和明接 頭，并受潮氣侵入。 (5)用金屬絲吊掛橡套電纜，使

6、其嵌入絕緣層內(nèi)接觸芯線。 (6)接線時，將導(dǎo)電芯線與地線接錯。 (7)橡套電纜在運行中被炮崩或受擠、壓、拉、砸、砍等機械作用而使 護套絕緣破損。 第二十八學時第二十八學時 漏電保護（上）漏電保護（上） 返回目錄 (8)電纜因長期過度彎曲而產(chǎn)生裂口或縫隙，運行中受潮氣或淋水 侵入。 (9)帶電作業(yè)，人體接觸一相帶電導(dǎo)體。 (10)在電氣設(shè)備內(nèi)隨意增添電氣元件，或檢修時將工具等導(dǎo)體留在 設(shè)備內(nèi)，使電氣間隙小于規(guī)定值，導(dǎo)致一相對外殼放電。 (11)操作電氣設(shè)備時產(chǎn)生弧光對地放電。 (12)出現(xiàn)嚴重過電壓，擊穿電纜或電氣設(shè)備的對地絕緣。 第二十八學時第二十八學時 漏電保護（上）漏電保護（上） 返回目錄

7、 第二十八學時第二十八學時 漏電保護（上）漏電保護（上） 返回目錄 第二十九學時第二十九學時 漏電保護（下）漏電保護（下） 二、漏電保護 井下供電系統(tǒng)常用的漏電保護方式有漏電保護(非選擇性)、選擇性漏 電保護和漏電閉鎖。目前，使用的漏電保護裝置種類很多，但總體上可分 為兩大類：一類是安裝在各種開關(guān)中的具有漏電跳閘、漏電閉鎖和選擇性 漏電保護功能的電子插件、微電腦綜合控制保護器和漏電繼電器；另一類 是具有獨立隔爆外殼必須與饋電開關(guān)配合使用的檢漏繼電器。漏電保護按 原理不同可分為附加直流電源式、零序電流方向式、旁路接地式和自動復(fù) 電式等。 返回目錄 第二十九學時第二十九學時 漏電保護（下）漏電保護

8、（下） 1附加直流電源漏電保護 漏電保護采用附加直流電源，在開關(guān)合閘后對帶電電網(wǎng)進行絕緣監(jiān)測， 當電網(wǎng)對地絕緣電阻低于動作值時，開關(guān)跳閘停止供電，起保護作用。 （1）附加直流電源漏電保護的基本原理。 在變壓器中性點不接地電網(wǎng)中，很容易檢測到電網(wǎng)各相對地的絕緣電 阻值。若在三相電網(wǎng)與大地之間附加一獨立的直流電源，則在三相對地絕 緣電阻上將有一直流電流流過，該電流的大小直接反映了電網(wǎng)對地絕緣電 阻的高低。附加直流電源漏電保護就是通過檢測該電流來實現(xiàn)漏電保護的。 返回目錄 第二十九學時第二十九學時 漏電保護（下）漏電保護（下） （2）漏電保護裝置的動作電阻值。 漏電保護裝置的動作電阻值是以網(wǎng)絡(luò)允許最

9、低絕緣電阻為基礎(chǔ)確定 的。當?shù)蛪弘娋W(wǎng)對地總的絕緣電阻下降到對人觸電有危險的程度時，漏 電保護裝置動作跳閘，切斷電源。這個對人體觸電有危險的電網(wǎng)最低絕 緣電阻值，即為漏電保護裝置的動作電阻值。 返回目錄 2選擇性漏電保護 在變壓器中性點不接地的放射式電網(wǎng)中，可以安裝選擇性漏電繼電 器。選擇性漏電保護具有橫向選擇性，彌補了漏電保護的不足，即只切 斷漏電故障支路的供電電源。 由變壓器中性點不接地電網(wǎng)分析可知：當電網(wǎng)正常運行時，各相對 地電壓對稱，電網(wǎng)無零序電壓，也無零序電流；當電網(wǎng)發(fā)生不對稱漏電 時，各相對地電壓不再平衡，電網(wǎng)出現(xiàn)零序電壓，因而必有零序電流。 選擇性漏電保護的原理就是利用零序電流實現(xiàn)

10、不對稱漏電保護的。 第二十九學時第二十九學時 漏電保護（下）漏電保護（下） 返回目錄 第二十九學時第二十九學時 漏電保護（下）漏電保護（下） 3漏電閉鎖 漏電閉鎖是指在開關(guān)合閘前對電網(wǎng)進行絕緣監(jiān)測，當電網(wǎng)對地絕緣 電阻低于規(guī)定的漏電閉鎖動作電阻值時，使開關(guān)不能合閘，起閉鎖作用。 目前，漏電閉鎖單元都是利用附加直流電源式保護原理檢測對地絕緣電 阻實現(xiàn)漏電閉鎖功能的。 返回目錄 第二十九學時第二十九學時 漏電保護（下）漏電保護（下） 返回目錄 第三十學時第三十學時 保護接地（上）保護接地（上） 煤礦安全規(guī)程第482條規(guī)定：電壓在36 V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)架

11、，鎧裝電纜的鋼帶(或鋼絲)、 鉛皮或屏蔽護套等必須有保護接地。 一、井下電氣設(shè)備保護接地的作用與構(gòu)成 保護接地是指用導(dǎo)體把電氣設(shè)備中所有正常不帶電的外露金屬部分， 通過接地裝置與大地緊密連接起來。電氣設(shè)備的金屬外殼在正常情況下是 不帶電的，但在絕緣損壞時其外殼或構(gòu)架就會帶電。此時，若人體觸及它 們，就會造成觸電事故。保護接地就是預(yù)防這類觸電事故的重要措施之一。 返回目錄 第三十學時第三十學時 保護接地（上）保護接地（上） 1保護接地的作用 保護接地可以使電氣設(shè)備金屬外殼意外帶電時的對地電壓降低到 規(guī)定的安全范圍以內(nèi)，減少人體觸電電流和人地電流的大小，最大限 度地降低危險程度。 2井下保護接地網(wǎng)

12、 煤礦安全規(guī)程第484條規(guī)定：所有電氣設(shè)備的保護接地裝置 (包括電纜的鎧裝、鉛皮、接地芯線)和局部接地裝置，應(yīng)與主接地極 接成1個總接地網(wǎng)。 返回目錄 第三十學時第三十學時 保護接地（上）保護接地（上） 二、接地裝置的檢查與檢測 1接地裝置的檢查 （1）安裝后的檢查內(nèi)容包括： 檢查各部分的選材是否符合規(guī)定。 檢查各連接處連接是否符合有關(guān)規(guī)定。 檢查各電氣設(shè)備的接地連接方法是否正確。 測量接地網(wǎng)總電阻是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。 （2）運行中重點檢查保護接地裝置的連接和銹蝕情況。 返回目錄 第三十學時第三十學時 保護接地（上）保護接地（上） 2接地電阻的測定 井下測量時，應(yīng)使用本安型測量 儀器，若使用普

13、通儀器，只準在瓦斯 濃度為1%一下的地點使用，并采取一 定安全措施，報有關(guān)部門批準。 返回目錄 第三十一學時第三十一學時 保護接地（下）保護接地（下） 三、煤礦安全規(guī)程對井下保護接地的要求 1對主接地極的要求 煤礦安全規(guī)程第484條規(guī)定：主接地極應(yīng)在主、副水倉中各埋設(shè) 1塊。主接地極應(yīng)用耐腐蝕的鋼板制成，其面積不得小于0.75 m2、厚度 不得小于5 mm。在鉆孔中敷設(shè)的電纜不能與主接地極連接時，應(yīng)單獨形 成一分區(qū)接地網(wǎng)，其接地電阻值不得超過2 。 返回目錄 第三十一學時第三十一學時 保護接地（下）保護接地（下） 2對局部接地極的要求 煤礦安全規(guī)程第485條規(guī)定：下列地點應(yīng)裝設(shè)局部接地極： (

14、1)采區(qū)變電所(包括移動變電站和移動變壓器)。 (2)裝有電氣設(shè)備的硐室和單獨裝設(shè)的高壓電氣設(shè)備。 (3)低壓配電點或裝有3臺以上電氣設(shè)備的地點。 (4)無低壓配電點的采煤機工作面的運輸巷、回風巷、集中運輸巷(膠帶運輸 巷)以及由變電所單獨供電的掘進工作面，至少應(yīng)分別設(shè)置1個局部接地極。 (5)連接高壓動力電纜的金屬連接裝置。 返回目錄 第三十一學時第三十一學時 保護接地（下）保護接地（下） 3對接地母線和連接導(dǎo)線的要求 煤礦安全規(guī)程第486條規(guī)定：連接主接地極的接地母線，應(yīng)采用截面不 小于50 mm2的銅線，或截面不小于100 mm2的鍍鋅鐵線，或厚度不小于4 mm、截 面不小于100 mm

15、2的扁鋼。 電氣設(shè)備的外殼與接地母線或局部接地極的連接，電纜連接裝置兩頭的鎧 裝、鉛皮的連接，應(yīng)采用截面不小于25 mm2的銅線，或截面不小于50mm2的鍍鋅 鐵線，或厚度不小于4 mm、截面不小于50 mm2的扁鋼。 返回目錄 4其他要求 煤礦安全規(guī)程第483條規(guī)定：接地網(wǎng)上任一保護接地點的接地 電阻值不得超過2。每一移動式和手持式電氣設(shè)備至局部接地極之間 的保護接地用的電纜芯線和接地連接導(dǎo)線的電阻值，不得超過1 。 煤礦安全規(guī)程第487條規(guī)定：橡套電纜的接地芯線，除用作監(jiān) 測接地回路外，不得兼作他用。 第三十一學時第三十一學時 保護接地（下）保護接地（下） 返回目錄 第三十一學時第三十一學

16、時 保護接地（下）保護接地（下） 曹操：火燒赤壁？ 返回目錄 第三十二學時第三十二學時 過電流保護與電壓保護過電流保護與電壓保護 過電流是指流過電氣設(shè)備或電纜的實際電流超過了額定值。過電流保 護包括短路保護、過負荷保護和斷相保護。 煤礦安全規(guī)程(第455條)規(guī)定：井下高壓電動機、動力變壓器的高 壓控制設(shè)備，應(yīng)具有短路、過負荷、接地和欠電壓釋放保護。 一、過電流故障的危害及原因 煤礦井下常見的過電流故障和異常狀態(tài)有短路、過負荷和斷相三種。 返回目錄 (一)短路 短路，是指供電線路的相與相之間經(jīng)導(dǎo)線直接短接，電流不流經(jīng)負 載形成回路。短路時，流過供電線路的電流稱為短路電流。井下電網(wǎng)可 能出現(xiàn)的短路

17、故障有兩相短路、三相短路和異相兩點接地短路。短路電 流的大小除與短路故障形式有關(guān)外，還與電纜的長度、電纜的截面和電 網(wǎng)電壓有關(guān)。 1短路電流的危害 短路電流很大，通?？蛇_額定電流的幾倍、幾十倍甚至幾百倍。其 危害是： 第三十二學時第三十二學時 過電流保護與電壓保護過電流保護與電壓保護 返回目錄 (1)短路電流產(chǎn)生大量的熱，燒毀電氣設(shè)備，引起火災(zāi)或瓦斯、煤塵爆炸。 (2)短路電流的電動力使故障設(shè)備及其他設(shè)備遭受機械破壞。 (3)短路引起電網(wǎng)電壓突然下降，影響電網(wǎng)中其他電氣設(shè)備的正常運行等。 2造成電網(wǎng)短路故障的主要原因 (1)電氣設(shè)備或電纜的絕緣受到破壞。如絕緣老化、機械性損傷等。 (2)不同相

18、序的兩回路電源線并聯(lián)。 (3)檢修完畢的線路在送電時沒有拆除三相短路接地的臨時接地線。 (4)帶電檢修與搬遷電氣設(shè)備、電氣設(shè)備防護不當?shù)取?第三十二學時第三十二學時 過電流保護與電壓保護過電流保護與電壓保護 返回目錄 (二)過負荷 過負荷又叫過載，是指電氣設(shè)備和電纜的實際電流超過了該電氣設(shè)備和 電纜的額定電流，并超過允許過負荷時間。過負荷的危害是： 電氣設(shè)備和線路出現(xiàn)過負荷后，其溫度將超過所用絕緣材料的最高允許 值，燒毀絕緣。長期過載會擴展成漏電或短路故障。電氣設(shè)備長期超載運行、 電源電壓過低和斷相運行等都會使電氣設(shè)備出現(xiàn)過負荷現(xiàn)象。另外，在重載 情況下反復(fù)啟動電動機，因啟動電流大會使電動機過

19、熱而燒毀；在井下采掘 機械中，由于堵轉(zhuǎn)也可能燒毀電動機。 第三十二學時第三十二學時 過電流保護與電壓保護過電流保護與電壓保護 返回目錄 (三)斷相 斷相，是指三相交流電動機的一相供電線路或一相繞組斷線。在這 種狀態(tài)運行的電動機叫單相運行。此時，電動機輸出的轉(zhuǎn)矩比三相運行 時小得多，在其所帶負載不變的情況下，工作電流增加，造成過熱，可 能燒毀電氣設(shè)備。造成斷相故障的原因有以下三點： (1)熔斷器有一相熔斷。 (2)電纜與電纜、電纜與設(shè)備的連接不牢而一相松動脫落，電纜一相 芯線斷開。 (3)電動機定子繞組與接線端子的連接一相松動脫落等。 第三十二學時第三十二學時 過電流保護與電壓保護過電流保護與電

20、壓保護 返回目錄 二、電壓保護 (一)欠電壓保護 電壓保護包括欠電壓保護和過電壓保護。欠電壓保護也叫做失壓保護， 它是指在供電過程中，由于某種原因，出現(xiàn)電網(wǎng)電壓突然消失或急劇降低 3040，此時，保護裝置使開關(guān)跳閘，自動切斷電源。當電網(wǎng)電壓恢 復(fù)后，開關(guān)不會自動合閘，不會自動恢復(fù)供電或用電設(shè)備自啟動的一種保 護裝置。 第三十二學時第三十二學時 過電流保護與電壓保護過電流保護與電壓保護 返回目錄 煤礦井下高、低壓防爆開關(guān)都具有欠電壓保護功能。高壓防爆開關(guān) 內(nèi)裝設(shè)有欠電壓釋放裝置，通常叫做無壓釋放裝置。低壓磁力啟動器的 接觸器在失壓或欠壓的情況下，接觸器電磁吸合力不能保持吸合狀態(tài)而 釋放，其啟動控制回路中的自保節(jié)點已打開，只有電壓恢復(fù)后人工重新 啟動，啟動器才能送電。所以，磁力啟動器的控制回路就兼有欠電壓裝 置的功能，能夠起到防止電動機低壓運行時被燒毀和電動機自啟動造成 事故的作用。 第三十二學時第三十二學時 過電流保護與電壓保護過