煤礦井下供電三大保護(hù)

1、煤礦井供電大保護(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)備的體積受到一

2、定的限制，且使人體接觸電氣設(shè)備、電纜的機(jī)會比較多，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%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 易過熱損壞。6采掘工作面的電氣設(shè)備移動頻繁，且經(jīng)常起動，使用電設(shè)備的負(fù)荷變化較大，有時(shí)會 產(chǎn)生短時(shí)過載。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，要求排水設(shè)

3、備迅速開動，以保證礦井安全。8、井下如發(fā)生全部停電事故，超過一定時(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)。1)2)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)。電動機(jī)綜保和照明綜保等。井下電氣保護(hù)的類型: 過流保護(hù)。包括短路保護(hù)、過載(過負(fù)荷)保護(hù)、斷相。漏電保護(hù)。包括選擇性和非選擇性漏電保護(hù)、漏電閉鎖。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 對井下用電氣設(shè)備、電壓等級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。、過電流保護(hù) 過電流故障的危害及原因: 過電流是指流過電氣設(shè)備和電纜的電流超過額定值。其故障有短路、過負(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。短路電流還會產(chǎn)生很大的電動力，使電氣設(shè)備遭 到機(jī)械損壞，也會引起電網(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

5、成短路的主要原因是絕緣受到破壞， 因而應(yīng)加強(qiáng)對電氣設(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.過負(fù)荷過負(fù)荷是指流過電氣設(shè)備和電路的實(shí)際電流超過其額定電流和允許過負(fù)荷時(shí)間。其 危害是電氣設(shè)備和電纜出現(xiàn)過負(fù)荷后，溫度將超過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，將會發(fā)展成漏電和短路事故。過負(fù)荷是井下燒毀中、小型電 動機(jī)的主要原因之一。弓I起電氣設(shè)備和電纜過負(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 擇過小，致使正常工作時(shí)負(fù)荷電流超過了額定電流；二是對生產(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)動起動，就會在起動電流的連續(xù)沖擊下引起電動 機(jī)過熱，

6、甚至燒毀。此外，電源電壓過低或電動機(jī)機(jī)械性堵轉(zhuǎn)都會引起電動機(jī)過負(fù)荷。3.斷相斷相是指三相交流電動機(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；電纜與電動機(jī)或開關(guān)的接線端子連接不牢而松動脫落；電纜芯線一相斷線；電動機(jī)定子繞組與接線端子連接不牢而脫落等。、漏電保護(hù)1、漏電故障的類型、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。常見漏電故障的原因：電纜和設(shè)備長期過負(fù)荷運(yùn)行，促使絕

7、緣老化。電纜芯線接頭松動后碰到金屬設(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30mA勺極限電流時(shí), 就有傷亡的危險(xiǎn)。電網(wǎng)對地電容電流隨著電網(wǎng)的增大

8、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始，致使漏電保護(hù)裝置首先動作，將故障排除，因 而可防止短路事故的發(fā)生。6對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)作用，一旦短

9、 路保護(hù)裝置拒動，漏電保護(hù)裝置還可使開關(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，有利于提高勞動生產(chǎn)率，給礦井帶來顯著的經(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)， 電流幾乎全部通過人身而入地，其

10、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)對地的電容值和絕緣電阻值。可以通過下式來分析： 無保護(hù)接地時(shí)人體觸電的分析: 在井下660V電網(wǎng)中，若每相對地的絕緣電阻r=3500 ?，電容C= 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Qq 2Qo通過人體的電流：lr=IRd/（R葉Rd） =154X 2/（ 1000+2）通過保護(hù)接地線的電流為。由此可知，有保護(hù)接地時(shí)通過人身電流比較小，因而是安全的。另外，有了保護(hù)接地的 良好接地，大大減少了因設(shè)備漏電時(shí)，使其外殼與地接觸不良

11、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2 ?。3、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)線與埋在地下的接地極（主接地極、局 部接地極）連接起

12、來，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。禁止把電動機(jī)的底腳螺栓當(dāng)作外殼的接地螺釘使用。高壓防爆開關(guān)的接地方法: 高壓防爆開關(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。幾臺設(shè)備的接地方法: 禁止