采掘電網(wǎng)三大保護(hù)

采掘電網(wǎng)的三大保護(hù)

第一節(jié)概,述

一、概念

井下短路保護(hù)、漏電保護(hù)和接地保護(hù)是保證煤礦井下安全供電的三大保護(hù)，

對于采掘供電電網(wǎng)來講，它們是缺一不可的。

二、煤礦井下電網(wǎng)可能造成的危害

(一)觸電的危險(xiǎn)性

人身接觸帶電導(dǎo)體或因絕緣損壞而帶電的設(shè)備外殼，都可能造成人身觸

電事故。由于井下的特殊工作條件，發(fā)生觸電的可能性較大。

觸電對人體組織的破壞性是很復(fù)雜的，一般對人體的傷害大致可分為電

擊和電傷兩種情況。電擊是指觸電后電流通過人體，在熱化學(xué)和電解作用下使呼

吸器官、心臟和神經(jīng)系統(tǒng)受到損傷和破壞，多數(shù)情況下電擊可以使人致死，所以

是最危險(xiǎn)的。電傷是指由于強(qiáng)電流通過人身某一局部或電弧燒傷人體造成對人體

外表器官的破壞。當(dāng)燒傷面積不大時(shí)，不至于有生命危險(xiǎn)。

觸電對人身造成的危險(xiǎn)首先與電流有關(guān)，其次與頻率和電流種類，通電

時(shí)間和通電途徑有關(guān)。實(shí)踐證明，通過人身的電流在1毫安時(shí)就有感覺；在超過

15毫安時(shí)會抽筋；到50毫安時(shí)有生命危險(xiǎn)；到1()0毫安時(shí)絕對致死。電流的頻

率越高則危險(xiǎn)性越小，5()赫茲的工頻對人是最危險(xiǎn)的。觸電時(shí)間越長當(dāng)然對人

也越危險(xiǎn)。在電流為100亳安時(shí)只要0.2秒就能致人死亡。通電的途徑則以流過

心臟為最危險(xiǎn)。

流經(jīng)人身電流的大小，與人身電阻有密切關(guān)系。人體電阻越大，通過人

身電流就越小，反之，則電流越大，也就越危險(xiǎn)。人身電阻主要是非曲直人的表

面皮膚層的電阻，在人的皮膚層沒有受到損傷時(shí)可達(dá)20?100千歐，當(dāng)受到破壞

時(shí)，降低到800?100()歐。由于煤礦井下潮濕，勞動條件非常繁重，工人經(jīng)常流

汗，人身電阻為8()0?1500歐，我們?nèi)∪松黼娮铻?0()()歐作為計(jì)算依據(jù)。

(二)電網(wǎng)漏電的危險(xiǎn)性

煤礦井下低壓電網(wǎng)漏電，有兩種情況，一是集中性漏電；二是分散性漏電。

集中性漏電，是由于電氣設(shè)備或電纜某點(diǎn)因絕緣被破壞使導(dǎo)電部分直接

接地所造成的漏電。分散性漏電，是由于電氣設(shè)各及電纜的絕緣老化、受潮等原

因，使電網(wǎng)對地絕緣電阻顯著下降而造成的漏電。

導(dǎo)致采掘電網(wǎng)漏電的原因大致有以下情況：

屬于設(shè)備或電纜本身的問題有：

1.敷設(shè)在井下巷道內(nèi)的電纜，由于使用年久，絕緣老化，使絕緣電阻下降,

在正常運(yùn)行中發(fā)生漏電現(xiàn)象。在這樣的絕緣水平下，因網(wǎng)路過電壓，會使絕緣擊

穿，造成集中性漏電；

2.開關(guān)設(shè)備長期使用，接線板潮濕可造成漏電；開關(guān)內(nèi)部元件（主要是變

壓器、接觸器、線圈等）或?qū)Ь€，因某種原因使絕緣老化，接觸殼體后也可造成

漏電；

3.電氣設(shè)備達(dá)不到有關(guān)間隙和爬電距離的要求而造成放電產(chǎn)生漏電。

屬于誤操作造成的漏電有：

1.電纜與電線相接時(shí)，誤將火線與地線相接，或線柱壓線不實(shí)，造成電氣

設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生過熱，破壞絕緣而產(chǎn)生漏電。

2.電纜接線違反有關(guān)規(guī)定，采用了雞爪子、羊尾巴和明接頭。這些接線方

法都破壞了橡套電纜的絕緣，在井下遭受淋水、滴水與潮濕氣體的浸蝕下易發(fā)生

漏電。

3.有的橡套電纜吊掛方法違反規(guī)定，采用鐵絲或銅絲吊掛，當(dāng)受到外力作

用時(shí)，橡套電纜易受剪切作用，使鐵絲或銅絲嵌入絕緣層內(nèi)，從而產(chǎn)生漏電。

4.電纜接頭在外力作用下從線柱上拔脫，使接頭碰殼造成漏電。

5.開關(guān)設(shè)備檢修言，殘留在線箱或腔體中的線頭與金屬碎片等未能清掃干

凈，或?qū)⑿×慵c工具忘在內(nèi)部，如果這些東西碰到電源線，產(chǎn)生漏電。

屬于管理方面的問題有：

1.由于其它工作造成電纜失掛后被埋壓或浸泡于水中。電纜被埋壓后，運(yùn)

行中電流產(chǎn)生的熱量不易散出，時(shí)間過長將使絕緣老化而漏電；電纜浸泡水中，

由于井下的酸性侵蝕及滲透作用，使電纜受潮而漏電。

2.井下電纜在運(yùn)行中沒保護(hù)好，放炮時(shí)將電纜的外皮崩壞破壞了絕緣面漏

電或產(chǎn)生微小裂口，潮濕空氣浸入后，絕緣降低而漏電。

3.井下巷道狹窄，光線較暗，工人工作時(shí)，勞動工具易將電纜割傷或碰傷,

造成漏電。另外，由于采掘機(jī)械設(shè)備移動時(shí)，相關(guān)人員照顧不到，使電纜受到拉、

擠、壓造成漏電。

4.井下工作的電動機(jī)，因長期過負(fù)荷，使絕緣老化，產(chǎn)生漏電。

采掘電網(wǎng)漏電可能導(dǎo)致的危險(xiǎn)性有：

1.人身觸電

當(dāng)電氣設(shè)備絕緣損壞時(shí)，使外殼帶電，若人體接觸此外殼，則導(dǎo)致觸電事故。

2.使井下瓦斯爆炸

井下有瓦斯，煤塵，在一定條件下可以燃燒與爆炸。漏電有可能導(dǎo)致瓦斯煤

塵爆炸事故，其原因如圖5-1-1所示。

C

B

A

5-1-1電網(wǎng)一相絕緣損壞時(shí)漏電電

流的途徑

當(dāng)電網(wǎng)一相絕緣損壞發(fā)生漏電時(shí)，漏電電流經(jīng)絕緣損壞處入地，并經(jīng)電網(wǎng)其

它兩相對地絕緣電阻回到電源，如箭頭所示。如果一旦斷開此漏電回路（如設(shè)備

運(yùn)轉(zhuǎn)振動與地面離開瞬間），則在斷開處（A點(diǎn)）產(chǎn)生電火花，就有可能點(diǎn)燃或

引爆瓦斯，導(dǎo)致火災(zāi)或瓦斯煤塵爆炸。

3.使雷管超前引爆

漏電電流在其通過的路徑上將產(chǎn)生電位差，漏電電流越大，電位差也越大,

如果雷管兩端引線不慎與漏電電路上具有一定電位差的兩點(diǎn)相接觸，則可能發(fā)生

雷管超前爆炸的事故。

4.燒毀電氣設(shè)備

當(dāng)井下電網(wǎng)中電氣設(shè)備或電纜絕緣損壞時(shí)，便可造成相間短路或接地故障。

如相間直接接觸，則短路電流較大，可以使短路保護(hù)動作，切斷電源。如果相間

不是直接接觸，而是經(jīng)過漏電電阻相接的，則電流有可能不使保護(hù)或置動作，這

種漏電狀態(tài)將長期存在下去。由于漏電電流長期通過絕緣損壞處，產(chǎn)生大量的熱

能，將使電氣設(shè)備燒毀。

（三）短路與過載的危害

“短路”是一種故障狀態(tài)。短路一般是由于線路或用電設(shè)備的絕緣損壞而

造成的。在交流供電系統(tǒng)中，任何電設(shè)備或供電電纜，由于絕緣損壞等原因造成

電網(wǎng)相與相、相與地之間短接起來的現(xiàn)象，都叫做短路。

在煤礦井下，特別是采掘區(qū)域里，由于其特殊的工作環(huán)境，電氣設(shè)備或電纜

的絕緣容易遭破壞（如水分和潮濕空氣的浸入、物件對電纜的損傷，長期過負(fù)荷

運(yùn)行以及使用年久絕緣老化等），都容易發(fā)生短路故障。

由于短路電流很大（通常可達(dá)到正常工作電流的幾倍，甚至幾十倍），可能

產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力使電氣設(shè)備破壞；短路電流如不及時(shí)切除，可使電纜著火，

引起井下火災(zāi)；短路電流產(chǎn)生的電弧或熱效應(yīng)可以點(diǎn)燃瓦斯或引起瓦斯煤塵爆

炸，造成嚴(yán)重的后果；此外短路故障的存在，將使供電電壓下降，還會影響電網(wǎng)

其它電氣設(shè)備的正常工作。

所謂過載，是指電動機(jī)不僅負(fù)荷電流超過了允許值，而且過我的時(shí)間也超過

了允許值。煤礦井下，特別是井下采掘工作面的任務(wù)重，時(shí)間緊，由于機(jī)械方

面的原因，或超負(fù)荷運(yùn)行以及頻繁起動和網(wǎng)路電壓降過大等原因，都容易造成電

動機(jī)的過載故障。

電動機(jī)過載后，繞組中電流密度大大增加，發(fā)熱急劇增高，當(dāng)溫升超過絕緣

材料所允許的限度，在一定的時(shí)間內(nèi)就將導(dǎo)致繞組燒毀而損壞電機(jī)。由于電動機(jī)

絕緣燒毀，還會造成單相漏電、兩相或三相短路，如果不迅速消除故障，還可能

引起其它重大事故的發(fā)生。

（四）采掘電網(wǎng)的保護(hù)類型有哪些

采掘電網(wǎng)的保護(hù)有過流保護(hù)（包括過負(fù)荷保護(hù)和短路保護(hù)）；漏電保護(hù)（包

括漏電閉鎖、漏電保護(hù)和選擇性漏電保護(hù)）；接地保護(hù)；此外還有電壓保護(hù)（包

括欠電壓保護(hù)和過電壓保護(hù)）；

斷相保護(hù)以及風(fēng)電、瓦斯電、溫度閉鎖等保護(hù)。其保護(hù)分類、保護(hù)范圍、保

護(hù)方法與手段見表5—1—1所示。

表5-1-1采掘電網(wǎng)保護(hù)分類表

保護(hù)種保護(hù)分

保護(hù)范圍方法和手段

類類

保漏漏電保

電網(wǎng)絕緣降低到某一數(shù)值時(shí)動作漏電繼電滯

護(hù)電護(hù)

選擇性

將漏電的回路選擇出來動作選擇性漏電繼電器

漏

漏電閉送電前進(jìn)行監(jiān)測，漏電回路不消除漏電不有漏電閉鎖的漏電繼

鎖能送電電器

接地保保護(hù)接防止人員觸電，防止電火花引燃爆炸性氣

保護(hù)接地系統(tǒng)

護(hù)地體

過（電（1）過（電流）負(fù)荷繼電

（1）設(shè)備出現(xiàn)連續(xù)的過負(fù)荷時(shí)動作

電流）負(fù)荷器

流（2）設(shè)備由于過負(fù)荷而出現(xiàn)異常時(shí)動作

保保護(hù)（2）過熱繼電器

護(hù)

短路保（1）短路繼電器

對電氣系統(tǒng)或設(shè)備出現(xiàn)短路時(shí)動作

護(hù)（2）熔斷器

（1）欠壓繼電器

當(dāng)電壓消失或低于某一數(shù)值時(shí)而動作（1）

欠壓保（2）無電壓繼電器

防止設(shè)備自起動（2）防止電壓過低時(shí)電氣

電護(hù)（3）磁力起動器的電

壓設(shè)備過熱

保磁鐵

護(hù)

（】）避雷器（2）壓敏電

過電壓（1）保護(hù)大氣過電壓引入井下（2）保護(hù)

阻（3）熔斷器（4）阻

保護(hù)操作過電壓

容吸收裝置

斷相保保護(hù)范

電機(jī)一相斷線時(shí)動作斷相保護(hù)裝置

護(hù)圍

風(fēng)電、溫

風(fēng)電、溫

度、瓦斯必須有風(fēng)，無風(fēng)斷電；超過規(guī)定溫度斷電；風(fēng)、溫度、瓦斯保疔閉

度、瓦斯

電閉鎖瓦斯超過規(guī)定濃度斷電鎖裝置

電閉鎖

護(hù)

第二節(jié)采掘低壓電網(wǎng)的漏電保護(hù)

一、電網(wǎng)漏電保護(hù)從保護(hù)原理上分類有哪種保護(hù)方式

什么叫漏電：在供電系統(tǒng)中（主要是電纜），由于絕緣老化或機(jī)械性損壞而

產(chǎn)生微小的導(dǎo)電芯線本地電流時(shí)就是漏電。對于中性點(diǎn)不接地的供電電網(wǎng)一相漏

電時(shí)，流入地中的電流，只能通過其它兩項(xiàng)的對地電容和對地絕緣電阻構(gòu)成回路。

根據(jù)理論分析和實(shí)踐證明，在煤礦井下供電系統(tǒng)中，由于一相漏電可能使正

常情況下不帶電的電氣設(shè)備外皮（如開關(guān)、電動機(jī)的外殼和電纜外皮）產(chǎn)生危險(xiǎn)

電壓，當(dāng)人身觸及這些帶電外皮時(shí)會造成人身觸電受傷以致死亡事故發(fā)生；同時(shí)

漏電所產(chǎn)生的電火花可能引起瓦斯、煤塵爆炸或使電雷管超前引爆；長時(shí)間較大

的漏電電流還可能使設(shè)備外皮發(fā)熱以致引起火災(zāi)；如一相漏電不能及時(shí)消除，當(dāng)

另外一相接地或漏電時(shí)，可能造成相間短路，產(chǎn)生電弧、高溫極易引起瓦斯、煤

塵爆炸，引發(fā)火災(zāi)和造成電氣設(shè)備和損壞口因此，漏電故障必須經(jīng)常監(jiān)視、及時(shí)

發(fā)現(xiàn)并使之消除。所以井下低壓電網(wǎng)必須安裝漏電保護(hù)裝置。

電網(wǎng)漏電保護(hù)裝置的種類很多，有的是專門制成一個(gè)完整的設(shè)備，有的則只

是制作成一個(gè)部件或一塊插板安裝在開關(guān)箱內(nèi)，但從原理上看常見的漏電保護(hù)不

外以下四種：

（一）附加直流電源的檢測保持方式

如圖5-2-1所示。附加直流電源的漏電保護(hù)原理是在三相電抗器組成的人

為中性點(diǎn)（圖5—2—la）或變壓器的中性點(diǎn)（圖5—2—lb）上附加直流電源。

使直流電流I由正極流出，入“地”后，經(jīng)絕緣電阻「A、切、rc進(jìn)入三相電網(wǎng)，

再經(jīng)三相電抗器SK（ffl5-2-la）或（圖5-2-lb）那樣，經(jīng)變壓器繞組、零

序電抗器LK、干（KQ）表和直流繼電器J,返回負(fù)極。

CC

BB

AA

u_於)KN1點(diǎn)R

((x)(b)

圖5-2-1附加直流電源漏電保護(hù)原理

（a）直流電源加在人為中性點(diǎn)與地之間（b）直流電源加在變壓器中性點(diǎn)

與地之間

對于穩(wěn)定的直流電源，電容器C和電網(wǎng)對地電容CA、CB>Cc除了投入瞬間

外，不會有電流流過。

顯然這個(gè)直流回路能用千歐表監(jiān)視電網(wǎng)的絕緣電阻值，這個(gè)回路流過的電

流如用I表示時(shí)，則

1=-^

RE+rE

式中：U一直流檢測電源電壓，伏；

R￡—為檢漏繼電器的內(nèi)阻，其中包括直流繼電器線圈的內(nèi)阻RJ、千歐表的

內(nèi)阻R。零序電抗線圈的直流電阻Ro和三相電抗相線圈的電阻之和，歐；

r￡一三相電網(wǎng)每相對地絕緣電阻的并聯(lián)值。即r￡=-j-j-如三相

-----1------1----

rArBrc

絕緣電阻同時(shí)下降，且「A=「B=rc時(shí)，rE=-o

3

問題是RE已經(jīng)確定后，rE應(yīng)確定在多大時(shí)漏電繼電器動作。這主要根據(jù)

人身觸電的允許電流值來確定，我國此值采用30毫安秒。即人身觸電電流為30

毫安時(shí)，漏電繼電器動作時(shí)間不超過1秒鐘。通過計(jì)算（詳見本章第三節(jié)），660

伏電網(wǎng)每相對地絕緣電阻為廠35千歐時(shí)，人身觸電電流為30毫安，即660伏電

網(wǎng)絕緣電阻低于35千歡時(shí)，便切斷電源。我們將上述自動切斷電網(wǎng)時(shí)的漏電繼

電器動作值r￡稱為整定動作電阻值RZo即660伏漏電繼電器當(dāng)其電網(wǎng)絕緣電

阻為立=工=史=11.7千歐，也就是當(dāng)電網(wǎng)絕緣電阻低于此值時(shí)，直流繼電器J

33

動作。為了更加可靠我們?nèi)?1千歐。

（二）零序電壓保護(hù)方式

當(dāng)三相電網(wǎng)的對地阻抗不平衡時(shí)（如一相絕緣受損），盡管電源電壓三相對

稱，也會使三相對地電壓不對稱，這主要是由于三相電網(wǎng)漏電時(shí)產(chǎn)生了零序電壓

的原因。一相絕緣損壞的越重，該相對地阻抗越小，三相對地不平衡程度越重，

產(chǎn)生的零序電壓值也就越大。所以人們利用檢測零序電壓的大小來反映對地絕緣

損壞的情況，這就是零序電壓漏電保護(hù)的原理。利用零序電壓的漏電監(jiān)視和保護(hù)

裝置原理如圖5-2-2所示。

圖示5-2-2利用零序電壓的漏電監(jiān)視和保護(hù)裝置原理

（a）利用嵐燈或電壓表監(jiān)視絕緣情況

（b）通過三相電抗器SK產(chǎn)生對地零序電壓V

（c）利用零序電壓的漏電保護(hù)裝置原理

（三）零序電流保護(hù)方式

在相電網(wǎng)中如果發(fā)生了非對稱的漏電故障時(shí)，必然產(chǎn)生零序電壓。有了零序

電壓又有零序電流通路，就必然有零序電流Io產(chǎn)生，零序電壓Uo和零序電流I。

的特點(diǎn)是：在三相電網(wǎng)上同時(shí)產(chǎn)生，而且大小，方向一致。

如圖5-2-3所示，在變壓器中性點(diǎn)不接地的供電系統(tǒng)中，零序電流Io的通路

是由故障附近的三相電網(wǎng)出發(fā)，經(jīng)三相電源線和三相電網(wǎng)對地的絕緣電阻出「B、

rc和電網(wǎng)對地電容CA、CB、Cc入地，再由地流回故障點(diǎn)。由圖中可見有三倍的

零序電流31。流過零序電流互感器LLH的一次側(cè)。在其二次側(cè)線圈上就會產(chǎn)生與

I。大小成比例的電流Lo,此電流經(jīng)整流器D整流后使靈敏繼電器J動作，從而

使電源開關(guān)跳閘，這就是零序電流漏電保護(hù)的原理。

圖5—2—3零序電流漏電保護(hù)裝置原理

（四）零序電流方向保護(hù)（選擇性保護(hù)）方式

在如圖5-2-4所示的多路供電系統(tǒng)中，如果在第三支路是發(fā)生單相漏電故障

或接地故障時(shí)，我們希望只有第三支路上的漏電保護(hù)動作，讓開關(guān)跳閘，其它支

路不受影響，這就是選擇性。這時(shí)，第一、二支路的零序電流互感器LHi、LH2

中的零序電流的方向是由母線流向電網(wǎng)，并分別由各支路的對地電阻r入地，而

在LH3中的Io則由電網(wǎng)流向母線而且數(shù)量上為第一、二支路電流之和。因此，

利用零序電流的大小和方向不同，我們可以使故障支路區(qū)分開，達(dá)到選擇性保護(hù)

的目的。

圖5-2—4零序電流保護(hù)的選擇性原理

零序電流漏電保護(hù)不僅適用于變壓器中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，也適用于變壓器中

性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)和人為中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)，同樣可實(shí)現(xiàn)有選擇性的漏電

保護(hù)。

二、井下低壓電網(wǎng)安全條件分析

（一）煤礦井下變壓器中性點(diǎn)及電網(wǎng)人為中性點(diǎn)接地方式

我們知到，《煤礦安全規(guī)程》中規(guī)定：煤礦井下供電的變壓器中性點(diǎn)禁止接

地。但實(shí)際為了實(shí)現(xiàn)零序電流保護(hù)，往往需要在電網(wǎng)中制造一個(gè)人為中性點(diǎn)。目

的是為了形成零序電流通路和直流檢測通路以便實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)。如圖5-2-5所

示，（a）、（b）、（c）為煤礦井下變壓器中性點(diǎn)接地方式，（d）、（e）為電網(wǎng)人為

中性點(diǎn)接地方式。

變壓器中性點(diǎn)接地方式有四種：1、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)（又叫中性點(diǎn)絕緣系

統(tǒng)）；2、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)；3、中性點(diǎn)經(jīng)高阻抗接地系統(tǒng)；4、中性點(diǎn)經(jīng)低阻

接地系統(tǒng)。

電網(wǎng)中性點(diǎn)接線方式有二種：1、經(jīng)三相電抗形成人為中性點(diǎn)；2、經(jīng)三相電

阻形成人為中性點(diǎn)。

圖5-2-5變壓器中性點(diǎn)及人為中性點(diǎn)接地方式

（a）變壓器中性點(diǎn)0不接地系統(tǒng)：

（b）變壓器中性點(diǎn)0直接接地系統(tǒng)；

（c）變壓器中性點(diǎn)0經(jīng)阻抗（Ro、LK）接地方式（接地阻抗（Ro、LK）

又有高阻抗和低阻抗兩種情況）；

（d）由三相電抗器SK形成人為中性點(diǎn)0,再由人為中性點(diǎn)經(jīng)阻抗（Ro、

LK）接地方式；

（e）由三相電阻Ri、R2>R3構(gòu)成人為中性點(diǎn)0，再經(jīng)阻抗（R。、LK）接地

方式。

（二）井下低壓電網(wǎng)安全條件分析

煤礦井下低壓電網(wǎng)的安全運(yùn)行條件與變壓器中性點(diǎn)的接地方式有關(guān)。對于變

壓器中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)又受電網(wǎng)對地電容因素的影響，電容越大，對地電流也就越

大，安全條件也就越差，當(dāng)?shù)蛪弘娎|線路較長時(shí)，必須要考慮這一問題，目前解

決的辦法是采用電抗補(bǔ)償來抵消電容電流，使之達(dá)到或接近純電阻性電路。

I.變壓器中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)

在電纜的總長度比較短的條件下，電網(wǎng)對地電容不大，電容電流很小，可以

忽略。此時(shí)，人身觸電電流和單相接地電流的計(jì)算就可以只考慮電網(wǎng)對地絕緣電

阻的影響，其電路圖如圖5-2-6中a所示。圖中用集中的電阻rA.m和rc分別

表示各相對地的分布絕緣電阻。

A

a

圖5-2-6忽略電網(wǎng)對地電容時(shí)的人身觸電電流回路

a—電路圖b—電壓向量圖c—電流向量圖

(1)在正常狀態(tài)下

在正常狀態(tài)下，電源電壓UA、UB和Uc是對稱的，即：

UA=UB=UC=UO>

UA+UB+UC=O

式中Ue—電源的用電壓。

此外，各相對地的絕緣電阻值也是相等的，即：

rA=re=rc=r

三相對地絕緣電阻口、「B和rc,可以看成是一個(gè)對稱的星形負(fù)載，其中性點(diǎn)

為地。因此，當(dāng)未發(fā)生人身觸電或單相接地事故以前，每相絕緣電阻中流過的電

流IA、IB和k也是對稱的，即：IA=IB=IC

iA+iB+ic=o

同時(shí)，出現(xiàn)下列關(guān)系：

???

UA=iAfAUB=iB「AUc=iCfA

由此可見，在未發(fā)生人身觸電或單相接地故障以前，各相對地電壓與電源的

相電壓相等，也是對稱的。因而假想的負(fù)載中性點(diǎn)與變壓器中性點(diǎn)之間沒有電位

差，也就是說，變壓器中性點(diǎn)對地的電壓Uo為零，當(dāng)然也無零序電流卜，即：

Uo=o,io=O

(2)人身觸電時(shí)

在上述條件下，發(fā)生了人身觸電事故，如觸及A相帶電導(dǎo)體時(shí)，便有電流

通過人身。該電流是經(jīng)過其它兩相的絕緣電阻「B和rc構(gòu)成通路，而A相的絕緣

電阻以與人身電阻Rh并聯(lián)，此時(shí)，A相的對地電阻變成為：「A=Rh*rA/（Rh+iA），

這就破壞了上述假想負(fù)載的對稱性，于是，電網(wǎng)對地的電壓和電流將發(fā)生新的變

化，假想負(fù)載的中性點(diǎn)與變壓器中性點(diǎn)之間出現(xiàn)了電位差，即：UoWOo

在電壓向量圖（見圖5-2-6b）中，此時(shí)可以認(rèn)為假想負(fù)載的中性點(diǎn)相當(dāng)于

由“0”點(diǎn)移到了”點(diǎn)，0’0標(biāo)示著Uo的大小及方向。因而，A相對地的

電壓便由0A值降到（向量O'A）,其余兩相卻增大到。B'和tic'（分

別為向量O'B和5C）o它們之間的關(guān)系式為：

UAZ=UA+UO

UBZ=UB+UO

Uc,=Uc+U（.

顯然，各相對地（即O'點(diǎn)）的電壓便不再平衡了。盡管如此，三相電源電

壓仍然保持著對稱關(guān)系，對負(fù)載的正常運(yùn)行并無影響。

由于各相對地的電壓不等，各相絕緣電阻中流過的電流值也就各不相同，變

成為：

.,_u;_u;_UA+U0

1A-----——

rArArA

i,工+U。

rB3

.,_U^_Uc+U0

Ic-----

rcrc

同時(shí)，人身觸電電流值Ih為：

1

RhRh

各個(gè)電流的向量關(guān)系示于圖5-2-6c中。

根據(jù)克希荷夫電流定律，則得：

,

iA'+\B'+ic+ih=o

即:

"+U0+U4+U“+U。

十十十一u

rAhrCRh

當(dāng)FA=FB=rc時(shí),上式變?yōu)?

3UUU八

UA+5+UC+--04-^A-+—o=0

rrRhRh

乂因

UA+0B+0c=0

所以，v(2—2—1)

3屏十「

人身觸電電流值ih為:

iUU3U

=A+0=A(2—2—2)

Rh3風(fēng)+「

從式(2—2—1)和式(2—2—2)可以看出，在忽略電容的條件下，變壓器

中性點(diǎn)對地的電壓Uo和A相電源電壓的相位相反，而人身觸電電流Ih卻與A相

的電源電壓UA相同。它們的絕對值分別為：

UA「Uir

U°=V

3人+「3凡+「

3U3U

2—2—3)A=4)A

3Rh+r3Rh+r

2—2—4)

式中Ue—電源的用電壓，伏；

r一電網(wǎng)每相對地的絕緣電阻，歐；

Rh—人身電阻，歐。

根據(jù)式(2-2-2),可以繪制出計(jì)算人身觸電電流h的等值電路圖(見圖

5-2-7),這樣就把復(fù)雜的三相電路簡化成為一個(gè)理相電路。人身觸電電流Ih就等

于人身電阻Rh和絕緣電阻r/3串聯(lián)，然后再以此直去除A相的電壓UAO

［例11在井下660伏低壓電網(wǎng)中，若每相對地絕緣

電阻r=35OOO歐，求人身觸電時(shí)通過人身的電流值是多

少？

解：對于井下條件，通常取人身的電阻值Rh=1000歐,

于是，人身觸電電流h為：

3心二3x38()

=0.03安

3氏+3x1000+35000

一般認(rèn)為30亳安為人身觸電電流的安全極限值，也

就是說，在忽略電容的情況下，當(dāng)絕緣電阻值等于或大于35000歐時(shí)，就能夠防

止人身觸電；反之，若低于35000歐，則可能發(fā)生危險(xiǎn)。由此可見，提高電網(wǎng)對

地的絕緣電阻，便能夠保證人身安全。此外，還應(yīng)當(dāng)注意，人身觸電電流Ihl勺大

小與電源的相電壓成正比，電壓越高，人身觸電電流值也就越大。如果電壓升高

了，而人身觸電電流值仍然要求不超過3()毫安，那末，就只好提高電網(wǎng)對地的

絕緣電阻值。例如，對于1140伏電壓，絕緣電阻值就必須等于或大于63000歐

才行。

下面再進(jìn)一步求出此時(shí)的零序電壓Uo'和零序電流io'。

由于人身觸電后，三相電網(wǎng)對地的電壓UA'、UBZ和0C'之和不再為零,

因而在故障點(diǎn)便出現(xiàn)了零序電壓0。'。按照對稱分量法，零序電壓0。'可由下

式求出：

fz

Uo=i(UA)(2—2—5)

我們再將前面推導(dǎo)的IA'、OB'和Oc'關(guān)系式代入，則得：

?1.........................................................

Uo'=—(UA+UO十UB十Uo十Uc十Uo)

3

因UA+UB+UC=O

所以

?1?,—TJ.r

Uo'=—(3Uo尸Uo=—」

33Rh+r

(2—2—

6)

由此可見，零序電壓Uo'與變壓器中性點(diǎn)對地的電壓jo相等，因此常用Uo

表示零序電壓。而零序電壓與故障相（A相）的電壓GA方向相反。

零序電壓Go是在故障點(diǎn)出現(xiàn)的三個(gè)大小相等、方向相同的電壓，它們分別

作用到三相電網(wǎng)的每一相上，故在零序電流等效電路圖（圖5-2-8）中，可將故

障點(diǎn)的三個(gè)相用虛線聯(lián)接起來。由于零序電壓Go的存在，必然在由絕緣電阻r

構(gòu)成的零序回路中，產(chǎn)生三個(gè)大小相等、方向相同的零序電流io（如圖5-2-8

所示，但方向與一般相反）。

零序電流io可用下式進(jìn)行計(jì)算：

。二工=二

(2—2—7)

r3R卜+r

于是，人身觸電電流ih為:

-35二3必

ih=-3io=(2—2—8)

r3Rh+r

此式與（2—2—2）完全相同。這說明人身觸電電流ih也可以用r去除（-3Uo）

得到。此時(shí)，I■就相當(dāng)于下面的零序阻抗了。

圖5-2-8零序電流等效電路圖

由于變壓器中性點(diǎn)與地之間沒有零序電流通路，所以，變壓器線圈內(nèi)部（即

圖5-2-8中0至M線段之間）便不會有零序電流，而零序電流只能在絕緣電阻

「和故障點(diǎn)之間（即M至N線段）流過，由此可見，對于單個(gè)支路來講，如果

在其電源端裝置零序電流互感器，是不可能反映該線路的故障狀態(tài)。

至于多支路的輻射式電網(wǎng)（見圖5-2-9）,如果其中一個(gè)支路發(fā)生觸電事故,

那么，各個(gè)分支路中都將有零序電流流過，而人身觸電電流便為各個(gè)零序電流的

總和。從電源母線端往外看，通過故障支路的零序電流，不僅大小，而且方向都

和非故障支路不同。在故障支路的零序電流互感器中流過的是非故障支路零序電

流之和，而其它支路的零序電流互感器則只流過本支路的零序電流。此外，故障

支路的零序電流方向，由線路向母線，而非故障支路，則由母線流向線路。這是

設(shè)計(jì)零序電流方向保護(hù)裝置的理論根據(jù)。

圖5-2-9各個(gè)支路中的零序電流分布圖

LW、L%、L%一零序電流互感器

（3）單相接地時(shí)

當(dāng)某相（如A相）導(dǎo)線發(fā)生了直接接地故障，在接地點(diǎn)便有電流流過，這

就是單相接地電流。它如同人身觸電一樣，也是經(jīng)過其余兩相對地的絕緣電阻

和rc構(gòu)成電流回路，只不過此時(shí)的A絕緣電阻s被故障點(diǎn)短接起來了。A相對

地電壓為零，而B相和C相對地電壓升高了3倍，變成了線電壓。自然，此時(shí)

電氣設(shè)備的絕緣要承受較高電壓，但這并不會影響負(fù)載的正常工作，因?yàn)殡娫吹?/p>

線電壓仍然是對稱的。

由于三相對地電壓之和不為零，于是也同樣會出現(xiàn)零序電壓Go和零序電流io,

其值和單相接地電流ic均可分別由式（2—2—6）?式（2-2-8）導(dǎo)出，只需

令其Rh=O即可。結(jié)果

UO="UA

3UA

絕對?值

35,

(2-2-

9)

［例2］在［例1］的條件下，求單相接地電流值。

根據(jù)(2-2-9)可以求得單相接地電流:

學(xué)=就=°。33安

據(jù)有關(guān)資料表明，在660伏線電壓作用下，對于純電阻電路來講，上述單相

接地電流所產(chǎn)生的電火花不致點(diǎn)燃瓦斯。因此，在忽略電網(wǎng)對地電容的情況下，

當(dāng)絕緣電阻的數(shù)值等于或大于35000歐，不僅能保證人身安全，也能防止礦井的

瓦斯爆炸。

(4)考慮電網(wǎng)對地電容時(shí)的人身觸電電流計(jì)算

當(dāng)電纜線路較長，一般超過一公里時(shí)其對地電容較大，電容電流便不可忽略。

于是，在計(jì)算人身觸電電流時(shí)，除絕緣電阻外，還必須考慮電容的影響(有時(shí)電

容甚至起主要作用，絕緣電阻的影響反而可以忽略)，其電路圖如圖5-2-10所示。

圖5-2-10考慮電網(wǎng)對地電容時(shí)的人身觸電電流回路

在這種情況下人身觸及一相帶電導(dǎo)體時(shí)，通過人身的電流可按下式計(jì)算：

Ih=-*丁］(2—2—10)

R.,J—3+61)二

V9(l+r2<o2c2)R：

式中U<D—電源的用電壓，伏；

Rh一人身電阻,歐。一般Rh=1000歐進(jìn)行計(jì)算;

r一電網(wǎng)每相對地的絕緣電阻，歐；

C一電網(wǎng)每相對地電容，法；

3=2nf一交流電的角頻率，弧度/秒。當(dāng)f=50赫時(shí)，3=314弧度/秒。

由上式可見，由于電網(wǎng)對地電容的影響，人體觸電電流增高了。在電網(wǎng)對地

電容較大的情況下，如果單純強(qiáng)調(diào)提高電網(wǎng)的絕緣電阻，其結(jié)果不但不會減小通

過人身的觸電電流，反而會增加。

例如，根據(jù)實(shí)驗(yàn)，電網(wǎng)電壓為660伏，人身電阻1000歐，電網(wǎng)每相對地電

容為0.5微法，當(dāng)電網(wǎng)每相對地絕緣電阻為35000歐時(shí)，人身觸電電流為1S4毫

安，如果提高每相對地絕緣電阻為無窮大時(shí)，則人身觸電電流為162毫安，大大

超過人身觸電的安全電流值（30毫安）。所以只有在裝置漏電保護(hù)時(shí)，采用電感

補(bǔ)償辦法，來抵消電容電流，達(dá)到安全的目的。

2.變壓器中性點(diǎn)接地系統(tǒng)

變壓器中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，是指變壓器中性點(diǎn)直接接地而言。在此條件卜，如

果發(fā)生了人身觸電或單相接地事故，其安全程度也可以通過下列計(jì)算進(jìn)行分析。

（1）人身觸電電流計(jì)算

在變壓器中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中，發(fā)生了人身觸電事故，便有電流通過人身，該

電流是經(jīng)過變壓器中性點(diǎn)構(gòu)成回路（見圖

Cc

Bb

A

Ue

Rh

0

圖5-2T1人身觸電電流回路

此時(shí)，人身觸電電流值可按下式進(jìn)行計(jì)算；

I=—（2—2—11）

h人

式中Ih一人身觸電電流值，安

LU—電源的相電壓，伏

Rh一人身電阻，歐。

上式中除了變壓器內(nèi)部阻抗、線路阻抗、土壤電阻和變壓器中性點(diǎn)的接地電

阻被忽略不計(jì)以外，電網(wǎng)對地的絕緣電阻和電容，對人身觸電電流均無影響，這

也就說明，在此條件下的人身觸電電流值，只與電網(wǎng)的電壓和人身的電阻有關(guān)。

在人身電阻一定的情況下，電壓越高，人身觸電電流值也就越大。

例如，對于660伏供電系統(tǒng)：

一價(jià)蒜二°38安

對于1140供電系統(tǒng):

5儂=0.66

安

1000

由上述結(jié)果可以看出，它超過人身觸電電流的安全值(30毫安)很多，必

然是非常危險(xiǎn)的。減少人身觸電電流值的辦法：除降低電網(wǎng)的供電電壓以外，就

是加強(qiáng)人身的絕緣。降低電壓往往因工作需要而不可能，加強(qiáng)人身的絕緣(如穿

絕緣靴，戴絕緣手套等)，在井下潮濕潤的環(huán)境中，也很難辦到。

下面再將中性點(diǎn)接地與不接地兩種條件下的人身觸電電流值進(jìn)行比較，便可

得到下列關(guān)系式：

U力

工______________________=11+(+6&)=而

Ih251V9R：(l+r232c2)

R

h.「(「+6氏)

N9Rh(l+r2<x)2c2)

式中Ihl和3—分別為中性點(diǎn)接地與不接地兩種條件下的人身觸電電流值；

a_?+6風(fēng))

9R：(l+r232c2)

上式說明，不管電源電壓是多大，對于變壓器中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，人身觸電電

流值總是要比不接地系統(tǒng)大，而且是隨著電網(wǎng)對地電容值C減小，大得就更多,

相對的危險(xiǎn)性也就越大。

例如1660伏電網(wǎng)中，若每相對地絕緣電阻廠35000歐、C=0.5微法，代入上

述式子進(jìn)行計(jì)算，則得：

a=________3500x(3500+6x1000)________=51

9xl(XX)2x[l+35(X)2x3142x(O.5xlO_6i2",

乂=Jl+5.1=2.47

1h2

也就是說，在此條件下，中性點(diǎn)接地時(shí)的人身

觸電電流值為不接地時(shí)的2.47倍.

（2）單相接地電流計(jì)算

在變壓器中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中，若發(fā)生單相接

地，便有很大的單相短路電流在故障點(diǎn)流過（如圖

5-2-12所不）。

單相短路電流值IK⑴可以按下式進(jìn)行計(jì)算：圖5-2-12

I:"

k⑴D?D

式中U中一電源相電JE,伏；

IK<1）一單相短路電流，安；

%一工作接地極的接地電阻，歐；

Ri一故障點(diǎn)土壤的流散電阻，歐。

當(dāng)電網(wǎng)電壓為660伏時(shí)，若Re=4歐、Rt=16歐,

那么，單相短路電流值IKm為：

顯然，此單相短路電流大大超過安全火花電流值，足以引起瓦斯煤塵爆炸，

但并不能使熔斷器的熔體熔斷，起到應(yīng)有的短路保護(hù)作用。因此，對于中性點(diǎn)直

接接地系統(tǒng)來講，必須相應(yīng)地采取接零措施。有了接零以后，單相短路電流值才

足以使保護(hù)裝置可靠地動作，及時(shí)切除接地故障。

三、采掘電網(wǎng)的絕緣電阻

（一）絕緣與絕緣電阻的概念

電氣設(shè)備的絕緣與絕緣電阻，是電氣人員經(jīng)常碰到的技術(shù)術(shù)語。必須提出，

絕緣與絕緣電阻是完全不同的物理概念。

電氣設(shè)備為了防止每相芯線對地、芯線對芯線之間的漏電,用不導(dǎo)電材料（絕

緣材料）如橡皮、布代、電纜紙、塑料帶與云母等，將芯線包扎并使相與相隔開,

稱為電氣絕緣，筒稱絕緣。按“絕緣”兩字詞意說，是絕對不導(dǎo)電的意思，但實(shí)

際情況不是如此，電氣絕緣不是絕對不導(dǎo)電，而是經(jīng)過絕緣層的絕緣電阻進(jìn)行漏

電，而且電流有大有小而己。

絕緣電阻是表示電氣設(shè)備或電網(wǎng)漏電程度的物理量，由于電氣設(shè)備所采用的

絕緣材料不同與使用環(huán)境的溫度、濕度的區(qū)別，使電氣設(shè)備呈現(xiàn)不同的絕緣電阻。

根據(jù)歐姆定律，絕緣電阻大，即漏電電流小，說明絕緣好；絕緣電阻小，即漏電

電流大，說明絕緣差。

絕緣電阻的符號用R或r表示，計(jì)量單位是千歐（KC）或百萬歐（M。）,

百萬歐也稱兆歐。

（二）采掘電網(wǎng)總絕緣電阻的概念

1.單一電氣設(shè)備的單相、兩相、三相對地絕緣電阻

每臺電氣設(shè)備都有絕緣電阻的問題，由于是三相制，就存在單相對地，兩相

對地與三相對地的絕緣電阻，我們用圖5-2-13來說明它的意義。這是一條10（）

米長的電纜。

,100m

C

B

A

nnnu

rrATr.^

圖5-2-13漏電絕緣電阻示意圖

對于變壓器中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，我們將每相對地漏電電阻用一個(gè)集中的絕緣

電阻來代替即「A、「B、rco

單相對地絕緣電阻，是指每相芯線對地絕緣電阻，如圖5-2-13所示的「A、

年、re?

兩相對地絕緣電阻，是指每兩相芯線連接在一起對地的絕緣電阻，它是兩相

芯線對地絕緣電阻并聯(lián)值。

rAB0=■%；「BCO二一」；Fo二%」

「A+「BrB+rCrC+rA

式U」「ABO、「BCO、「CAO表小AB、BC、CA各兩相對地絕緣電阻。

電氣設(shè)備的每兩相對地絕緣電阻基本上是對彌的，即：

rA=rB=rc=r所以「ABOFOA二「CAO二二

2

三相對地絕緣電阻，是指三根芯線連接一起對地的絕緣電阻，它是三芯線對

地絕緣電阻并聯(lián)值。由于「ATBTC二r所以三相對地絕緣電阻值R為：

R=1（R為三相對地絕緣電阻）

（

2—2—12）

對于電動機(jī)、變壓器在已經(jīng)連接成△或Y的情況下，搖測每一接線端子對

地絕緣電阻是三相對地絕緣電阻，要搖測單相或兩相對地絕緣電阻時(shí)，必須把接

線板拆開，分別進(jìn)行搖測。正常情況下三相對地絕緣電阻是對稱的，所以可以用

計(jì)算的方法求得。

[例3]一臺電動機(jī)Y接法，未拆開接線板搖測接線端對地絕緣電阻為35千

歐，求單相與兩相對地絕緣電阻（設(shè)三相對稱）。

解：已知R=35000歐

由R=￡所以r=3?R=105000歐

3

乂因?yàn)镕AB0=rB0A=rcA0=—=52500歐

2

[例4]一條電纜，搖測每相對地絕緣電阻s=「B=rc=r=2兆歐，求兩相與三相

對地絕緣電阻。

解：己知r=2兆歐

r,

R=—=—=0.66兆歐

33

rABO=rBOA=rcAo=-=13K歐

2

2.采掘電網(wǎng)單相、兩相、三相總絕緣電阻

采掘低壓電網(wǎng)是由變壓器、電纜、低壓開關(guān)、電動機(jī)等電氣設(shè)備組成，每臺

設(shè)備與每條電纜都存在漏電電流與絕緣電阻的問題，我們?nèi)杂们懊嫱瑯拥姆椒ǎ?/p>

將電網(wǎng)中所有的電氣設(shè)備的對地絕緣電阻用一個(gè)集中的總的對地絕緣電阻表示，

如圖5-2-14所示。

C

B

A

性5-2-14電網(wǎng)總絕緣電阻示意圖

采掘電網(wǎng)的單相、兩相、三相對地總絕緣電阻的概念與上述基本相同，只不

過是電網(wǎng)中各個(gè)電氣設(shè)備對地絕緣電阻的并聯(lián)而已。采掘低壓電網(wǎng)中檢漏繼電器

歐姆表的指示數(shù)值，為電網(wǎng)三相對地總絕緣電阻值。電網(wǎng)三相對地絕緣電阻要比

單一電氣設(shè)備對地絕緣電阻復(fù)雜的多，受影響的因素也比較多，只要其中一臺電

氣設(shè)備的單相對地絕緣電阻發(fā)生變化，電網(wǎng)總的單相、兩相、三相對地絕緣電阻

都會發(fā)生變化，計(jì)算方法與前面講的一樣。

3.采掘電網(wǎng)漏電保護(hù)動作電阻值的確定

采掘電網(wǎng)發(fā)生漏電事故時(shí)，必須切斷故障線路的電源，確保人身安全和不發(fā)

生瓦斯、煤塵爆炸事故，我們就必須對漏電保護(hù)裝置的動作值進(jìn)行確定。根據(jù)前

面所講解的內(nèi)容，其原則為：在不考慮電網(wǎng)對地電容時(shí)，當(dāng)人身觸及一相導(dǎo)線時(shí),

允許通過人身的最大安全觸電電流為30毫安，人身電阻在井下潮濕條件下按最

低值Rh=l。。。歐計(jì)算，利用（2—2—4）公式可得

3U小

(2—2—13)

計(jì)算的r值為電網(wǎng)允許的總的單相最低對地絕緣電阻值。再根據(jù)公式（2-2

-12）可得

R年皆f

電網(wǎng)允許的總的三相最低對地絕緣電阻動作值。

對于漏電保護(hù)裝置的整定，為了確保動作靈敏可靠，實(shí)際上要比計(jì)算的三相

對地絕緣電阻動作值要小。

漏電閉鎖：漏電閉鎖是指對未送電的供電線路的對地絕緣狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)

發(fā)現(xiàn)其絕緣電阻值下降到一定數(shù)值（閉鎖整定值）以下時(shí)，使漏電閉鎖繼電器動

作，從而使相應(yīng)的開關(guān)不能合閘送電，起到對供電網(wǎng)路的絕緣監(jiān)視和保護(hù)作用。

我國規(guī)定的漏電閉鎖整定值為漏電保護(hù)整定動作值的兩倍。

采掘電網(wǎng)漏電保護(hù)絕緣電阻整定動作值見表5—2—1

表5—2—1

電壓（伏）

12738066011403300

電阻值（歐）

允許最低絕緣電阻值（單相）4300190003500063000187000

動作電阻計(jì)算值（三相）14306460117002100062333

實(shí)際動作電阻整定值（三相）11003500110002000060000

漏電閉鎖整定值220070002200040000120000

（三）采掘電網(wǎng)最低（極限）絕緣電阻值

采掘電網(wǎng)由變壓器、電纜、電動機(jī)、開關(guān)等元件組成。電氣設(shè)備運(yùn)行規(guī)程對

每個(gè)元件的最低絕緣電阻的規(guī)定按下式計(jì)算

rk=l（）（）OUe（2—

2—13）

式中：入一元件三相對地絕緣電阻；

Ue—電網(wǎng)額定線電壓。

由上式可以看出，每臺設(shè)備的最低絕緣電阻「k，可總結(jié)為“一千伏工作電壓

不低于一兆歐二即電網(wǎng)電壓為600伏時(shí)，設(shè)備最低絕緣電阻值不低于0.66兆歐;

電網(wǎng)電壓為1140伏時(shí)，設(shè)備最低絕緣電阻值不低于1.44兆歐。

電網(wǎng)的最低（極限）絕緣電阻，是由電網(wǎng)所有元件的最低要求來確定的，因

此，它不是一個(gè)固定值，是根據(jù)電網(wǎng)元件的多少有它自己的最低絕緣電阻值，采

掘電網(wǎng)中的啟動器、控制開關(guān)與接線盒，一般情況下絕緣電阻相當(dāng)高，在計(jì)算電

網(wǎng)最低絕緣電阻時(shí)，可以不予考慮，只是考慮變壓器、電纜與電動機(jī)?，F(xiàn)分析如

下：

1.一條電纜向一臺電動機(jī)供電

如圖5-2-15所示為一條電纜向一臺電動機(jī)供電情況，由于電纜與電動機(jī)的

最低絕緣電阻均不低于lOOOUe,此系統(tǒng)的總絕緣電阻是電纜對地絕緣電阻rkl

與電動機(jī)對地絕緣電阻rk2并聯(lián)，所以電網(wǎng)的最低絕緣電阻值

IQ00U

e歐(2—2—14)

rkP>

如圖5-2-15一條電纜向一臺電動機(jī)供電的絕緣電阻

圖中rid—電動機(jī)最低絕緣電阻；

皿一電纜最低絕緣電阻；

心一電纜與電動機(jī)并聯(lián)絕緣電阻。

上述系統(tǒng)中對于66()伏電網(wǎng)電壓，最低絕緣電阻為不低于().33兆歐；對于

1140伏電網(wǎng)電壓，最低絕緣電阻而不低于0.72兆歐。

2.配電點(diǎn)供電方式的采掘電網(wǎng)

如下圖5-2-16所示為配電點(diǎn)供電系統(tǒng)。

圖5-2T6配電點(diǎn)供電系統(tǒng)最低絕緣電阻計(jì)算圖

該電網(wǎng)的最低絕緣電阻不低于公式(2-2-15)

1000Uc

歐(2—2—15)

Ko-2n+2

式中K。一電氣設(shè)備同時(shí)工作系數(shù)取0.5~0.7；

n-一臺電動機(jī)代一條電纜；

［注］分母的常數(shù)2代表一臺變壓器加一條干線。

［例5］如圖5-2T6所示，供電電壓為660伏，若代有8臺電動機(jī)，求按電

氣設(shè)備運(yùn)行規(guī)程規(guī)定其電網(wǎng)極限絕緣電阻為多少時(shí)才允許供電？

解：己知n=8,取K°=0.5由式(2—2—15)可得

FkP=*660=66000歐=0.()66兆歐

2x0.5x8+2

答：電網(wǎng)絕緣電阻不低于0.066兆歐，則可以供電運(yùn)行。

3.干線式供電方式的電網(wǎng)

圖5-2-17所示為干線式供電系統(tǒng)的電網(wǎng)，電網(wǎng)的最低絕緣電阻不得低于公

式

(2—2—16)的計(jì)算值。

十線2

圖5-2-17干線式電網(wǎng)最低絕緣電阻計(jì)算圖

1000Uc

Fkp>

KQ,2n+(1+x)

—2—16)

式中K。一電氣設(shè)備同時(shí)工作系數(shù)取().5~0.7；

n-表示一條電纜向一臺電動機(jī)的數(shù)量；

x—干線電纜的數(shù)量(注)

注：干線電纜的條數(shù)，以有兩個(gè)保險(xiǎn)器之間算一條干線電纜，圖5-2-17的

x=3o

［例6］圖5-2-17干線式電網(wǎng)，電網(wǎng)電壓為660伏，電動機(jī)臺數(shù)為16臺，求

此電網(wǎng)的絕緣電阻不低于多少時(shí)才符合電氣設(shè)備運(yùn)行規(guī)程規(guī)定？

解：己知n=16,取Ko=0.5,干線數(shù)x=3根據(jù)式(2—2—16)可得

lOfflU,1000x660

=33000歐=0.033兆歐

K0,2n+(1+x)2x0.5x16+(14-3)

答：電網(wǎng)的絕緣電阻不低于0.033兆歐才符合電氣設(shè)備運(yùn)行規(guī)程的規(guī)定。

（四）采掘電網(wǎng)漏電保護(hù)裝置動作電阻值與最低絕緣電阻的關(guān)系

煤礦井下供電，必須保證人身安全和不點(diǎn)燃瓦斯、煤塵為主要目標(biāo)。根據(jù)我

國煤礦井下供電采用變壓器中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的特點(diǎn)，人身觸及一相帶電體時(shí)，

流經(jīng)人體的漏電電流不大于30亳安，稱為允許極限安全電流。

我們已知，電網(wǎng)電流的大小與電網(wǎng)對地絕緣電阻是有密切關(guān)系的。因此，要

保證人身觸電的漏電電流不超過安全電流值，電網(wǎng)的三相總絕緣電阻最低不得小

于式（2—2—13）計(jì)算的結(jié)果，即：電網(wǎng)電壓為660伏時(shí)，三相總絕緣電阻最低

不小于11700歐;電網(wǎng)電壓為。歐伏時(shí),三相總絕緣電阻最低不小于21000歐,

否則，就有可能發(fā)生人身觸電死亡或點(diǎn)燃瓦斯、煤塵的危險(xiǎn)。我們把這個(gè)對人身

觸電有危險(xiǎn)的電網(wǎng)極限絕緣電阻值，做為采掘電網(wǎng)漏電保護(hù)裝置動作電阻值的理

論依據(jù)，動作電阻值定為：電網(wǎng)電壓為660伏時(shí)，1100（）歐；電網(wǎng)電壓為1140

伏時(shí)，20000歐（前面已經(jīng)講過）。

電氣設(shè)備運(yùn)行規(guī)程規(guī)定的電網(wǎng)最低絕緣電阻肺是與電網(wǎng)的元件數(shù)最有關(guān)的

量，在采掘電網(wǎng)為6