《煤礦電氣安全》PPT課件.ppt

煤 礦 電 氣 安 全,中 國 礦 業(yè) 大 學(xué) 電氣安全與智能電器研究所 二O一O年四月,董新偉dxw_,2,煤礦電網(wǎng)概述 中性點(diǎn)運(yùn)行方式 漏電保護(hù)與保護(hù)接地 現(xiàn)有規(guī)定及小型煤礦常見問題 事故案例分析,3,一、煤礦供電系統(tǒng),1礦井對供電的要求,煤礦企業(yè)為電能的重要用戶。由于煤礦生產(chǎn)的特殊性，在供電上要求更為嚴(yán)格。其主要要求如下：,1）供電可靠,2）供電安全,3）保證充足的供電量,4）技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理,4,2礦井電壓等級,5,3 礦井供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),礦井供電方式的決定因素 礦區(qū)范圍 采用機(jī)械化方式 礦層結(jié)構(gòu) 采煤方法 礦層埋藏深淺 井下涌水量大小 典型供電方式：深井、淺井、平硐三種,6,電力網(wǎng),深井供電,7,中央變電所,8,4 礦井變電所及工作面配電點(diǎn),地面變電所 井下中央變電所 采區(qū)變電所 工作面配電點(diǎn),9,某礦地面供電系統(tǒng)（部分）,10,某礦井下供電系統(tǒng)（部分）,11,供電可靠性要求高 井下人員 瓦斯 涌水 生產(chǎn) 損失慘重，教訓(xùn)深刻 同一電壓等級的供電級數(shù)多 地面變電所、井下中央變電所、采區(qū)變電所、移動變電站 負(fù)荷集中 大功率設(shè)備多 大功率設(shè)備多且相對集中，負(fù)荷變化對供電系統(tǒng)影響大 運(yùn)行環(huán)境惡劣 事故頻繁 環(huán)境潮濕，粉塵多，移動型設(shè)備多，擠壓碰撞多 電纜供電為主 高壓電纜一般有幾十公里，單相接地電流大，易拉起電弧，不易自恢復(fù) 新型電力電子設(shè)備逐漸增多 諧波含量超標(biāo) 自然功率因數(shù)低 供電設(shè)備技術(shù)水平參差不齊 設(shè)備多且難以統(tǒng)一，配合復(fù)雜，管理維護(hù)困難,5 礦 井 供 電 的 特 點(diǎn),12,中性點(diǎn)的運(yùn)行方式指的是中性點(diǎn)與大地之間的連接關(guān)系。 中性點(diǎn)運(yùn)行方式的選擇主要取決于單相接地時(shí)電氣設(shè)備的絕緣要求及供電可靠性。 中性點(diǎn)運(yùn)行方式的不同，直接影響到安全和經(jīng)濟(jì)問題，需要進(jìn)行綜合比較分析。,中性點(diǎn)運(yùn)行方式,13,1 中性點(diǎn)運(yùn)行方式的種類,大接地電流系統(tǒng) 1）直接接地，又稱為有效接地 2）經(jīng)低阻接地 小接地電流系統(tǒng) 1）不接地，又稱為中性點(diǎn)絕緣 2）經(jīng)消弧線圈接地 3）經(jīng)高阻接地,14,中性點(diǎn)運(yùn)行方式的種類,15,關(guān)于煤礦電網(wǎng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式的規(guī)定,煤礦安全規(guī)程第443條規(guī)定： 嚴(yán)禁井下配電變壓器中性點(diǎn)直接接地。嚴(yán)禁由地面中性點(diǎn)直接接地的變壓器或發(fā)電機(jī)直接向井下供電。,我國、蘇聯(lián)、西德等國井下采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)；其它國家，如英國采用中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地的系統(tǒng)或其它類型的接地系統(tǒng)。,16,2 中性點(diǎn)不接地方式,主要特點(diǎn)：單相接地電流小 適用范圍：3-10kV電網(wǎng)。因?yàn)樵谶@類電網(wǎng)中，發(fā)生單相接地故障的比例很大。采用中性點(diǎn)不接地方式可以減少單相接地電流，從而減輕其危害。 分 析：單相接地電流，單相接地時(shí)的各相對地電壓,17,中性點(diǎn)不接地方式-正常運(yùn)行,三相對稱，沒有電流在地中流過。 中性點(diǎn)對地電位為0 各相對地電壓等于相電壓。 其中C為電網(wǎng)對地電容（高壓電網(wǎng)忽略電網(wǎng)對地絕緣電阻R）,18,中性點(diǎn)不接地方式單相接地,當(dāng)發(fā)生金屬性接地時(shí)，接地故障相對地電壓為零。 中性點(diǎn)對地的電壓上升到相電壓，且與接地相的電源電壓相位相反。 非故障相對地電壓由相電壓升高為線電壓。 三相的線電壓仍保持對稱且大小不變，對電力用戶接于線電壓的設(shè)備的工作并無影響，無須立即中斷對用戶供電。 單相接地電流，等于正常運(yùn)行時(shí)一相對地電容電流的三倍，為容性電流。,19,單相接地故障對電網(wǎng)的影響,單相接地時(shí)，由于線電壓保持不變，使負(fù)荷電流不變，電力用戶能繼續(xù)工作，提高了供電可靠性。 由于接地點(diǎn)的電弧或者由此產(chǎn)生的過電壓可能引起故障擴(kuò)大，發(fā)展成為多相接地故障。 非故障相電壓升高到線電壓，所以在這種系統(tǒng)中，電氣設(shè)備和線路的對地絕緣應(yīng)按能承受線電壓考慮設(shè)計(jì)，從而相應(yīng)地增加了投資。 在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，應(yīng)裝設(shè)交流絕緣監(jiān)察裝置，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，立即發(fā)出信號。規(guī)程規(guī)定：系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，繼續(xù)運(yùn)行的時(shí)間不得超過2h，并要加強(qiáng)監(jiān)視。,20,1、問題的提出 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(hù)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相接地保護(hù)裝置。 井下低壓饋電線必須裝設(shè)檢漏保護(hù)裝置或有選擇性的漏電保護(hù)裝置，保證自動切斷漏電的饋電線路。,漏電保護(hù),21,我國井下普遍使用變壓器中性點(diǎn)絕緣的低壓供電系統(tǒng)，漏電故障定義為：在中性點(diǎn)絕緣的低壓供電系統(tǒng)中發(fā)生單相接地（包括直接接地和經(jīng)過過渡阻抗接地）或兩相、三相對地的總絕緣阻抗下降到一定危險(xiǎn)值的電氣故障為漏電故障，簡稱漏電。 人身觸電屬于其中的單相經(jīng)過過渡電阻接地的漏電故障。,2 漏電故障的基本概念,22,2 漏電故障的基本概念,單相漏電電流回路示意圖。,23,3. 產(chǎn)生漏電的原因,1）電纜或電氣設(shè)備本身的原因 2）因施工安裝不當(dāng)引起漏電 3）因管理不嚴(yán)引起漏電 4）因維修操作不當(dāng)引起漏電 5）因意外事故造成漏電,24,4. 漏電的危害,1）人身觸電 2）引起沼氣、煤塵爆炸 3）使電雷管無準(zhǔn)備引爆 4）燒損電氣設(shè)備，引起火災(zāi) 5）引起短路事故 6）嚴(yán)重影響生產(chǎn) 7）造成經(jīng)濟(jì)損失,25,二、井下低壓電網(wǎng)人身觸電電流,下圖為中性點(diǎn)絕緣的井下低壓供電單元原理圖。T為動力變壓器，Rma為人體電阻，r=r1=r2=r3為各相對地絕緣電阻，rRma，C=C1=C2=C3為各相對地電容，C約為01uF。,T,26,對人身觸電情況，外電路的阻抗即為人身電阻。 則電網(wǎng)發(fā)生人身單相觸電等效電路如右圖：,等效電路,例：設(shè)電網(wǎng)每相對地電容C0.5uF，每相對地電阻為r=35k,電網(wǎng)電壓V660V，求人身單相觸電電流。人體電阻取1k 。,解：根據(jù)公式有：,可見，即使對中性點(diǎn)絕緣的低壓供電系統(tǒng)，人身單相觸電電流也是非常危險(xiǎn)的。,那么，通過提高電網(wǎng)對地絕緣水平，是否就可以降低人身觸電電流呢？,令 則有：,結(jié)論：單純通過提高對地絕緣水平，不一定能降低人身觸電電流，有時(shí)可能相反。,如果通過改變電網(wǎng)對地電容，對人身觸電電流有何影響？,令公式中C=0，則有：,結(jié)論：通過減小電網(wǎng)對地電容，即減小電網(wǎng)容性電流，對降低人身觸電電流是有效的辦法。,30,人身觸電電流值隨絕緣電阻和電容的變化規(guī)律,31,三、預(yù)防漏電、觸電的措施,加強(qiáng)井下電氣設(shè)備的管理和維護(hù)，定期對電氣設(shè)備進(jìn)行檢查和試驗(yàn)，性能指標(biāo)達(dá)不到要求的，應(yīng)立即更換； 將帶電導(dǎo)體、電氣元件和電纜接頭，都封閉在堅(jiān)固的外殼內(nèi)，在設(shè)備外殼與蓋子間設(shè)置可靠的機(jī)械閉鎖，強(qiáng)制斷電源后開蓋。 對不能封閉的帶電裸導(dǎo)體，如機(jī)車架空線，應(yīng)將其安裝在一定的高度，防止人身觸電。 加強(qiáng)手持式電動工具的把手絕緣 對人員接觸機(jī)會較多的電氣設(shè)備采用較低的電壓如手電鉆、照明設(shè)備采用127V電壓，控制電壓在1242V以內(nèi)。 井下配電變壓器中性點(diǎn)絕緣運(yùn)行，嚴(yán)禁直接接地,32,漏電保護(hù),漏電保護(hù)的目的是通過切斷電源的操作來防止人身觸電傷亡和漏電電流引爆沼氣煤塵。 對漏電保護(hù)的要求： 全面、安全、可靠、靈敏、有選擇性 保護(hù)方式有： 附加直流電源檢測式漏電保護(hù) 利用三個(gè)整流管的漏電保護(hù) 零序電壓式漏電保護(hù) 零序電流式漏電保護(hù) 零序功率方向式漏電保護(hù) 旁路接地式漏電保護(hù),33,附加電源直流檢測式漏電保護(hù) 1）保護(hù)原理：電網(wǎng)發(fā)生漏電故障，最容易檢測到電網(wǎng)各相對地絕緣電阻的下降。通過在電網(wǎng)上附加一直流電源的方式，檢測電網(wǎng)對地的絕緣阻抗，判斷是否發(fā)生漏電故障。,1 附加電源直流檢測式漏電保護(hù),35,直流繼電器動作值的確定。 井下660V低壓電網(wǎng)的單相、兩相、三相漏電的動作電阻值應(yīng)為1：2：3關(guān)系， 即11.7：23.4：35 k的關(guān)系。,1、附加直流電源檢測漏電保護(hù),36,附加直流電源檢測式漏電保護(hù)的優(yōu)點(diǎn),附加直流電源檢測式漏電保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)： （1）保護(hù)全面，保護(hù)動作無死區(qū)； （2）對整個(gè)供電單元具有電容電流補(bǔ)償，漏電電流和人身觸電電流較?。?（3）動作值整定簡單，數(shù)值固定； （4）這種保護(hù)裝置與井下供電單元的各分組饋電開關(guān)、磁力啟動器中的漏電閉鎖單元結(jié)合，可以構(gòu)成一個(gè)簡單易行、可靠性高、成本低廉且易于查找故障支路的漏電保護(hù)系統(tǒng)；,37,缺點(diǎn),（1）保護(hù)無選擇性，即在供電單元的任何處發(fā)生漏電故障，都將引起總開關(guān)跳閘，停電范圍大。 （2）電容電流的補(bǔ)償是靜態(tài)補(bǔ)償，電感電抗值調(diào)整好后不能隨電網(wǎng)對地電容的大小變化而自動調(diào)節(jié)，無法保持在最佳補(bǔ)償狀態(tài)。 （3）保護(hù)裝置的動作時(shí)間較長。,38,2. 利用三個(gè)整流管的漏電保護(hù),利用三個(gè)整流管構(gòu)成的漏電保護(hù)原理圖如圖：,39,2. 利用三個(gè)整流管的漏電保護(hù),特點(diǎn)及應(yīng)用： 結(jié)構(gòu)簡單，不需要另設(shè)直流電源，即可獲得直流檢測式漏電保護(hù)所具有的保護(hù)特性。另外具有較高的直流電壓，所以能夠較真實(shí)反應(yīng)電網(wǎng)的絕緣水平。 缺點(diǎn)：動作值受電源電壓波動的影響較大和對整流管的反向電壓要求較高，因此只適合在較低電壓等級電網(wǎng)使用，如127V煤電鉆綜合保護(hù)中采用。,40,3. 零序電壓式漏電保護(hù),利用漏電時(shí)零序電壓的大小，來反應(yīng)電網(wǎng)對地的絕緣程度，當(dāng)零序電壓達(dá)到一定程度時(shí)即認(rèn)為發(fā)生漏電，使饋電開關(guān)跳閘。 缺點(diǎn)：動作電阻值不固定、無選擇性、不能保護(hù)對稱性漏電故障、只能在變壓器中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，一般應(yīng)用在6kV及以上電壓電網(wǎng)絕緣監(jiān)視保護(hù)中。,41,4. 零序電流式漏電保護(hù),在電網(wǎng)中發(fā)生非對稱性漏電故障時(shí)，如果存在零序回路，則在回路中出現(xiàn)零序電流。通過零序電流互感器檢測出該零序電流的大小，在超過整定值時(shí)使繼電器動作，切斷故障線路電源。 利用各支路零序電流的方向的不同，可實(shí)現(xiàn)放射式電網(wǎng)的橫向選擇性漏電保護(hù)。既可在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中應(yīng)用，中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中也可應(yīng)用。 缺點(diǎn)：動作電阻值不固定、不能保護(hù)對稱性故障、不能補(bǔ)償電容電流。,42,5. 零序功率方向式漏電保護(hù),利用零序電流或零序電壓的幅值大小來判斷供電系統(tǒng)是否發(fā)生漏電，同時(shí)利用各支路的零序電流與零序電壓的相位關(guān)系判斷故障支路，然后切除故障支路，實(shí)現(xiàn)有選擇性切除故障的保護(hù)方式。 優(yōu)點(diǎn)：有較強(qiáng)的橫向選擇性，當(dāng)支路發(fā)生漏電時(shí)，停電范圍很小。 缺點(diǎn)：與零序電流方向保護(hù)類似。,43,6. 旁路接地式漏電保護(hù),保護(hù)原理如圖：,44,6. 旁路接地式漏電保護(hù),優(yōu)點(diǎn)：安全性較高，對礦井的安全生產(chǎn)和人身安全有較好的保障。 缺點(diǎn)：保護(hù)范圍只能對單相漏電或觸電，且電路復(fù)雜，對裝置本身可靠性要求高。為了避免兩相或三相誤接地，電路中還必須設(shè)置電氣閉鎖。,六種漏電保護(hù)的特點(diǎn)比較,46,井下低壓漏電保護(hù)系統(tǒng)方案,旁直零式選擇性漏電保護(hù)系統(tǒng) 共設(shè)置了五種保護(hù)單元或插件： 1）附加三相接地電容器組(C)，用來消除方向型保護(hù)動作死區(qū)，裝設(shè)在總開關(guān)的負(fù)荷側(cè)，其星形點(diǎn)連在接地網(wǎng)。 2）旁路接地式漏電繼電器(PL)一臺，設(shè)置在總開關(guān)處。采用旁路接地，保護(hù)系統(tǒng)的安全性能大大提高，使得靠延時(shí)的縱向選擇性得以實(shí)現(xiàn)。,47,1 旁直零式選擇性漏電保護(hù)系統(tǒng),3）直流檢測式漏電保護(hù)器插件(JY)一塊，裝設(shè)于總開關(guān)內(nèi)，主要用來彌補(bǔ)方向型漏電保護(hù)的動作死區(qū)（對稱性故障），并作為整個(gè)漏電保護(hù)的總后備。 4）零序功率方向式漏電保護(hù)插件(UI)若干，在除總開關(guān)以外的所有饋電開關(guān)和磁力啟動器中各裝設(shè)一塊，主要完成橫向選擇性漏電保護(hù)。 5）直流檢測式漏電閉鎖插件(JB)若干，裝設(shè)地點(diǎn)同方向型插件，也可與方向型插件合一。 根據(jù)縱向選擇性的要求，縱向各自的跳閘時(shí)間應(yīng)在延時(shí)上有一定的差別。,48,2. 選擇性自動復(fù)電漏電保護(hù)系統(tǒng),所謂自動復(fù)電，即地面自動重合閘技術(shù)在井下的運(yùn)用。具有自動復(fù)電功能的保護(hù)系統(tǒng)，可以減少故障停電時(shí)間，提高電網(wǎng)的供電可靠性，并具有選擇性。但是設(shè)計(jì)必須滿足煤礦安全規(guī)程第424條的規(guī)定，即在低壓饋電線上應(yīng)有可靠的漏電、短路檢測閉鎖裝置。,49,系統(tǒng)由帶重合閘的饋電開關(guān)（總開關(guān)采用真空型）、磁力啟動器與直流檢測式漏電保護(hù)、閉鎖、延時(shí)插件等構(gòu)成。 保護(hù)原理：在該供電單元中任何地方發(fā)生任何性質(zhì)的漏電故障或人身觸電時(shí)，設(shè)在總開關(guān)處的直流檢測式漏電保護(hù)插件動作，使總開關(guān)跳閘斷電，單元內(nèi)所有開關(guān)啟動器均失壓脫扣斷電；約經(jīng)過0.5s的延時(shí)，各處漏電閉鎖電路投入運(yùn)行，選擇性尋找故障支路，并將故障支路的開關(guān)或啟動器閉鎖；而后經(jīng)過12s，從總開關(guān)開始逐級自動恢復(fù)正常部分的供電。,2. 選擇性自動復(fù)電漏電保護(hù)系統(tǒng),50,保護(hù)接地,漏電保護(hù)的側(cè)重點(diǎn)是故障發(fā)生后的跳閘時(shí)間，一旦發(fā)生漏電或人身觸電，應(yīng)盡快切斷電源，將故障存在的時(shí)間減少到最短。（被動保護(hù)） 井下保護(hù)接地的側(cè)重點(diǎn)，在于限制裸露漏電電流和人身觸電電流的大小，最大限度的降低故障的嚴(yán)重程度。（主動保護(hù)） 兩種保護(hù)在井下電網(wǎng)中相輔相成，缺一不可，對井下電網(wǎng)的安全運(yùn)行有重要作用。,51,一、保護(hù)接地及其作用原理,保護(hù)接地就是用導(dǎo)體把電氣設(shè)備中所有正常不帶電、當(dāng)絕緣損壞時(shí)可能帶電的外露金屬部分（電動機(jī)、變壓器、電器、測量儀表的金屬外殼、配電裝置的金屬構(gòu)件、電纜終端盒與金屬外殼等），和埋在地下的接地極連接起來。是預(yù)防人身觸電的一項(xiàng)極其重要的措施。,52,一、保護(hù)接地及其作用原理,沒有裝保護(hù)接地時(shí)的情況。當(dāng)電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣損壞而使一相帶電體碰殼時(shí)，若人接觸此外殼，則電流經(jīng)過人體入地，在經(jīng)過其它兩相對地絕緣阻抗回到電源。當(dāng)電網(wǎng)對地絕緣阻抗較低時(shí)，則通過人身的電流將遠(yuǎn)超過安全值（見前面的計(jì)算）。同時(shí)，碰殼處出現(xiàn)的漏電電流還可能引起沼氣煤塵爆炸。,53,一、保護(hù)接地及其作用原理,有保護(hù)接地時(shí)的情況。這時(shí)，當(dāng)電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣損壞而使一相帶電體碰殼時(shí)，若人接觸外殼，電流將通過人體電阻與接地裝置的接地電阻所構(gòu)成的并聯(lián)支路入地，在通過其它兩相對地絕緣阻抗回到電源。由于接地裝置的分流作用，通過人身的電流便大大減少。,54,一、保護(hù)接地及其作用原理,通過人身的電流與通過接地的電流有如下關(guān)系： 式中Rgr 接地極的接地電阻，對于井下，Rgr=2； Igr流過接地極的電流，A。,55,一、保護(hù)接地及其作用原理,對于中性點(diǎn)絕緣的660V低壓電網(wǎng)，單相接地電流不大于1A。 據(jù)公式可得 Ima=21000mA/1000=2mA30mA 可見，保護(hù)接地對人身觸電安全是非常重要的。另外，接地電阻Rgr越小，則流經(jīng)人體的電流Ima就越小，電流大部分由接地極入地。,56,將接地電阻的數(shù)值控制在規(guī)程規(guī)定的范圍以內(nèi)，就可以使通過人身的電流降到反應(yīng)電流以內(nèi)，確保人身安全。 由于裝設(shè)了保護(hù)接地裝置，碰殼處的漏電電流大部分將經(jīng)接地極入地。即使設(shè)備外殼與大地接觸不良而產(chǎn)生火花，但由于接地裝置的分流作用，使電火花能量大大減小，從而避免引爆瓦斯、煤塵的危險(xiǎn)。,一、保護(hù)接地及其作用原理,57,二、井下保護(hù)接地系統(tǒng) （1）,井下各種電氣設(shè)備裝設(shè)了單獨(dú)的保護(hù)接地裝置，并不能完全消除觸電的危險(xiǎn)。 如圖所示的系統(tǒng)中，電動機(jī)M1和M2均裝設(shè)了單獨(dú)的保護(hù)接地裝置。,58,當(dāng)電動機(jī)M1發(fā)生單相碰殼（如L3相），則其外殼帶電；如電網(wǎng)沒有絕緣監(jiān)視或絕緣監(jiān)視失靈，這一接地故障將長期存在。此時(shí)假設(shè)電動機(jī)M2的另一相（如L1相）絕緣擊穿碰殼，這時(shí)電網(wǎng)就發(fā)生了兩相對地短路，短路電流如圖所示。,59,如果這一短路電流不足以使過流保護(hù)裝置動作，這一故障將長期存在下去，這時(shí)電氣設(shè)備外殼將帶有危險(xiǎn)的電壓。 兩電動機(jī)外殼對地電壓的大小，與兩電動機(jī)的接地電阻成正比。若電動機(jī)M1和M2的接地電阻大小相等，則兩電動機(jī)外殼對地電壓相等，為電網(wǎng)電壓的一半，即380V電網(wǎng)對地電壓為190V；660V電網(wǎng)對地電壓為330V。這時(shí)如果人觸及該電動機(jī)外殼時(shí)，是非常危險(xiǎn)的。,二、井下保護(hù)接地系統(tǒng) （2）,60,解決方案：通常利用供電的高、低壓鎧裝電纜的金屬外皮（鉛包和金屬鎧裝層）和橡套（塑料）電纜的接地芯線或屏蔽護(hù)套，把分布在井底車場、運(yùn)輸大巷、采區(qū)變電所以及工作面配電點(diǎn)的電氣設(shè)備（36V以上）的金屬外殼在電氣上連接起來，這樣就使各處埋設(shè)的接地極（或稱局部接地極）也并連起來，形成一個(gè)井下保護(hù)接地系統(tǒng)（或稱總接地網(wǎng)）。這樣做既降低接地電阻，也可防止不同電氣設(shè)備的不同相同時(shí)碰殼（接地）所帶來的危險(xiǎn)。,二、井下保護(hù)接地系統(tǒng) （3）,61,如圖所示。因?yàn)榻拥鼐W(wǎng)電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于接地極電阻，這時(shí)兩相短路電流主要通過接地網(wǎng)流通，因而提高了兩相短路電流的數(shù)值，保證過流保護(hù)裝置可靠動作。,62,井下保護(hù)接地系統(tǒng),井下保護(hù)接地系統(tǒng)有主接地極、局部接地極、接地母線、輔助接地母線、接地導(dǎo)線和連接導(dǎo)線組成。 設(shè)置在井底主、副水倉或集水井內(nèi)的接地極稱為主接地極。一般在主、副水倉內(nèi)各設(shè)一個(gè)主接地極，以保證一個(gè)水倉清理或檢修接地極時(shí)，另一個(gè)起保護(hù)作用。 礦井內(nèi)分區(qū)從井上獨(dú)立供電者（包括鉆眼供電）,可以單獨(dú)在井下或井上設(shè)置分區(qū)的主接地極。,63,為加強(qiáng)接地系統(tǒng)的可靠性，在裝有電氣設(shè)備的地點(diǎn)獨(dú)立埋設(shè)的接地極成為局部接地極。需要裝設(shè)局部接地極的地點(diǎn)有： （1）每個(gè)裝有固定電氣設(shè)備的峒室和單獨(dú)的高壓配電裝置； （2）采區(qū)變電所（包括移動變電所）和至少有3臺開關(guān)的低壓配電點(diǎn)； （3）連接動力鎧裝電纜內(nèi)的每個(gè)接線盒； （4）采煤工作面的機(jī)巷、回風(fēng)巷以及由變電所單獨(dú)供電的掘進(jìn)工作面，至少要分別設(shè)置一個(gè)局部接地極。,井下保護(hù)接地系統(tǒng),64,對礦井接地系統(tǒng)的總接地電阻，一般可不進(jìn)行計(jì)算，但必須定期測定。要求從任意一個(gè)局部接地裝置處所測的接地系統(tǒng)總接地電阻不得超過2。每一移動式電氣設(shè)備與接地系統(tǒng)或局部接地極之間的接地芯線的電阻，不得超過1。,井下保護(hù)接地系統(tǒng),65,小型煤礦供電常見問題,一 電源,多數(shù)小型煤礦的電源引自供電網(wǎng)絡(luò)同一變電所（或開關(guān)站）的不同母線段，或引自附近10 kV農(nóng)網(wǎng)，由于一般小型煤礦較為集中，變電所（或開關(guān)站）的出線間隔和出線走廊有限，往往是一趟10 kV電源線路供多個(gè)用戶（單樹干式結(jié)線方式），各煤礦大多采用T接的方式獲得礦井供電電源。,66,農(nóng)網(wǎng)負(fù)荷為三級負(fù)荷，農(nóng)網(wǎng)電源供電可靠性較低，本身就是一個(gè)不可靠的電源，一旦出現(xiàn)電網(wǎng)需減小負(fù)荷時(shí)，農(nóng)網(wǎng)將首先被停掉； 采用單電源單樹干結(jié)線方式，向多個(gè)用戶供電，不能滿足煤礦安全規(guī)程第441條“礦井的兩回路電源線路上都不得分接任何負(fù)荷”，當(dāng)這些用戶中的某一個(gè)用戶出現(xiàn)問題，將對所有用戶產(chǎn)生影響，這樣極易造成井下瓦 斯積聚、水害事故以及提升運(yùn)輸事故的發(fā)生。,67,措施及建議,（1）首先選擇距離煤礦較近，自身雙回路進(jìn)線，變電所母線分列式運(yùn)行方式，其主變壓器容量、變電所出線問隔和出線走廊均有富裕的變電所作為煤礦的電源點(diǎn)，可從該變電所的不同母線段引二回電源線至礦井，為煤礦提供安全可靠的電源； （2）若距離較近的變電所自身就是單回路進(jìn)線，或其主變壓器容量、變電所出線間隔和出線走廊都較緊張，則可考慮從該變電所引一回路電源線路，作為煤礦的一回供電電源，煤礦的另一回供電電源從另外一個(gè)變電所引入； （3）若煤礦的一回供電電源采用農(nóng)網(wǎng)供電，則另一回路必須考慮架設(shè)一條專用供電線路，且將專用線路作為煤礦的主供電源，農(nóng)網(wǎng)作為煤礦的備用電源使用。,68,大多數(shù)小型煤礦變電所采用單母線運(yùn)行方式。即2趟電源進(jìn)線經(jīng)進(jìn)線開關(guān)后接至同一母線上，煤礦所有的變壓器均掛在該母線上。雖然有些煤礦有多臺變壓器，但由于所有變壓器的電源均來自于同一條母線，因此，在這種運(yùn)行方式下，不能向煤礦一級負(fù)荷（如地面主要通風(fēng)機(jī)、井下主排水泵、瓦斯抽放泵、提升人員的立井絞車等）提供雙回路的供電電源。,二 煤礦變電所母線運(yùn)行方式,69,首先煤礦必須有來自2個(gè)電源點(diǎn)的雙回路供電線路，煤礦變電所應(yīng)采用分列運(yùn)行，也就是單母線分段運(yùn)行方式，兩回路電源進(jìn)線分別接在2段母線上。變壓器也分別接于2段母線上。,措施及建議,70,三 一級負(fù)荷雙電源供電,根據(jù)煤礦井下供配電設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50417-2007）及煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，煤礦一級負(fù)荷（地面主要通風(fēng)機(jī)、井下主排水泵、下山開采的采區(qū)排水泵、升降人員的立井絞車、瓦斯抽放設(shè)備，包括井下移動式瓦斯抽放泵站設(shè)備）應(yīng)采用兩回路或兩回路以上的電源線路供電。電源線路應(yīng)引自不同的變壓器和母線段。 煤礦一級負(fù)荷是礦井最重要的負(fù)荷，它的工作正常與否與煤礦的安全是息息相關(guān)的，一旦這類負(fù)荷工作不正常或不工作，就意味著將可能發(fā)生災(zāi)難，因此，要求這類負(fù)荷的供電必須是雙回路線路供電，以保證一級負(fù)荷可靠工作。,71,在小型煤礦中，由于煤礦變電所采用單母線運(yùn)行方式，或煤礦只有一回路電源供電，煤礦的一級負(fù)荷即使采用兩回路電纜供電，這個(gè)雙回路都是假設(shè)的雙回路，不是真正意義上的雙回路，是不能保證煤礦一級負(fù)荷正常工作的； 有些煤礦為了節(jié)約成本，在敷設(shè)主要通風(fēng)機(jī)、地面瓦斯抽放泵、井下主排水泵的供電電纜時(shí)，未敷設(shè)兩趟電纜，僅僅采用單回路電源供電； 還有些煤礦全礦井只有3臺變壓器(1臺供地面負(fù)荷用電、1臺供井下用電負(fù)荷用電、1臺容量較小的專為井下局部通風(fēng)機(jī)供電)，這樣煤礦的一類負(fù)荷就不可能實(shí)現(xiàn)雙回路電源供電。 以上這類供電方式的供電系統(tǒng)，其安全性、可靠性很差，若供電線路中的某一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，往往可能導(dǎo)致全礦停止生產(chǎn)，甚至可能會導(dǎo)致災(zāi)害的發(fā)生。,72,由于大多數(shù)小型煤礦井下未設(shè)井下變電所，井下用電電源均由地面變電所直接供給，煤礦所有的變壓器均設(shè)在地面，因此，在地面變電所設(shè)5臺變壓器（2臺變壓器中性點(diǎn)接地，用于供地面負(fù)荷用電；2臺變壓器中性點(diǎn)不接地，供井下除局部通風(fēng)機(jī)外的所有負(fù)荷用電；另一臺變壓器中性點(diǎn)不接地。為井下局部通風(fēng)機(jī)專用變壓器）。 地面主要通風(fēng)機(jī)、瓦斯抽放泵、井下主排水泵等煤礦一級負(fù)荷均能有雙回路電源供電，根據(jù)煤礦井下供配電設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50417-2007)中2.0.6規(guī)定，井下局部通風(fēng)機(jī)的備用電源允許引自其他動力變壓器的低壓母線段，但其供電回路必須采用裝有選擇性漏電保護(hù)的專用開關(guān)和專用線路供電。,措施及建議,73,四 防止雷電波進(jìn)入井下,在防止雷電波進(jìn)入井下方面，小型煤礦做得較差，僅僅是入井軌道在入井處安裝有絕緣道夾板，入井的架空線路、金屬管道在入井處幾乎沒有裝設(shè)任何形式和規(guī)格的防雷裝置入井的架空供電線路、通訊線路、金屬管道一旦遭遇雷擊，雷電將沿進(jìn)入井下的導(dǎo)線、金屬體直接侵入井下各個(gè)工作面，引起人員觸雷電傷亡或引發(fā)瓦斯爆炸、設(shè)備遭雷擊損壞等特大事故。,74,措施及建議,煤礦應(yīng)根據(jù)煤礦安全規(guī)程第459條規(guī)定，在主井、副井、風(fēng)井的井口附近安設(shè)避雷裝置。 對于入井的架空線路必須在入井處裝設(shè)防雷電裝置；由地面直接入井的軌道及露天架空引入(出)的金屬管路，必須在井口附近將金屬體進(jìn)行不少于2處的良好的集中接地；通信線路必須在人井處裝設(shè)熔斷器和防雷電裝置，以防止雷電波及井下。,75,漏電保護(hù)是煤礦井下供電的三大保護(hù)之一，是煤礦井下供電系統(tǒng)的重要保護(hù)。 部分煤礦井下電纜由于使用年限較長，而導(dǎo)致電纜絕緣老化；或懸掛在巷道兩側(cè)的電纜被巷道淋水淋濕，甚至有些電纜表面已結(jié)有一層鈣化物；還有些電纜就散落在巷道的排水溝內(nèi)(工作面煤電鉆電纜居多)；個(gè)別煤礦井下還存在“雞爪子”、“羊尾巴”的接線方式；更有甚者有些煤礦井下電氣設(shè)備外殼接地形同虛設(shè)。 這些均可能導(dǎo)致漏電事故的發(fā)生，或發(fā)生了漏電事故但漏電保護(hù)裝置拒動，而使井下人員觸電、設(shè)備燒毀、產(chǎn)生明火或電火花，導(dǎo)致井下瓦斯爆炸、火災(zāi)事故的發(fā)生。,五 漏電保護(hù),76,措施及建議,（1）必須做好井下電氣設(shè)備的保護(hù)接地工作； （2）井下低壓饋電線上必須裝設(shè)檢漏保護(hù)裝置或有選擇性的漏電保護(hù)裝置，保證能自動切斷漏電的饋電線路； （3）井下使用的煤電鉆，必須使用帶有檢漏、漏電閉鎖、短路、過負(fù)荷、斷相、遠(yuǎn)距離起動和停止功能的煤電鉆綜合保護(hù)裝置； （4）井下照明及信號饋電線路上，必須使用設(shè)有自動切斷漏電饋電線的照明信號綜合保護(hù)裝置。 （5）井下使用的檢漏保護(hù)裝置，必須設(shè)專人對其進(jìn)行維護(hù)、檢修、整定，每天必須對低壓檢漏裝置進(jìn)行1次跳閘試驗(yàn)，每班必須對煤電鉆綜合保護(hù)裝置進(jìn)行1次跳閘試驗(yàn)，確保井下檢漏裝置正常工作。,77,在國務(wù)院安委會辦公室關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)煤礦斯治理工作的指導(dǎo)意見安委辦(200817號文。明確提出：高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井的掘工作面，采用“雙風(fēng)機(jī)、雙電源”，并實(shí)現(xiàn)運(yùn)行風(fēng)機(jī)備用風(fēng)機(jī)自動切換，低瓦斯礦井煤與半煤巖的掘工作面。推廣使用“雙風(fēng)機(jī)、雙電源”。 目前煤礦的掘進(jìn)工作面均已采用壓入式通風(fēng)，但多數(shù)煤礦未實(shí)現(xiàn)“雙風(fēng)機(jī)、雙電源、自動切換”： 有些煤礦有“雙風(fēng)機(jī)、雙電源”，但未實(shí)現(xiàn)“自動切換”； 有些煤礦有雙風(fēng)機(jī)，但無雙電源； 有些煤礦掘進(jìn)工作面僅安裝有1臺局部風(fēng)機(jī)。,六 掘進(jìn)工作面雙風(fēng)機(jī)雙電源自動切換,78,措施及建議,（1）保證有雙回路電源供電； （2）采用先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)工作面雙風(fēng)機(jī)雙電源自動切換,79,井下不得帶電檢修、搬遷電氣設(shè)備、電纜和電線； 非專職人員或非值班電氣人員不得擅自操作電氣設(shè)