煤礦井下供電三大保護

1、煤礦井下供電三大保護據(jù)有關資料統(tǒng)計，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，故井下的負荷特征、電氣設備及供電系統(tǒng)等都與地面有較大的差異，對安全供電與保護也提出了更高的要求。井下電氣設備的工作條件：1、煤礦井下的空氣中含有瓦斯及煤塵，在其含量達到一定量時，如果遇到電氣設備或電纜電線產(chǎn)生電火花、電弧和局部高溫時，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備的地方，空間都比較狹窄，因此，電氣設備的體積受到一定的

2、限制，且使人體接觸電氣設備、電纜的機會比較多，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%以上，并且機電硐室和巷道經(jīng)常有滴水和淋水，使電氣很容易受潮。5、井下有些機電硐室和巷道的溫度較高，而井下電氣設備的散熱條件較差，電氣設備容易過熱損壞。6、采掘工作面的電氣設備移動頻繁，且經(jīng)常起動，使用電設備的負荷變化較大，有時會產(chǎn)生短時過載。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，要求排水設備迅速開動，以

3、保證礦井安全。8、井下如發(fā)生全部停電事故，超過一定時間后，可能發(fā)生采區(qū)或全井被淹的重大事故。同時井下停電停風后，還會造成瓦斯積聚，再次送電使時，可能造成瓦斯或煤塵爆炸的危險。井下電氣保護的類型：1）過流保護。包括短路保護、過載（過負荷）保護、斷相。2）漏電保護。包括選擇性和非選擇性漏電保護、漏電閉鎖。3）接地保護。包括局部接地保護、保護接地系統(tǒng)。4）電壓保護。包括欠電壓保護、過電壓保護。5）單相斷線（斷相）保護。6）風電閉鎖、瓦斯電閉鎖。7）綜合保護。電動機綜保和照明綜保等。其中短路保護、保護接地和漏電保護是保證煤礦井下安全供電的三大保護，它們是缺一不可的。為了避免井下電網(wǎng)所造成的各種危害，煤

4、礦安全規(guī)程、煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范對井下用電氣設備、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裝置的措施。一、過電流保護過電流故障的危害及原因：過電流是指流過電氣設備和電纜的電流超過額定值。其故障有短路、過負荷和斷相。1.短路短路是指電流不流經(jīng)負載，而是兩根或三根導線直接短接形成回路。這時電流很大，可達額定電流的幾倍、幾十倍，甚至更大，其危害是能夠在極短的時間內(nèi)燒毀電氣設備，引起火災或引起瓦斯、煤塵爆炸事故。短路電流還會產(chǎn)生很大的電動力，使電氣設備遭到機械損壞，也會引起電網(wǎng)電壓急劇下降，影響電網(wǎng)中的其他用電設備的正常工作。造成短路的主要原因是絕緣受到破壞，因而應

5、加強對電氣設備和電纜絕緣的維護和檢查，并設置短路保護裝置。2.過負荷過負荷是指流過電氣設備和電路的實際電流超過其額定電流和允許過負荷時間。其危害是電氣設備和電纜出現(xiàn)過負荷后，溫度將超過所用絕緣材料的最高允許溫度，損壞絕緣，如不及時切斷電源，將會發(fā)展成漏電和短路事故。過負荷是井下燒毀中、小型電動機的主要原因之一。引起電氣設備和電纜過負荷的原因主要有以下幾方面：一是電氣設備和電纜容量選擇過小，致使正常工作時負荷電流超過了額定電流；二是對生產(chǎn)機械的誤操作，例如在刮板輸送機機尾壓煤的情況下，連續(xù)點動起動，就會在起動電流的連續(xù)沖擊下引起電動機過熱，甚至燒毀。此外，電源電壓過低或電動機機械性堵轉(zhuǎn)都會引起電

6、動機過負荷。3.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。造成斷相原因有：熔斷器有一相熔斷；電纜與電動機或開關的接線端子連接不牢而松動脫落；電纜芯線一相斷線；電動機定子繞組與接線端子連接不牢而脫落等。二、漏電保護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: 電纜和設備長期過負荷運行，促使絕緣老化。 電纜芯線接頭松動后碰到金屬設備外殼。 運行中的

7、電纜和電氣設備受潮或進水，使供電系統(tǒng)絕緣性能降低。 在電氣設備內(nèi)部隨意增設電氣元件，使元器件間的電氣間隙小于規(guī)定值，導致放電而接地。 導電芯線與地線錯接。 電纜和電氣設備受到機械性沖擊或炮崩。人身直接觸及一相導電芯線。漏電的危害 ：當漏電電流的電火花能量達到瓦斯、煤塵最小點燃能量時，能引起瓦斯、煤塵燃燒或爆炸；當漏電電流超過50 mA時，可能引起電雷管的超前起爆；當漏電故障不能及時發(fā)現(xiàn)和排除時，就可能擴大為相間短路事故；若人身觸及一相帶電導體或漏電設備外殼時，流經(jīng)人身電流超過30mA的極限電流時，就有傷亡的危險。電網(wǎng)對地電容電流隨著電網(wǎng)的增大而增大。漏電保護的作用是多方面的，主要有如下幾點：1

8、、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)，以便及時采取措施，防止其絕緣進一步惡化。3、減少漏電電流引起礦井瓦斯、煤塵爆炸的危險。4、防止短路電流所產(chǎn)生的電弧燒穿隔爆型電氣設備的金屬外殼，或其外殼的溫度升高，超過危險值，引起瓦斯、煤塵爆炸，從而提高了電氣設備的防爆性能。5、預防電纜和電氣設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，漏電保護還可起短路保護的后備保護作用，一旦短路保護裝置拒動，漏電保護裝置還可使開關跳閘。7、防止電網(wǎng)的

9、接地漏電電流引爆電氣雷管。8、選擇性漏電保護裝置的使用，將會縮小漏電的停電范圍，便于尋找漏電故障，及時排除，從而縮短了漏電的停電時間，有利于提高勞動生產(chǎn)率，給礦井帶來顯著的經(jīng)濟效益。9、為了充分發(fā)揮漏電保護的作用，特對煤礦井下低壓檢漏保護裝置提出如下要求：應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,應立即動作，切斷其供電電源。三、保護接地1. 保護接地及其作用人體觸電的分析：當人身觸及一相絕緣損壞而帶電的設備時，電流幾乎全部通過人身而入地,其觸電電流的回路如圖中所標。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

10、電容值和絕緣電阻值?？梢酝ㄟ^下式來分析：無保護接地時人體觸電的分析：在井下660V電網(wǎng)中，若每相對地的絕緣電阻r=3500 ，電容C=0.5微法，則人身觸及一相導線時的觸電電流為：有保護接地時，人體與接地極構成了并聯(lián)，而人身電阻為1000，接地極電阻為2，并聯(lián)后的電阻為1.9962。通過人體的電流：Ir=IRd/(Rr+Rd)=1542/（1000+2）=0.31mA通過保護接地線的電流為153.69mA。由此可知，有保護接地時通過人身電流比較小，因而是安全的。另外，有了保護接地的良好接地，大大減少了因設備漏電時，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

11、網(wǎng)中接地電阻的確定由于保護接地是將設備上的故障電壓限制在安全范圍內(nèi)的一種安全措施，同時也可作為漏電保護的后備保護。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)上任一保護接地點的接地電阻不得超過2 。3、井下保護接地系統(tǒng)井下各種電氣設備裝設單獨的保護接地裝置，并不能完全消除觸電的危害。因此煤礦安全規(guī)程規(guī)定，將井下電氣設備正常不帶電的金屬外殼、構架、鎧裝電纜的鋼帶（鋼絲）、鉛皮和橡套電纜的地芯線或屏蔽護套用導線與埋在地下的接地極（主接地極、局部接地極）連接起來，形成一個總接地網(wǎng)。電氣設備的接地方法：(1)變壓器的接地方法用連接導線把

12、變壓器高低壓側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，則應把電纜的接地芯線接到進出線接線裝置的接地端子上，然后再將變壓器接地。電動機的接地方法：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，則應將其端頭的鋼帶（鋼絲）和鉛皮直接同該接地螺釘連接。禁止把電動機的底腳螺栓當作外殼的接地螺釘使用。高壓防爆開關的接地方法：高壓防爆開關的各個進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），應分別用連接導線匯集到配電箱底架（外殼）的接地螺釘上，然后再用連接導線將其與接地母線（或輔助接地母線）相連，也可將各個電纜頭的接地部分直接與接地母線（或輔助接地母線）相連。幾臺設備的接地方法：