礦井三大保護.ppt課件

1、井下電網(wǎng)三大保護 井下電網(wǎng)的過電流保護、漏電保護和保護接地是保證煤礦井下電網(wǎng)安全供電三大必不可少的保護,人們已習(xí)慣稱之為”煤礦井下電網(wǎng)三大保護 。第一節(jié) 繼電保護基礎(chǔ)一、繼電保護的任務(wù) (1)發(fā)生故障時應(yīng)自動地、迅速地借助斷路器將故障部分從供電系統(tǒng)中切除，以減輕故障的危害，防止事故蔓延。(2)當設(shè)備出現(xiàn)不正常運行狀態(tài)時，根據(jù)運行維護條件(如有無經(jīng)常值班人員)確定保護是作用于信號還是跳間。第一節(jié) 繼電保護基礎(chǔ)二、繼電保護的組成及工作原理第一節(jié) 繼電保護基礎(chǔ)三、對繼電保護的基本要求 作用于跳閘的繼電保護，在技術(shù)上有四個基本要求即：快速性、可靠性、選擇性、靈敏性。1快速性 快速切除故障可以減輕故障的

2、危害程度，加速系統(tǒng)電壓的恢復(fù)，為電動機自起動創(chuàng)造條件等。故障切除時間等于繼電保護動作時間與斷路器跳閘時間(包括熄弧時間)之和。對于反應(yīng)不正常運行狀態(tài)的保護，一般無需要求迅速，而應(yīng)按照選擇性條件，帶延時發(fā)出信號。 第一節(jié) 繼電保護基礎(chǔ)2可靠性 保護裝置的可靠性是指切斷故障的可靠程度,或能分離故障的概率，提高保護裝置自身工作的可靠性和增加后備保護是提高繼電保護可靠性的兩個主要途徑。如圖3-2所示，當短路時，若斷路器因本身失靈或保護拒動而不能跳開，此時斷路器的保護應(yīng)使跳閘，這種作用稱為遠后備保護。第一節(jié) 繼電保護基礎(chǔ)4靈敏性 是指保護裝置對保護范圍內(nèi)故障的反應(yīng)能力，通常用靈敏系數(shù)來衡量。 在進行繼電

3、保護整定計算時，常用到最大運行方式和最小運行方式。所謂的最大運行方式和最小運行方式是指在同一點發(fā)生同一類型短路，流過某一保護裝置的電流達到最大值和最小值的運行方式。第一節(jié) 繼電保護基礎(chǔ) 以上四項是對繼電保護的基本要求，是選擇設(shè)計繼電保護的依據(jù)。根據(jù)以上分析可以看出，四個基本要求是互相聯(lián)系而有時又互相矛盾的，故在選用、設(shè)計保護裝置時，應(yīng)從全局出發(fā)，統(tǒng)一考慮。由于煤礦井下供電的特殊性，在其保護中首先考慮的是快速性和可靠性，然后再考慮選擇性和靈敏性。 第二節(jié) 井下電網(wǎng)過流保護 凡是流過電氣設(shè)備或線路的電流，如果超過其額定值或允許值，都叫做過電流。 引起過電流的原因很多，如短路、過負荷、電動機單相運轉(zhuǎn)

4、(斷相)等。長時間的過電流運行，將導(dǎo)致電氣設(shè)備與井下電纜的迅速損壞，甚至引發(fā)嚴重的安全事故。 為此，對于電氣設(shè)備和供電線路都必須設(shè)置相應(yīng)的過流保護，以便能及時地切斷故障處的電源，防止事態(tài)的惡化。第二節(jié) 井下電網(wǎng)過流保護煤礦安全規(guī)程第421條規(guī)定：“井下高壓電動機、動力變壓器的高壓側(cè)，應(yīng)有短路、過負荷和欠電壓釋放保護。井下由中央變電所、移動變電站或配電點引出的饋電線上，應(yīng)裝設(shè)短路和過負荷保護裝置，或至少裝短路保護裝置。低壓電動機應(yīng)具備短路、過負荷、單相斷線的保護及遠方控制裝置?！钡诙?jié) 井下電網(wǎng)過流保護一、短路、過負荷、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(dǎo)線直接短接形成的回路。

5、這是電流很大，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，引起火災(zāi)或引起瓦斯、煤塵爆炸事故。短路電流還會產(chǎn)生很大的點動力，使電氣設(shè)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(shè)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(yīng)加強對電氣設(shè)備和電纜絕緣的維護和檢查，并設(shè)置短路保護裝置。第二節(jié) 井下電網(wǎng)過流保護2、過負荷 過負荷是指流過電氣設(shè)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(shè)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

6、的原因之一。 引起電氣設(shè)備和電纜過負荷的原因主要有一下幾方面：一是電氣設(shè)備和電纜容量選擇過小，致使正常工作時符合電流超過了額定電流；而是對生產(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)都會引起電動機過負荷。第二節(jié) 井下電網(wǎng)過流保護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 造成斷相的原因：熔斷器有一相熔斷；電纜與電動機或開關(guān)的接線端子連接不牢而松動脫落；電纜芯線一相斷線；電動機定子繞組與接線端子連接不牢而脫落等。第二節(jié) 井下電網(wǎng)過流保護二、井下過流保護整定計算 由于煤礦

7、井下環(huán)境惡劣,有爆炸性混合物存在,電氣故障有可能引發(fā)嚴重的次生災(zāi)害,對于煤礦井下電網(wǎng)的過流(短路)保護在確?？焖傩缘臈l件下兼顧選擇性。井下各級(縱向) 過流保護均為瞬動，沒有延時，故有時很難保證縱向的選擇性。有些情況下，靠拉大上、下級保護裝量動作電流差距的辦法可以獲得部分選擇性。第二節(jié) 井下電網(wǎng)過流保護1.井下低壓系統(tǒng)過流保護整定（1) 過電流繼電器的整定計算 保護支線。保護裝置的動作電流(整定電流)應(yīng)躲開電動機的啟動電流 繼電器的整定電流，A； 電動機的啟動電流，A。第二節(jié) 井下電網(wǎng)過流保護保護干線。保護裝置的動作電流應(yīng)躲開最大一臺電動機的啟動電流與除最大一臺電動機外，其余用電設(shè)備的額定電流

8、之和. 被保護網(wǎng)路中最大一臺電動機的啟動電流，A； 被保護網(wǎng)路中除最大一臺電動機外，其余用電設(shè)備額定電流之和，A。第二節(jié) 井下電網(wǎng)過流保護按下列公式校驗過電流繼電器的靈敏度 被保護網(wǎng)路末端最小兩相短路電流值，A。 第二節(jié) 井下電網(wǎng)過流保護 如保護裝置不能滿足靈敏度的要求，可用以下措施進行補救：A、增大電纜截面以減少線路阻抗，增大短路電流值。B、縮短電纜長度，把供電變壓器移近用電設(shè)備。C、改用較大容量的變壓器。第二節(jié) 井下電網(wǎng)過流保護（2)電子保護器的過流值的整定 饋電開關(guān)中電子短路保護可按過流繼電器有關(guān)要求進行整定和靈敏度校驗。其整定范圍為(310)IN；其過載長延時保護整定值按實際電流整定，

9、其整定范圍為(0.41) IN，IN為饋電開關(guān)額定電流。磁力起動器中電子保護器的過流整定值按下式選擇：第二節(jié) 井下電網(wǎng)過流保護電動機運行中電流超過 值時，即視為過載，電子保護器延時動作；當運行中電流達 到值的8倍及以上時，即視為短路，電子保護器瞬時動作。故電子保護器短路保護動作電流整定值為第二節(jié) 井下電網(wǎng)過流保護靈敏度校驗：式中 電子保護器短路保護動作值；1.2保護裝置的靈敏系數(shù)，如不能滿足上式的要求，則應(yīng)采取電磁繼電器達不到靈敏度要求所采取的相關(guān)措施。第二節(jié) 井下電網(wǎng)過流保護2井下高壓系統(tǒng)過流保護整定 在井下高壓配電裝置中，由于保護均采用兩相兩繼電器不完全星形接法，流過繼電器的電流等于電流互

10、感器二次側(cè)電流，即接線系數(shù)為1，所以在整定公式中不再出現(xiàn)接線系數(shù)符號。高壓系統(tǒng)與低壓系統(tǒng)相比由于是采用的電流互感器的二次電流作為整定值，因此與低壓相比在整定計算中增加了一個電流互感器的比例系數(shù)。第二節(jié) 井下電網(wǎng)過流保護接線系數(shù)：指故障時反應(yīng)到電流繼電器繞組中的電流值與電流互感器二次繞組中的電流 值之比，即： 繼電器繞組中的電流值 / 電流互感器二次繞組中的電流值 當繼電保護的接線系數(shù)越大，其靈敏度越低。比例系數(shù)：增大比例系數(shù)將加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，在有靜差系統(tǒng)中有利于減小靜差，但加大比例系數(shù)能減小靜差，卻不能從根本上消除靜差而且過大的比例系數(shù)會使系統(tǒng)產(chǎn)生超調(diào)，并產(chǎn)生振蕩或使振蕩次數(shù)增多，使調(diào)節(jié)時

11、間加長，并使系統(tǒng)穩(wěn)定性變壞或使系統(tǒng)變得不穩(wěn)定比例系數(shù)太小，又會使系統(tǒng)的動作遲緩第二節(jié) 井下電網(wǎng)過流保護（1） 高壓電動機保護利用瞬時過電流繼電器的保護。動作電流按躲過電動機額定啟動電流來整定，即 （3-8）式中 瞬時過流繼電器動作電流，A（速斷）； 電動機的額定啟動電流，A。 可靠性系數(shù)； 電流互感器變流比；第二節(jié) 井下電網(wǎng)過流保護靈敏度按下式校驗：第二節(jié) 井下電網(wǎng)過流保護 若高壓電動機啟動時，在過電流繼電器兩端并聯(lián)有分流器，則動作電流與靈敏度校驗分別按下兩式計算： 電動機額定電流，A； 分流器的分流比。第二節(jié) 井下電網(wǎng)過流保護利用感應(yīng)型過流繼電器的保護。 過負荷動作電流（感應(yīng)機構(gòu)）：第二節(jié)

12、井下電網(wǎng)過流保護式中 繼電器返回系數(shù)，一般取0.85,對于GL-1316型取0.8；動作時間按下式整定： （3-13）式中 繼電器的動作時間，一般取1015s； 電動機的啟動時間，一般為36s。第二節(jié) 井下電網(wǎng)過流保護短路保護動作電流，按躲過電動機額定啟動電流整定，即 （3-14）動作電流整定倍數(shù)計算安下式進行： （3-15）靈敏度校驗按式（3-9）進行。 （3-9）第二節(jié) 井下電網(wǎng)過流保護（3）變壓器保護利用瞬時過電流繼電器的保護。動力變壓器內(nèi)部以及低壓側(cè)出線端發(fā)生短路故障時，應(yīng)由高壓配電箱來切除。因此，動作電流應(yīng)按躲過變壓器低壓側(cè)的尖峰負荷電流來整定，即 （3-23）第二節(jié) 井下電網(wǎng)過流保

13、護保護裝置的靈敏度按下式檢驗： 變壓器組別系數(shù)，對于Y/Y接線的變壓器，1，對于Y/接線的變壓器，第二節(jié) 井下電網(wǎng)過流保護利用電子式高壓綜合保護器的保護。按電流互感器二次額定電流(5A)的倍數(shù)整定，有 （3-25）式中 電流互感器二次額定電流（5A）的倍數(shù)； 需用系數(shù)； 高壓配電裝置額定電流，A。靈敏度校驗： （3-26）第二節(jié) 井下電網(wǎng)過流保護利用感應(yīng)型過流繼電器的保護。過負荷動作電流（感應(yīng)機構(gòu)）： （3-27）式中 變壓器一次側(cè)額定電流，A。動作時間與式（3-13）相同。速斷保護動作電流與式（3-23）相同。動作電流整定倍數(shù)： （3-28）靈敏度校驗按式（3-24）進行。第二節(jié) 井下電網(wǎng)過

14、流保護三、ZBZ2.5/4.0M礦用隔爆型照明信號變壓器綜合裝置本裝置是適用于煤礦井下127V照明及信號負載的電源控制，并具有短路保護、漏電閉鎖、漏電動作及電纜絕緣危險指示等綜合性保護功能的隔爆型電氣設(shè)備。本裝置可以代替舊式2.5KVA、4KVA干式變壓器及手動隔爆開關(guān)的多體控制方式。第三節(jié) 漏電保護漏電保護的主要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瓦斯煤塵。對于井下中性點絕緣的供電單元，漏電保護有多種方式，如附加電源直流檢測式，零序電壓、電流式式等，它們的保護原理各不相同。漏電保護與過流等保護一樣，都屬于繼電保護的范圍，所以它應(yīng)該滿足快速性、可靠性選擇性和靈敏性等基本要求

15、。第三節(jié) 漏 電 保 護漏電保護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。保護方式有： 附加直流電源檢測式漏電保護 利用三個整流管的漏電保護 零序電壓式漏電保護 零序電流式漏電保護 零序功率方向式漏電保護 旁路接地式漏電保護第三節(jié) 漏 電 保 護1、附加電源直流檢測式漏電保護（1）保護原理：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。 第三節(jié) 漏 電 保 護(2) 直流電源V通過三相電抗器1L所組成的人為中性點（也可通過變壓器中性點）加在三相電網(wǎng)與大地之間，直流電流I由電源正

16、極流出入地，經(jīng)絕緣電阻r1,r2,r3進入三相線路，再由三相電抗器1L、零序電抗器2L、千歐表K（直流毫安表）和直流繼電器KD返回電源負極。(3)對于穩(wěn)定的直流電源，電容C和電網(wǎng)對地電容C1、C2、C3相當于開路，不會有電流通過，則電流I為：第三節(jié) 漏 電 保 護第三節(jié) 漏 電 保 護（4)對直流回路，r相當于三相電網(wǎng)各相對地的絕緣電阻并聯(lián)。若一相絕緣電阻降低為r，其余兩相為正?；驘o限大，則rr；若L1、L2兩相絕緣電阻同時下降，且r1=r2=r，而L3相為正常，則rr/2;若三相對地絕緣電阻同時下降，且r1=r2=r3=r，則rr/3。第三節(jié) 漏 電 保 護(5)設(shè)R =RKD+R K+R2

17、l+R1l/3為保護裝置內(nèi)阻，則當V和R 一定時，直流繼電器KD和千歐表中的電流值將隨r的變化而變化。而直流繼電器選定后，動作電流即確定。當r下降到一定程度，當電流I大于繼電器動作電流時，KD便動作，通過自動饋電開關(guān)跳閘，達到漏電保護的目的。（6）直流繼電器的動作值應(yīng)根據(jù)線路對地絕緣r的大小 來確定，線路對地絕緣低到危險值后動作。考慮到人身安全電流為30mA，因此， r的整定值要滿足使人身觸電電流小于30mA的條件。在不考慮電網(wǎng)對地電容時，有第三節(jié) 漏 電 保 護不同電網(wǎng)電壓的漏電故障動作電阻值單相兩相三相660（按50mA計算）1122331140204060第三節(jié) 漏 電 保 護三相電網(wǎng)交

18、流對裝置的影響：當電網(wǎng)對地絕緣阻抗不對稱時，即使電源電壓正常，也會有交流電流流經(jīng)三相電抗器、零序電抗器進入直流回路，使保護裝置受到交流電流的干擾，因而動作值不再保持1：2：3的關(guān)系。同時電網(wǎng)的對地電容電流也對動作值產(chǎn)生影響。為消除交流電流對直流回路的影響，在零序電抗器與大地之間接入一個大電容C0（幾個毫法至幾十毫法），構(gòu)成交流通路（電容具有隔直流通交流的特性），通過C0的濾波作用，消除了交流電流的影響。第三節(jié) 漏 電 保 護附加直流電源檢測式漏電保護的優(yōu)點：（1）保護全面。保護范圍幾乎可以覆蓋到整個低壓供電保護單元，唯一不能保護的是一段由井下動力變壓器低壓側(cè)至總低壓饋電開關(guān)的電纜。保護動作無死

19、區(qū)，故障跳閘不受故障類型和發(fā)生的時間地點的影響。（2）對整個供電單元具有電容電流補償，漏電電流和人身觸電電流較小。（3）動作值整定簡單，數(shù)值固定，而且能直接反應(yīng)電網(wǎng)對地的絕緣情況；（4）這種保護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系統(tǒng)；第三節(jié) 漏 電 保 護第三節(jié) 漏 電 保 護附加直流電源檢測式漏電保護的缺點（1）保護無選擇性，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）電容電流的補償是靜態(tài)補償，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

20、佳補償狀態(tài)。（3）保護裝置的動作時間較長。第三節(jié) 漏 電 保 護2. 利用三個整流管的漏電保護利用三個整流管構(gòu)成的漏電保護原理圖如圖：2. 利用三個整流管的漏電保護工作原理：三個整流管V1、V2、V3，分別接到電網(wǎng)的L1、L2、L3三相，另一端以星形方式接在一起，并經(jīng)繼電器或負載電阻Rlo接地。由于變壓器的中性點不接地，經(jīng)三個整流管整流以后的直流電流，必須流經(jīng)Rlo大地 電網(wǎng)對地的絕緣阻抗r1、r2、r3，才能返回電源。所以該電流的大小直接反應(yīng)了電網(wǎng)對地的絕緣狀況，通過判斷該電流的變化，可以檢測漏電保護。第三節(jié) 漏 電 保 護第三節(jié) 漏 電 保 護2. 利用三個整流管的漏電保護特點及應(yīng)用： 結(jié)

21、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所具有的保護特性。另外具有較高的直流電壓，所以能夠較真實反應(yīng)電網(wǎng)的絕緣水平。缺點：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煤電鉆綜合保護中采用。第三節(jié) 漏 電 保 護3. 零序電壓式漏電保護利用漏電時零序電壓的大小，來反應(yīng)電網(wǎng)對地的絕緣程度，當零序電壓達到一定程度時即認為發(fā)生漏電，使饋電開關(guān)跳閘。缺點：動作電阻值不固定、無選擇性、不能保護對稱性漏電故障、只能在變壓器中性點非直接接地系統(tǒng)中，一般應(yīng)用在6kV及以上電壓電網(wǎng)絕緣監(jiān)視保護中。第三節(jié) 漏 電 保 護4. 零序電流式漏電保

22、護在電網(wǎng)中發(fā)生非對稱性漏電故障時，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，可實現(xiàn)放射式電網(wǎng)的橫向選擇性漏電保護。既可在中性點不接地系統(tǒng)中應(yīng)用，中性點接地系統(tǒng)中也可應(yīng)用。缺點：動作電阻值不固定、不能保護對稱性故障、不能補償電容電流。第三節(jié) 漏 電 保 護5. 零序功率方向式漏電保護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，實現(xiàn)有選擇性切除故障的保護方式。優(yōu)點：有較強的橫向選擇性，當支

23、路發(fā)生漏電時，停電范圍很小。缺點：與零序電流方向保護類似。第三節(jié) 漏 電 保 護保護原理圖：第三節(jié) 漏 電 保 護6. 旁路接地式漏電保護保護原理如圖：第三節(jié) 漏 電 保 護6. 旁路接地式漏電保護當電網(wǎng)發(fā)生單相接地或人身觸及一相線時，由檢測選相器確認故障相并迅速輸出動作信號，執(zhí)行繼電器13KD迅速將故障相旁路接地，利用專設(shè)的接地極電阻Rgr的分流作用，降低人身觸電電流或經(jīng)漏電點的電流，而不影響電網(wǎng)的正常運行。故障支路跳閘后，旁路接地裝置復(fù)位。第三節(jié) 漏 電 保 護6. 旁路接地式漏電保護優(yōu)點：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：保護范圍只能對單相漏電或觸電，且電路復(fù)雜，

24、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。六種漏電保護的特點比較保護方式全面性選擇性動作值應(yīng)用附加直流電源檢測（供電單元內(nèi)任意地點、任意類型的漏電故障）固定低壓供電單元保護總后備用三個整流管檢測固定127V煤電鉆綜合保護器采用零序電壓（只能檢測非對稱性漏電故障，不能檢測三相對稱性漏電故障）不固定6kV中性點不直接接地系統(tǒng)零序電流/零序功率方向（橫向選擇性）中性點接地/不接地/不直接接地系統(tǒng)旁路接地（只能檢測單相漏電故障）（可檢測故障相）不固定低壓供電單元漏電保護系統(tǒng)第四節(jié) 保護接地漏電保護的側(cè)重點是故障發(fā)生后的跳閘時間，一旦發(fā)生漏電或人身觸電，應(yīng)盡快切斷電源，

25、將故障存在的時間減少到最短。（被動保護）井下保護接地的側(cè)重點，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重程度。（主動保護）兩種保護在井下電網(wǎng)中相輔相成，缺一不可，對井下電網(wǎng)的安全運行有重要作用。第四節(jié) 保護接地一、保護接地及其作用原理保護接地，就是用導(dǎo)體把電氣設(shè)備中所有正常不帶電、當絕緣損壞時可能帶電的外露金屬部分（電動機、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)防人身觸電的一項極其重要的措施。第四節(jié) 保護接地沒有裝保護接地時的情況。當電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣損壞而使一相帶電體碰殼時，若人接觸此外殼，則電流

26、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。當電網(wǎng)對地絕緣阻抗較低時，則通過人身的電流將遠超過安全值（見前面的計算）。同時，碰殼處出現(xiàn)的漏電電流還可能引起沼氣煤塵爆炸。第四節(jié) 保護接地有保護接地時的情況。這時，當電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣損壞而使一相帶電體碰殼時，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。 第四節(jié) 保護接地通過人身的電流與通過接地的電流關(guān)系： Rgr 接地極的接地電阻，一般Rgr=2； Igr流過接地極的電流，A。第四節(jié) 保護接地對于中性點絕緣的660V低壓電網(wǎng)，單

27、相接地電流不大于1A。據(jù)公式可得 Ima=21000mA/1000=2mA30mA可見，保護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。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。第四節(jié) 保護接地電氣設(shè)備發(fā)生單相碰殼，接地電流經(jīng)接地極入地。距接地極越近，電流越小，反之越大。在電流擴散的方向上選同長的一

28、段，可見距接地極越近，半球面表面積越小，電阻越大，反之越小。離接地極20m以外的地方，近似為零。電流通過電阻時產(chǎn)生壓降，距接地極越近的地方，單位長度上的電壓降越大；反之也就越小。在20m以外的土壤中，幾乎沒有電壓降，因而認為該處的電位為零，即通常所說的電氣上的“地”。接地回路中任何一點對“地”的電位差稱為對地電壓。 第四節(jié) 保護接地 接地極的對地電壓與經(jīng)接地極流入地中的接地電流之比稱為接地極的流散電阻；電氣設(shè)備接地部分的對地電壓與接地電流之比稱為接地裝置的接地電阻，它等于接地線的電阻與接地極的流散電阻之和。因為接地線的電阻很小，可略去不計，故一般認為接地電阻等于流散電阻。 第四節(jié) 保護接地跨步

29、電壓的概念：當接地極有電流流過時，在離接地極20m的圓內(nèi)，地面上具有不同的電位分布。當人的兩腳站在這種帶有不同電位的地面時，兩腳間的電位差叫做跨步電壓。在計算時，一般取步距0.8m，即取0.8m間的電位差為跨步電壓。由圖可知，距接地極越近，跨步電壓越大，反之越小。第四節(jié) 保護接地第四節(jié) 保護接地二、井下保護接地系統(tǒng)井下各種電氣設(shè)備裝設(shè)了單獨的保護接地裝置，并不能完全消除觸電的危險。當電動機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。此時假設(shè)電動機M2的另一相（如L1相）絕緣擊穿碰殼，這時電網(wǎng)就發(fā)生了兩相對地短路，短路電流如圖所示。如果這

30、一短路電流不足以使過流保護裝置動作，這一故障將長期存在下去，這時電氣設(shè)備外殼將帶有危險的電壓。 兩電動機外殼對地電壓的大小，與兩電動機的接地電阻成正比。若電動機M1和M2的接地電阻大小相等，則兩電動機外殼對地電壓相等，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。這時如果人觸及該電動機外殼時，是非常危險的。第四節(jié) 保護接地解決方案：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套，把分布在井底車場、運輸大巷、采區(qū)變電所以及工作面配電點的電氣設(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

31、極（或稱局部接地極）也并連起來，形成一個井下保護接地系統(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)備的不同相同時碰殼（接地）所帶來的危險。 第四節(jié) 保護接地如圖所示。因為接地網(wǎng)電阻遠遠小于接地極電阻，這時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，保證過流保護裝置可靠動作。 第四節(jié) 保護接地井下保護接地系統(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。主接地極要用面積不小于0.75m2，厚度不小于5mm的鋼板做成。如礦井水為酸性時，應(yīng)視其腐蝕性情況適當加大其厚度，或鍍上耐酸金屬，或采

32、用其它耐腐蝕鋼板。一般在主、副水倉內(nèi)各設(shè)一個主接地極，以保證一個水倉清理或檢修接地極時，另一個起保護作用。有幾個水平的礦井，每個礦井的總接地網(wǎng)都要與主接地極連接。礦井內(nèi)分區(qū)從井上獨立供電者（包括鉆眼供電）,可以單獨在井下或井上設(shè)置分區(qū)的主接地極。 為加強接地系統(tǒng)的可靠性，在裝有電氣設(shè)備的地點獨立埋設(shè)的接地極成為局部接地極。需要裝設(shè)局部接地極的地點有：（1）每個裝有固定電氣設(shè)備的峒室和單獨的高壓配電裝置；（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；（3）連接動力鎧裝電纜內(nèi)的每個接線盒；（4）采煤工作面的機巷、回風(fēng)巷以及由變電所單獨供電的掘進工作面，至少要分別設(shè)置一個局部接地極

33、。第四節(jié) 保護接地局部接地極可用面積不小于0.6m2，厚度不小于3mm的鋼板；如礦井水為酸性時，應(yīng)采取與主接地極相同的措施。局部接地極應(yīng)放在巷道的水溝中。無水溝的地方埋設(shè)局部接地極時，可以用直徑不小于35mm，長度不小于1.5m的鍍鋅鋼管，鉆直徑不小于5mm的透孔20個以上，鋼管必須埋設(shè)于潮濕的地方。第四節(jié) 保護接地連接井底主、副水倉內(nèi)主接地極的母線成為接地母線。井下各機電峒室、配電點、采區(qū)變電所內(nèi)與局部接地極、電氣設(shè)備外殼、電纜的接地部分連接的母線稱為輔助接地母線。接地母線及變電所輔助接地母線應(yīng)采用截面不小于100mm2的鍍鋅扁鋼（或鍍鋅鋼絞線）或截面不小于50mm2的裸銅線。采區(qū)配電點及其

34、他機電峒室的輔助接地母線應(yīng)采用截面積不小于50mm2的鍍鋅扁鋼（或鍍鋅鋼絞線），或截面積不小于25mm2的裸銅線。第四節(jié) 保護接地從接地網(wǎng)或輔助接地母線引向電氣設(shè)備（包括電纜）的接地部分的導(dǎo)線稱連接導(dǎo)線（或接地引線）。從局部接地極引出的導(dǎo)線稱接地導(dǎo)線。連接導(dǎo)線、接地導(dǎo)線應(yīng)采用截面不小于50mm2的鍍鋅扁鋼（或鍍鋅鋼絞線）或截面不小于25mm2的裸導(dǎo)線。電壓為127V及以下的電氣設(shè)備的接地導(dǎo)線、連接導(dǎo)線可采用截面積不小于6mm2的裸銅線。禁止采用鋁導(dǎo)體作為接地極、接地母線，輔助接地母線、連接導(dǎo)線和接地導(dǎo)線。接地母線與主接地極、局部接地級的連接要用焊接。接地導(dǎo)線和接地母線（或輔助接地母線）的連接最好也采用焊接。無條件時，可用直徑不小于10mm的鍍鋅螺栓加防松裝置（彈簧墊、雙螺帽）擰緊連接，連接處還應(yīng)鍍錫或鍍鋅。 第四節(jié) 保護接地采掘工作面的移動機械以及不便裝設(shè)固定接地極的設(shè)備，它們的外殼應(yīng)利用六芯或四芯橡套軟