煤礦電工學(xué)第二章井下供電安全技術(shù)課件

煤礦電工學(xué)第二章井下供電平安技術(shù)普通高等教育“十一五〞國家級規(guī)劃教材煤炭工業(yè)出版社2023/11/101第二章井下平安供電技術(shù)第一節(jié)電火災(zāi)及其預(yù)防第二節(jié)礦用電氣設(shè)備及其防爆第三節(jié)觸電及其預(yù)防第四節(jié)井下電氣設(shè)備的保護接地第五節(jié)井下漏電保護裝置第六節(jié)井下過流保護裝置2023/11/102第二章井下供電平安技術(shù)第一節(jié)電火災(zāi)及其預(yù)防2023/11/103第一節(jié)電火災(zāi)及其預(yù)防一、井下引起電火災(zāi)的主要原因二、電火災(zāi)的預(yù)防措施三、井下電火災(zāi)的撲滅2023/11/104一、井下引起電火災(zāi)的主要原因①電網(wǎng)過流。過流時電氣設(shè)備的溫度很高，特別是短路電弧溫度更高，從而點燃絕緣材料或瓦斯、煤塵。②漏電火花。電網(wǎng)漏電點會產(chǎn)生電火花，引燃瓦斯和煤塵。③電路接觸不良。導(dǎo)線、元器件接觸不良會增大接觸電阻，當(dāng)較大的負荷電流通過時，產(chǎn)生高溫引起火災(zāi)。

④電器散熱不良。井下照明燈罩上覆蓋的煤塵會使燈具散熱不良，溫度升高，導(dǎo)致煤塵燃燒而形成火災(zāi)。

⑤架線電機車電弧引燃木支護棚著火。2023/11/105(1)合理選擇電氣設(shè)備的容量及電纜截面，防止過載。同時校驗上下壓開關(guān)設(shè)備及電纜的動穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性。防止上下壓開關(guān)斷流容量缺乏而不能滅弧，發(fā)生弧光短路，短路電流進而引燃電纜。

(2)對輸電線路和用電設(shè)備必須設(shè)過流保護和漏電保護，并按煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置和漏電保護的整定細那么進行整定和校驗。假設(shè)開關(guān)因短路、漏電跳閘，不排除故障不許反復(fù)強行送電。

(3)為了防止已著火的電纜脫離電源或火源后繼續(xù)燃燒，必須采用合格的礦用阻燃〔不延燃〕橡套電纜。

(4)為防止散熱不良，電纜不準(zhǔn)盤圈、成堆或壓埋送電，電纜懸掛要符合?煤礦平安規(guī)程?要求。

二.電火災(zāi)的預(yù)防措施2023/11/106

(5)為防止接觸不良，加強高壓電纜接線盒、尤其是鋁芯電纜接線盒的檢查。鋁芯接頭處極易氧化，產(chǎn)生較大接觸電阻，電流通過時使接頭過熱以致燒毀絕緣，甚至引起芯線相間短路，造成接線盒“放炮〞，熔化起火。接線盒處不得有可燃物。

(6)井下禁止使用帶油的電氣設(shè)備，如礦用油浸式變壓器、油浸紙絕緣電纜。以防油遇火引起火災(zāi)。

(7)井下照明燈應(yīng)懸掛、必須有保護罩，不準(zhǔn)將照明燈放置在易燃物上，不準(zhǔn)用燈泡取暖。

(8)為防止架線電機車運行時產(chǎn)生電弧高溫引燃木棚著火，架線電機車行駛的巷道，必須是錨噴、砌碹或混凝土棚支護。

(9)變配電硐室防火。硐室應(yīng)備有足夠的干式滅火器和沙箱、鐵鍬，機電硐室不得用可燃性材料支護，并應(yīng)有防火密閉鐵門。

二.電火災(zāi)的預(yù)防措施2023/11/107(10)嚴(yán)禁違章指揮、違章作業(yè)，做到十不準(zhǔn)：

①不準(zhǔn)帶電檢修。

②不準(zhǔn)甩掉無壓釋放器、過流保護裝置。

③不準(zhǔn)切除檢漏電繼電器、煤電鉆綜合保護和局部通風(fēng)機風(fēng)電閉鎖裝置。

④不準(zhǔn)明火操作、明火打點、明火放炮。

⑤不準(zhǔn)用銅、鋁、鐵絲等作熔體。

⑥停風(fēng)、停電的采掘工作面，未檢查瓦斯不準(zhǔn)送電。

⑦有故障的供電線路不準(zhǔn)強送電。

⑧電氣設(shè)備的保護裝置失靈后不準(zhǔn)送電。

⑨失爆設(shè)備、失爆電器不準(zhǔn)使用。

⑩在井下不準(zhǔn)拆卸礦燈。

二.電火災(zāi)的預(yù)防措施2023/11/108〔11〕采用保護接地、添加抗靜電劑可以消除靜電。保護接地可以防止電荷積累，物體上的靜電可以通過接地引線引入大地，防止出現(xiàn)高電位，減小物體對地的電位差。在普通的材料中摻人抗靜電劑，例如抗靜電風(fēng)筒、抗靜電膠帶、托滾等，可以減小靜電電荷量。在選擇這些材料時應(yīng)選擇具有“煤礦礦用產(chǎn)品平安標(biāo)志證書〞的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品都具有阻燃、抗靜電性能。

〔12〕采用火災(zāi)自動報警裝置。目前應(yīng)用在電氣防火的產(chǎn)品主要有防漏電報警系統(tǒng)、防過載報警系統(tǒng)、電纜溫度報警系統(tǒng)等類型，其特點是能準(zhǔn)確地探測到電纜線路的異常狀態(tài)，通過處理將信息提供給維護人員，這樣可以將電氣火災(zāi)的隱患消滅在萌芽狀態(tài)。

二.電火災(zāi)的預(yù)防措施2023/11/109三、井下電火災(zāi)的撲滅電氣設(shè)備著火以后往往都帶電，因此不能用普通的泡沫滅火器或用水來滅火。首先將著火的電氣設(shè)備或電纜的電源切斷，再用沙子和干粉滅火器來滅火。必要時，在確知已經(jīng)斷開電源后，方可用水、泡沫滅火器等普通滅火方法來撲滅火災(zāi)。對大面積的火區(qū)可以采用砌筑密閉防火墻隔絕空氣實現(xiàn)滅火，還可向火區(qū)灌漿、注入惰性氣體加快滅火。2023/11/1010電火災(zāi)產(chǎn)生的原因：過流、漏電、接觸不良等產(chǎn)生的電火花、散熱不良產(chǎn)生的高溫、架線電機車的電弧。電火災(zāi)的預(yù)防：防止過流、漏電、接觸不良、散熱不良、架線電機車巷道用不燃材料支護。電火災(zāi)的撲滅：1.采用干式滅火器和沙子滅電火災(zāi)。2.用水、砂、滅火器等直接撲滅，注意必須在斷電下進行。3.構(gòu)筑防火墻，使其自然熄滅；同時灌漿、注入惰性氣體等加速撲滅。本節(jié)小結(jié)2023/11/1011思考題2-1.電火災(zāi)產(chǎn)生的原因是什么？如何防止電火災(zāi)的產(chǎn)生？如何熄滅電火災(zāi)，應(yīng)注意什么問題？2-2.電氣方面引起瓦斯和煤塵爆炸的原因有哪些？2023/11/1012第二章井下供電平安技術(shù)第二節(jié)礦用電氣設(shè)備及其防爆2023/11/1013第二節(jié)礦用電氣設(shè)備及其防爆一、隔爆型電氣設(shè)備二、本質(zhì)平安型電氣設(shè)備2023/11/1014礦用電氣設(shè)備礦用電氣設(shè)備是指使用在煤礦井下條件的各種電氣設(shè)備根據(jù)是否防爆又分為：礦用一般型電氣設(shè)備〔KY〕礦用防爆型電氣設(shè)備〔Ex〕2023/11/1015礦用一般型具有“五防〞：防機械損傷、防潮、防銹、防觸電、防過載等功能，但不具有防爆性能。所以只適用于沒有沼氣、煤塵爆炸危險的井下。如低瓦斯礦井的井底車場、總進風(fēng)巷道或主要進風(fēng)巷道等處。2023/11/1016礦用防爆型礦用防爆型設(shè)備除具有礦用一般型的功能外，還具有防爆功能。故用于井下有爆炸危險的場所。其種類較多，但使用最多的是礦用隔爆型設(shè)備和本質(zhì)平安型設(shè)備。2023/11/1017一、隔爆型電氣設(shè)備

標(biāo)志ExdI〔點擊觀看〕

——采用隔爆外殼的電氣設(shè)備隔爆外蓋平面止口式隔爆接合面隔爆接線盒2023/11/10181.隔爆外殼的耐爆性

隔爆外殼的耐爆性，是指殼內(nèi)的爆炸性氣體混合物爆炸時，在最大爆炸壓力的作用下，外殼不會破裂，也不會發(fā)生永久變形，因而爆炸時產(chǎn)生的火焰和高溫氣體不會直接點燃殼外的爆炸性混合物。

2023/11/1019影響耐爆性的因素沼氣濃度為9．8％左右時外殼的凈容積大外殼的散熱面積對其容積之比小外殼的間隙小產(chǎn)生的爆炸壓力大外殼的形狀為長方形時產(chǎn)生的爆炸壓力最小2023/11/1020保證耐爆性的條件必須進行強度試驗，且滿足下表要求：2023/11/1021防止多空腔連通造成壓力疊加.在A腔發(fā)生爆炸后，壓力波將以聲速涌入B腔，使B腔中的爆炸性氣體受到預(yù)壓。A腔中爆炸生成的火焰?zhèn)魅隑腔，在B腔發(fā)生爆炸時，其爆炸壓力將按B腔內(nèi)預(yù)壓力的大小成正比例增加，有時可達40個大氣壓。這一現(xiàn)象就稱作壓力重疊。2023/11/10222.隔爆外殼的隔爆性隔爆外殼的隔爆性又稱不傳爆性，即當(dāng)爆炸性混合物在殼內(nèi)爆炸時所產(chǎn)生的高溫氣體或火焰，通過外殼與外蓋各接合面處的間隙噴向殼外時能得到足夠的冷卻，使之不會點燃殼外的爆炸性混合物。這種具有隔爆性的接合面，稱為隔爆接合面〔點擊觀看〕2023/11/1023保證隔爆性的條件隔爆接合面的最大間隙、最小長度和最大粗糙度必須滿足表2-2要求。2023/11/1024平面止口隔爆接合面隔爆接合面長度隔爆接合面間隙2023/11/1025圓筒隔爆接合面隔爆接合面長度隔爆接合面間隙2023/11/1026帶有滾動軸承的圓筒結(jié)構(gòu)滾動軸承

隔爆接合面間隙

2023/11/1027二、本質(zhì)平安型電氣設(shè)備ExiI標(biāo)志——采用本質(zhì)平安電路的電氣設(shè)備本質(zhì)平安電路是通過限制電路的電壓、電流、貯存的電能，限制電火花的能量，使之達不到點燃瓦斯和煤塵的溫度，由于它的電火花是平安的，又稱為平安火花型電路。因此可以用于有爆炸危險的場所，但電壓較小、電流較小的電路。如：控制、通訊、信號等電路。2023/11/1028降低電火花能量措施在合理選擇電氣元件(繼電器)的根底上，盡量降低供電電壓。在電路中串接限流電阻或利用導(dǎo)線本身電阻來限制電路的電流。電感元件兩端并聯(lián)二極管，消耗斷開電路時電感元件釋放出來的磁場能量。電容元件兩端并聯(lián)二極管或電阻，消耗斷開電路時電容元件釋放出來的電場能量。2023/11/1029本質(zhì)平安型電氣設(shè)備特點優(yōu)點：與隔爆電氣設(shè)備相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、制造、維修方便、費用低、平安可靠等特點，是一種比較理想的防爆設(shè)備，在技術(shù)性能滿足要求的情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮選用。缺點：只能用于低電壓、小電流回路。2023/11/1030隔爆兼本質(zhì)平安型設(shè)備

標(biāo)志EXdiI——將主回路放在隔爆外殼內(nèi)，輔助回路采用本質(zhì)平安電路。優(yōu)點：可用于有爆炸危險的場所，即可減小設(shè)備的體積、保證平安，又不受電壓、電流的限制。缺點：需設(shè)本安電路與非本安電路的隔離電路。防止出現(xiàn)故障時導(dǎo)致非本質(zhì)平安電路影響本質(zhì)平安電路的平安。2023/11/1031隔爆兼本質(zhì)平安型設(shè)備

－隔離電路可采用光電耦合、變壓器隔離；也采用由快速熔斷器和晶體穩(wěn)壓二極管組成的平安柵，或由晶體管組成的限能器來加以隔離。圖2-4穩(wěn)壓二極管式安全刪電路圖2-3隔爆兼本安型信號裝置電路原理圖圖2-2三極管型光電耦合器原理圖2023/11/1032增安型電氣設(shè)備〔標(biāo)志為“e〞〕EXeI正壓型電氣設(shè)備〔標(biāo)志為“p〞〕EXpI充油型電氣設(shè)備〔標(biāo)志為“o〞〕EXoI充砂型電氣設(shè)備〔標(biāo)志為“q〞〕EXoI無火型電氣設(shè)備〔標(biāo)志為“n〞〕EXnI澆封型電氣設(shè)備〔標(biāo)志為“m〞〕EXmI氣密型電氣設(shè)備〔標(biāo)志為“h〞〕EXhI特殊型電氣設(shè)備〔標(biāo)志為“s〞〕EXsI其他防爆電器標(biāo)志EXI.2023/11/1033礦用一般型用于無爆炸危險的井下礦用電氣設(shè)備工作在井下的電器礦用防爆型用于有爆炸危險的井下隔爆設(shè)備有耐爆性、隔爆性體大、笨重可用于主回路隔爆兼本質(zhì)平安型主回路為隔爆外殼輔助回路用本安電路用于主回路和輔助回路本質(zhì)平安型用本質(zhì)平安電路體小、輕便只用于低壓小電流回路本節(jié)小結(jié)2023/11/1034思考題2-3礦用一般型和礦用隔爆型電氣設(shè)備分別適用于何種場合？隔爆型電氣設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)特點是什么?什么是它的隔爆性及耐爆性?對此有哪些具體要求和規(guī)定?2-4什么是本質(zhì)平安型電氣設(shè)備和本質(zhì)平安電路?如何實現(xiàn)本質(zhì)平安電路?試說明本質(zhì)平安型電氣設(shè)備的根本特點及其適用范圍。2023/11/1035第二章井下供電平安技術(shù)第三節(jié)觸電及其預(yù)防2023/11/1036第三節(jié)觸電及其預(yù)防一、觸電的危險因素二、觸電的預(yù)防三、觸電的急救2023/11/1037觸電事故是指人體觸及帶電體，或人體接近高壓帶電體時有電流流過人體而造成的事故。按電流對人體傷害的程度，觸電大致分為電擊和電傷。電擊。指電流通過人體內(nèi)部器官，使心臟、呼吸和神經(jīng)系統(tǒng)受到損壞。電擊多數(shù)可致人于死地，所以是最危險的。電傷。指電流通過人身某一局部或電弧燒傷人體造成體表器官的破壞。當(dāng)燒傷面積不大或程度不深時，不致有生命危險。一、觸電的危險因素2023/11/1038一、觸電的危險因素觸電對人體的危害程度是由多種因素決定的，但流經(jīng)人體電流的大小、頻率、作用時間及其途徑是主要因素，電流的大小起決定作用。與電流大小相關(guān)的有人體觸電電壓、人體電阻。2023/11/1039決定因素——觸電電流的大小我國規(guī)定觸電的平安極限交流值為30mA2023/11/1040人身電阻包括體內(nèi)電阻和皮膚電阻。體內(nèi)電阻較小，根本不受外界因素影響，故人身電阻主要是皮膚(角質(zhì)層)電阻，其數(shù)值隨人的皮膚狀況、觸電時間及觸電電壓的不同變動很大。假設(shè)皮膚枯燥無損時，人身電阻可達10kΩ～100kΩ，反之，人身電阻可降至0.8kΩ～1kΩ。相關(guān)因素——人體電阻井下人身電阻以1kΩ作為計算值2023/11/1041根據(jù)歐姆定律和人體電阻、觸電電流平安極限值，可知平安觸電電壓極限值約為30～50V，但因人體電阻與工作條件有關(guān)，我國規(guī)定平安觸電電壓：在條件較好的場所為65V，條件較差的場所為36V，特別危險的場所為12V。相關(guān)因素——觸電電壓井下平安觸電電壓為36v2023/11/1042隨著觸電時間的增加，人體發(fā)熱出汗增加，人身電阻會逐漸減小，使觸電電流逐漸增大。即使觸電電流是平安電流，假設(shè)持續(xù)時間過久也會造成死亡事故；反之，即使觸電電流大于平安電流，假設(shè)能迅速脫離電源也不致有生命危險。主要因素——觸電時間井下平安電流與時間的乘積為30mAs2023/11/1043電流通過人體內(nèi)部器官，使心臟、呼吸和神經(jīng)系統(tǒng)受到損壞。電擊多數(shù)可致人于死地，所以是最危險的。電流通過人身某一局部或電弧燒傷人體造成體表器官的破壞。當(dāng)燒傷面積不大或程度不深時，不致有生命危險。主要因素——電流路徑電流通過人體內(nèi)部器官是最危險2023/11/1044同樣電流值下交流的危險大于直流。工頻交流的危險大于高頻交流。主要因素——電流頻率工頻交流是最危險的2023/11/10451.防止觸電—防止人觸及帶電體。2.減少觸電危險－使人體的觸電電流、觸電時間、觸電電壓小于平安值。二、觸電的預(yù)防2023/11/1046〔1〕將裸露導(dǎo)體的帶電設(shè)備安裝在一定高度上。如井下電機車架空線的敷設(shè)高度，在行人巷道不得低于2m，不行人巷道內(nèi)不得低于1.8m，井底車場內(nèi)不得低于2.2m1.防止觸電2023/11/1047〔2〕將易接觸(近)的電氣設(shè)備置于封閉的外殼內(nèi)并設(shè)閉鎖裝置，以防帶電翻開外殼1.防止觸電2023/11/1048〔3〕將操作時需觸及的電氣設(shè)備加強絕緣。如煤電鉆手把上再加一層絕緣套1.防止觸電2023/11/1049〔1〕對經(jīng)常接觸的電氣設(shè)備采用低壓供電。如煤電鉆及井下照明、信號設(shè)備工作電壓不得超過127V，開關(guān)的控制電路電壓不得超過36V。2.減少觸電的危險

2023/11/1050〔2〕將電氣設(shè)備的金屬外殼接地以減小其內(nèi)部絕緣損壞使外殼帶電而對人造成危害。2.減少觸電的危險

2023/11/1051〔3〕向井下供電的變壓器中性點嚴(yán)禁直接接地。2.減少觸電的危險

2023/11/1052人假設(shè)觸及一相帶電體，人身的觸電電壓為相電壓，對于380V電網(wǎng)，相電壓Up為220V，人體電阻Rh為1kΩ，那么人身觸電電流Ih為：Ih=如果660v電網(wǎng)呢？如果變壓器中性點直接接地：2023/11/1053〔4〕在井下中性點不接地電網(wǎng)中加設(shè)漏電保護裝置2.減少觸電的危險

2023/11/1054觸電急救要求把握兩點，既動作迅速和救護得法。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有人觸電時，不要驚慌失措，首先應(yīng)盡快使觸電者脫離電源。然后再根據(jù)觸電者的具體情況盡快進行搶救。點擊觀看錄像三、觸電的急救2023/11/1055〔1〕脫離低壓觸電者的電源附近有電源開關(guān)或插銷，可立即斷開，以切斷電源附近無電源開關(guān)和插銷，可用帶絕緣柄的鉗子或有枯燥木柄工具或其它帶有絕緣的器具把電線砍斷。如果是電線落在身上或壓在身下，可用枯燥的木棒或木板等絕緣物把電線挑開，或用枯燥的衣服、手套等拉開觸電者，使其脫離電源。如果觸電者的衣服是枯燥的，也可以用一只手直接去拉觸電者的衣服，使其脫離電源。但搶救者不得觸及帶電者的皮膚等易導(dǎo)電部位，防止觸電。1.快速脫離電源2023/11/1056〔2〕脫離高壓觸電者的電源如果觸及高壓電源，應(yīng)立即通知有關(guān)部門停電，或戴上絕緣手套，穿上絕緣靴，用相應(yīng)耐壓等級的絕緣棒或絕緣鉗進行上述脫電工作。1.快速脫離電源2023/11/1057〔1〕脫電后立即將觸電者抬到空氣新鮮處躺好，最迅速地檢查一下觸電者是否失去知覺瞳孔有無光反射，摸摸脈搏，聽聽心臟是否跳動，用棉絮放在鼻孔處觀察有無呼吸，按一下指甲有無血液循環(huán)?！?〕根據(jù)傷害程度采用不同的救護方法。觸電者還未失去知覺，可平臥繼續(xù)觀察；如已失去知覺，但還有呼吸，那么應(yīng)解開他的衣帶、以利呼吸；如已停止呼吸，或呼吸不規(guī)那么，但有心跳，要迅速進行人工呼吸；如已停止呼吸和心跳，或心跳不規(guī)那么，還須在人工呼吸的同時進行體外心臟擠壓。2.正確實施救護2023/11/1058〔1〕人工呼吸法人工呼吸法是一種用人工的方法，恢復(fù)觸電者的呼吸。(a)頭部后仰(b)捏鼻張口(c)貼近吹氣(d)放松換氣圖2-6口對口人工呼吸2.正確實施救護2023/11/1059(2)體外心臟擠壓法它是用人工的方法在胸外擠壓心臟，恢復(fù)心臟跳動。(a)正確定位(c)向下擠壓(d)迅速放松

2.正確實施救護2023/11/10601.觸電的平安值：30mA30mAS36v2.觸電的預(yù)防：防止觸電：帶電體高架、封欄并閉鎖、絕緣減少觸電危險：降壓、外殼接地、中性點不接地、漏電保護3.觸電的急救：兩快：“快速斷電〞“快速施救〞兩救：“正確施救〞“堅持施救〞本節(jié)小結(jié)2023/11/1061思考題2-6井下人體電阻、極限平安電流，平安接觸電壓各取何值?2-7預(yù)防觸電有哪些措施?觸電急救的方法有哪些？各在何種情況下采用？2023/11/1062第二章井下供電平安技術(shù)第四節(jié)井下電氣設(shè)備的保護接地2023/11/1063第四節(jié)井下電氣設(shè)備的保護接地一、保護接地的原理二、井下保護接地系統(tǒng)三、接地網(wǎng)接地電阻的檢查與測定四、低壓選擇性漏電保護系統(tǒng)2023/11/1064電氣設(shè)備的金屬外殼及構(gòu)架在正常情況下是不帶電的。但如果電氣設(shè)備絕緣損壞，其金屬外殼和構(gòu)架就要帶電。此時人假設(shè)觸及它們，就會發(fā)生觸電事故。為了預(yù)防這一事故，重要措施之一就是對電氣設(shè)備實行保護接地。一、保護接地的原理2023/11/1065一、保護接地的原理1.保護接地就是把電氣設(shè)備的金屬外殼和構(gòu)架，用導(dǎo)線與埋在地中的接地極連接，如圖2-8b所示。2023/11/10662.保護原理接地裝置與人體構(gòu)成并聯(lián)電路，并聯(lián)電壓相等保護接地裝置接地電阻RE越小，通過人體的電流將越少，因而越平安。保護接地的關(guān)鍵是將保護接地裝置的接地電阻值降低到規(guī)定的范圍內(nèi)就可以使流過人體的電流不超過平安極限電流到達減小觸電危險目的?煤礦平安規(guī)程?規(guī)定：接地網(wǎng)上任一保護接地點的接地電阻≤2Ω。2023/11/1067接地電阻的降低

接地電阻接地線電阻：接地體電阻：接觸電阻：土壤電阻：截面足夠大焊接或鍍鋅螺栓連接水溝或濕地2023/11/1068保護接地系統(tǒng)—將各接地極經(jīng)接地芯線并聯(lián)而成

優(yōu)點：降低接地電阻，提高平安性；互為后備，提高可靠性2023/11/1069

二、井下保護接地系統(tǒng)主接地極3

≥0.75m2鋼板局部接地極4

≥0.6m2鋼板主接地母線1

≥50mm2裸銅線或≥100mm2的鍍鋅扁鋼電纜接地芯線7電阻≤1歐姆輔助接地母線2連接導(dǎo)線12接地導(dǎo)線13≥25mm2裸銅線或≥50mm2的鍍鋅扁鋼系統(tǒng)組成2023/11/1070

局部接地極的設(shè)置?煤礦平安規(guī)程?規(guī)定，在以下地點應(yīng)裝設(shè)局部接地極采區(qū)變電所9〔移動變電站〕電氣設(shè)備硐室和單獨裝設(shè)高壓電氣設(shè)備低壓配電點10或三臺以上電氣設(shè)備地點采煤機14工作面的運輸巷、回風(fēng)巷集中運輸巷〔大巷〕10以及由變電單獨供電的掘進工作面連接高壓動力鎧裝電纜的連接裝置112023/11/1071三、接地網(wǎng)接地電阻的檢查與測定

接地網(wǎng)各組成局部的檢查與維修〔1〕接地母線和接地導(dǎo)線的導(dǎo)體是否完整、平直與連續(xù)，鐵質(zhì)導(dǎo)體有無嚴(yán)重銹蝕、斷裂或開焊現(xiàn)象，銅導(dǎo)線有無斷絲或斷線。如發(fā)現(xiàn)有損壞到達超過規(guī)程允許截面的情況，應(yīng)及時進行處理或更換，并作好記錄。設(shè)置在有腐蝕性環(huán)境中的接地母線與接地導(dǎo)線，還應(yīng)定期涂防腐涂料。〔2〕接地母線和接地導(dǎo)線與金屬外殼、接地極間的連接是否完整可靠，如果用螺栓連接時，是否裝有彈簧墊圈、壓接是否鞏固可靠；如果采用焊接，其焊縫是否符合規(guī)定。假設(shè)發(fā)現(xiàn)有連接不符合規(guī)定者，應(yīng)立即進行處理，并做好記錄。2023/11/1072三、接地網(wǎng)接地電阻的檢查與測定

接地網(wǎng)各組成局部的檢查〔3〕穿墻壁或根底的接地母線防護套管是否完好；與電纜，管道等交叉時，其遮蓋物是否完好?！?〕每年至少要將主接地極和局部接地極，從水倉或水溝提出來，詳細檢查一次。兩個主接地極，應(yīng)該輪流分別檢查，不能同時提出來檢查，以免影響平安。如果礦井水含酸性較大，應(yīng)適當(dāng)增加檢查次數(shù)，如發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重銹蝕或接觸不良等情況，應(yīng)立即處理?！?〕對于設(shè)置在水溝以外的管狀局部接地極，應(yīng)經(jīng)常灌注鹽水，以保持良好的導(dǎo)電狀態(tài)。2023/11/1073三、接地網(wǎng)接地電阻的檢查與測定

2.接地電阻值的測定井下總接地網(wǎng)的接地電阻值測定工作，應(yīng)有專人負責(zé)，每季至少進行一次，并把測量結(jié)果記入登記簿，以便查閱。新安裝的接地裝置，在投入運行前，應(yīng)對其接地電阻值進行測量。在有甲烷及煤塵爆炸危險的礦井內(nèi)，進行接地電阻測量時，應(yīng)用平安火花型儀表，如ZC—5型平安火花接地電阻測量儀。如果用普通型的測量儀表進行測定時，只準(zhǔn)在沼氣濃度為1％以下的地點進行，并采取一定的平安措施，報有關(guān)部門審批2023/11/1074保護接地實現(xiàn)保護的關(guān)鍵：將接地電阻降到規(guī)定值下，才能使人的觸電電流小于平安值。井下保護接地組成系統(tǒng)的優(yōu)點：降低系統(tǒng)接地電阻，提高保護的平安性；互為備用，提高保護的可靠性井下保護接地系統(tǒng)組成：是由“兩極〞〔主接地極、局部接地極〕“五線〞〔主接地母線、輔接地母線、連接導(dǎo)線、接地導(dǎo)線、電纜的接地芯線〕組成井下接地系統(tǒng)的接地電阻規(guī)定值：≤2歐本節(jié)小結(jié)2023/11/1075思考題2-9說明保護接地的工作原理和保護接地實現(xiàn)保護的關(guān)鍵。2-10井下保護接地網(wǎng)是怎樣組成的?為什么要組成井下保護接地網(wǎng)?2023/11/1076第二章井下供電平安技術(shù)第五節(jié)井下漏電保護裝置2023/11/1077第五節(jié)井下漏電保護裝置一、附加直流電源漏電保護二、零序電流式漏電保護三、零序功率方向式漏電保護2023/11/1078漏電——當(dāng)電網(wǎng)絕緣小于漏電電阻值時，人觸及后會產(chǎn)生觸電危險，此時稱為漏電。漏電危害——煤礦井下由于潮氣入侵或機械損傷，引起絕緣電阻下降，導(dǎo)致漏電事故發(fā)生。漏電不僅會使電氣設(shè)備進一步損壞，形成短路事故，而且還可導(dǎo)致人身觸電和漏電火花引爆瓦斯、煤塵的危險，漏電流還會提前引爆電雷管。漏電保護作用——實現(xiàn)監(jiān)視絕緣、漏電保護、漏電閉鎖、漏電試驗以及補償流過人身的電容電流。2023/11/1079井下漏電保護裝置的類型按電壓等級分：礦用隔爆高壓漏電監(jiān)視保護裝置，低壓1140V、660V、380V動力電網(wǎng)礦用隔爆檢漏繼電器；127V煤電鉆〔照明〕綜合保護裝置。按工作原理分：有附加直流電源的漏電保護裝置，有零序電流的漏電保護裝置。按其保護功能分：無選擇性的漏電保護裝置、有選擇性的漏電保護裝置及漏電閉鎖的漏電保護裝置。2023/11/10801.保護原理

1〕監(jiān)測電網(wǎng)絕緣電阻接通附加直流電源組成的檢漏回路，產(chǎn)生附加直流I大小為：

當(dāng)結(jié)構(gòu)一定時，電源電動勢V、回路電阻ΣR一定，回路電流I與三相絕緣電阻RΣ成相反變化，用電流表測得I,再換算為相應(yīng)的RΣ刻度，從而讀出絕緣電阻RΣ大小而成為kΩ表。表中漏電電阻R漏電區(qū)域為紅色，對于380v電網(wǎng)為3.5kΩ，660v電網(wǎng)為11kΩ，1140v電網(wǎng)為20kΩ。圖2-10原理圖I一、附加直流電源漏電保護2023/11/10812〕漏電保護發(fā)生漏電時，絕緣電阻RΣ＜R漏電由上式知I？：附加直流I＞I動作(繼電器K)KD動作，其觸點KD閉合，接通饋電開關(guān)的脫扣線圈YA,使得饋電開關(guān)斷路器QF脫扣跳閘，切斷漏電回路電源，實現(xiàn)保護〔點擊觀看〕。1.保護原理圖2-10原理圖I2023/11/1082請問：人觸及一相電網(wǎng)時，漏電保護是否動作？2023/11/1083請問：一相電網(wǎng)接地時，漏電保護是否動作？2023/11/10843〕漏電閉鎖如果在開關(guān)沒有接通負載前，在三相電網(wǎng)對地絕緣電阻上附加直流電源檢測漏電，如果發(fā)生漏電，通過繼電器接通脫扣線圈那么斷路器無法合閘，這種漏電時禁止合閘作用稱之為漏電閉鎖。1.保護原理圖2-10原理圖I2023/11/10854〕漏電保護試驗按下試驗按紐，接通試驗電阻r〔阻值為R漏電〕，模擬漏電發(fā)生，此時絕緣電阻RΣ＜R漏電附加直流I＞I動作(繼電器K)如果饋電開關(guān)脫扣跳閘，說明漏電保護？如果饋電開關(guān)不跳閘，說明漏電保護？1.保護原理2023/11/10865)補償人體電容電流未發(fā)生漏電時，絕緣電阻RΣ＞R漏電，KD不動作但是電網(wǎng)線路較長時，對地電容較大，使人體的電容電流IC較大人體的觸電電流仍會超過平安值，還有觸電危險，為此必須補償人體電容電流IC1.保護原理2023/11/10875)補償人體電容電流在三相電抗器1L與KD之間串入零序電抗器2L，產(chǎn)生電感電流IL流經(jīng)人體，人體電流Ih中IL與IC相量相反，相補償，使得Ih＜30mA，保證了人身平安。1.保護原理ICILIhIL2023/11/10882.保護特點優(yōu)點：不管是對稱性漏電還是不對稱性漏電，只要絕緣電阻下降到一定程度，保護就可以動作。且準(zhǔn)確可靠，平安性高。還可以補償人身觸電或單相接地電流的容性分量局部。缺點：無選擇性，由于電網(wǎng)各支路絕緣電阻為并聯(lián)關(guān)系，無論哪個支路絕緣電阻下降，都會使漏電動作，結(jié)論：所以該保護裝在總開關(guān)上，故障停電范圍大，且不能直接判定故障支路。2023/11/10891.零序電流取樣裝置零序電流信號由零序電流互感器TAN取得的。零序電流互感器有一個環(huán)狀鐵芯套在被保護的電纜上，利用電纜作為一次線圈，二次線圈繞在環(huán)狀鐵芯上。二次線圈中的電流I2正比于一次線圈中的三相電流相量之和。當(dāng)未發(fā)生漏電時，一次側(cè)三相電流對稱相量和為零，二次側(cè)無電流輸出當(dāng)發(fā)生漏電時，一次側(cè)三相電流不對稱，其相量和不為零，二次側(cè)有零序電流輸出。

圖2-11零序電流互感器結(jié)構(gòu)示意圖電纜一次電流鐵芯二次電流二、零序電流式漏電保護2023/11/10902.保護原理對于多支路電網(wǎng)一相漏電時，各分支線路中都有零序電流通過。在故障支路中，總零序電流的代數(shù)和是非故障支路零序電流之和；而非故障支路中，那么只流過本支路的零序電流。零序電流式漏電保護裝置就是根據(jù)故障線路零序電流大小與非故障線路不同來實現(xiàn)選擇性的。圖2-12多分支電路中零序電流分布非故障支路故障支路二、零序電流式漏電保護2023/11/1091注意：在發(fā)生單相接地時，接地電流可能沿著鎧裝電纜的鋼鎧外皮〔接地線〕流動，這局部電流不僅降低故障線路漏電保護的靈敏度，有時還會造成漏電保護裝置的誤動作。故此應(yīng)將電纜終端接線盒的接地線穿過零序電流互感器的鐵芯，如下圖。使鎧裝電纜外皮流過的零序電流，再經(jīng)接線盒的接地線回流穿過零序電流互感器，從而使穿過互感器的外皮流過的零序電流和為零，防止引起漏電保護的誤動作。圖2-11零序電流互感器結(jié)構(gòu)示意圖電纜外皮終端接線盒接地線外皮電流二、零序電流式漏電保護2023/11/1092二、零序電流式漏電保護3.保護特點優(yōu)點：具有橫向選擇性。缺點：①三相絕緣電阻同時降低發(fā)生漏電，電網(wǎng)中無零序電流，失去保護功能。②不能補償人身觸電電容電流。③如果同一母線只有2支路，那么兩支路零序電流大小相等，無法區(qū)分，從而失去選擇性。圖2-12多分支電路中零序電流分布非故障支路故障支路2023/11/1093三、零序功率方向式漏電保護1.零序電壓取樣裝置零序電壓信號由零序電壓互感器TVN取得的。零序電壓互感器一次側(cè)三相繞組與電網(wǎng)星形連接，二次繞組為開口三角形連接，根據(jù)變壓器原理可知，二次側(cè)開口端電壓∑U正比于三相電壓相量和，未發(fā)生不對稱漏電時，其相量和為0，即無電壓輸出；一旦發(fā)生不對稱漏電或單相接地，那么有電壓輸出，此電壓即為零序電壓。2023/11/10942.保護原理當(dāng)電網(wǎng)中某支路發(fā)生不對稱漏電時，由零序電流互感器、零序電壓互感器提供的信號，經(jīng)放大整形、相位比較電路來判斷該支路零序電流相位滯后于零序電壓，輸出信號使繼電保護動作，切斷該支路電源，反之非故障支路相位關(guān)系不符合動作條件、保護不動作，從而實現(xiàn)有選擇性漏電保護。圖2-12多分支電路中零序電流分布非故障支路故障支路三、零序功率方向式漏電保護2023/11/1095二、零序功率方向式漏電保護3.保護特點優(yōu)點：具有橫向選擇性,且兩支路時也可選擇性保護。缺點：①三相絕緣電阻同時降低發(fā)生漏電，電網(wǎng)中無零序電流，失去保護功能。②不能補償人身觸電電容電流。③需增加零序電壓互感器和相位比較電路。圖2-12多分支電路中零序電流分布非故障支路故障支路2023/11/1096四、低壓選擇性漏電保護系統(tǒng)分開關(guān)裝設(shè)有瞬時動作的有選擇性零序功率方向漏電保護，總開關(guān)裝設(shè)有延時動作的附加直流電源式漏電保護。當(dāng)分開關(guān)以下發(fā)生漏電故障時，有選擇性地切除故障支路；假設(shè)漏電故障是對稱的，或分開關(guān)失靈拒動時，總開關(guān)經(jīng)短暫延時動作，實現(xiàn)后備保護，確?？煽啃浴?023/11/1097本節(jié)小結(jié)一、附加直流電源漏電保護作用：1〕監(jiān)測絕緣電阻；2〕漏電保護；3〕漏電閉鎖；4〕漏電試驗；5〕補償人體電容電流特點：結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，但①設(shè)在總自動饋電開關(guān)。②無選擇性，停電范圍大。③查找漏電回路困難。適用：作漏電的后備保護。二、零序電流式與零序功率方向式漏電保護作用：當(dāng)開關(guān)所控線路發(fā)生漏電時，該開關(guān)動作。特點：①設(shè)在分路開關(guān)；②有選擇性，停電范圍小③易查找漏電回路。適用：作漏電主保護三、低壓漏電保護系統(tǒng)總開關(guān)：設(shè)附加直流電源式漏電保護，分開關(guān)：設(shè)零序電流保護或零序功率方向保護2023/11/1098思考題2-11井下電網(wǎng)的漏電有什么危害?2-12漏電保護的類型及其作用是什么?低壓電網(wǎng)漏電保護系統(tǒng)是如何組成的？2023/11/1099第二章井下供電平安技術(shù)第六節(jié)井下過流保護裝置2023/11/10100第六節(jié)井下過流保護裝置一、熔斷器二、過流繼電器三、熱繼電器2023/11/10101第六節(jié)井下過流保護裝置

－與保護接地、漏電保護并稱井下三大保護過流--電氣設(shè)備的實際電流＞額定值過流原因過流保護短路保護過負荷保護斷相保護動作電流值設(shè)定較大，對電動機應(yīng)＞啟動電流；

瞬時動作動作電流值設(shè)定小，＞額定電流延時動作，為反時限特性〔動作時間與動作電流成反比〕短路過負荷斷相運行電流＞＞額定電流,溫升迅速

電流＞額定電流,溫升較慢

2023/11/10102常用過流保護裝置過流保護裝置短路保護過負荷保護斷相保護熔斷器、電流繼電器、電子繼電器電流繼電器與時間繼電器熱繼電器電子繼電器2023/11/10103一、熔斷器

—簡單的一次性過流保護裝置1.結(jié)構(gòu)與原理熔體:熔管低熔點金屬－串入電路，

過流時熔斷連接熔體－接線柱等固定熔體－接線柱、插座等熄滅電?。a(chǎn)氣管、填石英砂RLl型螺旋式熔斷器1－瓷帽；2－熔斷指示紅點；3－熔管；4－瓷套；5－上接線端；6－下接線端；7－底座RT0型熔斷器結(jié)構(gòu)

a－結(jié)構(gòu)；b－熔體；1－滑石陶瓷外殼；2－金屬蓋板；3－螺栓；4－熔斷指示器；5－指示熔體；6－工作熔體；7－刀形觸頭；8－石英砂；9－紫銅柵片；10－錫橋；11－小孔RM10型熔斷器結(jié)構(gòu)

1－熔管；2－蓋板；3－黃銅帽蓋；4－刀形觸頭；5－熔體2023/11/10104一、熔斷器

型號類別號組別號RM－封閉式T－填料式L－螺旋式C－瓷插式設(shè)計序號－數(shù)字電路符號圖符文符FU2023/11/10105一、熔斷器

2.技術(shù)數(shù)據(jù)

熔斷器的額定電流IN－熔斷器殼體的載流局部，允許長時通過的最大電流。使用時電路IN＞工作電流熔體的額定電流IN′－長時通過熔體而不使熔體熔斷的最大電流。使用時，IN′≥IN。如在額定電流為200A的熔斷器中，可分別裝額定電流為100、125、160和200A幾種規(guī)格的熔體，須根據(jù)實際需要選配。熔斷器的極限斷路電流Isb－熔斷器所能切斷的最大電流。使用時，所切斷的最大短路電流≤Isb熔斷器的額定電壓UN－熔斷器長時所能承受的正常工作電壓。使用時所接電網(wǎng)的電壓≤UN2023/11/10106保護特性—熔斷時間與熔體電流的關(guān)系〔安秒特性〕

熔斷器具有反時限特性可作？過載保護。但是不宜作電動機的過載保護，因為電動機啟動時電流為4~6倍額定電流，使過載保護誤動作。短路時熔體電流很大，熔斷時間很短，故熔斷器可作？電動機的短路保護。圖2-10熔斷器的保護特性曲線2023/11/10107一、熔斷器

3.使用本卷須知熔斷器中的熔件必須選用特制的熔絲或熔片，不能用銅絲、鋁絲、鉛絲和鐵絲等難熔金屬代替；切除三次大的短路電流后，RM型熔斷器的纖維管被燒薄，機械強度和滅弧能力顯著降低，因而應(yīng)更換否那么會發(fā)生外殼爆炸或向外飛弧，引起嚴(yán)重事故；當(dāng)熔斷器中需并聯(lián)兩個熔片時，必須選用刻有“兩片〞字樣的熔件，并分裝在接觸閘刀的兩面，不能將兩片重迭裝在一起，更不能在熔管外附加熔絲；井下禁用不合格的熔斷器，也不準(zhǔn)拆去熔管不用。2023/11/10108二、過電流繼電器

－可重復(fù)使用的過流保護裝置

類型電磁式〔靠電磁力動作〕電子式〔靠電子電路動作〕可以組成不同電路，實現(xiàn)三相短路、兩相短路、過載、斷相漏電、欠壓、過壓等多種保護電流繼電器－作過流保護電壓繼電器－作欠壓保護時間繼電器－與電流繼電器配合作過載保護熱動式－作電動機的過載保護分立元件集成電路2023/11/101091.電磁式繼電器－結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)與原理電磁鐵觸點鐵芯常開－動作后接通脫扣線圈

和信號回路電磁繼電器結(jié)構(gòu)圖

1-電磁線圈；2-鐵芯；3-銜鐵；4-反力彈簧；5-轉(zhuǎn)軸；6-動觸頭；7-靜觸頭動鐵－帶動觸點定鐵－導(dǎo)通磁路常閉－動作后斷開接觸器線圈回路反力彈簧－設(shè)定過流保護動作值只有電流大于動作值時產(chǎn)生的磁力＞彈力，使動鐵吸合,帶動觸點。線圈－接入被保護電路通電產(chǎn)生磁力2023/11/101101.電磁式繼電器－電路符號2023/11/101111.電磁繼電器－技術(shù)數(shù)據(jù)繼電器的額定電流IN－繼電器的載流局部，允許長時通過的最大電流。使用時電路工作電流＜IN繼電器的動作電流Iop－使繼電器銜鐵動作的最小電流。須根據(jù)保護整定值確定。繼電器的返回電流IRE－使繼電器銜鐵釋放的最大電流。繼電器的返回系數(shù)KRE－繼電器返回電流與動作電流的比值。返回系數(shù)小于12023/11/101122.電子式繼電器－原理

原理框圖短路保護框圖過載保護框圖2023/11/101132.電子式繼電器－舉例

JDB電動機綜合保護外電路外形與電路連接2023/11/101142.電子式繼電器－舉例

JDB電動機綜合保護外電路功能——過載保護、短路保護、漏電閉鎖試驗整定保護——過載試驗、短路試驗、漏電閉鎖試驗——過載動作值＝刻度值＋倍率檔×1,×2,×4,×82023/11/101153.熱動式繼電器－結(jié)構(gòu)與原理結(jié)構(gòu)與原理動作值設(shè)定觸點雙金屬片1－受熱彎曲推4、2加熱元件13－串入主回路通電后發(fā)熱常閉7、8－動作后斷開接觸器線圈回路調(diào)節(jié)凸輪9－轉(zhuǎn)動9后推動11差動桿4差動導(dǎo)板2信號轉(zhuǎn)換向左推動5、6