第三讲矿井供电系统保护

第三讲矿井供电系统三大保护及触电预防张红光机电科主任工程师矿山机电工程师、注册安全工程师第一节井下安全供电“三大保护”“三大保护”指的是漏电保护、保护接地、过电流保护。一、漏电保护（一）漏电在变压器中性点不接地电网中，发生单相接地（包括直接接地和经过渡阻抗接地）或两相、三相对地绝缘阻抗下降至危险值的电气故障就叫做漏电故障。人体触及一相带电体的情况，是单相经过渡电阻接地，也属于漏电。（二）漏电的原因1．运行中的电缆或电气设备受潮或进水，使绝缘电阻下降。2．电气设备或电缆长期过负荷运行使绝缘老化。3．电缆与电气设备的连接不符合要求，造成接头松动脱落碰触金属外壳。4．橡套电缆的连接不符合要求，出现“鸡爪子”、“羊尾巴”明接头，并受潮气侵入。5．橡套电缆在运行中被炮崩或受挤、压、拉、砸、砍等机械作用而使护套绝缘破损。6．电缆因长期过度弯曲而产生裂口或缝隙，运行中受潮气或淋水侵入。7．带电作业，人体接触一相带电导体。8．在电气设备内随意增添电气元件，或检修时将工具等导体留在设备内，使电气间隙小于规定值，导致一相对外壳放电。（三）漏电的危害：1、人身触电。2、引起瓦斯、煤尘爆炸。3、使电雷管超前引爆。4、长期漏电可能发展成短路，造成电气火灾，烧毁电气设备。（四）漏电保护：漏电保护按保护方式可分为三种：1、漏电跳闸。2、漏电闭锁。3、选择性漏电保护。目前，使用的漏电保护装置种类很多，但总体上可分为两大类：一类是安装在各种开关中的具有漏电跳闸、漏电闭锁和选择性漏电保护功能的电子插件、微电脑综合控制保护器和漏电继电器。另一类是具有独立隔爆外壳必须与馈电开关配合使用的检漏继电器。1、漏电跳闸：是由检漏继电器配合线路的总开关来实现的。欧姆表动作值：380V:3.5KΩ660V:11KΩ1140V:20KΩJY82型检漏继电器：铭牌其特点：a、动作迅速、可靠。b、动作值简单固定，能直接反映电网的绝缘水平。c、具有电容电流补偿作用。d、动作没有选择性。2、漏电闭锁：一般装在用于控制、启动电动机的真空启动器中。如QCZ83系列磁力启动器、JDB系列电动机综合保护器。（1）什么是漏电闭锁是指在开关合闸之前，首先对所控制的设备及电缆进行绝缘监测，如果有漏电，开关不能合闸送电，起闭锁作用。（2）特点：a、可防止向故障支路送电。b、可缩短寻找故障时间。漏电跳闸与漏电闭锁保护的区别：漏电跳闸保护是在电网运行中起保护作用，而漏电闭锁保护是在电网运行前起绝缘检测作用的。因此，还没有完全解决动作的选择性问题。3、选择性漏电保护是指当某一条支路发生漏电时，只使该支路的开关跳闸停电，而未发生漏电支路仍然可以正常工作。其特点：a、某采面漏电,不会影响其他采面的正常工作。b、快速寻找故障。（五）有关规定1、井下低压馈电线上，必须装设检漏保护装置或选择性漏电保护装置。2、严禁甩掉检漏保护装置。3、值班电工每天必须对检漏保护装置的运行情况进行一次检查和动作跳闸试验。4、维修工每月必须对检漏保护装置进行一次详细检查。二、保护接地用导线将电气设备的金属外壳与埋在地下的接地极连接起来，这种设施叫保护接地。ExdII接地装置的分流作用ExdI人体电阻值：1000Ω接地电阻值：≤2ΩI大大I少少I大=U/R小（一）作用：1、避免人身触电。2、使瓦斯、煤尘爆炸的机率大大减少。《煤矿安全规程》规定：井下36V以上的和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳等，都必须有保护接地。《煤矿安全规程》规定：接地网上任一点测得的接地电阻值都不得超过2Ω。每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值，不得超过1欧姆。（二）保护接地网的组成和作用：为提高保护接地的安全性和可靠性，通常采用专门的接地线或铠装电缆的金属护套、橡套电缆的接地芯线，把分布在井下各处的电气设备的金属外壳进行电气上的连接，这样就把各处埋设的接地极并联起来，形成一个井下保护接地网（即保护接地系统）。1、保护接地网的组成：（1）在井下中央变电所、高压水泵房设置接地母线；在其它的供、配电场所设置辅助接地母线。（2）用单独的连接导线将36Ｖ以上的电气设备与接地母线或辅助接地母线相连。KBZKBZKBZQCZQCZKBZQCZQCZ工作面配电点硐室局部接地极：面积不小于0.6平方米、厚度不小于3毫米水仓主接地极：面积不小于0.75平方米、厚度不小于5毫米6KVKBZ（3）下列地点应装设局部接地极采区变电所；装有电气设备的硐室和单独供电的高压电气设备；工作面配电点及装有三台以上电气设备的地点；无低压配电点采煤工作面的运输巷、回风巷、专用回风巷以及由变电所单独供电的掘进工作面；连接高压动力电缆的金属连接装置。（4）在主、付水仓各设置一个主接地极。（5）用接地导线将主接地极与接地母线相连，用接地导线将局部接地极与辅助接地母线相连。2、保护接地网的作用可大大降低接地电阻值，提高保护接地的安全性和可靠性。（三）井下保护接地装置的检查1、凡有值班人员的机电硐室和有专职司机的电气设备，交接班时必须由值班人员和专职司机对保护接地进行一次表面检查，而其他设备的保护接地，则由维修人员每周至少进行一次表面检查。（表面检查时，应着重观察整个接地网的连接情况，务使其连续不断。对于接触不良或严重锈蚀等，应立即处理，否则将使接地电阻值增大。）2、每年至少要将主接地极和局部接地极从水仓或水沟提出来，详细检查一次。（主接地极应是一个检查，一个工作，不能同时都提出，以免影响安全。如矿井水含酸性较大时，应适当增加检查次数。为了降低接地电阻值，对于局部接地极（除设置在水沟中外），特别是管状局部接地极，应经常灌注盐水，以保护良好的导电状态。）3、电气设备在每次安装、检修或迁移后，应详细检查其接地装置的完善情况。对于那些震动性较大及经常移动的电气设备，应特别注意，必须随时加强检查，务使其接地良好。（如果发现接地装置有损坏时，应立即处理。凡电气设备的保护接地装置未修复以前，禁止向其送电。）三、过电流保护凡是流过电气设备或电缆的工作电流超过了额定电流值，统称过电流。（一）常见的过电流故障：在煤矿井下常见的过电流有：短路过载断相1、短路：（1）原因：a、绝缘损坏。（击穿、机械损伤）b、电气设备的误操作。c、电缆线路存在有“鸡爪子、羊尾巴、明接头”。（2）特点：其特点是短路电流值很大，它比正常的工作电流要大几十倍以上。（3）危害：a、烧毁电气设备。b、引起火灾。c、引起瓦斯、煤尘爆炸。d、引起电网电压急剧下降，影响其他用电设备的正常工作。2、过载（1）原因：a、电压过低。b、频繁启动。c、负载过大。d、机械性堵卡。（2）危害：引起电气设备过热，缩短电气设备的使用寿命。长期过载会扩展成漏电或短路故障。3、断相（1）定义：是指三相电动机有一相断线。这种断相故障又叫电动机单相运行。（2）原因a、熔断器一相熔断。b、电缆与开关或电动机的连接接头松动，在运行或移动时接头脱落。c、电缆过度弯曲、挤压、砍砸。ABC小容量电机可继续运行但会引起过热大容量电机可造成堵转会迅速烧毁（3）危害轻则使电动机过热，重则使电动机烧毁。（二）过电流保护：过电流保护可分为：短路保护、过载保护和断相保护、综合保护。1、自动馈电开关：自动馈电开关采用电磁式过流继电器做短路保护的。必须由专人对其动作电流进行计算、整定、校验。案例：×年×月×日，山西某煤矿变压所的QC83—80开关，由于其接线腔底板的两根电源线绝缘老化损坏引起短路，而前级的馈电开关动作电流整定过大，未能及时动作跳闸起保护作用，因此使电缆、变压器温度过高引起火灾，造成17人死亡，直接经济损失达89.74万元。案例：×年×月×日，安徽省某矿一水平变电所的开关，由于负荷侧接线柱绝缘损坏造成两相接地短路。由于前级馈电开关动作电流整定过大（应为600A，实为1200A），未能及时动作跳闸起保护作用，致使变压器、电缆温度过高引起火灾事故，火灾波及两个采煤工作面、五个掘进头，造成26人死亡，经济损失达48万元。2、熔断器：熔断器是作短路保护的，其保护作用是靠熔体熔断来实现的。因此必须正确的选择熔体，既不能过大也不能过小，更不允许用铜丝、铁丝、铝丝来代替。案例：×年×月×日，河南某矿矿长，让一个不懂业务的工人当电工。在工作中电缆短路导致熔断器熔断将电源切断。该电工用铜丝代替保险丝接上，强行送电致使电缆发热过度引起火灾，造成7人死亡。3、JDB系列电动机综合保护器（JDB—120型）用于交流50Hz、电压至660V、电流从30A—120A的各种工作制的异步电动机中。具有短路、过载、断相、漏电闭锁和短路闭锁保护。四、触电的预防方法：1、防止人身接触或接近带电导体；2、采取保护措施；3、尽量降低使用电压；4、严格遵守各项安全用电作业制度。再见谢谢大家