煤矿电工学2--第二章井下供电安全技术

1、2022-6-312022-6-3 第二章 井下安全供电技术第一节第一节 电火灾及其预防电火灾及其预防第二节第二节 矿用电气设备及其防爆矿用电气设备及其防爆第三节第三节 触电及其预防触电及其预防第四节第四节 井下电气设备的保护接地井下电气设备的保护接地第五节第五节 井下漏电保护装置井下漏电保护装置第六节第六节 井下井下过流过流保护装置保护装置2022-6-33 第一节 电火灾及其预防一、一、井下引起电火灾的主要原因井下引起电火灾的主要原因二、二、电火灾的预防措施电火灾的预防措施三、三、井下电火灾的扑灭井下电火灾的扑灭一、井下引起电火灾的主要原因一、井下引起电火灾的主要原因 电网过流。过流时电气

2、设备的温度很高，特别是短路电弧温度更高，从而点燃绝缘材料或瓦斯、煤尘。 漏电火花。电网漏电点会产生电火花，引燃瓦斯和煤尘。 电路接触不良。导线、元器件接触不良会增大接触电阻，当较大的负荷电流通过时，产生高温引起火灾。电器散热不良。井下照明灯罩上覆盖的煤尘会使灯具散热不良，温度升高，导致煤尘燃烧而形成火灾。架线电机车电弧引燃木支护棚着火。 (1)合理选择电气设备的容量及电缆截面，防止过载。同时校验高低压开关设备及电缆的动稳定性及热稳定性。防止高低压开关断流容量不足而不能灭弧，发生弧光短路，短路电流进而引燃电缆。(2)对输电线路和用电设备必须设过流保护和漏电保护，并按煤矿井下低压电网短路保护装置和

3、漏电保护的整定细则进行整定和校验。若开关因短路、漏电跳闸，不排除故障不许反复强行送电。(3)为了防止已着火的电缆脱离电源或火源后继续燃烧，必须采用合格的矿用阻燃（不延燃）橡套电缆。(4)为防止散热不良，电缆不准盘圈、成堆或压埋送电，电缆悬挂要符合煤矿安全规程要求。二.电火灾的预防措施 (5)为防止接触不良，加强高压电缆接线盒、尤其是铝芯电缆接线盒的检查。铝芯接头处极易氧化，产生较大接触电阻，电流通过时使接头过热以致烧毁绝缘，甚至引起芯线相间短路，造成接线盒“放炮”，熔化起火。接线盒处不得有可燃物。(6)井下禁止使用带油的电气设备，如矿用油浸式变压器、油浸纸绝缘电缆。以防油遇火引起火灾。(7)井

4、下照明灯应悬挂、必须有保护罩，不准将照明灯放置在易燃物上，不准用灯泡取暖。(8)为防止架线电机车运行时产生电弧高温引燃木棚着火，架线电机车行驶的巷道，必须是锚喷、砌碹或混凝土棚支护。(9)变配电硐室防火。硐室应备有足够的干式灭火器和沙箱、铁锹，机电硐室不得用可燃性材料支护，并应有防火密闭铁门。 二.电火灾的预防措施(10)严禁违章指挥、违章作业，做到十不准：不准带电检修。不准甩掉无压释放器、过流保护装置。不准切除检漏电继电器、煤电钻综合保护和局部通风机风电闭锁装置。不准明火操作、明火打点、明火放炮。不准用铜、铝、铁丝等作熔体。停风、停电的采掘工作面，未检查瓦斯不准送电。有故障的供电线路不准强送

5、电。电气设备的保护装置失灵后不准送电。失爆设备、失爆电器不准使用。在井下不准拆卸矿灯。 二.电火灾的预防措施 （11）采用保护接地、添加抗静电剂可以消除静电。保护接地可以防止电荷积累，物体上的静电可以通过接地引线引入大地，避免出现高电位，减小物体对地的电位差。在普通的材料中掺人抗静电剂，例如抗静电风筒、抗静电胶带、托滚等，可以减小静电电荷量。在选择这些材料时应选择具有“煤矿矿用产品安全标志证书”的产品，这些产品都具有阻燃、抗静电性能。（12）采用火灾自动报警装置。目前应用在电气防火的产品主要有防漏电报警系统、防过载报警系统、电缆温度报警系统等类型，其特点是能准确地探测到电缆线路的异常状态，通过

6、处理将信息提供给维护人员，这样可以将电气火灾的隐患消灭在萌芽状态。 二.电火灾的预防措施三、井下电火灾的扑灭 电气设备着火以后往往都带电，因此不能用普通的泡沫灭火器或用水来灭火。 首先将着火的电气设备或电缆的电源切断，再用沙子和干粉灭火器来灭火。必要时，在确知已经断开电源后，方可用水、泡沫灭火器等普通灭火方法来扑灭火灾。 对大面积的火区可以采用砌筑密闭防火墙隔绝空气实现灭火，还可向火区灌浆、注入惰性气体加快灭火。 电火灾产生的原因：过流、漏电、接触不良等产生的电火花、散热不良产生的高温、架线电机车的电弧。 电火灾的预防：防止过流、漏电、接触不良、散热不良、架线电机车巷道用不燃材料支护。 电火灾

7、的扑灭：1.采用干式灭火器和沙子灭电火灾。2.用水、砂、灭火器等直接扑灭，注意必须在断电下进行。3.构筑防火墙，使其自然熄灭；同时灌浆、注入惰性气体等加速扑灭。本节小结思考题2-1.电火灾产生的原因是什么？如何防止电火灾的产生？如何熄灭电火灾，应注意什么问题？2-2.电气方面引起瓦斯和煤尘爆炸的原因有哪些？2022-6-313 第二节 矿用电气设备及其防爆一、一、隔爆型电气设备隔爆型电气设备二、二、本质安全型电气设备本质安全型电气设备 矿用电气设备 矿用电气设备是指使用在煤矿井下条件的各种电气设备根据是否防爆又分为：矿用一般型电气设备（KY）矿用防爆型电气设备（Ex ）矿用一般型 具有“五防”

8、：防机械损伤、防潮、防锈、防触电、防过载等功能，但不具有防爆性能。 所以只适用于没有沼气、煤尘爆炸危险的井下。如低瓦斯矿井的井底车场、总进风巷道或主要进风巷道等处。 矿用防爆型 矿用防爆型设备除具有矿用一般型的功能外，还具有防爆功能。 故用于井下有爆炸危险的场所。 其种类较多，但使用最多的是矿用隔爆型设备和本质安全型设备。 一、隔爆型电气设备标志Ex dI（点击观看）采用隔爆外壳的电气设备 隔爆外盖 平面止口式隔爆接合面 隔爆接线盒1.隔爆外壳的耐爆性隔爆外壳的耐爆性 隔爆外壳的耐爆性，是指壳内的爆炸性气体混合物爆炸时，在最大爆炸压力的作用下，外壳不会破裂，也不会发生永久变形，因而爆炸时产生的

9、火焰和高温气体不会直接点燃壳外的爆炸性混合物。 影响耐爆性的因素 沼气浓度为98左右时 外壳的净容积大 外壳的散热面积对其容积之比小 外壳的间隙小产生的爆炸压力大外壳的形状为长方形时 产生的爆炸压力最小保证耐爆性的条件 必须进行强度试验，且满足下表要求：防止多空腔连通造成压力叠加. 在A腔发生爆炸后，压力波将以声速涌入B腔，使B腔中的爆炸性气体受到预压。A腔中爆炸生成的火焰传入B腔，在B腔发生爆炸时，其爆炸压力将按B腔内预压力的大小成正比例增加，有时可达40个大气压。这一现象就称作压力重叠。 2.隔爆外壳的隔爆性 隔爆外壳的隔爆性又称不传爆性，即当爆炸性混合物在壳内爆炸时所产生的高温气体或火焰

10、，通过外壳与外盖各接合面处的间隙喷向壳外时能得到足够的冷却，使之不会点燃壳外的爆炸性混合物。 这种具有隔爆性的接合面，称为隔爆接合面隔爆接合面（点击（点击观看）观看）保证隔爆性的条件 隔爆接合面的最大间隙、最小长度和最大粗糙度必须满足表2-2要求。平面止口隔爆接合面 隔爆接合面长度 隔爆接合面间隙圆筒隔爆接合面 隔爆接合面长度 隔爆接合面间隙带有滚动轴承的圆筒结构 滚动轴承 隔爆接合面间隙 二、本质安全型电气设备二、本质安全型电气设备 Ex iI标志采用本质安全电路的电气设备本质安全电路是通过限制电路的电压、电流、贮存的电能，限制电火花的能量，使之达不到点燃瓦斯和煤尘的温度，由于它的电火花是安

11、全的，又称为安全火花型电路。因此可以用于有爆炸危险的场所，但电压较小、电流较小的电路。如：控制、通讯、信号等电路。降低电火花能量措施在合理选择电气元件(继电器)的基础上，尽量降低供电电压。在电路中串接限流电阻或利用导线本身电阻来限制电路的电流。电感元件两端并联二极管，消耗断开电路时电感元件释放出来的磁场能量。电容元件两端并联二极管或电阻，消耗断开电路时电容元件释放出来的电场能量。本质安全型电气设备特点 优点：与隔爆电气设备相比，具有结构简单、体积小、重量轻、制造、维修方便、费用低、安全可靠等特点，是一种比较理想的防爆设备，在技术性能满足要求的情况下，应优先考虑选用。 缺点：只能用于低电压、小电

12、流回路。隔爆兼本质安全型设备标志EX diI 将主回路放在隔爆外壳内，辅助回路采用本质安全电路。 优点：可用于有爆炸危险的场所，即可减小设备的体积、保证安全，又不受电压、电流的限制。 缺点：需设本安电路与非本安电路的隔离电路。防止出现故障时导致非本质安全电路影响本质安全电路的安全。 隔爆兼本质安全型设备隔离电路 可采用光电耦合、变压器隔离；也采用由快速熔断器和晶体稳压二极管组成的安全栅，或由晶体管组成的限能器来加以隔离。 图2-4稳压二极管式安全删电路图2-3 隔爆兼本安型信号装置电路原理图图2-2 三极管型光电耦合器原理图增安型电气设备（标志为“e”） EX eI正压型电气设备（标志为“p”

13、） EX pI充油型电气设备（标志为“o”） EX oI充砂型电气设备（标志为“q”） EX oI无火型电气设备（标志为“n”） EX nI浇封型电气设备（标志为“m”）EX mI气密型电气设备（标志为“h”） EX hI特殊型电气设备（标志为“s”） EX sI其他防爆电器标志EX I.矿用一般型用于无爆炸危险的井下矿用电气设备工作在井下的电器矿用防爆型用于有爆炸危险的井下隔爆设备有耐爆性、隔爆性体大、笨重可用于主回路隔爆兼本质安全型主回路为隔爆外壳辅助回路用本安电路用于主回路和辅助回路本质安全型用本质安全电路体小、轻便只用于低压小电流回路本节小结思考题2-3 矿用一般型和矿用隔爆型电气设备

14、分别适用于何种场合？隔爆型电气设备的主要结构特点是什么?什么是它的隔爆性及耐爆性?对此有哪些具体要求和规定?2-4 什么是本质安全型电气设备和本质安全电路?如何实现本质安全电路?试说明本质安全型电气设备的基本特点及其适用范围。 2022-6-3362022-6-337 第三节 触电及其预防一、一、触电的危险因素触电的危险因素二、二、触电的预防触电的预防三、三、触电的急救触电的急救触电事故是指人体触及带电体，或人体接近高压带电体时有电流流过人体而造成的事故。按电流对人体伤害的程度，触电大致分为电击和电伤。电击。指电流通过人体内部器官，使心脏、呼吸和神经系统受到损坏。电击多数可致人于死地，所以是最

15、危险的。电伤电伤。指电流通过人身某一局部或电弧烧伤人体造成体表器官的破坏。当烧伤面积不大或程度不深时，不致有生命危险。 一、触电的危险因素一、触电的危险因素一、触电的危险因素一、触电的危险因素 触电对人体的危害程度是由多种因素决定的，但流经人体电流的大小、频率、作用时间及其途径是主要因素，电流的大小起决定作用。 与电流大小相关的有人体触电电压、人体电阻。 决定因素决定因素触电电流的大小触电电流的大小我国规定触电的安全极限交流值为我国规定触电的安全极限交流值为30mA 人身电阻包括体内电阻和皮肤电阻。 体内电阻较小，基本不受外界因素影响，故人身电阻主要是皮肤(角质层)电阻，其数值随人的皮肤状况、

16、触电时间及触电电压的不同变动很大。 若皮肤干燥无损时，人身电阻可达10k100k，反之，人身电阻可降至0.8k1k 。 相关因素相关因素人体电阻人体电阻井下人身电阻以井下人身电阻以1k1k作为计算值作为计算值 根据欧姆定律和人体电阻、触电电流安全极限值，可知安全触电电压极限值约为3050V，但因人体电阻与工作条件有关，我国规定安全触电电压： 在条件较好的场所为65V，条件较差的场所为36V，特别危险的场所为12V。 相关因素相关因素触电电压触电电压井下安全触电电压为井下安全触电电压为36v36v 随着触电时间的增加，人体发热出汗增加，人身电阻会逐渐减小，使触电电流逐渐增大。 即使触电电流是安全

17、电流，若持续时间过久也会造成死亡事故；反之，即使触电电流大于安全电流，若能迅速脱离电源也不致有生命危险 。 主要因素主要因素触电时间触电时间井下安全电流与时间的乘积为井下安全电流与时间的乘积为30mAs 电流通过人体内部器官，使心脏、呼吸和神经系统受到损坏。电击多数可致人于死地，所以是最危险的 。 电流通过人身某一局部或电弧烧伤人体造成体表器官的破坏。当烧伤面积不大或程度不深时，不致有生命危险 。 主要因素主要因素电流路径电流路径电流电流通过通过人体人体内部器官内部器官是最是最危险危险 同样电流值下交流的危险大于直流。 工频交流的危险大于高频交流。主要因素主要因素电流频率电流频率工频工频交流是

18、最交流是最危险危险的的1.避免触电防止人触及带电体。2.减少触电危险使人体的触电电流、触电时间、触电电压小于安全值。二、触电的预防（1）将裸露导体的带电设备安装在一定高度上。如井下电机车架空线的敷设高度，在行人巷道不得低于2m，不行人巷道内不得低于1.8m，井底车场内不得低于2.2m1.避免触电 （2）将易接触(近)的电气设备置于封闭的外壳内并设闭锁装置，以防带电打开外壳1.避免触电 （3）将操作时需触及的电气设备加强绝缘。如煤电钻手把上再加一层绝缘套1.避免触电 （1）对经常接触的电气设备采用低压供电。如煤电钻及井下照明、信号设备工作电压不得超过127V，开关的控制电路电压不得超过36V。

19、2.减少触电的危险 （2）将电气设备的金属外壳接地以减小其内部绝缘损坏使外壳带电而对人造成危害 。2.减少触电的危险 （3）向井下供电的变压器中性点严禁直接接地。 2.减少触电的危险 人若触及一相带电体，人身的触电电压为相电压，对于380V电网，相电压Up为220V，人体电阻Rh为1k，则人身触电电流Ih为：Ih=如果660v电网呢？)(2201000220hpmARU如果变压器中性点直接接地： （4）在井下中性点不接地电网中加设漏电保护装置2.减少触电的危险 触电急救要求把握两点，既动作迅速和救护得法。当发现有人触电时，不要惊慌失措，首先应尽快使触电者脱离电源。然后再根据触电者的具体情况尽快

20、进行抢救。点击观看录像三、触电的急救（1）脱离低压触电者的电源附近有电源开关或插销，可立即断开，以切断电源附近无电源开关和插销，可用带绝缘柄的钳子或有干燥木柄工具或其它带有绝缘的器具把电线砍断。如果是电线落在身上或压在身下，可用干燥的木棒或木板等绝缘物把电线挑开，或用干燥的衣服、手套等拉开触电者，使其脱离电源。如果触电者的衣服是干燥的，也可以用一只手直接去拉触电者的衣服，使其脱离电源。但抢救者不得触及带电者的皮肤等易导电部位，防止触电。1.快速脱离电源（2）脱离高压触电者的电源如果触及高压电源，应立即通知有关部门停电，或戴上绝缘手套，穿上绝缘靴，用相应耐压等级的绝缘棒或绝缘钳进行上述脱电工作。

21、1.快速脱离电源（1）脱电后立即将触电者抬到空气新鲜处躺好，最迅速地检查一下触电者是否失去知觉瞳孔有无光反射，摸摸脉搏，听听心脏是否跳动，用棉絮放在鼻孔处观察有无呼吸，按一下指甲有无血液循环。（2）根据伤害程度采用不同的救护方法。触电者还未失去知觉，可平卧继续观察；如已失去知觉，但还有呼吸，则应解开他的衣带、以利呼吸；如已停止呼吸，或呼吸不规则，但有心跳，要迅速进行人工呼吸；如已停止呼吸和心跳，或心跳不规则，还须在人工呼吸的同时进行体外心脏挤压。 2.正确实施救护（1）人工呼吸法人工呼吸法是一种用人工的方法，恢复触电者的呼吸。 (a) 头部后仰 (b) 捏鼻张口 (c) 贴近吹气 (d) 放松

22、换气 图 2-6 口对口人工呼吸2.正确实施救护(2)体外心脏挤压法它是用人工的方法在胸外挤压心脏，恢复心脏跳动。 (a) 正确定位 (c) 向下挤压 (d) 迅速放松 2.正确实施救护1.触电的安全值：30mA 30mAS 36v2.触电的预防：避免触电：带电体高架、封栏并闭锁、绝缘减少触电危险：降压、外壳接地、中性点不接地、漏电保护3.触电的急救：两快：“快速断电”“快速施救”两救：“正确施救”“坚持施救”本节小结思考题2-6 井下人体电阻、极限安全电流，安全接触电压各取何值?2-7 预防触电有哪些措施?触电急救的方法有哪些？各在何种情况下采用？2022-6-3632022-6-364 第

23、四节 井下电气设备的保护接地一、一、保护接地的原理保护接地的原理二、二、井下保护接地系统井下保护接地系统三、三、接地网接地电阻的检查与测定接地网接地电阻的检查与测定四、四、低压选择性漏电保护系统低压选择性漏电保护系统电气设备的金属外壳及构架在正常情况下是不带电的。但如果电气设备绝缘损坏，其金属外壳和构架就要带电。此时人若触及它们，就会发生触电事故。为了预防这一事故，重要措施之一就是对电气设备实行保护接地。 一、保护接地的原理一、保护接地的原理一、保护接地的原理一、保护接地的原理1.保护接地就是把电气设备的金属外壳和构架，用导线与埋在地中的接地极连接，如图2-8b所示。 2.保护原理接地装置与人

24、体构成并联电路，并联电压相等保护接地装置接地电阻RE越小，通过人体的电流将越少，因而越安全。保护接地的关键是将保护接地装置的接地电阻值降低到规定的范围内就可以使流过人体的电流不超过安全极限电流达到减小触电危险目的煤矿安全规程规定：接地网上任一保护接地点的接地电阻2。 EERIRIhhhEEhRRII 接地电阻的降低 接地电阻接地线电阻：接地体电阻：接触电阻：土壤电阻：截面足够大焊接或镀锌螺栓连接水沟或湿地保护接地系统将各接地极经接地芯线并联而成 优点：降低接地电阻，提高安全性；互为后备，提高可靠性 二、井下保护接地系统主接地极3 0.75m2钢板局部接地极4 0.6m2钢板主接地母线1 50m

25、m2裸铜线或100mm2的镀锌扁钢电缆接地芯线7 电阻1欧姆辅助接地母线2连接导线12接地导线1325mm2裸铜线 或50mm2的镀锌扁钢系统组成 局部接地极的设置煤矿安全规程规定，在下列地点应装设局部接地极采区变电所9（移动变电站）电气设备硐室和单独装设高压电气设备低压配电点10或三台以上电气设备地点 采煤机14工作面的运输巷、回风巷 集中运输巷（大巷）10以及由变电 单独供电的掘进工作面连接高压动力铠装电缆的连接装置11三、接地网接地电阻的检查与测定 接地网各组成部分的检查接地网各组成部分的检查与维修与维修（1）接地母线和接地导线的导体是否完整、平直与连续，铁质导体有无严重锈蚀、断裂或开焊

26、现象，铜导线有无断丝或断线。如发现有损坏达到超过规程允许截面的情况，应及时进行处理或更换，并作好记录。设置在有腐蚀性环境中的接地母线与接地导线，还应定期涂防腐涂料。（2）接地母线和接地导线与金属外壳、接地极间的连接是否完整可靠，如果用螺栓连接时，是否装有弹簧垫圈、压接是否坚固可靠；如果采用焊接，其焊缝是否符合规定。若发现有连接不符合规定者，应立即进行处理，并做好记录。 三、接地网接地电阻的检查与测定 接地网各组成部分的检查接地网各组成部分的检查（3）穿墙壁或基础的接地母线防护套管是否完好；与电缆，管道等交叉时，其遮盖物是否完好。（4）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

27、查一次。两个主接地极，应该轮流分别检查，不能同时提出来检查，以免影响安全。如果矿井水含酸性较大，应适当增加检查次数，如发现严重锈蚀或接触不良等情况，应立即处理。（5）对于设置在水沟以外的管状局部接地极，应经常灌注盐水，以保持良好的导电状态。三、接地网接地电阻的检查与测定 2.接地电阻值的测定 井下总接地网的接地电阻值测定工作，应有专人负责，每季至少进行一次，并把测量结果记入登记簿，以便查阅。新安装的接地装置，在投入运行前，应对其接地电阻值进行测量。在有甲烷及煤尘爆炸危险的矿井内，进行接地电阻测量时，应用安全火花型仪表，如ZC5型安全火花接地电阻测量仪。如果用普通型的测量仪表进行测定时，只准在沼

28、气浓度为1以下的地点进行，并采取一定的安全措施，报有关部门审批 保护接地实现保护的关键：将将接地电阻降到规定接地电阻降到规定值下，才能值下，才能使人的触电电流小于安全值使人的触电电流小于安全值。井下保护接地组成系统的优点：降低系统接地电阻，降低系统接地电阻，提高提高保护的保护的安全性安全性；互为备用，提高保护的；互为备用，提高保护的可靠性可靠性井下保护接地系统组成：是由是由“两极两极”（主接地极、局部接（主接地极、局部接地极）地极）“五线五线”（主接地母线、辅接地母线、连接导线、接地导（主接地母线、辅接地母线、连接导线、接地导线、电缆的接地芯线）组成线、电缆的接地芯线）组成井下接地系统的接地电

29、阻规定值：22欧欧本节小结思考题2-9 说明保护接地的工作原理和保护接地实现保护的关键。2-10 井下保护接地网是怎样组成的?为什么要组成井下保护接地网? 2022-6-377 第五节 井下漏电保护装置一、一、附加直流电源漏电保护附加直流电源漏电保护二、二、零序电流式漏电保护零序电流式漏电保护三、三、零序功率方向式漏电保护零序功率方向式漏电保护漏电当电网绝缘小于漏电电阻值时，人触及后会产生触电危险，此时称为漏电。漏电危害煤矿井下由于潮气入侵或机械损伤，引起绝缘电阻下降，导致漏电事故发生。漏电不仅会使电气设备进一步损坏，形成短路事故，而且还可导致人身触电和漏电火花引爆瓦斯、煤尘的危险，漏电流还会

30、提前引爆电雷管。漏电保护作用实现监视绝缘、漏电保护、漏电闭锁、漏电试验以及补偿流过人身的电容电流。井下漏电保护装置的类型按电压等级分：矿用隔爆高压漏电监视保护装置，低压1140V、660V、380V动力电网矿用隔爆检漏继电器；127V煤电钻（照明）综合保护装置。按工作原理分：有附加直流电源的漏电保护装置，有零序电流的漏电保护装置。按其保护功能分：无选择性的漏电保护装置、有选择性的漏电保护装置及漏电闭锁的漏电保护装置。 1.保护原理 1 1）监测电网绝缘电阻）监测电网绝缘电阻接通附加直流电源组成的检漏回路，产生附加直流I大小为： 当结构一定时，电源电动势V、回路电阻R一定，回路电流I与三相绝缘电

31、阻R成相反变化，用电流表测得I,再换算为相应的R刻度，从而读出绝缘电阻R大小而成为k表。表中漏电电阻R漏电区域为红色，对于380v电网为3.5k，660v电网为11k，1140v电网为20k。RRVI图 2-10 原理图I一、一、附加直流电源附加直流电源漏电保护漏电保护2 2）漏电保护）漏电保护发生漏电时，绝缘电阻RR漏电由上式知I？：附加直流II动作(继电器K)KD动作，其触点KD闭合，接通馈电开关的脱扣线圈YA,使得馈电开关断路器QF脱扣跳闸，切断漏电回路电源，实现保护（点击观看）。1.保护原理 图 2-10 原理图I请问：请问：人触及一相电网时，漏电保护是否动作？请问：请问：一相电网接地

32、时，漏电保护是否动作？ 3 3）漏电）漏电闭锁闭锁 如果在开关没有接通负载前，在三相电网对地绝缘电阻上附加直流电源检测漏电，如果发生漏电，通过继电器接通脱扣线圈则断路器无法合闸，这种漏电时禁止合闸作用称之为漏电闭锁。1.保护原理 图 2-10 原理图I4 4）漏电保护试验）漏电保护试验按下试验按纽，接通试验电阻r（阻值为R漏电），模拟漏电发生，此时绝缘电阻RR漏电附加直流II动作(继电器K)如果馈电开关脱扣跳闸，说明漏电保护？如果馈电开关不跳闸，说明漏电保护？1.保护原理 5 5) )补偿人体电容电流补偿人体电容电流 未发生漏电时，绝缘电阻RR漏电，KD不动作但是电网线路较长时，对地电容较大，

33、使人体的电容电流IC较大人体的触电电流仍会超过安全值，还有触电危险，为此必须补偿人体电容电流IC1.保护原理 5 5) )补偿人体电容补偿人体电容电流电流在三相电抗器1L与KD之间串入零序电抗器2L，产生电感电流IL流经人体，人体电流Ih中 IL与IC相量相反，相补偿，使得Ih30mA，保证了人身安全。1.保护原理 ICILIhIL2022-6-3892.保护特点 优点：不论是对称性漏电还是不对称性漏电，只要绝缘电阻下降到一定程度，保护就可以动作。且准确可靠，安全性高。还可以补偿人身触电或单相接地电流的容性分量部分。 缺点：无选择性，由于电网各支路绝缘电阻为并联关系，无论哪个支路绝缘电阻下降，

34、都会使漏电动作， 结论：所以该保护装在总开关上，故障停电范围大，且不能直接判定故障支路。 1.零序电流取样装置零序电流信号由零序电流互感器TAN取得的。 零序电流互感器有一个环状铁芯套在被保护的电缆上，利用电缆作为一次线圈，二次线圈绕在环状铁芯上。二次线圈中的电流I2正比于一次线圈中的三相电流相量之和。当未发生漏电时，一次侧三相电流对称相量和为零，二次侧无电流输出当发生漏电时，一次侧三相电流不对称，其相量和不为零，二次侧有零序电流输出。 图2-11零序电流互感器结构示意图电缆一次电流铁芯二次电流二、零序电流式漏电保护二、零序电流式漏电保护2.保护原理对于多支路电网一相漏电时，各分支线路中都有零

35、序电流通过。在故障支路中，总零序电流的代数和是非故障支路零序电流之和；而非故障支路中，则只流过本支路的零序电流。零序电流式漏电保护装置就是根据故障线路零序电流大小与非故障线路不同来实现选择性的。 图2-12 多分支电路中零序电流分布非故障支路故障支路二、零序电流式漏电保护二、零序电流式漏电保护注意：在发生单相接地时，接地电流可能沿着铠装电缆的钢铠外皮（接地线）流动，这部分电流不仅降低故障线路漏电保护的灵敏度，有时还会造成漏电保护装置的误动作。故此应将电缆终端接线盒的接地线穿过零序电流互感器的铁芯，如图所示。使铠装电缆外皮流过的零序电流，再经接线盒的接地线回流穿过零序电流互感器，从而使穿过互感器

36、的外皮流过的零序电流和为零，防止引起漏电保护的误动作。 图2-11零序电流互感器结构示意图电缆外皮终端 接线盒接地线外皮电流二、零序电流式漏电保护二、零序电流式漏电保护二、零序电流式漏电保护二、零序电流式漏电保护3.保护特点优点：具有横向选择性。缺点：三相绝缘电阻同时降低发生漏电，电网中无零序电流，失去保护功能。不能补偿人身触电电容电流。如果同一母线只有2支路，则 两支路零序电流大小相等，无法区分，从而失去选择性。图2-12 多分支电路中零序电流分布非故障支路故障支路0203020303I -I-I-II三三、零序、零序功率方向功率方向式漏电保护式漏电保护0U 1.零序电压取样装置零序电压信号

37、由零序电压互感器TVN取得的。 零序电压互感器一次侧三相绕组与电网星形连接，二次绕组为开口三角形连接，根据变压器原理可知，二次侧开口端电压U正比于三相电压相量和，未发生不对称漏电时，其相量和为0，即无电压输出；一旦发生不对称漏电或单相接地，则有电压输出，此电压即为零序电压。0UUUUWVU2. 保护原理当电网中某支路发生不对称漏电时，由零序电流互感器、零序电压互感器提供的信号，经放大整形、相位比较电路来判断该支路零序电流相位滞后于零序电压，输出信号使继电保护动作，切断该支路电源，反之非故障支路相位关系不符合动作条件、保护不动作，从而实现有选择性漏电保护。图2-12 多分支电路中零序电流分布非故

38、障支路故障支路三三、零序、零序功率方向功率方向式漏电保护式漏电保护二、零序二、零序功率方向功率方向式漏电保护式漏电保护3.保护特点优点：具有横向选择性,且两支路时也可选择性保护。缺点：三相绝缘电阻同时降低发生漏电，电网中无零序电流，失去保护功能。不能补偿人身触电电容电流。需增加零序电压互感器和相位比较电路。图2-12 多分支电路中零序电流分布非故障支路故障支路四、低压选择性漏电保护系统四、低压选择性漏电保护系统分开关装设有瞬时动作的有选择性零序功率方向漏电保护，总开关装设有延时动作的附加直流电源式漏电保护。当分开关以下发生漏电故障时，有选择性地切除故障支路；若漏电故障是对称的，或分开关失灵拒动

39、时，总开关经短暂延时动作，实现后备保护，确保可靠性。本节小结一、附加直流电源漏电保护作用： 1）监测绝缘电阻；2）漏电保护；3）漏电闭锁； 4）漏电试验；5）补偿人体电容电流特点：结构简单，使用方便，但设在总自动馈电开关。 无选择性，停电范围大。查找漏电回路困难。适用：作漏电的后备保护。二、零序电流式与零序功率方向式漏电保护作用：当开关所控线路发生漏电时，该开关动作。特点：设在分路开关；有选择性，停电范围小 易查找漏电回路。适用：作漏电主保护三、低压漏电保护系统总开关：设附加直流电源式漏电保护，分开关：设零序电流保护或零序功率方向保护思考题2-11井下电网的漏电有什么危害?2-12漏电保护的类

40、型及其作用是什么?低压电网漏电保护系统是如何组成的？2022-6-3100 第六节 井下过流保护装置一、一、熔断器熔断器二、二、过流继电器过流继电器三、三、热继电器热继电器第六节 井下过流保护装置与保护接地、漏电保护并称井下三大保护过流过流-电气设备的实际电流电气设备的实际电流额定值额定值过流过流原因原因过流过流保护保护短路保护短路保护过负荷保护过负荷保护断相保护断相保护动作电流值动作电流值设定较设定较大，对电动机应大，对电动机应启动电流；启动电流； 瞬时动作瞬时动作动作电流值动作电流值设定设定小，额定电流小，额定电流延时动作延时动作，为反时限特性，为反时限特性（动作时间与动作电流成反比）（动

41、作时间与动作电流成反比） 短路短路过负荷过负荷断相运行断相运行电流电流额定电流额定电流, ,温升迅速温升迅速 电流电流额定电流额定电流, ,温升较慢温升较慢 常用过流保护装置过流过流保护保护装置装置短路保护过负荷保护断相保护熔断器、电流继电器、电子继电器电流继电器与时间继电器热继电器电子继电器一、熔断器简单的一次性过流保护装置1.结结构与构与原理原理熔体:熔管低熔点金属串入电路， 过流时熔断连接熔体接线柱等固定熔体接线柱、插座等熄灭电弧产气管、填石英砂 RLl型螺旋式熔断器型螺旋式熔断器1瓷帽；2熔断指示红点；3熔管；4瓷套；5上接线端；6下接线端；7底座RT0型熔断器结构 a结构；b熔体；1

42、滑石陶瓷外壳；2金属盖板；3螺栓；4熔断指示器；5指示熔体； 6工作熔体；7刀形触头；8石英砂；9紫铜栅片；10锡桥；11小孔RM10RM10型熔断器结构型熔断器结构 1熔管；2盖板；3黄铜帽盖；4刀形触头；5熔体一、熔断器 型号类别号组别号RM封闭式T填料式L螺旋式C瓷插式设计序号数字电路符号图符文符 FU一、熔断器一、熔断器2.技术数据技术数据 熔断器的额定电流IN熔断器壳体的载流部分，允许长时通过的最大电流。使用时电路IN N工作工作电流电流熔体的额定电流IN长时通过熔体而不使熔体熔断的最大电流。使用时， IN N IN N。如在额定电流为200A的熔断器中，可分别装额定电流为100、1

43、25、160和200A几种规格的熔体，须根据实际需要选配。 熔断器的极限断路电流Isb熔断器所能切断的最大电流。使用时，所切断的最大短路电流最大短路电流 Isbsb 熔断器的额定电压UN熔断器长时所能承受的正常工作电压。使用时所接电网的电压电网的电压 UN N保护特性保护特性熔断时间与熔体电流的关系熔断时间与熔体电流的关系（安秒特性）安秒特性） 熔断器具有反时限特性可作？过载保护过载保护。但是不宜作电动机不宜作电动机的过载保护的过载保护，因为电动机启动时电流为46倍额定电流，使过载保护误动作。短路时熔体电流很大，熔断时间很短，故熔断器可作？电动机的短路保护电动机的短路保护。图 2-10 熔断器

44、的保护特性曲线一、熔断器3.使用注意事项熔断器中的熔件必须选用特制的熔丝或熔片，不能用铜丝、铝丝、铅丝和铁丝等难熔金属代替；切除三次大的短路电流后，RM型熔断器的纤维管被烧薄，机械强度和灭弧能力显著降低，因而应更换否则会发生外壳爆炸或向外飞弧，引起严重事故；当熔断器中需并联两个熔片时，必须选用刻有“两片”字样的熔件，并分装在接触闸刀的两面，不能将两片重迭装在一起，更不能在熔管外附加熔丝；井下禁用不合格的熔断器，也不准拆去熔管不用。二、过电流继电器可重复使用的过流保护装置可重复使用的过流保护装置 类类 型型电磁式电磁式（靠电磁（靠电磁力动作）力动作）电子式电子式（靠电子电（靠电子电路动作）路动作

45、）可以组成不同电路，实现三相可以组成不同电路，实现三相短路、两相短路、过载、断相短路、两相短路、过载、断相漏电、欠压、过压等多种保护漏电、欠压、过压等多种保护电流继电器作过流保护电流继电器作过流保护电压继电器作欠压保护电压继电器作欠压保护时间继电器与电流继电器配合作过载保护时间继电器与电流继电器配合作过载保护热动式热动式 作电动机的过载保护作电动机的过载保护分立元件分立元件集成电路集成电路1.电磁式继电器结构原理电磁式继电器结构原理结构结构 与与原理原理电磁铁触点铁芯常开动作后接通脱扣线圈 和信号回路电磁继电器结构图电磁继电器结构图 1-电磁线圈；2-铁芯；3-衔铁；4-反力弹簧；5-转轴；6

46、-动触头；7-静触头动铁带动触点定铁导通磁路常闭动作后断开接触 器线圈回路反力弹簧设定过流保护动作值只有电流大于动作值时产生的磁力弹力，使动铁吸合,带动触点。线圈接入被保护电路 通电产生磁力1.电磁式继电器电磁式继电器电路符号1.电磁继电器电磁继电器技术数据 继电器的额定电流IN继电器的载流部分，允许长时通过的最大电流。使用时电路工作工作电流电流IN继电器的动作电流Iop 使继电器衔铁动作的最小最小电流。须根据保护整定值确定。 继电器的返回电流IRE使继电器衔铁释放的最大最大电流。继电器的返回系数KRE 继电器返回电流与动作电流的比值。返回系数小于1 2.电子式继电器电子式继电器原理 原理框图

47、原理框图短路保护短路保护框图框图过载保护过载保护框图框图2.电子式继电器电子式继电器举例JDB电动机综合保护外电路电动机综合保护外电路外形与电路连接外形与电路连接2.电子式继电器电子式继电器举例JDB电动机综合保护外电路电动机综合保护外电路功能功能过载保护、短路保护、漏电闭锁试验整定保护过载试验、短路试验、漏电闭锁试验过载动作值刻度值倍率档1,2,4,83.热动式继电器结构与原理结构与原理动作值设定触点双金属片1受热弯曲推4、2加热元件13串入主回路 通电后发热常闭7、8动作后断开接触 器线圈回路调节凸轮9转动9后推动11差动杆4差动导板2信号转换向左推动5、6推动轴11 推动10、6叉10及连杆6 改变行程A （动作值）温补双金属