矿井供电电网保护装置安全操作

1、矿井供电电网保护装置安全操作潘四东矿焦成洲内容提要第一节：矿井供电电网保护的类型及要求第二节：漏电保护第三节：保护接地第四节：过电流保护与电压保护第一节 矿井供电电网保护的类型及要求v煤矿供电的保护主要有：v1.漏电保护、v2.过流保护、v3.保护接地、v4.电压保护、v5.单相断线保护、v6.风电瓦斯电闭锁、v7.电动机和煤电钻的综合保护。v其中漏电保护、过流保护、保护接地称为井下供电的三大保护，是保证井下安全用电的可靠措施。矿井电气保护装置的基本要求有以下几点选择性选择性动作动作可靠性可靠性快速性快速性灵敏性灵敏性 第二节 漏电保护一、漏电保护漏电：当电气设备或导线的绝缘受到损坏或人体触及

2、一相带电体时，电源和大地形成回路，有电流流过的现象，称为漏电。漏电的类型集中性漏电分散性漏电造成人身触电事故。造成短路故障，烧毁设备，引发火灾。引发电雷管和爆炸。引起煤尘或瓦斯爆炸。漏电的危害电气设备或电缆长期过负荷运行；电气设备或电缆受潮、进水；电缆接头出现“鸡爪子、羊尾巴、明接头”操作时违反有关规定；将金属材料或工具遗留在设备内部；弧光放电；在电气设备内增加其他部件；停送电错误。漏电的原因漏电保护漏电保护漏电的防治措施：首先要装设漏电漏电的防治措施：首先要装设漏电保护装置。其次在工作中要做到保护装置。其次在工作中要做到：防止电缆和电气设备浸泡在水中防止电缆和电气设备浸泡在水中防止电缆受挤压

3、、碰撞、过度弯曲、防止电缆受挤压、碰撞、过度弯曲、机械伤害等机械伤害等电缆接头一定要按质量标准化要求去做电缆接头一定要按质量标准化要求去做( (无毛刺、防松装置要完好、接线方式正确无毛刺、防松装置要完好、接线方式正确) )设置保护接地装置设置保护接地装置严禁电气设备及电缆长期过负荷运行严禁电气设备及电缆长期过负荷运行正确操作电气设备，检修完电气设备一定要清理正确操作电气设备，检修完电气设备一定要清理工作场所，不将金属材料和工具遗留在设备内部工作场所，不将金属材料和工具遗留在设备内部不随意在电气设备内部增加电气元件。不随意在电气设备内部增加电气元件。附加直流电源的保护方式附加直流电源的漏电保护原

4、理 aa直流电源加在人为中性点与地之间；bb直流电源加在变压器中性点检漏继电器动作原理图从保护方式上分常用的有三种从保护方式上分常用的有三种漏电保护选择性漏电保护漏电闭锁v漏电闭锁：v是在供电电网中的开关合闸前对电网进行绝缘监视，当电网中对地绝缘电阻值低于闭锁值时，开关就不会合闸，起到闭锁作用。对漏电保护装置的整定、维护及检修整定：漏电继电器动作的电阻值是以网络电阻为基准确定的，把对人体造成触电危险时的电网极限绝缘电阻值定为漏电继电器的动作电阻值，也就是当网络中的绝缘电阻值小于或等于这个动作( (整定值) )电阻值时，漏电器即动作，切断电源，起到保护作用。煤矿井下漏电保护的整定值是根据网络中的

5、电压规定的，对于有漏电闭锁功能的漏电继电器，其闭锁电阻的整定值为动作电阻整定值的2 2倍。电压(V)(V)漏电保护(k)(k)漏电闭锁(k)(k)1140 20 401140 20 40660 660 1111 2222380 3.5 7380 3.5 7127 1.5 127 1.5 3 3维护及检修：值班电钳工每天要对漏电继电器的运行情况进行一次检查和试验；每天用试验按钮对漏电继电器应进行一次试验性跳闸； 漏电继电器安装要平稳，周围清洁、无淋水，局部接地极和辅助接地极安设要良好，观察兆欧表的指示是否正常，若发现的指示值不符合规定值(1140V(1140V小于50k50k，660V660V小

6、于30k30k，380V380V小于15k15k，127V127V小于10k)10k)，要采取措施，提高绝缘电阻，预防跳闸。每月至少要进行一次详细的检查和修理；除了每天检查时的内容外，还要检查各处的线头是否良好，有无破损及受潮，闭锁开关是否灵活，各处接头，触点接触是否良好，有无松动脱落或烧毁的现象。继电器的动作是否灵敏可靠，整流器的直流电压是否符合要求，内部元件、熔断器熔体及指示灯有无烧毁，调节补偿电感是否达到最佳补偿效果，漏电继电器是否符合防爆性能。每年要对漏电继电器升井检修，更换元件。漏电继电器每年应上井进行检修，除对防爆外壳修理外，其他项目应按照安装前的检验内容进行检查和试验，并更换不合

7、格的零件；对绝缘电阻较低、耐压试验不合格的须进行烘烤处理。检漏保护装置应接在馈电开关的负荷侧；带漏电闭锁的检漏保护装置，其电源部分应接在馈电开关的电源侧，但应有安全措施。对煤矿井下低压漏电保护装置的要求：安全性、可靠性、选择性、灵敏性、全面性。漏电保护的作用对电网进行预防性检修；防止事故的扩大；防止漏电电流烧毁电气设备；降低人体触电的危险性。防止漏电电流产生的火花引起瓦斯、煤尘爆炸的危险；还可起短路保护的后备保护作用。第三节 保护接地接地在井下变压器中性点不接地系统中，将电气设备正常情况下不带电的金属部分，用导线与总接地网或接地极连接起来。保护原理是：无保护接地时人体触电示意图有保护接地时人体

8、触电示意图保护接地与保护接零的区别：保护接地是将电气设备正常情况下不带电的金属部分，用导线与总接地网或接地极连接起来。变压器中性点不直接接地时电气设备必须设置保护接地。保护接零是将设备的金属外壳同零线相连。变压器中性点直接接地时电气设备必须设置保护接零。保护接地的作用是：经接地装置的有效分流作用，可以把流经人身的触电电流降到安全值以内；使设备外壳与大地的不良接触而产生的电火花大大减少，从而避免煤尘和瓦斯爆炸的危险。对于无选择性的漏电保护装置，保护接地可使一相接地故障易于查找。保护接零的作用是：为了能迅速使保护器动作，切断电源，其原理是当绝缘损坏发生漏电时通过零线形成了单相短路，迫使继电器动作。

9、对保护接地的要求电压在36V36V以上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、构架，铠装电缆的钢带( (或钢丝) )、铅皮或屏蔽护套等必须有保护接地。接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过22。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11。所有电气设备的保护接地装置( (包括电缆的铠装、铅皮、接地芯线) )和局部接地装置，应与主接地极连接成1 1个总接地网。主接地极应在主、副水仓中各埋设1 1块。主接地极应用耐腐蚀的钢板制成，其面积不得小于0.75m0.75m2 2、厚度不得小于5mm5mm。在钻孔中敷设的电缆不能与主接地

10、极连接时，应单独形成一分区接地网，其接地电阻值不得超过22。装设局部接地极地点：采区变电所( (包括移动变电站和移动变压器) )。装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备。低压配电点或装有3 3台以上电气设备的地点。无低压配电点的采煤机工作面的运输巷、回风巷、集中运输巷( (胶带运输巷) )以及由变电所单独供电的掘进工作面，至少应分别设置1 1个局部接地极。连接高压动力电缆的金属连接装置。局部接地极可设置于巷道水沟内或其他就近的潮湿处。设置在水沟中的局部接地极应用面积不小于0.6m0.6m2 2、厚度不小于3mm3mm的钢板或具有同等有效面积的钢管制成，并应平放于水沟深处。设置在其他地点的局

11、部接地极，可用直径不小于35mm35mm、长度不小于1.5m1.5m的钢管制成，管上应至少钻2020个直径不小于5mm5mm的透孔，并垂直全部埋入底板；也可用直径不小于22mm22mm、长度为1m1m的2 2根钢管制成，每根管上应钻1010个直径不小于5mm5mm的透孔，2 2根钢管相距不得小于5m5m，并联后垂直埋入底板，垂直埋深不得小于0.75m0.75m。连接主接地极的接地母线，应采用截面不小于50mm50mm2 2的铜线，或截面不小于100mm100mm2 2的镀锌铁线，或厚度不小于4mm4mm、截面不小于100mm100mm2 2的扁钢。电气设备的外壳与接地母线或局部接地极的连接，电

12、缆连接装置两头的铠装、铅皮的连接，应采用截面不小于25mm25mm2 2的铜线，或截面不小于50mm50mm2 2的镀锌铁线，或厚度不小于4mm4mm、截面不小于50mm50mm2 2的扁钢。维护在矿井中禁止使用无接地线芯的橡套电缆或塑料电缆；井下禁用铝导体作接地极、接地导线。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。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。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。凡电气设备的保护接地装置

13、未修复以前，禁止向其送电。井下总接地网接地电阻值的测定，要有专人负责，每季至少一次，并将测量结果记入记录簿内。新安装的接地装置，应在投入运行前，对其接地电阻值进行测量。电气设备的接地连接方法必须正确，严禁串联接地。测量接地电阻时，应采用本质安全防爆型测量仪表。如采用普通型仪表时，只准在瓦斯浓度为1%1%以下的地点使用，并采取一定的安全措施。第四节 过电流保护过电流是指流过电气设备或电缆的实际电流值超过了规定的额定电流值。过电流故障形式短路、过负荷、断相形成过流的原因、危害、预防短路：电流不经过负载，而是经过电阻很小的导线，直接短接形成回路，流过电网的电流称为短路电流。短路时电流增大，电源电压有

14、所下降，短路点的电压几乎为零。在煤矿井下发生的短路故障有三相短路和两相短路两种。短路的危害：A A烧毁设备，引起火灾，甚至引起瓦斯、煤尘爆炸；B B产生强大的电动力( (因大电流流经) )，使电气设备遭受机械破坏；C C引起电网电压的急剧下降( (因短路点电压几乎为零, ,短路点前的电压降到额定值的60%60%以下持续1s,1s,电动机就可能停) )，影响其他用户设备的正常运行。短路的原因：主要是绝缘击穿、机械损伤、误操作( (如在未断开断路之前, ,拉隔离开关, ,形成强大的电弧, ,造成弧光短路等) )。( (供电网络中，电缆的绝缘老化、不同相序的两回路电源线并联、检修完毕的线路在送电时没

15、有拆除三相短路接地的地线、电气设备防护措施不当等可造成短路故障。) )短路的预防：装设短路保护装置，加强维护和检查。短路保护常用的是熔断器、过流继电器、电子元件保护来进行过流保护。过负荷：流过电气设备或电缆的实际电流超过了额定电流和允许过负荷的时间。过负荷电流一般比额定电流大1 12 2倍。过负荷的危害：过负荷后，温度将超过所用绝缘材料的最高允许温度，使绝缘损坏，若不及时发现切断电源就会造成漏电和短路事故。过负荷的原因：A A电源电压过低；B B机械性堵转；C C重载启动；D D频繁起动；E E超载运行。过负荷的预防：用热继电器来保护由于过负荷产生的故障。烧毁电机的主要原因：内部短路、断相、电

16、压过高、电压过低、过载、堵转电动机的能力：电动机的过负荷能力：一般为额定电流的180%180%250%250%；工作最好的电流是额定电流的75%75%80%(80%(绿灯) )；工作较差的电流是额定电流的100%(100%(黄灯) )；短时间允许的过电流是额定电流的115%115%；允许一段时间跳闸是额定电流的125%(125%(红灯) )；立即跳闸(10s)(10s)是额定电流的150%(150%(橙色灯) )； 断相：三相供电线路或设备出现一相断线，以电动机断相多见。断相的危害：断相发生后，即发生过负荷，烧毁电机。原因：A A熔断器一相熔断；B B电缆与电缆或电缆与设备没有可靠连接；C C

17、电缆芯线中有一相断线。断相的预防：用过流继电器来保护。过电流保护装置熔断器电磁式过流继电器热继电器熔断器在过流中不保护过负荷，热继电器只保护过负荷，对保护短路性能较差。1.1.熔断器：熔体通常用低熔点的铅、锡、锌合金制成。串接在被保护的电气设备的主回路中，当电气设备发生短路时，流过熔体的大电流使熔体温度急剧升高并使它熔断，这样将故障线路与电源分开，达到保护的目的。 严禁使用熔点较高的铁丝、铜丝等代替熔体。熔体额定电流的选择方法：对保护电缆支线的熔体：I IR R=I=IQeQe/1.8/1.82.52.5I IR R= =熔体的额定电流，A A；I IQeQe电动机的额定启动电流，A A。若被

18、保护的是几台同时启动的时机，则应为这几台电动机额定起动电流之和；1.81.82.52.5容量最大的电动机起动时保证熔体不熔化的系数，对不经常起动和轻载起动的电动机取2.52.5，对频繁起动或带负载起动者可取1.81.82 2。对保护电缆干线的熔体：I IR R=I=IQeQe/(1.8/(1.82.5)+Ie2.5)+IeI IQeQe容量最大的1 1台鼠笼电动机的额定启动电流，A A；IeIe其余电动机额定电流之和，A A。对保护照明负荷的熔体：I IR RIeIeIeIe照明负荷的额定电流，。短路电流校验：IdId(2)(2)/I/IR R447 7IdId(2)(2)被保护范围末端的最小

19、两相短路电流，A A；4 477保证熔体熔断的系数，电压为380V380V、660V660V时：熔体额定电流为100A100A及以下时是，系数取7 7；熔体额定电流125A125A时，系数取6.46.4；熔体额定电流160A160A时，系数取5 5；熔体额定电流200A200A及以上时，系数取4 4。电压为127V127V时，系数一律取4 4。2.2.电磁式过电流继电器：是一种直接动作的一次式过流继电器，作为变压器二次侧总的或配出线路的短路保护装置。它的动作电流整定值，是靠改变弹簧的拉力进行均匀调节的，其调节范围一般是开关额定电流的1313倍。当继电器的动作电流一经整定好后，只要流过继电器线圈的电流达到或超过整定值时，继电器就迅速动作。电磁式过流继电器的整定：保护电缆支线的装置：I IZ ZIIQeQeI IZ Z电磁式过流继电器的整定动作电流，A A；I IQeQe电动机的额定启动电流，A A。保护电缆干线的装置：I IZ ZIIQemQem+Ie+IeI IQemQem容量最大的电动机额定起动电流，A A；IeIe其余电动机的额定电流之和，A A。 I IQeQe的求法：电动机额定起动电流可以从资料中查出，如无额定起动电流资料时。鼠笼型电动机： I IQeQe=Ie=Ie6 6绕线型电动机：I IQeQ