1、煤礦電工學井下供電安全技術煤礦電工學煤礦電工學第二章 井下供電安全技術普通高等教育“十一五”國家級規劃教材煤炭工業出版社2022-3-6煤礦電工學井下供電安全技術 第二章 井下安全供電技術第一節第一節 電火災及其預防電火災及其預防第二節第二節 礦用電氣設備及其防爆礦用電氣設備及其防爆第三節第三節 觸電及其預防觸電及其預防第四節第四節 井下電氣設備的保護接地井下電氣設備的保護接地第五節第五節 井下漏電保護裝置井下漏電保護裝置第六節第六節 井下井下過流過流保護裝置保護裝置2022-3-6煤礦電工學井下供電安全技術3煤礦電工學井下供電安全技術 第一節 電火災及其預防一、一、井下引起電火災的主要原因井

2、下引起電火災的主要原因二、二、電火災的預防措施電火災的預防措施三、三、井下電火災的撲滅井下電火災的撲滅煤礦電工學井下供電安全技術一、井下引起電火災的主要原因一、井下引起電火災的主要原因 電網過流。過流時電氣設備的溫度很高，特別是短路電弧溫度更高，從而點燃絕緣材料或瓦斯、煤塵。 漏電火花。電網漏電點會產生電火花，引燃瓦斯和煤塵。 電路接觸不良。導線、元器件接觸不良會增大接觸電阻，當較大的負荷電流通過時，產生高溫引起火災。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，導致煤塵燃燒而形成火災。架線電機車電弧引燃木支護棚著火。煤礦電工學井下供電安全技術 (1)合理選擇電氣設備的容量

3、及電纜截面，防止過載。同時校驗高低壓開關設備及電纜的動穩定性及熱穩定性。防止高低壓開關斷流容量不足而不能滅弧，發生弧光短路，短路電流進而引燃電纜。(2)對輸電線路和用電設備必須設過流保護和漏電保護，并按煤礦井下低壓電網短路保護裝置和漏電保護的整定細則進行整定和校驗。若開關因短路、漏電跳閘，不排除故障不許反復強行送電。(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，電纜不準盤圈、成堆或壓埋送電，電纜懸掛要符合煤礦安全規程要求。二.電火災的預防措施煤礦電工學井下供電安全技術 (5)為防止接觸不良，加強高壓電纜接線盒、尤其是鋁芯電纜

4、接線盒的檢查。鋁芯接頭處極易氧化，產生較大接觸電阻，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。(7)井下照明燈應懸掛、必須有保護罩，不準將照明燈放置在易燃物上，不準用燈泡取暖。(8)為防止架線電機車運行時產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，并應有防火密閉鐵門。 二.電火災的預防措施煤礦電工學井下供電安全技術

5、(10)嚴禁違章指揮、違章作業，做到十不準：不準帶電檢修。不準甩掉無壓釋放器、過流保護裝置。不準切除檢漏電繼電器、煤電鉆綜合保護和局部通風機風電閉鎖裝置。不準明火操作、明火打點、明火放炮。不準用銅、鋁、鐵絲等作熔體。停風、停電的采掘工作面，未檢查瓦斯不準送電。有故障的供電線路不準強送電。電氣設備的保護裝置失靈后不準送電。失爆設備、失爆電器不準使用。在井下不準拆卸礦燈。 二.電火災的預防措施煤礦電工學井下供電安全技術 （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，避免出現高電位，減小物體對地的電位差。在普通的材料中摻人抗靜電劑，例

6、如抗靜電風筒、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選擇具有“煤礦礦用產品安全標志證書”的產品，這些產品都具有阻燃、抗靜電性能。（12）采用火災自動報警裝置。目前應用在電氣防火的產品主要有防漏電報警系統、防過載報警系統、電纜溫度報警系統等類型，其特點是能準確地探測到電纜線路的異常狀態，通過處理將信息提供給維護人員，這樣可以將電氣火災的隱患消滅在萌芽狀態。 二.電火災的預防措施煤礦電工學井下供電安全技術三、井下電火災的撲滅 電氣設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

7、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。 對大面積的火區可以采用砌筑密閉防火墻隔絕空氣實現滅火，還可向火區灌漿、注入惰性氣體加快滅火。煤礦電工學井下供電安全技術 電火災產生的原因：過流、漏電、接觸不良等產生的電火花、散熱不良產生的高溫、架線電機車的電弧。 電火災的預防：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。 電火災的撲滅：1.采用干式滅火器和沙子滅電火災。2.用水、砂、滅火器等直接撲滅，注意必須在斷電下進行。3.構筑防火墻，使其自然熄滅；同時灌漿、注入惰性氣體等加速撲滅。本節小結煤礦電工學井下供電安全技術思考題2-1.電火災產生的原因是什么？如何防

8、止電火災的產生？如何熄滅電火災，應注意什么問題？2-2.電氣方面引起瓦斯和煤塵爆炸的原因有哪些？2022-3-6煤礦電工學井下供電安全技術13煤礦電工學井下供電安全技術 第二節 礦用電氣設備及其防爆一、一、隔爆型電氣設備隔爆型電氣設備二、二、本質安全型電氣設備本質安全型電氣設備煤礦電工學井下供電安全技術 礦用電氣設備 礦用電氣設備是指使用在煤礦井下條件的各種電氣設備根據是否防爆又分為：礦用一般型電氣設備（KY）礦用防爆型電氣設備（Ex ）煤礦電工學井下供電安全技術礦用一般型 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

9、。如低瓦斯礦井的井底車場、總進風巷道或主要進風巷道等處。 煤礦電工學井下供電安全技術礦用防爆型 礦用防爆型設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備和本質安全型設備。 煤礦電工學井下供電安全技術一、隔爆型電氣設備標志Ex dI（點擊觀看）采用隔爆外殼的電氣設備 隔爆外蓋 平面止口式隔爆接合面 隔爆接線盒煤礦電工學井下供電安全技術1.隔爆外殼的耐爆性隔爆外殼的耐爆性 隔爆外殼的耐爆性，是指殼內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，也不會發生永久變形，因而爆炸時產生的火焰和高溫氣體不會直接點燃殼外

10、的爆炸性混合物。 煤礦電工學井下供電安全技術影響耐爆性的因素 沼氣濃度為98左右時 外殼的凈容積大 外殼的散熱面積對其容積之比小 外殼的間隙小產生的爆炸壓力大外殼的形狀為長方形時 產生的爆炸壓力最小煤礦電工學井下供電安全技術保證耐爆性的條件 必須進行強度試驗，且滿足下表要求：表表2-3 2-3 隔爆外殼的試驗壓力隔爆外殼的試驗壓力外殼容積，VLV0505V2020O.1LVO.1L平面、止口或圓筒結構6.06.012.512.525.025.040.040.06.06.08.08.09.09.015.015.00.300.300.400.400.500.500.400.400.500.500.

11、600.60帶有滾動軸承的圓筒結構6.06.012.512.525.025.040.040.00.400.400.500.500.600.600.400.400.500.500.600.600.800.80煤礦電工學井下供電安全技術平面止口隔爆接合面 隔爆接合面長度 隔爆接合面間隙煤礦電工學井下供電安全技術圓筒隔爆接合面 隔爆接合面長度 隔爆接合面間隙煤礦電工學井下供電安全技術帶有滾動軸承的圓筒結構 滾動軸承 隔爆接合面間隙 煤礦電工學井下供電安全技術二、本質安全型電氣設備二、本質安全型電氣設備 Ex iI標志采用本質安全電路的電氣設備本質安全電路是通過限制電路的電壓、電流、貯存的電能，限制電

12、火花的能量，使之達不到點燃瓦斯和煤塵的溫度，由于它的電火花是安全的，又稱為安全火花型電路。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。煤礦電工學井下供電安全技術降低電火花能量措施在合理選擇電氣元件(繼電器)的基礎上，盡量降低供電電壓。在電路中串接限流電阻或利用導線本身電阻來限制電路的電流。電感元件兩端并聯二極管，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。煤礦電工學井下供電安全技術本質安全型電氣設備特點 優點：與隔爆電氣設備相比，具有結構簡單、體積小、重量輕、制造、維修方便、費用低、

13、安全可靠等特點，是一種比較理想的防爆設備，在技術性能滿足要求的情況下，應優先考慮選用。 缺點：只能用于低電壓、小電流回路。煤礦電工學井下供電安全技術隔爆兼本質安全型設備標志EX diI 將主回路放在隔爆外殼內，輔助回路采用本質安全電路。 優點：可用于有爆炸危險的場所，即可減小設備的體積、保證安全，又不受電壓、電流的限制。 缺點：需設本安電路與非本安電路的隔離電路。防止出現故障時導致非本質安全電路影響本質安全電路的安全。 煤礦電工學井下供電安全技術隔爆兼本質安全型設備隔離電路 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壓二極管組成的安全柵，或由晶體管組成的限能器來加以隔離。 圖2-4

14、穩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煤礦電工學井下供電安全技術增安型電氣設備（標志為“e”） EX eI正壓型電氣設備（標志為“p”） EX pI充油型電氣設備（標志為“o”） EX oI充砂型電氣設備（標志為“q”） EX oI無火型電氣設備（標志為“n”） EX nI澆封型電氣設備（標志為“m”）EX mI氣密型電氣設備（標志為“h”） EX hI特殊型電氣設備（標志為“s”） EX sI其他防爆電器標志EX I.煤礦電工學井下供電安全技術礦用一般型用于無爆炸危險的井下礦用電氣設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

15、設備有耐爆性、隔爆性體大、笨重可用于主回路隔爆兼本質安全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安全型用本質安全電路體小、輕便只用于低壓小電流回路本節小結煤礦電工學井下供電安全技術思考題2-3 礦用一般型和礦用隔爆型電氣設備分別適用于何種場合？隔爆型電氣設備的主要結構特點是什么?什么是它的隔爆性及耐爆性?對此有哪些具體要求和規定?2-4 什么是本質安全型電氣設備和本質安全電路?如何實現本質安全電路?試說明本質安全型電氣設備的基本特點及其適用范圍。 2022-3-6煤礦電工學井下供電安全技術362022-3-6煤礦電工學井下供電安全技術37 第三節 觸電及其預防一、一、觸電的

16、危險因素觸電的危險因素二、二、觸電的預防觸電的預防三、三、觸電的急救觸電的急救煤礦電工學井下供電安全技術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。指電流通過人體內部器官，使心臟、呼吸和神經系統受到損壞。電擊多數可致人于死地，所以是最危險的。電傷電傷。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、觸電的危險因素一、觸電的危險因素煤礦電工學井下供電安全技術一、觸電的危險因素一、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，但流經人體電流的大

17、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。 與電流大小相關的有人體觸電電壓、人體電阻。 煤礦電工學井下供電安全技術表表2-1 電流對人體造成的影響電流對人體造成的影響電流電流/mA作用的情況作用的情況50Hz的交流電的交流電直直 流流 電電0.61.5開始有感覺，手指有麻刺開始有感覺，手指有麻刺沒有感覺沒有感覺23手指有強烈麻刺，顫抖手指有強烈麻刺，顫抖沒有感覺沒有感覺57手部痙攣手部痙攣感覺癢、刺痛、灼熱感覺癢、刺痛、灼熱810手已難于擺脫帶電體，但是還能擺脫，手指尖手已難于擺脫帶電體，但是還能擺脫，手指尖部到手腕有劇痛部到手腕有劇痛熱感覺增強熱感覺增強2025手迅速麻痹，

18、不能擺脫帶電體，劇痛，呼吸困手迅速麻痹，不能擺脫帶電體，劇痛，呼吸困難難熱感覺增強，手部肌肉不強烈收縮熱感覺增強，手部肌肉不強烈收縮3050引起強烈痙攣，心臟跳動不規則，時間長則心引起強烈痙攣，心臟跳動不規則，時間長則心室顫動室顫動熱感覺增強，手部肌肉不強烈收縮熱感覺增強，手部肌肉不強烈收縮5080呼吸麻痹，心房開始震顫呼吸麻痹，心房開始震顫有強烈熱感覺，手部肌肉收縮，痙有強烈熱感覺，手部肌肉收縮，痙攣，呼吸困難攣，呼吸困難90100呼吸麻痹，持續呼吸麻痹，持續3 s或更長時間，則心臟麻痹，或更長時間，則心臟麻痹，心室顫動心室顫動呼吸麻痹呼吸麻痹300及以上及以上作用時間作用時間0.1s以上，

19、呼吸和心臟麻痹，機體組以上，呼吸和心臟麻痹，機體組織遭到電流的熱破壞織遭到電流的熱破壞決定因素決定因素觸電電流的大小觸電電流的大小我國規定觸電的安全極限交流值為我國規定觸電的安全極限交流值為30mA 煤礦電工學井下供電安全技術 人身電阻包括體內電阻和皮膚電阻。 體內電阻較小，基本不受外界因素影響，故人身電阻主要是皮膚(角質層)電阻，其數值隨人的皮膚狀況、觸電時間及觸電電壓的不同變動很大。 若皮膚干燥無損時，人身電阻可達10k100k，反之，人身電阻可降至0.8k1k 。 相關因素相關因素人體電阻人體電阻井下人身電阻以井下人身電阻以1k1k作為計算值作為計算值煤礦電工學井下供電安全技術 根據歐姆

20、定律和人體電阻、觸電電流安全極限值，可知安全觸電電壓極限值約為3050V，但因人體電阻與工作條件有關，我國規定安全觸電電壓： 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。 相關因素相關因素觸電電壓觸電電壓井下安全觸電電壓為井下安全觸電電壓為36v36v煤礦電工學井下供電安全技術 隨著觸電時間的增加，人體發熱出汗增加，人身電阻會逐漸減小，使觸電電流逐漸增大。 即使觸電電流是安全電流，若持續時間過久也會造成死亡事故；反之，即使觸電電流大于安全電流，若能迅速脫離電源也不致有生命危險 。 主要因素主要因素觸電時間觸電時間井下安全電流與時間的乘積為井下安全電流與時間的乘積為

21、30mAs煤礦電工學井下供電安全技術 電流通過人體內部器官，使心臟、呼吸和神經系統受到損壞。電擊多數可致人于死地，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。當燒傷面積不大或程度不深時，不致有生命危險 。 主要因素主要因素電流路徑電流路徑電流電流通過通過人體人體內部器官內部器官是最是最危險危險煤礦電工學井下供電安全技術 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。主要因素主要因素電流頻率電流頻率工頻工頻交流是最交流是最危險危險的的煤礦電工學井下供電安全技術1.避免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、觸電電壓小于安全值

22、。二、觸電的預防煤礦電工學井下供電安全技術（1）將裸露導體的帶電設備安裝在一定高度上。如井下電機車架空線的敷設高度，在行人巷道不得低于2m，不行人巷道內不得低于1.8m，井底車場內不得低于2.2m1.避免觸電 煤礦電工學井下供電安全技術（2）將易接觸(近)的電氣設備置于封閉的外殼內并設閉鎖裝置，以防帶電打開外殼1.避免觸電 煤礦電工學井下供電安全技術（3）將操作時需觸及的電氣設備加強絕緣。如煤電鉆手把上再加一層絕緣套1.避免觸電 煤礦電工學井下供電安全技術（1）對經常接觸的電氣設備采用低壓供電。如煤電鉆及井下照明、信號設備工作電壓不得超過127V，開關的控制電路電壓不得超過36V。 2.減少觸

23、電的危險 煤礦電工學井下供電安全技術（2）將電氣設備的金屬外殼接地以減小其內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 煤礦電工學井下供電安全技術（3）向井下供電的變壓器中性點嚴禁直接接地。 2.減少觸電的危險 煤礦電工學井下供電安全技術人若觸及一相帶電體，人身的觸電電壓為相電壓，對于380V電網，相電壓Up為220V，人體電阻Rh為1k，則人身觸電電流Ih為：Ih=如果660v電網呢？)(2201000220hpmARU如果變壓器中性點直接接地： 煤礦電工學井下供電安全技術（4）在井下中性點不接地電網中加設漏電保護裝置2.減少觸電的危險 煤礦電工學井下供電安全技術觸電急救要求把

24、握兩點，既動作迅速和救護得法。當發現有人觸電時，不要驚慌失措，首先應盡快使觸電者脫離電源。然后再根據觸電者的具體情況盡快進行搶救。點擊觀看錄像三、觸電的急救煤礦電工學井下供電安全技術（1）脫離低壓觸電者的電源附近有電源開關或插銷，可立即斷開，以切斷電源附近無電源開關和插銷，可用帶絕緣柄的鉗子或有干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，可用干燥的木棒或木板等絕緣物把電線挑開，或用干燥的衣服、手套等拉開觸電者，使其脫離電源。如果觸電者的衣服是干燥的，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電部位，防止觸電。1.快速脫離電

25、源煤礦電工學井下供電安全技術（2）脫離高壓觸電者的電源如果觸及高壓電源，應立即通知有關部門停電，或戴上絕緣手套，穿上絕緣靴，用相應耐壓等級的絕緣棒或絕緣鉗進行上述脫電工作。1.快速脫離電源煤礦電工學井下供電安全技術（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。（2）根據傷害程度采用不同的救護方法。觸電者還未失去知覺，可平臥繼續觀察；如已失去知覺，但還有呼吸，則應解開他的衣帶、以利呼吸；如已停止呼吸，或呼吸不規則，但有心跳，要迅速進行人工呼吸；如已停止呼吸和心跳，或心

26、跳不規則，還須在人工呼吸的同時進行體外心臟擠壓。 2.正確實施救護煤礦電工學井下供電安全技術（1）人工呼吸法人工呼吸法是一種用人工的方法，恢復觸電者的呼吸。 (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.正確實施救護煤礦電工學井下供電安全技術(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.正確實施救護煤礦電工學井下供電安全技術1.觸電的安全值：30mA 30mAS 36v2.觸電的預防：避免觸電：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

27、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”本節小結煤礦電工學井下供電安全技術思考題2-6 井下人體電阻、極限安全電流，安全接觸電壓各取何值?2-7 預防觸電有哪些措施?觸電急救的方法有哪些？各在何種情況下采用？2022-3-6煤礦電工學井下供電安全技術632022-3-6煤礦電工學井下供電安全技術64 第四節 井下電氣設備的保護接地一、一、保護接地的原理保護接地的原理二、二、井下保護接地系統井下保護接地系統三、三、接地網接地電阻的檢查與測定接地網接地電阻的檢查與測定四、四、低壓選擇性漏電保護系統低壓選擇性漏電保護系統煤礦電工學井下供電安全技術電氣

28、設備的金屬外殼及構架在正常情況下是不帶電的。但如果電氣設備絕緣損壞，其金屬外殼和構架就要帶電。此時人若觸及它們，就會發生觸電事故。為了預防這一事故，重要措施之一就是對電氣設備實行保護接地。 一、保護接地的原理一、保護接地的原理煤礦電工學井下供電安全技術一、保護接地的原理一、保護接地的原理1.保護接地就是把電氣設備的金屬外殼和構架，用導線與埋在地中的接地極連接，如圖2-8b所示。 煤礦電工學井下供電安全技術2.保護原理接地裝置與人體構成并聯電路，并聯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，因而越安全。保護接地的關鍵是將保護接地裝置的接地電阻值降低到規定的范圍內就可以使流過人體

29、的電流不超過安全極限電流達到減小觸電危險目的煤礦安全規程規定：接地網上任一保護接地點的接地電阻2。 EERIRIhhhEEhRRII 煤礦電工學井下供電安全技術接地電阻的降低 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煤礦電工學井下供電安全技術保護接地系統將各接地極經接地芯線并聯而成 優點：降低接地電阻，提高安全性；互為后備，提高可靠性煤礦電工學井下供電安全技術 二、井下保護接地系統主接地極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連接導線12接地

30、導線1325mm2裸銅線 或50mm2的鍍鋅扁鋼系統組成煤礦電工學井下供電安全技術 局部接地極的設置煤礦安全規程規定，在下列地點應裝設局部接地極采區變電所9（移動變電站）電氣設備硐室和單獨裝設高壓電氣設備低壓配電點10或三臺以上電氣設備地點 采煤機14工作面的運輸巷、回風巷 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11煤礦電工學井下供電安全技術三、接地網接地電阻的檢查與測定 接地網各組成部分的檢查接地網各組成部分的檢查與維修與維修（1）接地母線和接地導線的導體是否完整、平直與連續，鐵質導體有無嚴重銹蝕、斷裂或開焊現象，銅導線有無斷絲或斷線。如發現有損

31、壞達到超過規程允許截面的情況，應及時進行處理或更換，并作好記錄。設置在有腐蝕性環境中的接地母線與接地導線，還應定期涂防腐涂料。（2）接地母線和接地導線與金屬外殼、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、壓接是否堅固可靠；如果采用焊接，其焊縫是否符合規定。若發現有連接不符合規定者，應立即進行處理，并做好記錄。 煤礦電工學井下供電安全技術三、接地網接地電阻的檢查與測定 接地網各組成部分的檢查接地網各組成部分的檢查（3）穿墻壁或基礎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。（4）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

32、主接地極，應該輪流分別檢查，不能同時提出來檢查，以免影響安全。如果礦井水含酸性較大，應適當增加檢查次數，如發現嚴重銹蝕或接觸不良等情況，應立即處理。（5）對于設置在水溝以外的管狀局部接地極，應經常灌注鹽水，以保持良好的導電狀態。煤礦電工學井下供電安全技術三、接地網接地電阻的檢查與測定 2.接地電阻值的測定 井下總接地網的接地電阻值測定工作，應有專人負責，每季至少進行一次，并把測量結果記入登記簿，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，進行接地電阻測量時，應用安全火花型儀表，如ZC5型安全火花接地電阻測量儀。如果用普通型的測量儀表進行測

33、定時，只準在沼氣濃度為1以下的地點進行，并采取一定的安全措施，報有關部門審批 煤礦電工學井下供電安全技術保護接地實現保護的關鍵：將將接地電阻降到規定接地電阻降到規定值下，才能值下，才能使人的觸電電流小于安全值使人的觸電電流小于安全值。井下保護接地組成系統的優點：降低系統接地電阻，降低系統接地電阻，提高提高保護的保護的安全性安全性；互為備用，提高保護的；互為備用，提高保護的可靠性可靠性井下保護接地系統組成：是由是由“兩極兩極”（主接地極、局部接（主接地極、局部接地極）地極）“五線五線”（主接地母線、輔接地母線、連接導線、接地導（主接地母線、輔接地母線、連接導線、接地導線、電纜的接地芯線）組成線、

34、電纜的接地芯線）組成井下接地系統的接地電阻規定值：22歐歐本節小結煤礦電工學井下供電安全技術思考題2-9 說明保護接地的工作原理和保護接地實現保護的關鍵。2-10 井下保護接地網是怎樣組成的?為什么要組成井下保護接地網? 2022-3-6煤礦電工學井下供電安全技術77煤礦電工學井下供電安全技術 第五節 井下漏電保護裝置一、一、附加直流電源漏電保護附加直流電源漏電保護二、二、零序電流式漏電保護零序電流式漏電保護三、三、零序功率方向式漏電保護零序功率方向式漏電保護煤礦電工學井下供電安全技術漏電當電網絕緣小于漏電電阻值時，人觸及后會產生觸電危險，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，

35、引起絕緣電阻下降，導致漏電事故發生。漏電不僅會使電氣設備進一步損壞，形成短路事故，而且還可導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。漏電保護作用實現監視絕緣、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。煤礦電工學井下供電安全技術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視保護裝置，低壓1140V、660V、380V動力電網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。 煤礦電工

36、學井下供電安全技術1.保護原理 1 1）監測電網絕緣電阻）監測電網絕緣電阻接通附加直流電源組成的檢漏回路，產生附加直流I大小為： 當結構一定時，電源電動勢V、回路電阻R一定，回路電流I與三相絕緣電阻R成相反變化，用電流表測得I,再換算為相應的R刻度，從而讀出絕緣電阻R大小而成為k表。表中漏電電阻R漏電區域為紅色，對于380v電網為3.5k，660v電網為11k，1140v電網為20k。RRVI圖 2-10 原理圖I一、一、附加直流電源附加直流電源漏電保護漏電保護煤礦電工學井下供電安全技術2 2）漏電保護）漏電保護發生漏電時，絕緣電阻RR漏電由上式知I？：附加直流II動作(繼電器K)KD動作，其

37、觸點KD閉合，接通饋電開關的脫扣線圈YA,使得饋電開關斷路器QF脫扣跳閘，切斷漏電回路電源，實現保護（點擊觀看）。1.保護原理 圖 2-10 原理圖I煤礦電工學井下供電安全技術請問：請問：人觸及一相電網時，漏電保護是否動作？煤礦電工學井下供電安全技術請問：請問：一相電網接地時，漏電保護是否動作？煤礦電工學井下供電安全技術 3 3）漏電）漏電閉鎖閉鎖 如果在開關沒有接通負載前，在三相電網對地絕緣電阻上附加直流電源檢測漏電，如果發生漏電，通過繼電器接通脫扣線圈則斷路器無法合閘，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I煤礦電工學井下供電安全技術4 4）漏電保護試驗）

38、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），模擬漏電發生，此時絕緣電阻RR漏電附加直流II動作(繼電器K)如果饋電開關脫扣跳閘，說明漏電保護？如果饋電開關不跳閘，說明漏電保護？1.保護原理 煤礦電工學井下供電安全技術 5 5) )補償人體電容電流補償人體電容電流 未發生漏電時，絕緣電阻RR漏電，KD不動作但是電網線路較長時，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安全值，還有觸電危險，為此必須補償人體電容電流IC1.保護原理 煤礦電工學井下供電安全技術5 5) )補償人體電容補償人體電容電流電流在三相電抗器1L與KD之間串入零序電抗器2L，產生電感電流IL流經

39、人體，人體電流Ih中 IL與IC相量相反，相補償，使得Ih30mA，保證了人身安全。1.保護原理 ICILIhIL2022-3-6煤礦電工學井下供電安全技術892.保護特點 優點：不論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。且準確可靠，安全性高。還可以補償人身觸電或單相接地電流的容性分量部分。 缺點：無選擇性，由于電網各支路絕緣電阻為并聯關系，無論哪個支路絕緣電阻下降，都會使漏電動作， 結論：所以該保護裝在總開關上，故障停電范圍大，且不能直接判定故障支路。煤礦電工學井下供電安全技術 1.零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

40、有一個環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。當未發生漏電時，一次側三相電流對稱相量和為零，二次側無電流輸出當發生漏電時，一次側三相電流不對稱，其相量和不為零，二次側有零序電流輸出。 圖2-11零序電流互感器結構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二、零序電流式漏電保護煤礦電工學井下供電安全技術2.保護原理對于多支路電網一相漏電時，各分支線路中都有零序電流通過。在故障支路中，總零序電流的代數和是非故障支路零序電流之和；而非故障支路中，則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

41、故障線路零序電流大小與非故障線路不同來實現選擇性的。 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二、零序電流式漏電保護煤礦電工學井下供電安全技術注意：在發生單相接地時，接地電流可能沿著鎧裝電纜的鋼鎧外皮（接地線）流動，這部分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，如圖所示。使鎧裝電纜外皮流過的零序電流，再經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構示意圖電纜外皮終端 接線盒接地線

42、外皮電流二、零序電流式漏電保護二、零序電流式漏電保護煤礦電工學井下供電安全技術二、零序電流式漏電保護二、零序電流式漏電保護3.保護特點優點：具有橫向選擇性。缺點：三相絕緣電阻同時降低發生漏電，電網中無零序電流，失去保護功能。不能補償人身觸電電容電流。如果同一母線只有2支路，則 兩支路零序電流大小相等，無法區分，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0203020303I -I-I-II煤礦電工學井下供電安全技術三三、零序、零序功率方向功率方向式漏電保護式漏電保護0U 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三相繞組與電

43、網星形連接，二次繞組為開口三角形連接，根據變壓器原理可知，二次側開口端電壓U正比于三相電壓相量和，未發生不對稱漏電時，其相量和為0，即無電壓輸出；一旦發生不對稱漏電或單相接地，則有電壓輸出，此電壓即為零序電壓。0UUUUWVU煤礦電工學井下供電安全技術2. 保護原理當電網中某支路發生不對稱漏電時，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系不符合動作條件、保護不動作，從而實現有選擇性漏電保護。圖2-12 多分支電路中零序電流分布非故障支路故障支路三三、零序、零序功率方向

44、功率方向式漏電保護式漏電保護煤礦電工學井下供電安全技術二、零序二、零序功率方向功率方向式漏電保護式漏電保護3.保護特點優點：具有橫向選擇性,且兩支路時也可選擇性保護。缺點：三相絕緣電阻同時降低發生漏電，電網中無零序電流，失去保護功能。不能補償人身觸電電容電流。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煤礦電工學井下供電安全技術四、低壓選擇性漏電保護系統四、低壓選擇性漏電保護系統分開關裝設有瞬時動作的有選擇性零序功率方向漏電保護，總開關裝設有延時動作的附加直流電源式漏電保護。當分開關以下發生漏電故障時，有選擇性地切除故障支路；若漏電故障是對稱的，或

45、分開關失靈拒動時，總開關經短暫延時動作，實現后備保護，確?？煽啃?。煤礦電工學井下供電安全技術本節小結一、附加直流電源漏電保護作用： 1）監測絕緣電阻；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：結構簡單，使用方便，但設在總自動饋電開關。 無選擇性，停電范圍大。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：當開關所控線路發生漏電時，該開關動作。特點：設在分路開關；有選擇性，停電范圍小 易查找漏電回路。適用：作漏電主保護三、低壓漏電保護系統總開關：設附加直流電源式漏電保護，分開關：設零序電流保護或零序功率方向保護煤礦電工學井下供電安

46、全技術思考題2-11井下電網的漏電有什么危害?2-12漏電保護的類型及其作用是什么?低壓電網漏電保護系統是如何組成的？煤礦電工學井下供電安全技術第二章第二章 井下供電安全技術井下供電安全技術第第六六節節 井下井下過流過流保護裝置保護裝置煤礦電工學井下供電安全技術 第六節 井下過流保護裝置一、一、熔斷器熔斷器二、二、過流繼電器過流繼電器三、三、熱繼電器熱繼電器煤礦電工學井下供電安全技術第六節 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過流-電氣設備的實際電流電氣設備的實際電流額定值額定值過流過流原因原因過流過流保護保護短路保護短路保護過負荷保護過負荷保護斷相保護斷相保護動作電流值動

47、作電流值設定較設定較大，對電動機應大，對電動機應啟動電流；啟動電流； 瞬時動作瞬時動作動作電流值動作電流值設定設定小，額定電流小，額定電流延時動作延時動作，為反時限特性，為反時限特性（動作時間與動作電流成反比）（動作時間與動作電流成反比） 短路短路過負荷過負荷斷相運行斷相運行電流電流額定電流額定電流, ,溫升迅速溫升迅速 電流電流額定電流額定電流, ,溫升較慢溫升較慢 煤礦電工學井下供電安全技術常用過流保護裝置過流過流保護保護裝置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煤礦電工學井下供電安全技術一、熔斷器簡單的一次性過流保護裝置1.結

48、結構與構與原理原理熔體: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、插座等熄滅電弧產氣管、填石英砂 RLl型螺旋式熔斷器型螺旋式熔斷器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型熔斷器結構 a結構；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RM10RM10型熔斷器結構型熔斷器結構 1熔管；2蓋板；3黃銅帽蓋；4刀形觸頭；5熔體煤礦電工學井下供電安全技術一、熔斷器 型號類別號組別號RM封閉式T填料式L螺旋式C瓷插式設計序號數字電路符號圖符文符 F

49、U煤礦電工學井下供電安全技術一、熔斷器一、熔斷器2.技術數據技術數據 熔斷器的額定電流IN熔斷器殼體的載流部分，允許長時通過的最大電流。使用時電路IN N工作工作電流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 N IN N。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幾種規格的熔體，須根據實際需要選配。 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最大短路電流 Isbsb 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。使用時所接電網的電壓電網的電壓 UN N煤礦電工學井下供電安全

50、技術保護特性保護特性熔斷時間與熔體電流的關系熔斷時間與熔體電流的關系（安秒特性）安秒特性） 熔斷器具有反時限特性可作？過載保護過載保護。但是不宜作電動機不宜作電動機的過載保護的過載保護，因為電動機啟動時電流為46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？電動機的短路保護電動機的短路保護。圖 2-10 熔斷器的保護特性曲線煤礦電工學井下供電安全技術一、熔斷器3.使用注意事項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，因而應更換否則會發生外殼爆

51、炸或向外飛弧，引起嚴重事故；當熔斷器中需并聯兩個熔片時，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，也不準拆去熔管不用。煤礦電工學井下供電安全技術二、過電流繼電器可重復使用的過流保護裝置可重復使用的過流保護裝置 類類 型型電磁式電磁式（靠電磁（靠電磁力動作）力動作）電子式電子式（靠電子電（靠電子電路動作）路動作）可以組成不同電路，實現三相可以組成不同電路，實現三相短路、兩相短路、過載、斷相短路、兩相短路、過載、斷相漏電、欠壓、過壓等多種保護漏電、欠壓、過壓等多種保護電流繼電器作過流保護電流繼電器作過流保護電壓繼

52、電器作欠壓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時間繼電器與電流繼電器配合作過載保護熱動式熱動式 作電動機的過載保護作電動機的過載保護分立元件分立元件集成電路集成電路煤礦電工學井下供電安全技術1.電磁式繼電器結構原理電磁式繼電器結構原理結構結構 與與原理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構圖電磁繼電器結構圖 1-電磁線圈；2-鐵芯；3-銜鐵；4-反力彈簧；5-轉軸；6-動觸頭；7-靜觸頭動鐵帶動觸點定鐵導通磁路常閉動作后斷開接觸 器線圈回路反力彈簧設定過流保護動作值只有電流大于動作值時產生的磁力彈力，使動鐵吸合,帶動觸點。線圈接入被保護電路

53、通電產生磁力煤礦電工學井下供電安全技術元件圖符文符代表意義電路連接特點線圈KAKU電流繼電器電壓繼電器串入電路并入電路線粗、圈少線細、圈多常開觸點KAKU電流繼電器電壓繼電器串入脫扣線圈回路動作后閉合常閉觸點KAKU電流繼電器電壓繼電器串入接觸器線圈回路動作后斷開1.電磁式繼電器電磁式繼電器電路符號煤礦電工學井下供電安全技術1.電磁繼電器電磁繼電器技術數據 繼電器的額定電流IN繼電器的載流部分，允許長時通過的最大電流。使用時電路工作工作電流電流IN繼電器的動作電流Iop 使繼電器銜鐵動作的最小最小電流。須根據保護整定值確定。 繼電器的返回電流IRE使繼電器銜鐵釋放的最大最大電流。繼電器的返回系數KRE 繼電器返回電流與動作電流的比值。返回系數小于1 煤礦電工學井下供電安全技術2.電子式繼電器電子式繼電器原理 原理框圖原理框圖短路保護短路保護框圖框圖過載保護過載保護框圖框圖煤礦電工學井下供電安全技術2.電子式繼電器電子式繼電器舉例JDB電動機綜合保護外電路電動機綜合保護外電路外形與電路連接外形與電路連接煤礦電工學井下供電安全技術2.電子式繼電器電子式繼電器舉例JDB電動機綜合保護外電路電動機綜合保護外電路功能功能過載保護、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1,2,4,8煤礦電工學井下供電安全技術3.熱