會計學(xué)1安全用電及保護(hù)煤礦井下由于空間狹窄、照明不足、空氣潮濕，以及電氣設(shè)備易受砸、碰、壓而使絕緣損壞，所以比地面更易發(fā)生人身觸電、漏電及短路事故。如果缺乏必要和可靠的保護(hù)裝置，電氣設(shè)備長期過載容易引起井下火災(zāi)，漏電及短路故障容易引起瓦斯、煤塵爆炸，漏電電流的長期存在還可能使雷管超前引爆。所以，煤礦井下安全用電，就是根據(jù)井下的特殊工作條件而采取相應(yīng)的措施，防止上述事故的發(fā)生和發(fā)展，確保人身和設(shè)備的安全及供電的可靠性。第1頁/共82頁一、觸電的危險性觸電一般對人體的傷害大致分為電擊和電傷兩種類型。電擊是指觸電后電流通過人體，使人體內(nèi)部器官受到損傷和破壞，多數(shù)情況下會致人死亡，所以是最危險的。電傷是指強(qiáng)電流瞬時通過人體的某一局部，或電弧燒傷人體，造成人體外表器官的破壞，一般容易治愈，嚴(yán)重時可能使人致殘，但不會有生命危險第2頁/共82頁1、流過人體的電流流過人體的電流又稱人體觸電電流。我國一般規(guī)定30mA為通過人體的極限安全電流值，但是因人而異。流過人體的電流越大，對人體組織的破壞作用就越大。見表3-1.第3頁/共82頁2、人體電阻人體電阻由體內(nèi)電阻和皮膚電阻兩部分組成。體內(nèi)電阻較小，不受外界影響，大約為500歐。皮膚電阻變化較大，皮膚干燥時為10千歐，潮濕或角質(zhì)皮損壞時為1000歐左右。井下工作人員的人體電阻通常取1000歐作為計算依據(jù)。第4頁/共82頁3、人體觸電電壓流過人體的電壓和電流成非線性關(guān)系，這是因為人體電阻不固定。第5頁/共82頁工礦企業(yè)的安全電壓采用36V。第6頁/共82頁4、觸電時間觸電持續(xù)時間是指從觸電瞬間開始到人體脫離電源的時間。我國規(guī)定觸電電流與觸電持續(xù)時間的乘積不得超過30mA。觸電的傷害程度還與觸電方式、電流的種類、頻率以及電流流經(jīng)人體的路徑等多種因素有關(guān)。相同的條件下，直流電的危險性比交流電小。第7頁/共82頁二、觸電的預(yù)防1、使人體不接觸和不接近帶電體將帶電裸導(dǎo)體置于一定高度或者加保護(hù)遮攔，使人體接觸不到帶電體。如：井下架線式電機(jī)車的架空線，在行人巷道中敷設(shè)高度距軌面不得低于2m。礦用電氣設(shè)備的外殼與手把之間設(shè)置可靠的機(jī)械閉鎖裝置，以保證未合上外殼，不能送電;通電后，不能打開外殼。操作高壓回路，必須戴絕緣手套、穿絕緣靴以防觸電。第8頁/共82頁2、人體接觸較多的電氣設(shè)備采用低電壓觸電機(jī)會多的設(shè)備采用低壓。如：井下手持煤電鉆、照明設(shè)備工作電壓不得超過127V。礦用井下控制回路的電壓不得超過36V。第9頁/共82頁3、設(shè)置保護(hù)接地裝置當(dāng)電氣設(shè)備的絕緣損壞時，可能使正常不帶電的金屬外殼或支架帶電，如果人體觸及這些帶電的金屬外殼或支架，便會發(fā)生觸電事故。將正常時不帶電的金屬外殼和支架接地，以確保人身安全。第10頁/共82頁4、設(shè)置漏電保護(hù)裝置當(dāng)電氣設(shè)備或線路絕緣損壞時才有觸電的危險，所以設(shè)置漏電保護(hù)裝置，使之能不斷地監(jiān)視線路的絕緣狀況，在絕緣電阻下降到危險值時，自動切斷電源。第11頁/共82頁5、井下及向井下供電的變壓器中性點禁止直接接地中性點直接接地系統(tǒng)第12頁/共82頁5、井下及向井下供電的變壓器中性點禁止直接接地中性點對地絕緣系統(tǒng)考慮對地電容時，流過人體的電流，比不考慮時大，比中性點接地系統(tǒng)的的小。只考慮對地電阻時第13頁/共82頁三、觸電后的搶救兩快，一堅持，一慎重。兩快是指快速切斷電源和快速進(jìn)行搶救。當(dāng)出事地點沒有電源開關(guān)時，若是380V以下低壓線路，可用木棒、繩索等絕緣物體撥開電源線或直接將觸電者拉脫電源(注意與觸電者的絕緣);若是高壓線路，則應(yīng)用相應(yīng)等級的絕緣棒等物品使觸電者脫離電源。一堅持是指堅持搶救一慎重是指慎重用藥第14頁/共82頁1）人工呼吸法搶救方法：第15頁/共82頁2）心臟按摩法第16頁/共82頁第二節(jié)保護(hù)接地與接零工作接地保護(hù)接地保護(hù)接地系統(tǒng)保護(hù)接零第17頁/共82頁電氣設(shè)備的任何部分與大地之間作良好的電氣連接，叫做接地。用來直接與土壤接觸的一個或多個金屬導(dǎo)體，稱為接地體或接地極。電氣設(shè)備接地部分與接地極連接用的導(dǎo)體，稱為接地線。接地極與接地線，合稱為接地裝置。接地極與土壤接觸時，兩者之間的電阻及土壤的電阻，稱為流散電阻接地線電阻、接地體電阻及流散電阻之和，稱為接地電阻。接地按其目的和作用可分為:工作接地、保護(hù)接地、防雷接地、防靜電接地、重復(fù)接地等。相關(guān)概念第18頁/共82頁一、工作接地當(dāng)為保證電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備在任何情況下都能安全、可靠地運(yùn)行，要求系統(tǒng)中某一點必須用導(dǎo)體與接地體相連接，稱為工作接地。如電源中性點的直接接地或經(jīng)消弧線圈的接地等都屬于工作接地。第19頁/共82頁二、保護(hù)接地為防止人體觸電事故，將電設(shè)備中所有正常時不帶電、絕緣損壞時可能帶電的外露金屬部分接地，稱為保護(hù)接地。1）TT接地系統(tǒng)第20頁/共82頁2）IT接地系統(tǒng)第21頁/共82頁第22頁/共82頁三、保護(hù)接地系統(tǒng)1地面保護(hù)接地系統(tǒng)接地體分為自然接地體和人工接地體。應(yīng)盡量使用自然接地體，如不滿足時再敷設(shè)人工接地體。接地體的深度：垂直埋人地中的接地體一般長2m一3m；接地體上端與地面應(yīng)有0.5m一1m的距離。接地體的布置：為了降低接觸電壓和跨步電壓，接地體的布丑形式要適當(dāng)考慮，應(yīng)盡量使電位分布均勻。因此，在環(huán)形接地網(wǎng)中間加裝幾條平行的扁鋼均壓帶;在人員經(jīng)常出人處，加裝帽檐式均壓帶，就能較好地降低電位變化的陡度。第23頁/共82頁2、煤礦井下保護(hù)接地系統(tǒng)保護(hù)接地、過流保護(hù)、漏電保護(hù)構(gòu)成井下的三大保護(hù)。煤礦井下保護(hù)接地系統(tǒng)地極、局部接地極、接地母線、輔助接地母線和接地線組成，如圖3一9所示。第24頁/共82頁《煤礦安全規(guī)程》要求接地系統(tǒng)做到以下幾點：

(1)電壓在36V以上和由于絕緣損壞可能帶有危險電壓的電氣設(shè)備的金屬外殼、構(gòu)架，愷裝電纜的鋼帶(或鋼絲)、鉛皮或屏蔽護(hù)套等必須有保護(hù)接地。

(2)接地網(wǎng)上任一保護(hù)接地點的接地電阻值不得超過2歐姆。每一移動式和手持電氣設(shè)備至局部接地極之間的保護(hù)接地用的電纜芯線和接地連接導(dǎo)線的電阻位，不得超過1歐姆。

(3)所有電氣設(shè)備的保護(hù)接地裝置(包括電纜的愷裝、鉛皮、接地芯線)和局部接地裝置，應(yīng)與主接地極連接成1個總接地網(wǎng)。第25頁/共82頁四、保護(hù)接零第26頁/共82頁第三節(jié)井下漏電的危害及防護(hù)漏電的概念漏電的危害漏電的原因漏電保護(hù)方式漏電保護(hù)裝置的整定礦用隔爆型檢漏繼電器第27頁/共82頁一、漏電的概念漏電是指在電力系統(tǒng)中，因?qū)w對地的絕緣阻抗降低，流入大地的電流也將會隨之增大的故障現(xiàn)象，流人大地的電流稱為漏電電流。在煤礦井下的供電系統(tǒng)中，漏電故障表現(xiàn)為單相直接接地（由于變壓器中性點不直接接地），或者單相、兩相、三相對地的絕緣電阻下降至規(guī)定值。其中單相漏電約占漏電故障的85%。集中性漏電是指電網(wǎng)的漏電發(fā)生在某一點或某一處，其余部分的對地絕緣水平仍保持正常。分散性漏電是指整個電網(wǎng)或整條電纜的絕大部分對地絕緣水平下降，多處發(fā)生漏電現(xiàn)象。第28頁/共82頁二、漏電的危害

煤礦井下的漏電事故會對人身、設(shè)備、礦井的安全造成很大的威脅。其危害主要有以下幾個方面:人接觸到漏電設(shè)備或電纜，電流通過人體經(jīng)大地與電源形成回路，造成觸電傷亡事故。漏電回路中碰地或碰殼的地方可能產(chǎn)生電火花，有可能引起瓦斯煤塵爆炸。漏電回路中各點存在電位差，若電雷管引線兩端接觸到不同電位的兩點，可能使雷管爆炸。電氣設(shè)備漏電時不及時切斷電源會擴(kuò)大為短路故障，燒毀設(shè)備，造成火災(zāi)。發(fā)生一相嚴(yán)重漏電或接地時，電動機(jī)繞組對地(外殼)電壓將會升高為線電壓，對繞組對地絕緣構(gòu)成威脅。第29頁/共82頁三、漏電的原因

煤造成并下低壓電網(wǎng)漏電的原因，大致有以下兒個方面：電纜和電氣設(shè)備本身的原因。管理不當(dāng)而引起的漏電。維修操作不當(dāng)引起漏電。施工安裝不當(dāng)引起漏電。意外事故引起漏電。第30頁/共82頁四、漏電保護(hù)方式在煤礦井下，電網(wǎng)發(fā)生漏電是不可避免的，由于電網(wǎng)漏電所帶來的危害是極其嚴(yán)重的。因此，漏電保護(hù)是煤礦井下供電系統(tǒng)中不可缺少的。常見的漏電保護(hù)方式：附加直流電源檢測式漏電保護(hù)。零序電流式保護(hù)。零序電壓式。零序功率方向保護(hù)式。漏電閉鎖式。第31頁/共82頁1、附加直流電源檢測式漏電保護(hù)電流回路動作過程（ZJ）工作原理（有無觸電時對比）第32頁/共82頁2、零序電流式保護(hù)一次、二次側(cè)的構(gòu)成零序電流的產(chǎn)生電纜終端盒接地線穿過互感器接地第33頁/共82頁2、零序電流式保護(hù)漏電電流為各支路總和故障相與非故障相電流方向相反第34頁/共82頁3、零序電壓式保護(hù)原理零序電壓的產(chǎn)生正常時無零序電壓，故障時產(chǎn)生零序電壓驅(qū)動保護(hù)元件動作第35頁/共82頁3、零序電壓式保護(hù)原理電抗器的結(jié)構(gòu)第36頁/共82頁4、零序功率方向保護(hù)式動作條件故障相與非故障相的零序電流方向相反第37頁/共82頁第38頁/共82頁五、漏電保護(hù)裝置的整定第39頁/共82頁1、JY82型檢漏繼電器——結(jié)構(gòu)六、礦用隔爆型檢漏繼電器組成機(jī)械閉鎖斷電才能開蓋，蓋開不能接通電2L電容補(bǔ)償中性點對地絕緣R3穩(wěn)定負(fù)荷HL供千歐表照明K2比k1提前閉合C交流旁路R2試驗電阻E2輔助接地極第40頁/共82頁檢測回路漏電后的動作過程電網(wǎng)對地電容補(bǔ)償試驗回路1、JY82型檢漏繼電器——工作原理第41頁/共82頁2、JY82A型檢漏繼電器——結(jié)構(gòu)組成A3鋼板拉伸成外殼機(jī)械閉鎖機(jī)芯用加長桿固定三項電抗器多抽頭零序電抗器多抽頭第42頁/共82頁2、JY82A型檢漏繼電器——工作原理電源電路補(bǔ)償電路直流檢測回路控制回路延時電路第43頁/共82頁2、JY82A型檢漏繼電器——檢修與安裝檢查電壓等級，按圖3-5檢查按圖3—23接線合DW,合QS，用SB試驗調(diào)整好后下井下井后接線，檢查無誤后送電跳閘，檢查漏電故障機(jī)芯故障檢測第44頁/共82頁2、JY82A型檢漏繼電器——檢修與安裝第45頁/共82頁3、JY82B型檢漏繼電器發(fā)光二極管照明兼指示增加電源檔次見圖3-6雙T濾波代替零序電抗器濾波，延時小第46頁/共82頁3、JY82B型檢漏繼電器第47頁/共82頁4、BJJ3型檢漏繼電器直流電源零序電壓回路零序電流回路直流分量取樣電路相敏電路動作執(zhí)行電路試驗電路第48頁/共82頁第四節(jié)煤電鉆綜合保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)電氣原理使用與維修第49頁/共82頁ZBZ-4Z型煤電鉆綜合保護(hù)裝置第50頁/共82頁主回路低壓電源控制電路短路保護(hù)過載保護(hù)漏電保護(hù)試驗電路第51頁/共82頁主回路低壓電源一路是32v,另一路是5.5v控制電路先導(dǎo)啟動回路；主接觸器的閉合過程；1J供電的切換短路保護(hù)無論煤電鉆是否送電，都有有固定頻率信號；頻率信號的生成電路；正常時單結(jié)晶體管導(dǎo)通狀態(tài)；低阻放電回路；短路時動作過程；短路閉鎖過載保護(hù)

RJ漏電保護(hù)LED4絕緣阻值低指示LED2漏電指示試驗電路第52頁/共82頁照明信號綜合保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)電氣原理使用與維護(hù)第53頁/共82頁第54頁/共82頁第55頁/共82頁第六節(jié)礦井電網(wǎng)短路電流計算第56頁/共82頁第三章短路電流本章主要內(nèi)容：無限大容量電力系統(tǒng)三相短路時的物理過程及物理量

三相短路及兩相和單相短路的計算短路電流的效應(yīng)及短路校驗條件第一節(jié)短路的原因、后果及形式一、短路的原因絕緣損壞、過電壓、外力損傷、違反操作規(guī)程、動物造成等。二、短路的后果

產(chǎn)生很大的電動力、很高溫度、元器件損壞；電壓驟停、影響電氣設(shè)備正常運(yùn)行；停電、電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性遭到破壞；不平衡電流、不平衡逆變磁場、電磁干擾等出現(xiàn)。三、短路的形式

三相短路、兩相短路、單相短路、兩相接地短路第57頁/共82頁

短路的形式(虛線表示短路電流路徑)第58頁/共82頁第二節(jié)無限大容量電力系統(tǒng)三相短路時的物理過程一、無限大容量電力系統(tǒng)及其三相短路的物理過程a)三相電路圖b)等效單相電路圖無限大容量電力系統(tǒng)中發(fā)生三相短路第59頁/共82頁無限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時的電壓、電流變動曲線電路中存在電感，發(fā)生短路后，電流不能突變，有一個過渡過程即短路暫態(tài)過程。第60頁/共82頁二、短路有關(guān)的物理量1、短路電流周期分量

2、短路電流非周期分量

（波形按指數(shù)函數(shù)衰減）（波形為正弦波）3、短路全電流4、短路沖擊電流

=1～2短路電流沖擊系數(shù)（高壓三相短路為1.8，低壓為1.3）第61頁/共82頁高壓三相短路低壓三相短路5、短路穩(wěn)態(tài)電流（無限大容量系統(tǒng)）短路電流的表示：三相短路、兩相短路、兩相接地短路、單相短路第62頁/共82頁第三節(jié)無限大容量電力系統(tǒng)中短路電流的計算

短路電流計算過程：繪出計算電路圖、元件編號、繪等效電路、計算阻抗和總阻抗、計算短路電流和短路容量。計算方法：

歐姆法、標(biāo)幺制法

一、采用歐姆法進(jìn)行三相短路計算計算公式計算高壓短路時電阻較小，一般可忽略。≥時,可忽略≥時,可忽略1、電力系統(tǒng)的阻抗計算電力系統(tǒng)的電阻相對于電抗很小，不予考慮。第63頁/共82頁2、電力變壓器的阻抗計算

短路損耗電阻電抗3、電力線路的阻抗計算

和可查下表或其它數(shù)據(jù)表第64頁/共82頁電力線路每相的單位長度電抗平均值線路電壓

線路結(jié)構(gòu)35kV及以上6～10kV220／380V

架空線路電纜線路0.400.120.350.080.320.0664、阻抗換算（有變壓器時）

電路內(nèi)各元件的阻抗都必須按照短路點的短路計算電壓統(tǒng)一換算，換算的條件是元件功率損耗不變。

例3—1第65頁/共82頁二、標(biāo)幺制法進(jìn)行三相短路電流計算1、標(biāo)幺值概念任一物理量的標(biāo)幺值（實際值與基準(zhǔn)值之比）基準(zhǔn)容量（可以任意選取，一般取100MVA）基準(zhǔn)電壓（通常取短路計算電壓）基準(zhǔn)電流基準(zhǔn)電抗2、元件標(biāo)幺值：電力系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值：第66頁/共82頁電力變壓器電抗標(biāo)幺值：電力線路電抗標(biāo)幺值：3、短路電流標(biāo)幺值及短路電流計算根據(jù)可以計算出。4、三相短路容量例3—2第67頁/共82頁四、兩相短路電流的計算

五、單相短路電流的計算大接地電流系統(tǒng)、三相四線制系統(tǒng)發(fā)生單相短路時

（要考慮正序、負(fù)序、零序阻抗）工程中簡單計算

單相短路回路的阻抗：

結(jié)論：在無限大容量系統(tǒng)中，兩相短路電流和單相短路電流均比三相短路電流小，電氣設(shè)備的選擇與校驗應(yīng)采用三相短路電流，相間短路保護(hù)及靈敏度校驗應(yīng)采用兩相短路電流，單相短路電流主要用于單相短路保護(hù)的整定熱穩(wěn)定度的校驗。第68頁/共82頁第四節(jié)短路電流的效應(yīng)和穩(wěn)定度校驗發(fā)生短路后產(chǎn)生危害效應(yīng)：電動效應(yīng)熱效應(yīng)一、短路電流的電動效應(yīng)和動穩(wěn)定度1、短路時最大電動力

由計算可知：無限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，中間相導(dǎo)體所受到的電動力比兩相短路時導(dǎo)體所受到的電動力大，一般采用三相短路沖擊電流校驗電器的動穩(wěn)定度。第69頁/共82頁2、動穩(wěn)定度校驗一般電器：

和分別為電器的極限通過電流（動穩(wěn)定電流）的峰值和有效值，可查有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本。絕緣子：最大允許載荷

為絕緣子的最大允許載荷，可查有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本。如果手冊或產(chǎn)品樣本給出的是絕緣子的抗彎破壞載荷值，將其值乘以0.6作為值；為三相短路時作用于絕緣子上的計算力；如果母線在絕緣子上為平放，；如果母線為豎放，則。如圖所示（下頁）。硬母線：最大允許應(yīng)力

為母線材料的最大允許應(yīng)力，為母線通過時所受到的最大計算應(yīng)力；為母線通過時所受到的彎曲力矩，當(dāng)母線檔數(shù)為1～2時，；當(dāng)母線檔數(shù)大于2時，；當(dāng)母線水平放置時，，為母線截面水平寬度，為母線截面的垂直高度。如圖所示（下頁）。第70頁/共82頁水平放的母線

a)平放b)豎放3、短路點附近交流電機(jī)反饋沖擊電流的考慮

（參數(shù)見表3-367頁）大容量電動機(jī)對短路點反饋沖擊電流第71頁/共82頁二、短路電流的熱效應(yīng)與熱穩(wěn)定度1、短路時的發(fā)熱及計算短路前后導(dǎo)體的溫度變化短路發(fā)熱假想時間短路發(fā)熱的假想時間：短路時間短路保護(hù)裝置實際動作時間斷路器的斷路時間取0.1～0.2秒第72頁/共82頁2、短路熱穩(wěn)定度的校驗條件一般電器：母線及絕緣導(dǎo)線和電纜等導(dǎo)體：

和可由有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本查得。導(dǎo)體熱穩(wěn)定系數(shù)，可由附錄表7查得。例3—4（自己看）第73頁/共82頁第七節(jié)井下電網(wǎng)的過電流保護(hù)過電流保護(hù)的任務(wù)和要求一、過電流保護(hù)裝置的類型和任務(wù)過電流保護(hù)裝置：熔斷器（簡單、經(jīng)濟(jì)）低壓斷路器（供電可靠性較高、操作靈活）繼電保護(hù)（自動化程度較高的場所）二、對保護(hù)裝置的要求基本要求：選擇性、速動性、可靠性、靈敏度（靈敏系數(shù)）。第74頁/共82頁第二節(jié)熔斷器保護(hù)一、熔斷器在供配電系統(tǒng)的配置配置要求：使故障范圍縮小到最低限度

注意：低壓系統(tǒng)中的PE線和PEN線上不允許裝設(shè)熔斷器。二、熔斷器熔體電流的選擇

1、保護(hù)電力線路2、保護(hù)電力變壓器第75頁/共82頁考慮因素：熔體電流要躲過變壓器允許的正常過負(fù)荷電流，熔體電流要躲過變壓器低壓側(cè)電機(jī)起動的尖峰電流，熔體電流要躲過變壓器空載含閘電流。3、保護(hù)電壓互感器RN2為0.5A三、熔斷器的選擇與校驗1、選擇時應(yīng)滿足的條件：熔斷器的額定電壓應(yīng)不低于線路的額定電壓，熔斷器的額定電流不應(yīng)小于它所裝熔體的額定電流，熔斷器的額定類型應(yīng)滿足技術(shù)要求。2、斷流能力的校驗限流式（RM、RT0等）：非限流式（RM10）：斷流能力有上下限（跌開式）：

第76頁/共82頁四、熔斷器保護(hù)靈敏度的檢驗

見下表檢驗熔斷器保護(hù)靈敏度的最小比值K

熔體額定電流4～10A16～32A40～63A80～200A250～500A5s4.55567

熔斷時間0.4s89101l—注：表中K值適用于符合IEC標(biāo)準(zhǔn)的一些新型熔斷器如RTl2、RTl4、RTl5、NT等型熔斷器。對于老型熔斷器，可取K=4～7，即近似地按表中熔斷時間為5s的熔斷器來取值。

五、熔斷器之間的選擇性配合要求線路在發(fā)生故障時，靠近故障點的熔斷器首先熔斷，切斷故障部分。第77頁/共82頁第三節(jié)低壓斷路器的保護(hù)

一、低壓斷路器在低壓配電系統(tǒng)中的配置

三種方式：

1、單獨接低壓斷路器或低壓斷路器刀開關(guān)的方