《煤矿井下供电系统的三大保护讲义课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤矿井下供电系统的三大保护讲义课件（85页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、煤矿井下供电系统的 三大保护,（一）触电的危害,电流对人体的作用 煤矿井下空间狭小、潮湿、有淋水、矿尘大，容易造成电气设备漏电。因此，煤矿井下发生触电事故可能性较大。 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人身伤害事故。 按电流对人体伤害的程度，触电可分为电击和电伤两种。,安全用电有关知识,电击是指电流流过人体内部，造成人体内部器官损坏，而导致残废或死亡。 电伤是指强电流瞬间通过人体的某一局部或电弧对人体表面造成的烧伤、灼伤。 在触电死亡事故中，大多数是电击死亡事故。因此，触电事故主要是指电击事故。 电击是电流对人体内部组织造成的伤害。仅50mA的电流即可使人
2、的神经系统受到电流强烈刺激，引起呼吸中枢衰竭，呼吸麻痹，严重时导致心室纤维颤动，以至引起昏迷和死亡。,按照人体触及带电体的方式和电流通过人体的途径，电击触电可分为三种情况： （1）单相触电 单相触电是指人体接触一相带电体，这时触电的危险程度取决于电网中性点是否接地和触电环境。对于高电压人体虽然没有触及，但因超过了安全距离，高压电对人体产生电弧放电，也属于单相触电。单相触电的危害程度与电网的运行方式有关，一般情况下，接地电网的单相触电比不接地电网的危害大。,单相触电 a中性点接地；b中性点绝缘,电网中性点接地时，通过人体的电流为 I= U/RR= U/ R 式中 U 相电压 R 电网中性点接地电
3、阻，一般具有几欧，远远小于人体电阻R，可以忽略； R 人体触电电阻,中性点绝缘时，各项导线对地电阻为绝缘电阻，由于各项导线分布电容的存在，还应考虑分布电容的作用。因此 人体触电电阻为人体电阻与各项导线对地阻抗串联的结果。这就是说，当电网电压一定的情况下，中性点不接地系统对触电的危险较小。,（）两相触电。 两相触电是指人体两处同时触及两相带电体而发生的触电事故。无论电网的中性点接地与否，其危害性都比较大。 （）跨步电压触电。 当电网或电气设备发生接地事故时，流入大地中的电流在土壤中形成电位，地表面也形成以接地点为圆心的径向电位差分布。如果人行走时前后两脚间（一般按0.8m计算)电位差达到危险电压
4、造成触电，称为跨步触电。,人离接地点越近，跨步电压越高，危险性越大。一般在距接地点20m以外，可以认为地电为零。在高压故障接地处或有大电流流过接地装置附近，都可能出现较高的跨步电压，所以井下不存在跨步电压的危险。,非接触触电 非接触触电是指当人靠近高压带电体，距离小于或等于放电距离时，人与高压带电体之间产生放电而引起的触电。这时，通过人体的电流虽然很大，但人会被迅速击倒而脱离电源，有时不会导致死亡，但会造成严重烧伤。,2.对人体作用电流的划分 对于工频交流电，按照通过人体的电流大小而使人体呈现不同的状态，可将电流划分为三级： （1）感知电流。引起人的感觉的最小电流称感知电流。人接触这样的电流会
5、有轻微麻感。实验表明，成年男性平均感知电流有效值约为1.1mA，成年女性约为0.7mA。感知电流一般不会对人造成伤害，但是接触时间长，表皮被电解而电流增大时，感觉增强，反应变大，可能造成坠落等间接事故。,（2）摆脱电流。电流超过感知电流并不断增大时，触电者会因肌肉收缩、发生痉挛而紧握带电体，不能摆脱电源。人体触电后能自行摆脱电源的最大电流称为摆脱电流。一般成年男性平均摆脱电流为16mA，成年女性约为10.5mA。儿童较成年人小。摆脱电流是人体可以忍受而不会造成危险的电流。若通过人体的电流超过摆脱电流时间过长，会造成昏迷、窒息 甚至死亡。因此，人摆脱电源能力随着触电时间的延长而降低。,（3）致命
6、电流。在较短时间内危及生命的电流，称为致命电流。电流达到50mA以上，就会引起心室颤动，有生命危险，100mA以上的电流，则足以致死。而接触30mA以下的电流通常 通常不会有生命危险。,电流对人体造成的影响,3. 影响触电伤害的因素,触电对人身的伤害程度主要由以下因素决定： 1）流经人体电流的大小： 电流对人体的危险电流50mA。安全电流井下30 mA。一般认为：通过人体的电流超过50 mA时，就有生命危险；超过100 mA时，只要很短时就会使人停止呼吸，失去知觉而死亡。,2）.人体的电阻大小： 人体的电阻由体内电阻（500）和皮肤电阻（65010K）组成。 3）.作用与人体的电压值： 安全电
7、压取决于人体电阻和安全电流的大小。对于干燥而触电危险性较小的环境，其安全电压一般不大于40伏。但对于潮湿而触电危险性较大的环境，其安全电压不应大于12伏。,其他因素对触电危险性的影响 触电危险性主要取决于流经人体的电流，但触电时间、触电电流流经人体的途径、触电电流的频率和人的精神状态及健康状态对触电的危险性也有影响。 1）触电时间越长，人体出汗就越多，人体电阻就越小，流过人体的电流就越大。 2）触电电流流经人体的途径也直接影响着触电的危险性。,3）触电电流的工作频率对触电的后果也有较大影响，25Hz300 Hz的交流电对心脏的影响较大，大于2000 Hz的交流电对心脏的影响较小，直流电对人身触
8、电的危险性比交流电小。 4）人的精神状态和健康状态对触电危险性也有影响。当触电人身体疲劳、注意力不集中喝酒以后，由于反应迟钝，触电后不能及时脱开带电体。具有心脏病、精神病的人触电后所受到的伤害要大于正常人。,（二）人体触电的原因及预防措施,1.人体触电的原因 （1）作业人员违反章程、操作规程有关规定、带电作业、带电安装、带电检查、修理、处理障碍；忘记停电、停错电、不验电、放电等。 （2）不执行停、送电制度，停电开关没闭锁；没按要求悬挂“有人工作，严禁送电”警示牌，执行谁停电谁送电安全作业制度不严，误送电。,（3）没设可靠的漏电保护、漏电保护失效或甩掉不用；漏电保护失效接地网断线的情况下人触及带
9、电的设备外壳。 （4）不按要求使用绝缘用具、带电拉隔离开关等误操作导致人体触电。 （5）不按要求携带较长的导电材料，在有架线的巷道行走时触及架线。 （6）工作中，触及破损电缆、裸露带电体等。,2.人体触电的预防措施 （1）使人体不能触及或接近带电体。 （2）设置保护接地。 （3）在井下高、低压供电系统中，装设漏电保护装置，防止供电系统漏电造成人身触电和引起瓦斯或煤尘爆炸。,煤矿井下供电系统的过流保护、漏电保护、接地保护统称为煤矿井下的三大保护。 第一节 过电流保护 一、过电流故障的危害及原因 过电流是指流过电气设备和电缆的电流超过额定值。其故障有短路、过负荷和断相。,煤矿井下三大保护,1.短路
10、 短路是指电流不流经负载，而是两根或三根导线直接短接形成回路。这时电流很大，可达额定电流的几倍、几十倍，甚至更大，其危害是能够在极短的时间内烧毁电气设备，引起火灾或引起瓦斯、煤尘爆炸事故。短路电流还会产生很大的电动力，使电气设备遭到机械损坏，也会引起电网电压急剧下降，影响电网中的其他用电设备的正常工作。造成短路的主要原因是绝缘受到破坏，因而应加强对电气设备和电缆绝缘的维护和检查，并设置短路保护装置。,2.过负荷 过负荷是指流过电气设备和电路的实际电流超过其额定电流和允许过负荷时间。其危害是电气设备和电缆出现过负荷后，温度将超过所用绝缘材料的最高允许温度，损坏绝缘，如不及时切断电源，将会发展成漏
11、电和短路事故。过负荷是井下烧毁中、小型电动机的主要原因之一。 引起电气设备和电缆过负荷的原因主要有以下几方面：一是电气设备和电缆容量选择过小，致使正常工作时负荷电流超过了额定电流；二是对生产机械的误操作，例如在刮板输送机机尾压煤的情况下，连续点动起动，就会在起动电流的连续冲击下引起电动机过热，甚至烧毁。此外，电源电压过低或电动机机械性堵转都会引起电动机过负荷。,3.断相 断相是指三相交流电动机的一相供电线路或一相绕组断线。 造成断相原因有：熔断器有一相熔断；电缆与电动机或开关的接线端子连接不牢而松动脱落；电缆芯线一相断线；电动机定子绕组与接线端子连接不牢而脱落等。,二、煤矿井下低压电网短路保护
12、装置整定细则 （一）、一般规定 1、短路电流的计算方法 1）选择短路保护装置的整定电流时，需要计算两相短路电流值， = （1） 式中： -两相短路电流，A。 -短路回路内一相电阻，电抗值总和，。 Xx -根据三相短路容量计算的系统电抗值, 。 R1、X1 -高压电缆的电阻、电抗值，。 Kb -矿用变压器变比。 Rb、Xb -矿用变压器的电阻、电抗值，。 R2、X2 -低压电缆的电阻、电抗值，。 UN2 -变压器二次侧额定电压，V。,利用公式计算两相短路电流时，不考虑短路电流周期分量的衰减，短路回路的接触电阻和电弧电阻值也忽略不计。 若需计算三相短路电流值，可按公式计算： 式中： -三相短路电流
13、，A。 2）两相短路电流亦可利用计算图(或表)查出。 2、短路保护装置 1）馈出线的电源端均需加装短路保护装置。低压电动机应具备短路、过负荷、单相断线的保护装置。 2）当干线上的开关不能同时保护分支线路时，则应在靠近分支点处另行加装短路保护装置。 3）各类短路保护装置均应按本细则进行计算、整定、校验，保证灵敏可靠，不准甩掉不用，并禁止使用不合格的短路保护装置。,2、短路保护装置 1）馈出线的电源端均需加装短路保护装置。低压电动机应具备短路、过负荷、单相断线的保护装置。 2）当干线上的开关不能同时保护分支线路时，则应在靠近分支点处另行加装短路保护装置。 3）各类短路保护装置均应按本细则进行计算、
14、整定、校验，保证灵敏可靠，不准甩掉不用，并禁止使用不合格的短路保护装置。,（二）、电缆线路的短路保护 1、电磁式过流继电器的整定 1）1200V及以下馈电开关过流继电器的整定值，按下列规定选择。 对保护电缆干线的装置按公式选择： 式中：IZ -过流保护装置的电流整定值，A。 IQC -容量最大的电动机的额定起动电流，A。 Ie-其余电动机的额定电流之和，A。 KX -需用系数，取0.51。,（二）、电缆线路的过流保护 1、电磁式过流继电器的整定 1）1200V及以下馈电开关过流继电器的整定值，按下列规定选择。 对保护电缆干线的装置按公式选择： 式中：IZ -过流保护装置的电流整定值，A。 IQ
15、C -容量最大的电动机的额定起动电流，A。 Ie-其余电动机的额定电流之和，A。 KX -需用系数，取0.51。,保护电缆支线的装置按公式选择： IZIQC 式中：IZ、IQC的含义同公式。 目前某些隔爆磁力起动器装有限流热继电器，其热元件按公式整定： IZIe 式中：IZ、Ie的含义同公式。 2）按第1条规定选择出来的整定值，还应用两相短路电流值进行校验，应符合公式的要求： /IZ 1.5 式中： -被保护电缆干线或支线距变压器最远点 的两相短路电流值，A。 Iz-过流保护装置的电流整定值，A。 1.5-保护装置的可靠动作系数。,若线路上串联两台及以上开关时(其间无分支线路)，则上一级开关的整定值，也应按下一级开关保护范围最远点的两相短路电流来校验，校验的可靠动作系数应满足1.21.5的要求，以保证双重保护的可靠性。 若经校验，两相短路电流不能满足公式时，可采取以下措施： 加大干线或支线电缆截面。 设法减少低压电缆长度。 采用相敏保护器或软起动等新技术提高可靠动作系数。 换用大容量变压器或采取变压器并联。 增设分段保护开关。 采用移动变电站或移动变压器。,2、电子保护器的电流整定 1）馈电开关中，电子保护器的短路保护整定原则，按公式进行计算、选择、整定，按公式进行校验，其整定范围为(310) Ie；其过载长延时保护电流整定值按实际负载电流值整定，其整定范围为(
