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1、第二章 井下电网的漏电保护 煤矿井下环境比较潮湿，供电电缆又容易被砸和挤压，在此条件下运行的电气设备和电缆，随时都有可能发生漏电故障。漏电的结果，不仅会引起人身触电，还可能导致瓦斯、煤尘爆炸，甚至使电雷管提前引爆。此外，大量的漏电电流，还可能使绝缘材料发热着火，造成火灾及其它危及矿井安全的严重事故。因此井下电网必须采取切实可靠的漏电保护措施，以确保供电安全。 在变压器中性点不接地的供电系统中，漏电保护的措施有下列几方面： (1)装设灵敏可靠的漏电保护装置(即检漏继电器)。当电网发生严重漏电或人身触电事故时，它能立即动作，使电源开关跳闸，为保证电缆损坏时漏电保护装置能可靠地动作，最好能与屏蔽电缆
2、配合使用； (2)采用保护接地装置，防止电气设备绝缘损坏时外壳带电，造成触电事故； (3)设法补偿电网对地的电容电流，以减少漏电电流值； (4)提高漏电保护装置和自动馈电开关的动作速度，以缩短人身触电时间。提高动作速度虽不能完全防止瓦斯引爆，但能使漏电故障存在的时间缩短，减少爆炸的可能性。根本解决的办法是采取超前切断电源装置。 多年的实践经验证明，上述漏电保护措施是行之有效的，但与安全的要求相比，还有不小差距，应逐步加以改进和完善。 第一节 触电的危险及其预防方法 人身接触带电导体或因绝缘损坏而带电的设备外壳，都可能造成触电事故。煤矿井下的工作条件特殊，接触电气设备的机会较多，因此，发生触电的
3、可能性也较大。 触电对人体组织的破坏是很复杂的。一般讲，电流对人体的伤害大致分为两种类型，即电击和电伤。电击，是指电流通过人体的内部，影响呼吸、心脏和神经系统，造成人体内部组织的损伤和破坏，导致残废或死亡。在触电死亡的事故统计中，多数是由电击造成的，所以，电击是最危险的一种。电伤，主要是指电弧对人体表面的烧伤。当烧伤面积不大时，不致有生命危险。在高电压的触电事故中，这两种情况同时存在。对低电压来讲，主要是指电击。 电击对人体的伤害程度与下面一些因素有关。 1人身电流、电阻和电压电击对人体的伤害程度，首先与通过人体的电流大小有直接关系，电流越大越危险。对于工频交流电，1mA的电流通过人身，就开始
4、有麻剌和痛的感觉，当达到25mA时，便会使人感觉麻痹或剧痛，甚至呼吸困难，使自己不能摆脱电源。如果电流再大、而且不能及时切断电源，则会有生命危险。对于煤矿券下的条件，常取30mA为人身触电电流的安全极限值：各种不同电流值对人体的伤害程度示于表2-1-1中。表2-1-1 电流对人体的影响其次，流经人身电流的大小，与人身电阻有密切差系。人身电阻越大，通过人身的电流也就越小，反之，则越大。 人身电阻是由两部分组成的，即体内电阻和皮肤电阻。体内电阻是由细胞，血管和神经等组成，基本上不受外界的影响，一般不低于500。皮肤电阻是指皮肤表面角质层的电阻。皮肤表面角质层是一层不完善的电介质，其厚度约为0.00
5、50.2mm。它的电阻不是定值，随外界客观条件的变化而变化。如果皮肤表面角质层完好，皮肤干燥，而且在低电压作用下，其电阻值可高达10k以上。当条件变坏时，如角质层损伤、皮肤潮湿、多汗或有导电性的粉尘等，其电阻值便急剧下降。在一般情况下，人身电阻主要由皮肤电阻来决定。由于煤矿井下潮湿多尘，而且工人劳动繁重，流汗较多，所以我们把在井下工作的人身电阻定为8001500，通常取1000进行计算。 流经人身的电流与作用于人身的电压高低也有关系。电压越高，通过人身的电流也越大。由于皮肤的电阻随电压的升高而减少。因此，人身电流增大得更多，危险性也更大。 2触电时间触电对人身的伤害程度与电流作用的时间长短、也
6、有密切关系，触电的时间越长越危险。也就是说，即使是安全电流，若流经人身的时间太久，也会造成伤亡事故。这是因为随着触电时间的延长，人体发热出汗，人身电阻便会逐渐减少，电流随之增大。反之，虽然流经人身的电流较大，若能在很短的时间内把电流切断，也不致造成生命危险。由此可见，人身触电的伤害程度，不仅与电流的太小有关，而且与触电的时间长短有关。因此，人们常常以人身触电电流与触电时间t乘积来衡量，当不超过某一安全极限值K时，就认为是安全的，并以此作为衡量人身安全的标准。关于K值，国外做了大量的试验研究工作，一般取K=3 0mAs，由此便可求得当人身电流为时允许的触电时间t： 随着人身触电电流值的增大，允许
7、的触电时间t便要缩短，也就是说，必须加快漏电保护装置和自动馈电开关的动作速度，才能保证人身安全。 3人身电流的途径 一般认为，电流通过心脏、肺部和中枢神经系统，其危害程度较其它途径要大。特别是通过心脏时，危险性最大。几十毫安的电流，即可引起心室颤动，使心脏停止工作，中断血液循环，从而导致死亡。实际观察证明，两手之间和手到脚的电流途径是最危险的，在工作中要特别注意。 4电流的频率 多数研究者的结论证明：25300Hz的交流电对心肌的影响最大，其中5060Hz是对人体伤害最严重的频率，2000Hz以上的电流对心肌的影响就很小了。根据用狗做的试验表明：在50Hz时，死亡率为IO0，在100Hz时，死
8、亡率为45，在125Hz时，死亡率为20，而在150Hz时，死亡率几乎为零。 对人来讲，也是如此，频率越高，危害就越小。即高频电流的伤害程度，要比工频小得多。因此，医生常用高频电流给病人治病。但是，也必须指出，在高频高压的电击过程中，也可能发生触电死亡事故。 除上述一些因素外，触电的伤害程度与触电者本人的健康状况、精神状态等也有关系。一般来说，心脏病、神经系统有毛病或患有肺结核病的人，在触电后所引起的伤害程度，要比健康人严重些。总之，触电是危险的，但是，只要措施有力，坚决按照安全规程的要求执行，事故也是可以避免的。结合煤矿井下的具体情况，可以采取下列防止人身触电的措施； (1)将带电导体、电器
9、元件、电缆接头等，都封闭于坚固的外壳内。并在电气设备的外壳与盖之间，设置可靠的机械闭锁装置，以保证未合上外盖时，不能接通电源，或者在给上电源后，不能打开外盖； (2)对于那些不能封闭在外壳内的裸露导体，如电机车用的架空线，则将其悬挂在一定的高度，勿使人身接触。按煤矿安全规程规定，一般在行人的巷道内，高度不得低于2m；在并底车场，从井底到乘车场的巷道内，不得低于2.2m； (3)加强手持式电动工具(如手持式电钻等)手柄的绝缘，以防止绝缘损坏时，手柄带电而引起触电事故； (4)对于人身接触机会较多的电气设备和电器，都采用较低的供电电压，以减少触电的危险性。例如，手持式电钻、照明设备和信号装置等的额定电压，都不应超过127V，而控制回路的电压，则不得超过1242V； (5)井下变压器禁止中性点直接接地，但专供架线电机车变流设备用的变压器，不在此限。同时，也禁止用地面上中性点接地的变压器或发电机直接向井下供电； (6)采用灵敏可靠的漏电保护装置； (7)采取有效的保护接地措施等等。
