《煤礦電氣安全》PPT課件.ppt

煤 礦 電 氣 安 全,中 國(guó) 礦 業(yè) 大 學(xué) 電氣安全與智能電器研究所 二O一O年四月,董新偉dxw_,2,煤礦電網(wǎng)概述 中性點(diǎn)運(yùn)行方式 漏電保護(hù)與保護(hù)接地 現(xiàn)有規(guī)定及小型煤礦常見(jiàn)問(wèn)題 事故案例分析,3,一、煤礦供電系統(tǒng),1礦井對(duì)供電的要求,煤礦企業(yè)為電能的重要用戶。由于煤礦生產(chǎn)的特殊性，在供電上要求更為嚴(yán)格。其主要要求如下：,1）供電可靠,2）供電安全,3）保證充足的供電量,4）技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理,4,2礦井電壓等級(jí),5,3 礦井供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),礦井供電方式的決定因素 礦區(qū)范圍 采用機(jī)械化方式 礦層結(jié)構(gòu) 采煤方法 礦層埋藏深淺 井下涌水量大小 典型供電方式：深井、淺井、平硐三種,6,電力網(wǎng),深井供電,7,中央變電所,8,4 礦井變電所及工作面配電點(diǎn),地面變電所 井下中央變電所 采區(qū)變電所 工作面配電點(diǎn),9,某礦地面供電系統(tǒng)（部分）,10,某礦井下供電系統(tǒng)（部分）,11,供電可靠性要求高 井下人員 瓦斯 涌水 生產(chǎn) 損失慘重，教訓(xùn)深刻 同一電壓等級(jí)的供電級(jí)數(shù)多 地面變電所、井下中央變電所、采區(qū)變電所、移動(dòng)變電站 負(fù)荷集中 大功率設(shè)備多 大功率設(shè)備多且相對(duì)集中，負(fù)荷變化對(duì)供電系統(tǒng)影響大 運(yùn)行環(huán)境惡劣 事故頻繁 環(huán)境潮濕，粉塵多，移動(dòng)型設(shè)備多，擠壓碰撞多 電纜供電為主 高壓電纜一般有幾十公里，單相接地電流大，易拉起電弧，不易自恢復(fù) 新型電力電子設(shè)備逐漸增多 諧波含量超標(biāo) 自然功率因數(shù)低 供電設(shè)備技術(shù)水平參差不齊 設(shè)備多且難以統(tǒng)一，配合復(fù)雜，管理維護(hù)困難,5 礦 井 供 電 的 特 點(diǎn),12,中性點(diǎn)的運(yùn)行方式指的是中性點(diǎn)與大地之間的連接關(guān)系。 中性點(diǎn)運(yùn)行方式的選擇主要取決于單相接地時(shí)電氣設(shè)備的絕緣要求及供電可靠性。 中性點(diǎn)運(yùn)行方式的不同，直接影響到安全和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，需要進(jìn)行綜合比較分析。,中性點(diǎn)運(yùn)行方式,13,1 中性點(diǎn)運(yùn)行方式的種類,大接地電流系統(tǒng) 1）直接接地，又稱為有效接地 2）經(jīng)低阻接地 小接地電流系統(tǒng) 1）不接地，又稱為中性點(diǎn)絕緣 2）經(jīng)消弧線圈接地 3）經(jīng)高阻接地,14,中性點(diǎn)運(yùn)行方式的種類,15,關(guān)于煤礦電網(wǎng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式的規(guī)定,煤礦安全規(guī)程第443條規(guī)定： 嚴(yán)禁井下配電變壓器中性點(diǎn)直接接地。嚴(yán)禁由地面中性點(diǎn)直接接地的變壓器或發(fā)電機(jī)直接向井下供電。,我國(guó)、蘇聯(lián)、西德等國(guó)井下采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)；其它國(guó)家，如英國(guó)采用中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地的系統(tǒng)或其它類型的接地系統(tǒng)。,16,2 中性點(diǎn)不接地方式,主要特點(diǎn)：?jiǎn)蜗嘟拥仉娏餍?適用范圍：3-10kV電網(wǎng)。因?yàn)樵谶@類電網(wǎng)中，發(fā)生單相接地故障的比例很大。采用中性點(diǎn)不接地方式可以減少單相接地電流，從而減輕其危害。 分 析：?jiǎn)蜗嘟拥仉娏?，單相接地時(shí)的各相對(duì)地電壓,17,中性點(diǎn)不接地方式-正常運(yùn)行,三相對(duì)稱，沒(méi)有電流在地中流過(guò)。 中性點(diǎn)對(duì)地電位為0 各相對(duì)地電壓等于相電壓。 其中C為電網(wǎng)對(duì)地電容（高壓電網(wǎng)忽略電網(wǎng)對(duì)地絕緣電阻R）,18,中性點(diǎn)不接地方式單相接地,當(dāng)發(fā)生金屬性接地時(shí)，接地故障相對(duì)地電壓為零。 中性點(diǎn)對(duì)地的電壓上升到相電壓，且與接地相的電源電壓相位相反。 非故障相對(duì)地電壓由相電壓升高為線電壓。 三相的線電壓仍保持對(duì)稱且大小不變，對(duì)電力用戶接于線電壓的設(shè)備的工作并無(wú)影響，無(wú)須立即中斷對(duì)用戶供電。 單相接地電流，等于正常運(yùn)行時(shí)一相對(duì)地電容電流的三倍，為容性電流。,19,單相接地故障對(duì)電網(wǎng)的影響,單相接地時(shí)，由于線電壓保持不變，使負(fù)荷電流不變，電力用戶能繼續(xù)工作，提高了供電可靠性。 由于接地點(diǎn)的電弧或者由此產(chǎn)生的過(guò)電壓可能引起故障擴(kuò)大，發(fā)展成為多相接地故障。 非故障相電壓升高到線電壓，所以在這種系統(tǒng)中，電氣設(shè)備和線路的對(duì)地絕緣應(yīng)按能承受線電壓考慮設(shè)計(jì)，從而相應(yīng)地增加了投資。 在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，應(yīng)裝設(shè)交流絕緣監(jiān)察裝置，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，立即發(fā)出信號(hào)。規(guī)程規(guī)定：系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，繼續(xù)運(yùn)行的時(shí)間不得超過(guò)2h，并要加強(qiáng)監(jiān)視。,20,1、問(wèn)題的提出 煤礦安全規(guī)程第457條規(guī)定： 地面變電所和井下中央變電所的高壓饋電線上，必須裝設(shè)有選擇性的單相接地保護(hù)裝置；供移動(dòng)變電站的高壓饋電線上，必須裝設(shè)有選擇性的動(dòng)作于跳閘的單相接地保護(hù)裝置。 井下低壓饋電線必須裝設(shè)檢漏保護(hù)裝置或有選擇性的漏電保護(hù)裝置，保證自動(dòng)切斷漏電的饋電線路。,漏電保護(hù),21,我國(guó)井下普遍使用變壓器中性點(diǎn)絕緣的低壓供電系統(tǒng)，漏電故障定義為：在中性點(diǎn)絕緣的低壓供電系統(tǒng)中發(fā)生單相接地（包括直接接地和經(jīng)過(guò)過(guò)渡阻抗接地）或兩相、三相對(duì)地的總絕緣阻抗下降到一定危險(xiǎn)值的電氣故障為漏電故障，簡(jiǎn)稱漏電。 人身觸電屬于其中的單相經(jīng)過(guò)過(guò)渡電阻接地的漏電故障。,2 漏電故障的基本概念,22,2 漏電故障的基本概念,單相漏電電流回路示意圖。,23,3. 產(chǎn)生漏電的原因,1）電纜或電氣設(shè)備本身的原因 2）因施工安裝不當(dāng)引起漏電 3）因管理不嚴(yán)引起漏電 4）因維修操作不當(dāng)引起漏電 5）因意外事故造成漏電,24,4. 漏電的危害,1）人身觸電 2）引起沼氣、煤塵爆炸 3）使電雷管無(wú)準(zhǔn)備引爆 4）燒損電氣設(shè)備，引起火災(zāi) 5）引起短路事故 6）嚴(yán)重影響生產(chǎn) 7）造成經(jīng)濟(jì)損失,25,二、井下低壓電網(wǎng)人身觸電電流,下圖為中性點(diǎn)絕緣的井下低壓供電單元原理圖。T為動(dòng)力變壓器，Rma為人體電阻，r=r1=r2=r3為各相對(duì)地絕緣電阻，rRma，C=C1=C2=C3為各相對(duì)地電容，C約為01uF。,T,26,對(duì)人身觸電情況，外電路的阻抗即為人身電阻。 則電網(wǎng)發(fā)生人身單相觸電等效電路如右圖：,等效電路,例：設(shè)電網(wǎng)每相對(duì)地電容C0.5uF，每相對(duì)地電阻為r=35k,電網(wǎng)電壓V660V，求人身單相觸電電流。人體電阻取1k 。,解：根據(jù)公式有：,可見(jiàn)，即使對(duì)中性點(diǎn)絕緣的低壓供電系統(tǒng)，人身單相觸電電流也是非常危險(xiǎn)的。,那么，通過(guò)提高電網(wǎng)對(duì)地絕緣水平，是否就可以降低人身觸電電流呢？,令 則有：,結(jié)論：?jiǎn)渭兺ㄟ^(guò)提高對(duì)地絕緣水平，不一定能降低人身觸電電流，有時(shí)可能相反。,如果通過(guò)改變電網(wǎng)對(duì)地電容，對(duì)人身觸電電流有何影響？,令公式中C=0，則有：,結(jié)論：通過(guò)減小電網(wǎng)對(duì)地電容，即減小電網(wǎng)容性電流，對(duì)降低人身觸電電流是有效的辦法。,30,人身觸電電流值隨絕緣電阻和電容的變化規(guī)律,31,三、預(yù)防漏電、觸電的措施,加強(qiáng)井下電氣設(shè)備的管理和維護(hù)，定期對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行檢查和試驗(yàn)，性能指標(biāo)達(dá)不到要求的，應(yīng)立即更換； 將帶電導(dǎo)體、電氣元件和電纜接頭，都封閉在堅(jiān)固的外殼內(nèi)，在設(shè)備外殼與蓋子間設(shè)置可靠的機(jī)械閉鎖，強(qiáng)制斷電源后開蓋。 對(duì)不能封閉的帶電裸導(dǎo)體，如機(jī)車架空線，應(yīng)將其安裝在一定的高度，防止人身觸電。 加強(qiáng)手持式電動(dòng)工具的把手絕緣 對(duì)人員接觸機(jī)會(huì)較多的電氣設(shè)備采用較低的電壓如手電鉆、照明設(shè)備采用127V電壓，控制電壓在1242V以內(nèi)。 井下配電變壓器中性點(diǎn)絕緣運(yùn)行，嚴(yán)禁直接接地,32,漏電保護(hù),漏電保護(hù)的目的是通過(guò)切斷電源的操作來(lái)防止人身觸電傷亡和漏電電流引爆沼氣煤塵。 對(duì)漏電保護(hù)的要求： 全面、安全、可靠、靈敏、有選擇性 保護(hù)方式有： 附加直流電源檢測(cè)式漏電保護(hù) 利用三個(gè)整流管的漏電保護(hù) 零序電壓式漏電保護(hù) 零序電流式漏電保護(hù) 零序功率方向式漏電保護(hù) 旁路接地式漏電保護(hù),33,附加電源直流檢測(cè)式漏電保護(hù) 1）保護(hù)原理：電網(wǎng)發(fā)生漏電故障，最容易檢測(cè)到電網(wǎng)各相對(duì)地絕緣電阻的下降。通過(guò)在電網(wǎng)上附加一直流電源的方式，檢測(cè)電網(wǎng)對(duì)地的絕緣阻抗，判斷是否發(fā)生漏電故障。,1 附加電源直流檢測(cè)式漏電保護(hù),35,直流繼電器動(dòng)作值的確定。 井下660V低壓電網(wǎng)的單相、兩相、三相漏電的動(dòng)作電阻值應(yīng)為1：2：3關(guān)系， 即11.7：23.4：35 k的關(guān)系。,1、附加直流電源檢測(cè)漏電保護(hù),36,附加直流電源檢測(cè)式漏電保護(hù)的優(yōu)點(diǎn),附加直流電源檢測(cè)式漏電保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)： （1）保護(hù)全面，保護(hù)動(dòng)作無(wú)死區(qū)； （2）對(duì)整個(gè)供電單元具有電容電流補(bǔ)償，漏電電流和人身觸電電流較?。?（3）動(dòng)作值整定簡(jiǎn)單，數(shù)值固定； （4）這種保護(hù)裝置與井下供電單元的各分組饋電開關(guān)、磁力啟動(dòng)器中的漏電閉鎖單元結(jié)合，可以構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單易行、可靠性高、成本低廉且易于查找故障支路的漏電保護(hù)系統(tǒng)；,37,缺點(diǎn),（1）保護(hù)無(wú)選擇性，即在供電單元的任何處發(fā)生漏電故障，都將引起總開關(guān)跳閘，停電范圍大。 （2）電容電流的補(bǔ)償是靜態(tài)補(bǔ)償，電感電抗值調(diào)整好后不能隨電網(wǎng)對(duì)地電容的大小變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)，無(wú)法保持在最佳補(bǔ)償狀態(tài)。 （3）保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)。,38,2. 利用三個(gè)整流管的漏電保護(hù),利用三個(gè)整流管構(gòu)成的漏電保護(hù)原理圖如圖：,39,2. 利用三個(gè)整流管的漏電保護(hù),特點(diǎn)及應(yīng)用： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要另設(shè)直流電源，即可獲得直流檢測(cè)式漏電保護(hù)所具有的保護(hù)特性。另外具有較高的直流電壓，所以能夠較真實(shí)反應(yīng)電網(wǎng)的絕緣水平。 缺點(diǎn)：動(dòng)作值受電源電壓波動(dòng)的影響較大和對(duì)整流管的反向電壓要求較高，因此只適合在較低電壓等級(jí)電網(wǎng)使用，如127V煤電鉆綜合保護(hù)中采用。,40,3. 零序電壓式漏電保護(hù),利用漏電時(shí)零序電壓的大小，來(lái)反應(yīng)電網(wǎng)對(duì)地的絕緣程度，當(dāng)零序電壓達(dá)到一定程度時(shí)即認(rèn)為發(fā)生漏電，使饋電開關(guān)跳閘。 缺點(diǎn)：動(dòng)作電阻值不固定、無(wú)選擇性、不能保護(hù)對(duì)稱性漏電故障、只能在變壓器中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，一般應(yīng)用在6kV及以上電壓電網(wǎng)絕緣監(jiān)視保護(hù)中。,41,4. 零序電流式漏電保護(hù),在電網(wǎng)中發(fā)生非對(duì)稱性漏電故障時(shí)，如果存在零序回路，則在回路中出現(xiàn)零序電流。通過(guò)零序電流互感器檢測(cè)出該零序電流的大小，在超過(guò)整定值時(shí)使繼電器動(dòng)作，切斷故障線路電源。 利用各支路零序電流的方向的不同，可實(shí)現(xiàn)放射式電網(wǎng)的橫向選擇性漏電保護(hù)。既可在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中應(yīng)用，中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中也可應(yīng)用。 缺點(diǎn)：動(dòng)作電阻值不固定、不能保護(hù)對(duì)稱性故障、不能補(bǔ)償電容電流。,42,5. 零序功率方向式漏電保護(hù),利用零序電流或零序電壓的幅值大小來(lái)判斷供電系統(tǒng)是否發(fā)生漏電，同時(shí)利用各支路的零序電流與零序電壓的相位關(guān)系判斷故障支路，然后切除故障支路，實(shí)現(xiàn)有選擇性切除故障的保護(hù)方式。 優(yōu)點(diǎn)：有較強(qiáng)的橫向選擇性，當(dāng)支路發(fā)生漏電時(shí)，停電范圍很小。 缺點(diǎn)：與零序電流方向保護(hù)類似。,43,6. 旁路接地式漏電保護(hù),保護(hù)原理如圖：,44,6. 旁路接地式漏電保護(hù),優(yōu)點(diǎn)：安全性較高，對(duì)礦井的安全生產(chǎn)和人身安全有較好的保障。 缺點(diǎn)：保護(hù)范圍只能對(duì)單相漏電或觸電，且電路復(fù)雜，對(duì)裝置本身可靠性要求高。為了避免兩相或三相誤接地，電路中還必須設(shè)置電氣閉鎖。,六種漏電保護(hù)的特點(diǎn)比較,46,井下低壓漏電保護(hù)系統(tǒng)方案,旁直零式選擇性漏電保護(hù)系統(tǒng) 共設(shè)置了五種保護(hù)單元或插件： 1）附加三相接地電容器組(C)，用來(lái)消除方向型保護(hù)動(dòng)作死區(qū)，裝設(shè)在總開關(guān)的負(fù)荷側(cè)，其星形點(diǎn)連在接地網(wǎng)。 2）旁路接地式漏電繼電器(PL)一臺(tái)，設(shè)置在總開關(guān)處。采用旁路接地，保護(hù)系統(tǒng)的安全性能大大提高，使得靠延時(shí)的縱向選擇性得以實(shí)現(xiàn)。,47,1 旁直零式選擇性漏電保護(hù)系統(tǒng),3）直流檢測(cè)式漏電保護(hù)器插件(JY)一塊，裝設(shè)于總開關(guān)內(nèi)，主要用來(lái)彌補(bǔ)方向型漏電保護(hù)的動(dòng)作死區(qū)（對(duì)稱性故障），并作為整個(gè)漏電保護(hù)的總后備。 4）零序功率方向式漏電保護(hù)插件(UI)若干，在除總開關(guān)以外的所有饋電開關(guān)和磁力啟動(dòng)器中各裝設(shè)一塊，主要完成橫向選擇性漏電保護(hù)。 5）直流檢測(cè)式漏電閉鎖插件(JB)若干，裝設(shè)地點(diǎn)同方向型插件，也可與方向型插件合一。 根據(jù)縱向選擇性的要求，縱向各自的跳閘時(shí)間應(yīng)在延時(shí)上有一定的差別。,48,2. 選擇性自動(dòng)復(fù)電漏電保護(hù)系統(tǒng),所謂自動(dòng)復(fù)電，即地面自動(dòng)重合閘技術(shù)在井下的運(yùn)用。具有自動(dòng)復(fù)電功能的保護(hù)系統(tǒng)，可以減少故障停電時(shí)間，提高電網(wǎng)的供電可靠性，并具有選擇性。但是設(shè)計(jì)必須滿足煤礦安全規(guī)程第424條的規(guī)定，即在低壓饋電線上應(yīng)有可靠的漏電、短路檢測(cè)閉鎖裝置。,49,系統(tǒng)由帶重合閘的饋電開關(guān)（總開關(guān)采用真空型）、磁力啟動(dòng)器與直流檢測(cè)式漏電保護(hù)、閉鎖、延時(shí)插件等構(gòu)成。 保護(hù)原理：在該供電單元中任何地方發(fā)生任何性質(zhì)的漏電故障或人身觸電時(shí)，設(shè)在總開關(guān)處的直流檢測(cè)式漏電保護(hù)插件動(dòng)作，使總開關(guān)跳閘斷電，單元內(nèi)所有開關(guān)啟動(dòng)器均失壓脫扣斷電；約經(jīng)過(guò)0.5s的延時(shí)，各處漏電閉鎖電路投入運(yùn)行，選擇性尋找故障支路，并將故障支路的開關(guān)或啟動(dòng)器閉鎖；而后經(jīng)過(guò)12s，從總開關(guān)開始逐級(jí)自動(dòng)恢復(fù)正常部分的供電。,2. 選擇性自動(dòng)復(fù)電漏電保護(hù)系統(tǒng),50,保護(hù)接地,漏電保護(hù)的側(cè)重點(diǎn)是故障發(fā)生后的跳閘時(shí)間，一旦發(fā)生漏電或人身觸電，應(yīng)盡快切斷電源，將故障存在的時(shí)間減少到最短。（被動(dòng)保護(hù)） 井下保護(hù)接地的側(cè)重點(diǎn)，在于限制裸露漏電電流和人身觸電電流的大小，最大限度的降低故障的嚴(yán)重程度。（主動(dòng)保護(hù)） 兩種保護(hù)在井下電網(wǎng)中相輔相成，缺一不可，對(duì)井下電網(wǎng)的安全運(yùn)行有重要作用。,51,一、保護(hù)接地及其作用原理,保護(hù)接地就是用導(dǎo)體把電氣設(shè)備中所有正常不帶電、當(dāng)絕緣損壞時(shí)可能帶電的外露金屬部分（電動(dòng)機(jī)、變壓器、電器、測(cè)量?jī)x表的金屬外殼、配電裝置的金屬構(gòu)件、電纜終端盒與金屬外殼等），和埋在地下的接地極連接起來(lái)。是預(yù)防人身觸電的一項(xiàng)極其重要的措施。,52,一、保護(hù)接地及其作用原理,沒(méi)有裝保護(hù)接地時(shí)的情況。當(dāng)電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣損壞而使一相帶電體碰殼時(shí)，若人接觸此外殼，則電流經(jīng)過(guò)人體入地，在經(jīng)過(guò)其它兩相對(duì)地絕緣阻抗回到電源。當(dāng)電網(wǎng)對(duì)地絕緣阻抗較低時(shí)，則通過(guò)人身的電流將遠(yuǎn)超過(guò)安全值（見(jiàn)前面的計(jì)算）。同時(shí)，碰殼處出現(xiàn)的漏電電流還可能引起沼氣煤塵爆炸。,53,一、保護(hù)接地及其作用原理,有保護(hù)接地時(shí)的情況。這時(shí)，當(dāng)電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣損壞而使一相帶電體碰殼時(shí)，若人接觸外殼，電流將通過(guò)人體電阻與接地裝置的接地電阻所構(gòu)成的并聯(lián)支路入地，在通過(guò)其它兩相對(duì)地絕緣阻抗回到電源。由于接地裝置的分流作用，通過(guò)人身的電流便大大減少。,54,一、保護(hù)接地及其作用原理,通過(guò)人身的電流與通過(guò)接地的電流有如下關(guān)系： 式中Rgr 接地極的接地電阻，對(duì)于井下，Rgr=2； Igr流過(guò)接地極的電流，A。,55,一、保護(hù)接地及其作用原理,對(duì)于中性點(diǎn)絕緣的660V低壓電網(wǎng)，單相接地電流不大于1A。 據(jù)公式可得 Ima=21000mA/1000=2mA30mA 可見(jiàn)，保護(hù)接地對(duì)人身觸電安全是非常重要的。另外，接地電阻Rgr越小，則流經(jīng)人體的電流Ima就越小，電流大部分由接地極入地。,56,將接地電阻的數(shù)值控制在規(guī)程規(guī)定的范圍以內(nèi)，就可以使通過(guò)人身的電流降到反應(yīng)電流以內(nèi)，確保人身安全。 由于裝設(shè)了保護(hù)接地裝置，碰殼處的漏電電流大部分將經(jīng)接地極入地。即使設(shè)備外殼與大地接觸不良而產(chǎn)生火花，但由于接地裝置的分流作用，使電火花能量大大減小，從而避免引爆瓦斯、煤塵的危險(xiǎn)。,一、保護(hù)接地及其作用原理,57,二、井下保護(hù)接地系統(tǒng) （1）,井下各種電氣設(shè)備裝設(shè)了單獨(dú)的保護(hù)接地裝置，并不能完全消除觸電的危險(xiǎn)。 如圖所示的系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)M1和M2均裝設(shè)了單獨(dú)的保護(hù)接地裝置。,58,當(dāng)電動(dòng)機(jī)M1發(fā)生單相碰殼（如L3相），則其外殼帶電；如電網(wǎng)沒(méi)有絕緣監(jiān)視或絕緣監(jiān)視失靈，這一接地故障將長(zhǎng)期存在。此時(shí)假設(shè)電動(dòng)機(jī)M2的另一相（如L1相）絕緣擊穿碰殼，這時(shí)電網(wǎng)就發(fā)生了兩相對(duì)地短路，短路電流如圖所示。,59,如果這一短路電流不足以使過(guò)流保護(hù)裝置動(dòng)作，這一故障將長(zhǎng)期存在下去，這時(shí)電氣設(shè)備外殼將帶有危險(xiǎn)的電壓。 兩電動(dòng)機(jī)外殼對(duì)地電壓的大小，與兩電動(dòng)機(jī)的接地電阻成正比。若電動(dòng)機(jī)M1和M2的接地電阻大小相等，則兩電動(dòng)機(jī)外殼對(duì)地電壓相等，為電網(wǎng)電壓的一半，即380V電網(wǎng)對(duì)地電壓為190V；660V電網(wǎng)對(duì)地電壓為330V。這時(shí)如果人觸及該電動(dòng)機(jī)外殼時(shí)，是非常危險(xiǎn)的。,二、井下保護(hù)接地系統(tǒng) （2）,60,解決方案：通常利用供電的高、低壓鎧裝電纜的金屬外皮（鉛包和金屬鎧裝層）和橡套（塑料）電纜的接地芯線或屏蔽護(hù)套，把分布在井底車場(chǎng)、運(yùn)輸大巷、采區(qū)變電所以及工作面配電點(diǎn)的電氣設(shè)備（36V以上）的金屬外殼在電氣上連接起來(lái)，這樣就使各處埋設(shè)的接地極（或稱局部接地極）也并連起來(lái)，形成一個(gè)井下保護(hù)接地系統(tǒng)（或稱總接地網(wǎng)）。這樣做既降低接地電阻，也可防止不同電氣設(shè)備的不同相同時(shí)碰殼（接地）所帶來(lái)的危險(xiǎn)。,二、井下保護(hù)接地系統(tǒng) （3）,61,如圖所示。因?yàn)榻拥鼐W(wǎng)電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于接地極電阻，這時(shí)兩相短路電流主要通過(guò)接地網(wǎng)流通，因而提高了兩相短路電流的數(shù)值，保證過(guò)流保護(hù)裝置可靠動(dòng)作。,62,井下保護(hù)接地系統(tǒng),井下保護(hù)接地系統(tǒng)有主接地極、局部接地極、接地母線、輔助接地母線、接地導(dǎo)線和連接導(dǎo)線組成。 設(shè)置在井底主、副水倉(cāng)或集水井內(nèi)的接地極稱為主接地極。一般在主、副水倉(cāng)內(nèi)各設(shè)一個(gè)主接地極，以保證一個(gè)水倉(cāng)清理或檢修接地極時(shí)，另一個(gè)起保護(hù)作用。 礦井內(nèi)分區(qū)從井上獨(dú)立供電者（包括鉆眼供電）,可以單獨(dú)在井下或井上設(shè)置分區(qū)的主接地極。,63,為加強(qiáng)接地系統(tǒng)的可靠性，在裝有電氣設(shè)備的地點(diǎn)獨(dú)立埋設(shè)的接地極成為局部接地極。需要裝設(shè)局部接地極的地點(diǎn)有： （1）每個(gè)裝有固定電氣設(shè)備的峒室和單獨(dú)的高壓配電裝置； （2）采區(qū)變電所（包括移動(dòng)變電所）和至少有3臺(tái)開關(guān)的低壓配電點(diǎn)； （3）連接動(dòng)力鎧裝電纜內(nèi)的每個(gè)接線盒； （4）采煤工作面的機(jī)巷、回風(fēng)巷以及由變電所單獨(dú)供電的掘進(jìn)工作面，至少要分別設(shè)置一個(gè)局部接地極。,井下保護(hù)接地系統(tǒng),64,對(duì)礦井接地系統(tǒng)的總接地電阻，一般可不進(jìn)行計(jì)算，但必須定期測(cè)定。要求從任意一個(gè)局部接地裝置處所測(cè)的接地系統(tǒng)總接地電阻不得超過(guò)2。每一移動(dòng)式電氣設(shè)備與接地系統(tǒng)或局部接地極之間的接地芯線的電阻，不得超過(guò)1。,井下保護(hù)接地系統(tǒng),65,小型煤礦供電常見(jiàn)問(wèn)題,一 電源,多數(shù)小型煤礦的電源引自供電網(wǎng)絡(luò)同一變電所（或開關(guān)站）的不同母線段，或引自附近10 kV農(nóng)網(wǎng)，由于一般小型煤礦較為集中，變電所（或開關(guān)站）的出線間隔和出線走廊有限，往往是一趟10 kV電源線路供多個(gè)用戶（單樹干式結(jié)線方式），各煤礦大多采用T接的方式獲得礦井供電電源。,66,農(nóng)網(wǎng)負(fù)荷為三級(jí)負(fù)荷，農(nóng)網(wǎng)電源供電可靠性較低，本身就是一個(gè)不可靠的電源，一旦出現(xiàn)電網(wǎng)需減小負(fù)荷時(shí)，農(nóng)網(wǎng)將首先被停掉； 采用單電源單樹干結(jié)線方式，向多個(gè)用戶供電，不能滿足煤礦安全規(guī)程第441條“礦井的兩回路電源線路上都不得分接任何負(fù)荷”，當(dāng)這些用戶中的某一個(gè)用戶出現(xiàn)問(wèn)題，將對(duì)所有用戶產(chǎn)生影響，這樣極易造成井下瓦 斯積聚、水害事故以及提升運(yùn)輸事故的發(fā)生。,67,措施及建議,（1）首先選擇距離煤礦較近，自身雙回路進(jìn)線，變電所母線分列式運(yùn)行方式，其主變壓器容量、變電所出線問(wèn)隔和出線走廊均有富裕的變電所作為煤礦的電源點(diǎn)，可從該變電所的不同母線段引二回電源線至礦井，為煤礦提供安全可靠的電源； （2）若距離較近的變電所自身就是單回路進(jìn)線，或其主變壓器容量、變電所出線間隔和出線走廊都較緊張，則可考慮從該變電所引一回路電源線路，作為煤礦的一回供電電源，煤礦的另一回供電電源從另外一個(gè)變電所引入； （3）若煤礦的一回供電電源采用農(nóng)網(wǎng)供電，則另一回路必須考慮架設(shè)一條專用供電線路，且將專用線路作為煤礦的主供電源，農(nóng)網(wǎng)作為煤礦的備用電源使用。,68,大多數(shù)小型煤礦變電所采用單母線運(yùn)行方式。即2趟電源進(jìn)線經(jīng)進(jìn)線開關(guān)后接至同一母線上，煤礦所有的變壓器均掛在該母線上。雖然有些煤礦有多臺(tái)變壓器，但由于所有變壓器的電源均來(lái)自于同一條母線，因此，在這種運(yùn)行方式下，不能向煤礦一級(jí)負(fù)荷（如地面主要通風(fēng)機(jī)、井下主排水泵、瓦斯抽放泵、提升人員的立井絞車等）提供雙回路的供電電源。,二 煤礦變電所母線運(yùn)行方式,69,首先煤礦必須有來(lái)自2個(gè)電源點(diǎn)的雙回路供電線路，煤礦變電所應(yīng)采用分列運(yùn)行，也就是單母線分段運(yùn)行方式，兩回路電源進(jìn)線分別接在2段母線上。變壓器也分別接于2段母線上。,措施及建議,70,三 一級(jí)負(fù)荷雙電源供電,根據(jù)煤礦井下供配電設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50417-2007）及煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，煤礦一級(jí)負(fù)荷（地面主要通風(fēng)機(jī)、井下主排水泵、下山開采的采區(qū)排水泵、升降人員的立井絞車、瓦斯抽放設(shè)備，包括井下移動(dòng)式瓦斯抽放泵站設(shè)備）應(yīng)采用兩回路或兩回路以上的電源線路供電。電源線路應(yīng)引自不同的變壓器和母線段。 煤礦一級(jí)負(fù)荷是礦井最重要的負(fù)荷，它的工作正常與否與煤礦的安全是息息相關(guān)的，一旦這類負(fù)荷工作不正常或不工作，就意味著將可能發(fā)生災(zāi)難，因此，要求這類負(fù)荷的供電必須是雙回路線路供電，以保證一級(jí)負(fù)荷可靠工作。,71,在小型煤礦中，由于煤礦變電所采用單母線運(yùn)行方式，或煤礦只有一回路電源供電，煤礦的一級(jí)負(fù)荷即使采用兩回路電纜供電，這個(gè)雙回路都是假設(shè)的雙回路，不是真正意義上的雙回路，是不能保證煤礦一級(jí)負(fù)荷正常工作的； 有些煤礦為了節(jié)約成本，在敷設(shè)主要通風(fēng)機(jī)、地面瓦斯抽放泵、井下主排水泵的供電電纜時(shí)，未敷設(shè)兩趟電纜，僅僅采用單回路電源供電； 還有些煤礦全礦井只有3臺(tái)變壓器(1臺(tái)供地面負(fù)荷用電、1臺(tái)供井下用電負(fù)荷用電、1臺(tái)容量較小的專為井下局部通風(fēng)機(jī)供電)，這樣煤礦的一類負(fù)荷就不可能實(shí)現(xiàn)雙回路電源供電。 以上這類供電方式的供電系統(tǒng)，其安全性、可靠性很差，若供電線路中的某一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，往往可能導(dǎo)致全礦停止生產(chǎn)，甚至可能會(huì)導(dǎo)致災(zāi)害的發(fā)生。,72,由于大多數(shù)小型煤礦井下未設(shè)井下變電所，井下用電電源均由地面變電所直接供給，煤礦所有的變壓器均設(shè)在地面，因此，在地面變電所設(shè)5臺(tái)變壓器（2臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地，用于供地面負(fù)荷用電；2臺(tái)變壓器中性點(diǎn)不接地，供井下除局部通風(fēng)機(jī)外的所有負(fù)荷用電；另一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)不接地。為井下局部通風(fēng)機(jī)專用變壓器）。 地面主要通風(fēng)機(jī)、瓦斯抽放泵、井下主排水泵等煤礦一級(jí)負(fù)荷均能有雙回路電源供電，根據(jù)煤礦井下供配電設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50417-2007)中2.0.6規(guī)定，井下局部通風(fēng)機(jī)的備用電源允許引自其他動(dòng)力變壓器的低壓母線段，但其供電回路必須采用裝有選擇性漏電保護(hù)的專用開關(guān)和專用線路供電。,措施及建議,73,四 防止雷電波進(jìn)入井下,在防止雷電波進(jìn)入井下方面，小型煤礦做得較差，僅僅是入井軌道在入井處安裝有絕緣道夾板，入井的架空線路、金屬管道在入井處幾乎沒(méi)有裝設(shè)任何形式和規(guī)格的防雷裝置入井的架空供電線路、通訊線路、金屬管道一旦遭遇雷擊，雷電將沿進(jìn)入井下的導(dǎo)線、金屬體直接侵入井下各個(gè)工作面，引起人員觸雷電傷亡或引發(fā)瓦斯爆炸、設(shè)備遭雷擊損壞等特大事故。,74,措施及建議,煤礦應(yīng)根據(jù)煤礦安全規(guī)程第459條規(guī)定，在主井、副井、風(fēng)井的井口附近安設(shè)避雷裝置。 對(duì)于入井的架空線路必須在入井處裝設(shè)防雷電裝置；由地面直接入井的軌道及露天架空引入(出)的金屬管路，必須在井口附近將金屬體進(jìn)行不少于2處的良好的集中接地；通信線路必須在人井處裝設(shè)熔斷器和防雷電裝置，以防止雷電波及井下。,75,漏電保護(hù)是煤礦井下供電的三大保護(hù)之一，是煤礦井下供電系統(tǒng)的重要保護(hù)。 部分煤礦井下電纜由于使用年限較長(zhǎng)，而導(dǎo)致電纜絕緣老化；或懸掛在巷道兩側(cè)的電纜被巷道淋水淋濕，甚至有些電纜表面已結(jié)有一層鈣化物；還有些電纜就散落在巷道的排水溝內(nèi)(工作面煤電鉆電纜居多)；個(gè)別煤礦井下還存在“雞爪子”、“羊尾巴”的接線方式；更有甚者有些煤礦井下電氣設(shè)備外殼接地形同虛設(shè)。 這些均可能導(dǎo)致漏電事故的發(fā)生，或發(fā)生了漏電事故但漏電保護(hù)裝置拒動(dòng)，而使井下人員觸電、設(shè)備燒毀、產(chǎn)生明火或電火花，導(dǎo)致井下瓦斯爆炸、火災(zāi)事故的發(fā)生。,五 漏電保護(hù),76,措施及建議,（1）必須做好井下電氣設(shè)備的保護(hù)接地工作； （2）井下低壓饋電線上必須裝設(shè)檢漏保護(hù)裝置或有選擇性的漏電保護(hù)裝置，保證能自動(dòng)切斷漏電的饋電線路； （3）井下使用的煤電鉆，必須使用帶有檢漏、漏電閉鎖、短路、過(guò)負(fù)荷、斷相、遠(yuǎn)距離起動(dòng)和停止功能的煤電鉆綜合保護(hù)裝置； （4）井下照明及信號(hào)饋電線路上，必須使用設(shè)有自動(dòng)切斷漏電饋電線的照明信號(hào)綜合保護(hù)裝置。 （5）井下使用的檢漏保護(hù)裝置，必須設(shè)專人對(duì)其進(jìn)行維護(hù)、檢修、整定，每天必須對(duì)低壓檢漏裝置進(jìn)行1次跳閘試驗(yàn)，每班必須對(duì)煤電鉆綜合保護(hù)裝置進(jìn)行1次跳閘試驗(yàn)，確保井下檢漏裝置正常工作。,77,在國(guó)務(wù)院安委會(huì)辦公室關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)煤礦斯治理工作的指導(dǎo)意見(jiàn)安委辦(200817號(hào)文。明確提出：高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井的掘工作面，采用“雙風(fēng)機(jī)、雙電源”，并實(shí)現(xiàn)運(yùn)行風(fēng)機(jī)備用風(fēng)機(jī)自動(dòng)切換，低瓦斯礦井煤與半煤巖的掘工作面。推廣使用“雙風(fēng)機(jī)、雙電源”。 目前煤礦的掘進(jìn)工作面均已采用壓入式通風(fēng)，但多數(shù)煤礦未實(shí)現(xiàn)“雙風(fēng)機(jī)、雙電源、自動(dòng)切換”： 有些煤礦有“雙風(fēng)機(jī)、雙電源”，但未實(shí)現(xiàn)“自動(dòng)切換”； 有些煤礦有雙風(fēng)機(jī)，但無(wú)雙電源； 有些煤礦掘進(jìn)工作面僅安裝有1臺(tái)局部風(fēng)機(jī)。,六 掘進(jìn)工作面雙風(fēng)機(jī)雙電源自動(dòng)切換,78,措施及建議,（1）保證有雙回路電源供電； （2）采用先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)工作面雙風(fēng)機(jī)雙電源自動(dòng)切換,79,井下不得帶電檢修、搬遷電氣設(shè)備、電纜和電線； 非專職人員或非值班電氣人員不得擅自操作電氣設(shè)