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文档简介
1,煤矿电气安全技术(培训提纲),第一节 防爆电气设备及原理 第二节 漏电保护 第三节 井下保护接地 第四节 过流保护 第五节 快速断电技术 -1-,2,第一节 防爆电气设备及原理 一、瓦斯的爆炸特点 1. 瓦斯爆炸的两个必要条件 浓度:516%;存在650750的点火源 2. 点火源的类型 灼热导体,电火花,机械火花,雷击电弧 3. 煤尘影响 瓦斯与煤尘同存,爆炸浓度下限明显降低 二、防爆电气设备的类型与原理 1. 类型及原理 -2-,3, 隔爆型(标志“d”) 具有隔爆外壳,外壳具 有耐爆性和隔爆性。 增安型(标志“e”) 正常无危险点火源,再 加强绝缘、使之更加安全的设备。 本安型(标志“i”ia,ib)即使产生电火花 也弱得点燃不了瓦斯的设备。 正压型(标志“p”)具有正压外壳,壳内气 体压力高于壳外,瓦斯不能进入。 油浸型(标志“o”)导电部件浸在油中,与 危险气体隔离。 -3-, 充砂型(标志“q”)外壳内部充填砂粒 材料,具有泄压散热作用。 无火花型(标志“n”)正常运行条件没 有电火花和危险温度产生。 浇封型(标志“m”)导电部件浇封在浇 封剂中,与危险气体隔离。 气密型(标志“h”)完全密封的金属外 壳,与危险气体隔离。 特殊型(标志“s”)其它经试验证明具 有防爆性能的类型。 2. 防爆电气设备的标志 总标志:Ex -4-,5,防爆型式:d,e,i (ia,ib) ,p,o,q, n,m,h,s 类别:I类(煤矿用),II类(工厂用) 危险级别:A,B,C(仅II类分三级) 温度组别:T1T6 (450,300,200,135,100, 85) 防爆标志举例: Exd 类隔爆型电气设备 ExdBT3类B级T3组隔爆型电气设备 ExepBT4类B级T4组主体增安,并 有正压部件的电气设备 -5-,6,三、选用原则 1. 选用 严格按煤矿安全规程2005年版444条所 规定的表选用。 2. 执行验证采购制度 要求“三证齐全”: 防爆合格证,安全标志准用证(MA),产 品合格证。 -6-,7,第二节 漏电保护 一、漏电概论 1.漏电故障的概念 漏电是一种电网对地发生电能泄漏的电气 故障,流入大地的电流叫漏电电流。 特征:电网对大地的绝缘阻抗降低,入地 电流增大。 2.漏电故障的种类 集中性(长期、间歇、瞬间)漏电;分散 性漏电 -7-,8,3.发生原因与危害 原因:绝缘受潮、老化、外力、接线操作 不当、过电压侵入等。 危害:人身触电,引爆瓦斯、引起电火灾, 发展为短路等。 4 .基本漏电电流回路 由漏电相A经过渡电阻Rtr入地,经其它两 相的对地绝缘阻抗回到电网,再经变压器二次 绕组到中性点N。 -8-,9,图2-1 漏电电流回路示意图 -9-,10,5.人身触电 概念 触电是人接触了带电导体而成为 电流通路的现象,人通过大地而构成回路的触 电是电网漏电的特殊形式。 触电电流的计算公式 (2-1) 电网绝缘良好时,r (2-2) -10-,11,电网对地电容小时,C0 (2-3) 二、两种常用的漏电保护原理 1.附加电源直流检测式漏电保护 在三相电网与大地之间附加一直流电源, 监测电流流经电网对地总绝缘电阻r,并近 似与r成反比。 保护无选择性,动作电阻值稳定。 -11-,12,图2-2 附加直流电源的保护原理图 -12-,13,2. 零序功率方向式漏电保护 同时检测、比较零序电流、电压的大小和 相位,确认漏电支路。 用于高、低压电网,动作电阻值不固定, 具有选择性。对称漏电不动作。 -13-,14,图2-3 零序功率方向式漏电保护 -14-,15,第三节 井下保护接地 一、保护接地的作用原理分流作用 保护接地是用导体把电气设备中所有正常 不带电的外露金属部分与埋在地下的金属接地 装置连接起来。 1. 无保护接地(参阅图3-1) 漏电电流基本上全部经人体入地。(低压电 网,Ima30mA) -15-,16,图3-1 装有保护接地的井下电网 -16-,17,2. 有保护接地 漏电电流经RE和Rma并联支路入地,Ima 降为1mA。 二、井下接地网的必要性 1. 消除分流死区。(当两设备分别发生 异相碰壳时,每台设备外壳的对地电压为1/2 线电压,危及人身安全) 2. 因并联支路多使总的接地电阻降低。 -17-,18,图3-2 接成接地网后形成两相对地短路 -18-,19,第 四 节 过 流 保 护 一、过流保护概论 1、 过流故障 电网及设备中的实际电流超过容许的工作电 流时的故障,短路是其中最严重的一种。 2、对过流保护的要求 (1)选择性。只切除故障部分的保护特性。 (2)快速性。从故障发生到完全断电的时间 越短越好。 (3)灵敏性。对故障的反应能力,越大动作 越可靠。 -19-,20,(4)可靠性。发生故障时不拒动,值班期 间不误动的能力。 二、过流保护原理 1. 两种简单的保护元件 熔断器 原理:串接于电路中,短路时熔断而断电 。 特点:熔断时间与通过电流的关系,反时限 特性。 电磁式过流继电器 -20-,21,原理:线圈串接于电路中,短路时产生电磁 力使接点转换,导致开关跳闸。 特点:单一性,瞬时动作。 2.电子式过流保护 原理:电流互感器信号变换幅值鉴别跳闸指令。 特点: 综合性,有短路瞬动,过载反时限,断相保护和漏电闭锁等齐全的功能。 3. 相敏过流保护 原理:据电动机起动时功率因数低,线路短路时功率因数高的特点,采用同时检测电流的幅值和相位而构成的保护。 -21-,22,图4-1 相敏过流保护原理 -22-,23,特点:适用于井下长距离、重负荷低压电网, 保护灵敏度高,但电路较复杂。 4. 低电压式过流保护 原理:基于短路点后对应的相间电压为零的特点,由终端检测电路鉴别低电压确认短路故障,传至首端保护装置动作于跳闸。 特点:电路简单、灵敏度高且与线路长短、短路点位置、导线截面无关,保护距离长至线路供电能力所及 。 -23-,24,图4-2 低电压式过流保护原理 -24-,25,思考题及参考答案 1、煤矿常用三种防爆电气设备是:隔爆型、 增安型、本安型 。 2、对过流保护的四个基本要求是: 选择性、快速性、灵敏性、可靠性 。 3、中点不接地电网发生单相漏电时,漏电 电流如何构成回路? 答:由漏电相经过渡电阻入地,经其它两相 的对地绝缘阻抗回到电网,再经变压器绕组到 中性点。 -25-,26,4、井下 为什么有保护接地还要设置漏电 保护? 答: 保护接地无断电功能,而发生漏电故 障必须断电。 电网发生单相直接接地时,保护接地 无分流作用。 人触及刺穿电缆而外露的带电芯线或 触及设备内带电导体时,保护接地无分流作用。 -26-,27,第五节 快速断电技术 一、快速断电概论 1、瓦斯爆炸的感应期 瓦斯、煤尘从接触点火源起到发生爆炸所需时间。 瓦斯爆炸感应期:10ms ; 煤尘爆炸感应期:40250ms 。 2、快速断电保护 能在发生电气故障后58ms内切断供电电源的装置。 -27-,28,-28-,3、实现快速断电的技术关键与途径 (1)利用电网载频保护实现快速检测 振荡器输出高频检测信号耦合到三相电网上,利用电网短路时 高频阻抗的突变取得检测信号,时间1ms。 (2)半导体快速中性点开关 利用三相整流桥的导通和截止来闭合或打开 供电变压器二次中性点,实现供电和快速断电 的功能,断电时间2ms 。
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