1240供电供电系统设计.doc

贵州职业技术学院矿山机电毕业设计 矿山供电系统设计题目：矿山供电系统设计专 业； 矿山机电 班 级；矿山机电(1)班学 号 10530122 姓 名 杨 莫 指导老师 李 政 敏 2013年2月摘要：应用矿山用电，研究矿山电能的生产、变换、输送、分配消费电能的网络。本设计主要介绍供电系统的一般概念、供电系统的电压、供电系统的基本要求、供电系统的接线方式、供电系统中性点的运行方式。以金属与非金属矿山安全规程为标准，煤矿安全规程为参考，坚持从实际出发，在设计过程中，通过各方面的考虑，选用新型产品，应用新技术，满足供电可靠性、安全性、经济性。关键词：变压器容量及台数的确定、负荷计算、电缆长度、截面选择的计算、设备的选择及保护的整定计算等。 目录前言.5公司铝土矿简介.6第1章 变电所变压器的选择.81、 负荷统计.82、 变压器容量计算.83、 变压器的型号、容量、台数的确定.104、 供电电容补偿计算.10第2章 工作面配电所位置的确定.111、 工作面变电所位置.112、 工作面配电点的位置.12第三章、工作面低压电缆的选择.12一、电缆选择原则.12二、电缆型号的确定.13三、低压电缆截面的选择.14四、电缆长度的确定.14第4章 干线电缆的选择.151、 选择原则.152、 选择步骤.153、 电缆热稳定效验.18四、验算条件.20第五章、工作面低压控制控制电器的选择.201、 电器选择按照下列一般原则进行.202、 据已选定的电缆截面、长度来选择开关、启动器容量及整定计算.21第六章、低压保护装置的选择和整定.221、 低压电网短路保护装置整定细则规定.222、 保护装置的整定.23第七章、高压配电箱的选择和整定.231、 高压配电箱的选择原则.232、 高压配电箱的选择.243、 高压配电箱的整定和灵敏度的校验.24第八章井下漏电保护装置的选择.251、 井下漏电保护装置的作用.252、 漏电保护装置的选择.253、 井下检漏保护装置的整定.25第九章、井下电气设备的安全保护措施.271、 漏电保护.272、 过流保护.293、 接地保护.32第10章 、+1240供电系统.34一、确定供电系统的原则.35二、供电系统的接线方式.35三、供电系统的分类.35 前言 在即将毕业之际，根据教学大纲安排，完成毕业论文及设计，我到了中电投贵州遵义产业发展发展有限公司务川县铝土矿分公司参加毕业实习。此次任务，除了对该矿作业过程及对矿井各设备的了解，还收集了矿井的初步设计资料，并以其为依据，对矿井供电系统设计。本设计方案以金属与非金属矿山安全规程为标准，坚持从实际出发，在设计过程中，通过各方面的考虑，选用新型产品，应用新技术，满足供电可靠性、安全性、经济性。通过设计，让我了解了矿山的概况，了解矿山供电系统运行和供电设备的管理情况和矿山管理的基本知识，在老师和单位技术员的指导下，并深入现场，查阅了有关设计资料、规程、规定、规范。听取并收录了现场师父和技术员的意见及经验。本设计承李政敏老师的指导及单位机电装备部游总和吴主任的大力支持，在此表示深深的谢意！ 公司铝土矿简介 电投贵州遵义产业发展有限公司贵州遵义煤电铝一体化项目目前已在务、正、道地区（即遵义市务川、正安、道真三县）获得大竹园、瓦厂坪、岩风阡、红光坝、姚家林5个铝土矿探矿权，资源量共计约1.2亿吨。目前正在申请办理大竹园、瓦厂坪两矿山的采矿权。大竹园铝土矿于2011年9月7日获得国土资源部划定矿区范围批复（国土资矿划字2211045号），矿区面积18.5842km2，目前所有办理采矿证所需各种文件、资料及审批程序已办理完毕，近日即赴国土资源部领取采矿许可证。瓦厂坪铝土矿于2012年4月11日获得国土资源部划定矿区范围批复（国土资矿划字2212026号），矿区面积10.1283km2，目前开发利用方案已经编制完毕等待评审，评审通过后立即开展土地复垦方案、矿山地质环境保护与恢复治理方案的编制，待上述三个方案均通过审查后即可申请办理采矿权。岩风阡铝土矿已完成地质矿产普查工作，目前已委托贵州省地质矿产勘查开发局一六地质大队进行矿产详查，预计今年底完成，待详查完毕获得储量备案证明后立即启动采矿证申请办理程序。红光坝铝土矿已完成详查工作，拟于下半年启动采矿权申请工作；姚家林铝土矿已完成普查工作，拟于下半年启动地质详查工作，完成后即启动采矿权申请工作。2011年2月23日，贵州省发展和改革委员会分别下发黔发改工业2011227号、2011228号文，同意大竹园铝土矿山、瓦厂坪铝土矿山立项建设。 矿区位于贵州省务川县城北3东，东经：10753451075600，北纬：285700285845，面积10.13km2，行政区划属濯水镇管辖。 矿区包含两个矿，瓦厂坪铝土矿和大竹园铝土矿，以下主讲瓦厂坪铝土矿。1、地质储量铝土矿资源量3750万吨，其中推断的（333）资源量736万吨。并伴生金属镓8328吨，氧化锂22313吨。2、矿山还属于建井阶段，瓦厂坪铝土矿现在正在建设的井有+925主平硐，和+1240回风斜井，设计中主要讲的是+1240回风斜井。 3、矿山设计生产能力：1.0Mta。4、矿山服务年限：27.5a，其中首采区服务年限：6.5a。5、矿山开拓方式：平硐盲斜井开拓。6、回采场个数及总长度：2个/240m。7、采矿方法：走向长壁。8、采矿机械化程度：一个综采场、一个炮采场。9、矿井电压等级及供电情况：该矿井供电电源进线采用电源电压为10kv，变电所内设有变压器630KVA，S11-630/10的变压器一台，承担井下和地面及生活用电负荷。用一条高压电缆下井，电压等级为6kv,经井下移动变电站供给工作面。10、+1240概况 (1)支护方式：锚网喷支护 (2)通风方式：采用的是压入式通风。 （3）电压等级及主要设备：变电所的配出电压为6kv,工作面主要用电设备采用660v和380v，主要设备见负荷统计表。第一章 变电所变压器的选择 根据巷道、生产机械的布置情况，查矿井供电有关数据列出下表：1、 井下负荷统计设备名称数量需用系数Kx功率因数COStan功率P(kw)备注电动耙渣机10.70.850.7545绞车10.70.850.7555水泵10.70.80.7535井下照明0.70.80.7520喷浆机10.70.80.757.5其他手动工具0.70.80.7510扒渣机10.80.850.75552、 变压器容量计算+1240井下所需变压器容量：St1=PKxKc/cospj =(455570307.51055)0.711/0.82 =227.50.710.95/0.82 =187.13KVA式中cospj平均功率因素Kx需用系数，查表可得，式中Kx=0.71是平均值Kc复合系数，供一个工作面时取1，共两个工作面时取0.95，共三个工作面时取0.9，此处取0.95（因为变压器同时要给井下供电）。1240地面负荷统计表一、设备名称数量需用系数Kx功率因数COStan功率P(kw)备注通风机10.70.80.75230水泵10.50.750.887.5搅拌机10.70.80.7530 压风机10.70.80.75110 压风机10.70.80.75110电机车充电柜10.70.80.7530加工、生活用电0.70.80.7530+1240地面所需变压器容量：St2=PKxKc/cospj =377.50.670.95/0.79 =304.15KVA式中cospj平均功率因素Kx需用系数，查表可得，式中Kx=0.67是平均值Kc复合系数，供一个工作面时取1，共两个工作面时取0.95，共三个工作面时取0.9，此处取0.95（因为变压器同时要给地面供电）。三、变压器的型号、容量、台数的确定根据SteSt原则，630KVA 80%= 504KVA， 504KVA304.15187.13=491.28KVA，故该变压器可以满足供电需求。查相关资料得出，可选S11-630/10变压器一台用于井下和地面供电，其技术特征如下表：产品型号额定容量(kVA)损 耗 (W)短路阻抗(%)空载电流(%)重 量 (kg)轨距（mm）外形尺寸（mm）空 载负 载器身重油重总重S11-630/1063080562004.50.612703301995820154091516154、 供电电容补偿计算根据上述负荷统计表、有功Pn=KxPcospj=0.696050.82=342.31(kw)无功Q=KxPntan=0.69342.310.76=179.51(kvar)视在功率S=（P2+Q2）=386.52（KVA)式中cospj平均功率因素，式中cospj=0.82是平均值Kx需用系数，查表可得，式中Kx=0.69是平均值如果功率因素低于0.9，达不到当地供电部门要求，按规定供电部门将给予罚款，因此需在10KV侧采取电容集中补偿，提高功率因素的措施。将功率因素补偿到0.95，需电容容量计算如下：根据上述可得：cos=0.82 tan=0.76 Kd=0.79 sin=0.57（查函数表得）若要将功率因数提高到0.95 cos2=0.95 sin2=0.31 tan2=0.33（查函数表得）无功补偿电容量：Qc=S(sincostan2) =386.52(0.570.820.33) =116(千乏) 第二章 工作面配电所位置的确定1、 工作面变电所位置 根据工作面变电所位置确定原则，工作面变电所位置要依靠低压供电电压，供电距离，巷道布置方式，工作面机械化程度和机械组容量大小等因素确定。根据下图2-2可以看出，工作面与地面的距离和位置。因此变电所的位置可以安放在井口位置。 图2-22、 工作面配电点的位置 在工作面附近巷道中设置控制开关和启动器,有这些装置构成的整体就是配电点，它随工作面的推进定期移动。 根据掘进配电点至掘进设备的电缆的长度，设立：P1配电点：+1240井口变电所生活区和地面设备配电点：P2配电点：+1240井口变电所硐内第一个喇叭口配电点：P3配电点：+1240井口变电所卷扬硐室配电点：P4配电点：+1240井口变电所掘进工作面配电点：第3章 工作面低压电缆的选择1、 电缆选择原则（1） 、在正常工作电缆芯线的实际温升不得超过绝缘所允许的温度，否则电缆将因为过热而缩短其使用寿命或迅速损坏。橡套电缆温升是65，凯装电缆允许温升是80，电缆芯线的时间温升决定它所流过的负荷电流，因此，为保证电缆的正常运行，必须保证实际流过电缆的最大长时工作电流不得超过它所允许的负荷电流。（2） 、正常运行时，电缆网路的实际电压损失必须不大于网路所允许的电压损失。为保证电动机的正常运行，其端电压不得低于额定电压的95，否则电动机等电气设备将因电压过低而烧毁。所以被选定的电缆必须保证其电压损失不超过允许值。（3） 、距离电源最远，容量最大的电动机起动时，因起动电流过大而造成电压损失也最大。因此，必须校验大容量电动机起动时，是否能保证其他用电设备所必须的最低电压。即进行起动条件校验。（4） 电缆的机械强度应满足要求，特别是对移动设备供电的电缆。工作面常移动的橡套电缆支线的截面选择一般按机械强度要求的最小截面选取时即可，不必进行其他项目的校验。对于干线电缆，侧必须首先按允许电流及起动条件进行校验。（5） 对于低压电缆，由于低压网路短路电流较小，按上述方法选择的电缆的热稳定性均能满足其要求，因此，可以不再必进行短路时的热稳定校验。2、 电缆型号的确定矿用电缆型号应符合金属与非金属矿山安全规程规定，所有井下低压电缆均采用MY型3、 低压电缆截面的选择1、 移动支线电缆截面工作面移动的电缆支线的截面选择时考虑要有足够的机械强度设备名称数量功率因数COS电流（A）额定电压（v）功率P(kw)整定值电缆截面（mm2）电缆型号电动耙渣机10.8580.44380452525UY-(MY)0.38/0.66 水泵10.866.47380352516UY-(MY)0.38/0.66 喷浆机10.814.243807.542.5UY-(MY)0.38/0.66 其他手动工具0.8193801042.5UY-(MY)0.38/0.66 扒渣机10.8598.31380552525UY-(MY)0.38/0.66 整定值，是电缆选择结束时，为考虑购买方便、经济、可靠，故将截面加大处理，在计算过程中还是按照开始选定的截面进行计算。四、电缆长度的确定 根据图2-2可得，工作面的掘进情况，6-6至掘进工作面长度为约50米，考虑实际施工电缆垂度，取其长度为理论长度的1.05倍因此实际长度为：Ls1.05=501.05=52.5米 同理其他电缆长度也可以算出来，巷道长度如2-2,图所示第四章 干线电缆的选择1、 选择原则 为了做到供电上的安全、可靠、经济和技术合理，导线截面应按下列原则确定 （1）按长时允许负荷电流选择导线截面。使导线在最大负荷下长时工作而不过热，即不超过其长时允许温度。 （2）按允许电压损失选择导线截面。使受电端有足够的电压以保证供电质量。 （3）按经济电流密度选择导线截面。使输电线路的年运行费用最低，达到经济供电的目的。 （4）按机械强度选择导线截面。避免在运行或安装过程中断线，或因受砸压而损坏，以保证供电的安全运行。 （5）按短路时的热稳定条件选择导线截面。时导线通过短路电流时不致超过其短时允许温度2、 选择步骤 由于干线线路长，电流大，电压损失是最主要的矛盾，所以干线电缆截面要按电压损失来计算。 根据1-1图可以看出 +1240巷道掘进进尺 （1）根据Uz值的取值原则，选择配电点中线路最长，电动机额定功率最大的支线来计算。因此，55kw的扒渣机初选电缆为UY-(MY)250.38/0.66 50m 用负荷距电压损失计算支线电缆电压损失。 Uz=KfPeLzK =1555010(-3)0.333 =0.916式中：Uz支线电缆中电压损失百分比 Kf负荷系数，取Kf=1 Pe电动机额定功率，kw Lz支线电缆实际长度，km K千瓦公里负荷电压损失百分数，查表可取K=0.333Uz=UzUe/100 =0.916380100 =3.48v式中：Uz支线电缆中电压损失，v（2） 变压器电压损失为：UB=（UrCOSpjUxsinpj） =0.66(1.450.63.370.8) =2.35式中：UB变压器电压损失百分比； 变压器负荷系数，=Stj1/Se=415.07630=0.66; Se变压器的额定容量，KVA； Stj1变压器二次侧负荷容量之和，Stj1=415.07KVA； Ur变压器额定负荷时电阻压降百分数，查表可得； Ux变压器额定负荷时电抗压降百分数，查表可得； COSpj加权平均功率因素，查表可得取COSpj=0.6，sinpj=0.8；UB=UBU2e/100=2.35380/100=8.93v(3) 干线电缆允许电压损失为；Ugy=UYUzUB =393.488.93 =26.59v式中Ugy干线电缆中允许电压损失，v;UY允许电压损失，v;查表可得，Ue=380时，UY=400-361=39v；Uz 支线电缆中电压损失，v；UB 变压器中电压损失，v；（4） 干线电缆截面的确定Agy=KxPeLgy103/（UerUgypj） =0.7152.5450103/(38065.626.590.85) =85.26mm2式中Agy干线电缆截面积，mm2； Kx常用系数，取Kx=0.7；Pe一干线电缆所带负荷额定功率之和，kw；Pe=45357.51055=152.5kw；Lgy干线电缆实际长度，m；r电缆导体芯线的电导率，m/（.mm2)取r=65.6.mm；Ugy干线电缆中最大允许电压损失，v；pj加权平均效率，pj=0.85；根据计算选择干线电缆为：MY395110 450m；三、电缆热稳定效验按起动条件效验电缆截面： 55kw扒渣机是较大负荷起动，也是工作面容量最大、供电距离较远的用电设备，选择的电缆截面需要按起动条件效验。（1） 电动机最小起动电压：UQmin=KQ/aQUe =1.2/2.5380 =263.27v式中Ue电动机额定电压，v;KQ电动机最小允许起动转矩MQmin,与额定转矩Me之比值，查表，取KQ=1.2；aQ电动机额定电压下的起动转矩MeQ与额定转矩Me之比值，查电动机技术数据表得，矿用隔爆电动机aQ=2.5。（2） 起动时工作机械支路电缆中的电压损失：UzQ=(3IQLzCOSQ103)/(rAz) =(372.370.50.55103)/(65.625) =21.02V式中COSQ电动机启动时的功率因数，取COSQ=0.55，sin=0.84 r电缆导体芯线的电导率，m/（.mm2)取r=65.6.mm2； Az支线电缆的芯线截面，mm2； Lz支线电缆实际长度，km； IQ电动机实际起动电流，A； IQ=IeQUQmin/Ue=104.46263.27/380=72.37A式中IeQ电动机在额定电压下的起动电流，IeQ=104.46A； UQmin电动机最小起动电压，v； Ue电动机额定电压，v；（3） 起动时干线电缆中的电压损失：UgQ=(3IgQLgCOSgQ103)/(rAg) =(3128.30.450.6103)/（65.695） =15.5vr电缆导体芯线的电导率，m/（.mm2)取r=65.6.mm2；Lg干线电缆实际长度，km；Ag干线电缆的芯线截面，mm2；COSgQ干线电缆在起动条件下的功率因素，取COSgQ=0.6；IgQ干线电缆中电动机实际起动电流，A; IgQ=IeQUQmin/Ue=185.18263.27/380=128.3A；式中IeQ干线电缆中其余电动机在额定电压下的起动电流，A；IeQ=P55/(3UeCOSpj) =152.555/（3Ue0.8） =185.18A UQmin电动机最小起动电压，v； Ue电动机额定电压，v；（4） 起动的状态下供电系统中总的电压损失：UQ=UgQUzQ =15.521.02 =36.52v四、验算条件：Ue2=UeUQ=38036.52 =343.48v263.27v又因为343.48v相对于额定电压的百分数为343.48/380100=90.4，超过磁力起动器吸合线圈的电压。所以检验结果可以认为选用95mm2的电缆满足了起动要求。第5章 、工作面低压控制控制电器的选择1、 电器选择按照下列一般原则进行： （1）按环境要求，工作面一律采用隔爆型或隔爆兼本质安全型电器。 （2）按电器额定参数选择： 1、低压控制电器的额定电流要大于或等于用电设备的持续工作电流，其额定电压也应与电网的额定电压相符合。 2、控制电器的分断能力，电流应不小于通过它的最大三相短路电流。（3） 工作机械对控制的要求选择： 1、工作线路总开关和分路开一般选用自动馈电开关，如新系列的KBZ馈电开关 2、不需要远方控制和经常起动的设备，如照明，一般选用手动开关。3、需要远方控制，程控或频繁起动的机械，如装岩机一般选用DQBH型磁力启动器或新系列防爆型磁力启动器等。4、需要经常正反、转控制的机械，一般选用QC83-80N型或新系列可逆磁力启动器等。 (4)开关电器的保护装置，要适应电网和工作机械的保护要求：1、 变压器二次的总开关要有过流和漏电保护。2、 变电所内各分路的配出开关及各配电点的进线开关要有过流保护。3、 大型掘进机械，如掘进机组需要短路保护、过载保护，有条件的增设漏电闭锁保护。4、 一般小型机械，需要有短路保护和缺相保护。 （5）开关电器接线口的数目要满足回路和控制回路接线的要求，其内径应与外径相适应。2、 据已选定的电缆截面、长度来选择开关、启动器容量及整定计算1、 计算开关的工作电流Ig（以55kw的扒渣机的控制开关为例）Ig=（KfPe103）/（3Uee） =0.855103/33800.85 =78.65A其余开关的工作电流如表5-1所示2、 开关的选择结果：根据Ig、Ue查手册得，选55kw的扒渣机的控制开关选KBZ-100馈电开关一台。编号开关型号保护方式整定计算整定值1KBZ-100过电流继电保护I2=64.35100A2、5KBZ-100过电流继电保护I2=78.65100A3QBZ-60熔断器I2=50.0560A4、7ZBZ80-2.5熔断器I2=10.7315A6KBZ-100过电流继电保护I2=85.8100A 表（5-1）第六章、低压保护装置的选择和整定1、 低压电网短路保护装置整定细则规定馈出线的电源端均需加装短路保护装置，使用馈电自动开关时，采用过电流继电器；使用手动开关时，采用熔断器，使用磁力起动器时，采用限流热继电器或熔断器，对这些保护装置的选择与整定要求如下：（1） 选择性好：保护装置动作时，保证切除故障部分的电源，其他部分仍能正常工作。（2） 动作可靠：电动机起动或正常运转时，保护装置不能误动作。当电动机或线路发生短路时，保护装置可靠动作。（3） 动作迅速：保护范围内发生短路时，保护装置迅速动作，切断被保护的电路，防止事故蔓延，减少故障电流对设备的破坏。（4） 动作灵敏：在保护范围内发生最小两相短路时，保护装置可靠动作。2、 保护装置的整定 （1）过流继电器的整定原则：过电流保护装置的动作电流应按最大工作电流整定，在最远点发生两相短路时保护装置应有足够的灵敏度。 （2）熔断器熔体额定电流的选择原则是：流过熔体的电流为正常工作电流及尖峰工作电流（电动机的起动电流）时，熔体不熔断；而通过短路电流时，即使是最小的两相短路电流也要及时熔断。第7章 、高压配电箱的选择和整定1、 高压配电箱的选择原则（1） 配电装置的额定电压应符合井下高压网络的额定电压等级。（2） 配电装置的额定开断电流应不小于其母线上的三相短路电流。（3） 配电装置的额定电流应不小于所控设备的额定电流。（4） 动作稳定性应满足母线上最大三相短路电流的要求。2、 高压配电箱的选择1、 T1负荷长期工作电流; In=Sn/（3Ue）=77/1.73210=4.45AUseUx=10kv IseIg=4.45 SseSd(3)=50MVA式中：Sn受控制负荷的计算容量，KVA; Ue电网额定电压，kv; Use高压开关额定电压，kv; Ise高压开关额定电流，KA; Sse高压开关名牌上标的额定断流容量，KVA;根据以上的这些计算结果，按金属与非金属矿山安全规程的规定选择高压配电箱型号为：PB3-6GA。3、 高压配电箱的整定和灵敏度的校验1、 T1的整定Idz=(1.21.4)(IQDIe)/(KTKi) =1.3(380+2.4)/(9.110) =5.46A查表，取Idz=10A式中：Ki电流互感器的变流比，Ki=50/5=10； 1.21.4可靠系数； KT变压比， KT=6300/690=9.1；灵敏度校验Id（2）=2299AKm=Id（2）/(KTKiIdz) =2299/(9.1105.46) =4.634.631.5符合要求第8章 井下漏电保护装置的选择1、 井下漏电保护装置的作用1、 工作电表经常监视电网的绝缘电阻，以便进行预防性维修。2、 接地绝缘电阻降低到危险值或人触及一相导体，或电网一相接地时，能很快的使自动开关跳闸，切断电源，防止触电或漏电事故。3、 当人体触及人体一相时，可以补偿人体的电容电流，从而减少通过人体的电流，降低触电危险性。当电网一相接地时，也可以减少接地故障电流。2、 漏电保护装置的选择由于选用KBZ型馈电开关，其自带漏电保护，无需再外设检漏继电器。3、 井下检漏保护装置的整定 检漏继电器的动作电阻值，是根据保护人身体触电的安全确定的。人体触电安全电流规定为30mA，在不考虑电网电容的情况下，通过人体的电流按下式计算，即In=3Uq/3Rqr在给定电网电压下，人体电流按30MA计算，侧可确定出允许的电网最低对地绝缘的电阻值rmin,以井下660v电网为例计算如下：Rmin=（3UQ/In）3Rn =3(660/3)/3010331000 =35000计算检漏继电器的动作电阻值Rdz时，应考虑三相电网对地绝缘电阻值时并联通路，其整定值为：Rdz=Rmin/3 =35000/3 =11700井下低压电网的最低允许对地电阻值及检漏继电器的动作值如表8-1所示。电压（v）没相允许最低电阻值(k)动作电阻计算值(k)动作电阻整定值(k)漏电闭锁动作电阻值(k)1274.31.431.138010.23.43.576603511.71122114063212040保护660v电网：单相接地漏电电阻：Rz(单)=11k两相接地漏电电阻：Rz（两）=22k三相接地漏电电阻：Rz(三)=33k第九章、井下电气设备的安全保护措施1、 漏电保护1、 漏电故障 随着井下用电设备数量的增多和电压的升级，供电与用电的安全问题日益突出。其中漏电故障具有危害大、发生率高、突发性强、分布范围广、不易察觉等特点，成为影响电力系统安全运行的重要因素。漏电保护设施可以监测电力系统的运行状况，一旦漏电发生，保护设施可以有效控制故障的发展和事态的恶化。2、 漏电对工程建设的影响 （1）、产生过电压或造成相间短路。当发生单相间歇性电弧接地时，由于接地电流不大，往往不能产生稳定的电弧，当电流经过零点而暂时熄弧后，在故障相的电压恢复上升到足够高的时候，电弧又立即重燃，这种间歇性电弧现象会导致电磁能量的振荡和积聚，并在健全相及系统中性点间产生弧光接地过电压，危及电网与设备的绝缘。在持续过程中，单相接地还可能发展成两相接地短路。 (2)、造成人身触电。漏电故障具有隐蔽性，如果保护功能不完善，容易导致人身触电。 (3)、提前引爆雷管。当漏电发生在爆破作业场所附近，且漏电电流电流足够大时，有可能提前引爆雷管，并造成严重的人员伤亡。 3、 导致漏电的原因 (1）、电缆、电气设备自身原因。现象有：电缆在井下长期运行中，绝缘老化、受潮，导致绝缘性能下降；电动机工作时，绕组绝缘受热膨胀，停机后的绕组绝缘冷却收缩，长期使用的结果是绝缘材料出现缝隙，潮气容易侵入，导致对地绝缘电阻降低。 (2)、操作、维修不当。现象有：掘进工作面设备迁移时，对电缆防护不妥，导致电缆受到挤、压等外力，影响其绝缘性能; 对检修后的电气设备送电时，由于内部残留有多余的零部件或遗留金属工具，导致带电部分和外壳之间的电气距过小，或二者直接接触;过载保护的动作值整定不适，导致过载长期存在而使绝缘受损。 (3）、施工、安装不当。现象有：电缆与设备连接时，相线与地线接反；电缆冷补或热补时，操作工艺有误或使用的材质低下，影响绝缘性能；将电气设备安设在淋水或其他易使设备受潮的地方。 （4）、管理不当。现象有：购入并使用质量低劣的设备、电缆，其绝缘性能往往不能满足要求；电缆长期浸泡在水中或埋压，没有及时处理。4、 零序电流漏电保护方式 零序电流保护方式可以实现对漏电故障有选择地处理，其基本原理：在变压器中性点不接地的供电系统中，正常状态下电网三相电压对称，三相对地绝缘电阻和分布电容相同，变压器中性点对地电压为零。此时，电网中没有零序电压和零序电流产生。当电网中的某条支路发生单相接地时，接地电流由接地点通过其他两相对地绝缘电阻和分布电容返回电网。此时，故障相对地电压接近为零，其他两相对地电压等于线电压。单相接地时，电网线电压仍然平衡，不影响负荷的运行。由于三相对地电压不平衡，电网中出现零序电压和零序电流，零序电流在正常支路和故障支路中同时存在。其中，正常支路上的零序电流是通过本支路对地阻抗的零序电流。故障支路上的零序电流是本支路与正常支路的零序电流之和，并且正常支路与故障支路上零序电流的方向相反，由此可判断出故障支路。在零序电流保护方式的实际运用中，综合利用了零序志压和零序电流两种采样信号，最终实现漏电故障的选择判断。 其次，在利用零序电流保护方式实施漏电保护时，没有零序电抗器，不能进行电容电流的补偿，为了提高漏电保护的安全程度，通常采用旁路接地分流技术，在人身触及电网一相的暂态过程中，检测选相电路准确选定故障相，然后驱动故障相继电器动作，使故障相迅速通过电阻R接地，起到旁路分流作用，使流经人身的电流大幅度地减小，降低触电的危险。二、过流保护1、 过电流故障 过电流故障是指实际通过电气设备或电缆的工作电流超过了额定电流值。常见的过电流故障有短路、过负荷、断相三种。（1）、短路的危害与原因 在井下发生的短路故障有两相短路和三相短路。短路属于最严重的过电流故障，对故障点周围的其他设备的正常运行造成很大的影响，短路点电弧中心温度达25004000摄氏度，短时间可能会烧毁设备或电缆，引起电气火灾，造成短路原因主要有： （1）绝缘击穿。由于绝缘老化、受潮或接线头工艺不符合要求等问题可能导致电缆绝缘击穿。 （2）机械损伤。如对电缆或电气设备防护不当，致使其受外力作用。 （3）误操作。如将未停电线路当成停电线路进行短路接地；对刚检修完毕的设备送电时，忘记拆除短路接地线。2、过负荷的危害与原因 过负荷是指电气设备或电缆的实际工作电流超过了额定电流值。而且超过了允许的过负荷 时间。其原因主要有电源电压过低；机械性堵转；重载起动等3、断相的危害及原因 断相是指三相供电线路或设备出现一相断线，设备在运行中断相后，仍会运转，但由于机械负载不变，其工作电流会比正常的工作电流大，引起过负荷。造成断相的主要原因有：熔断器一相熔断；电缆与电缆或电缆与设备没有可靠连接；电缆芯线中有一相断线4、 过电流保护装置 （1）过电流保护装置的种类和作用 过电流保护装置包括短路保护、过负荷保护和断相保护。目前我矿井下低压电网过电流保护装置主要有电磁式过流继电器、熔断器、执继电器等。煤矿安全规程第455条规定，井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备，应具有短路、过负荷、接地和欠压释放保护。变电站或配电点引出的馈电线上，应装设短路、过负荷和漏电保护装置。低压电动机的控制设备，应具有短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置。井下配电网路均应装设过流、短路保护装置。 （2）熔断器的熔体通常用低熔点的铅、锡、锌合金制成，串接在被保护的电气设备的主回路中，当电气设备发生短路时，短路电流使熔体温度急剧升高并使其熔断，从而将故障线路切除。熔断器在起动器、软起动装置、开关电器的主电路中应用普遍。 （2)电磁式过流继电器是一种直接动作的一次式过电流继电器，多数安设在矿用馈电开关中，作为变压器二次侧馈出线的总保护。当流过继电器线圈的电流达到或超过整定值时，继电器就会迅速动作。 （3）热继电器在井下作为过载保护装置，对其基本要求就是要有反时限的保护特性。所谓反时限保护特性是指过载程度越重，允许过载时间越短。动作延时随过载程度的增加而减少。 （4）除了以上功能单一的保护装置外，矿井供电系统中还使用了多种功能全面的综合保护装置。如井下照明和信号装置使用了具有短路、过载和漏电保护的照明信号综合保护装置。2 、过电流保护装置的整定计算 过电流故障持续的时间及其电流的大小决定了对矿井供电系统的破坏程度，因此，必须合理整定过电流保护装置的动作值，使之在故障发生时能准确、可靠、迅速地切除故障。若保护装置动作整定不合适，不仅不能起到保护目的，而且还可能引起严重的事故。整定计算的原则是：通过正常工作电流或尖峰工作电流时，保护装置不应动作；通过最小的两相短路电流时，保护装置要可靠动作。三、接地保护1、 保护接地的作用运行中的电气设备，其外壳对地不应出现电位。如果内部出现绝缘损坏导致一相碰壳漏电 ，会使其金属外壳出现对电压，同时与电气设备接触的其他金属物上也会出现这类情况，对周围工作人员的安全构成威胁。这种情况下，装设保护接地是一种有效的措施。保护接地就是将电气设备在正常情况下不带电的，但有可能带有危险电压（36V以上）的金属外壳、构架等与埋设在地下或水沟中的接地极连接起来，这样可以减小漏电时外壳、构架等对地的电压。在矿井下，保护接地通过分流作用，可以有效地降低人身触电的危险。2、 井下保护接地系统 单独装设的保护接地装置接地电阻大，可靠性低，没有完全降低人体触电的危险，因此，所有电气设备的保护接地装置和叫局部接地装置，应与主接地极连接成1个总接地网，也就是井下保护接地系统。3、 接地装置的安装、检查和测定（1） 接地装置的安装 主接地极的安装，采用耐腐蚀的钢板制成，其面积不得小于0.75，厚度不得小于5mm。应视腐蚀情况适当地加大厚度或镀上耐酸金属。主接地极与接地导线必须焊接。 局部接地极的安装。局部接地可设置于巷道水沟内或其他就近的潮湿处。设置在水沟中的局部接地极应用面积不小于0.6、厚度不小于3mm的钢板或具有同等有效面积的钢管制成，并应平放于水沟深处。设置在其他地点的局部地极，可用直径不小于35mm、埋在地下部分的长度不小于1.5的钢管制成，管上应至少钻20个直径不小于5mm的透孔，并垂直埋入底板。（2） 接地线的连接 接地母线 接地母线用来连接主接地极，应采用截面不小于50m铜线，或截面不小于100m的镀锌铁线，或厚度不小于4mm，截面不小于100m的扁钢 接地导线 连接导线电气设备的外壳与接地线母线或局部接地极的连接，电缆连接装置两头的铠装、铅皮的连接，应采用截面不小于25m的铜线，或截面不小于50m的镀锌铁线，或厚度不小于4mm、截面不小于50m的扁钢。橡套电缆的接地芯线，除用作监测接地外，不得兼作他用。4、 接地装置的检查（1）安装后的检查内容如下： 检查各部分的选材是否符合规定，井下禁用铝导体作接地极、接地导线等。材质无误后，进一步检查极板面积、厚度、接地线截面是否符合要求 检查各连接处连接是符合规定的要求。采用焊接的检查焊接有无缺陷，焊接长度是否符合要求。采用螺栓连接的，检查螺栓是否经过防锈处理，连接处是否镀锌镀锡，螺栓的规格是否符