中国矿大版-矿山电工课件-第三章 矿井三大保护.ppt

主讲：,目录,第一章,1,2,第二章,3,第三章,4,第四章,5,第五章,第三章井下电网三大保护,井下电网的过电流保护、漏电保护和保护接地是保证煤矿井下电网安全供电三大必不可少的保护,人们已习惯称之为”煤矿井下电网三大保护,第一节继电保护基础,一、继电保护的任务(1)发生故障时应自动地、迅速地借助断路器将故障部分从供电系统中切除，以减轻故障的危害，防止事故蔓延。(2)当设备出现不正常运行状态时，根据运行维护条件(如有无经常值班人员)确定保护是作用于信号还是跳间。,第一节继电保护基础,二、继电保护的组成及工作原理,第一节继电保护基础,三、对继电保护的基本要求作用于跳闸的继电保护，在技术上有四个基本要求即：快速性、可靠性、选择性、灵敏性。1快速性快速切除故障可以减轻故障的危害程度，加速系统电压的恢复，为电动机自起动创造条件等。故障切除时间等于继电保护动作时间与断路器跳闸时间(包括熄弧时间)之和。对于反应不正常运行状态的保护，一般无需要求迅速，而应按照选择性条件，带延时发出信号。,第一节继电保护基础,2可靠性保护装置的可靠性是指切断故障的可靠程度,或能分离故障的概率，提高保护装置自身工作的可靠性和增加后备保护是提高继电保护可靠性的两个主要途径。如图3-2所示，当短路时，若断路器因本身失灵或保护拒动而不能跳开，此时断路器的保护应使跳闸，这种作用称为远后备保护。,第一节继电保护基础,4灵敏性是指保护装置对保护范围内故障的反应能力，通常用灵敏系数来衡量。在进行继电保护整定计算时，常用到最大运行方式和最小运行方式。所谓的最大运行方式和最小运行方式是指在同一点发生同一类型短路，流过某一保护装置的电流达到最大值和最小值的运行方式。,第一节继电保护基础,以上四项是对继电保护的基本要求，是选择设计继电保护的依据。根据以上分析可以看出，四个基本要求是互相联系而有时又互相矛盾的，故在选用、设计保护装置时，应从全局出发，统一考虑。由于煤矿井下供电的特殊性，在其保护中首先考虑的是快速性和可靠性，然后再考虑选择性和灵敏性。,第一节继电保护基础,四、继电保护的发展简史五、互感器互感器，是一种特殊变压器，它包括电压互感器和电流互感器。互感器的功能主要有四点。,第一节继电保护基础,(1)将一次回路的高电压和大电流变为二次回路的标准值，通常额定二次电压为100V，额定二次电流为5A。可使测量仪表和保护装置标准化，以及二次设备的绝缘水平可按低电压设计，使结构轻巧，价格便宜。(2)所有二次设备可用低电压、小电流的控制电缆连接，使屏内布线简单、安装方便。同时，便于集中管理，可实现远方控制和测量。(3)二次回路不受一次回路的限制，可采用星形、三角形等接法，因而接线灵活方便。同时，对二次设备进行维护、调换及调整试验时不需要中断一次系统的运行，仅适当地改变二次接线即可实现。(4)使二次没备和工作人员与高电压部分隔离，且互感器二次侧一端必须接地，以防止一次、二次绕组绝缘击穿时，一次侧高压窜入二次侧，从而保证了设备和人身安全。,第一节继电保护基础,（一）、电流互感器1、电流互感器的接线方式三相星形接线和两相星形接线,第一节继电保护基础,2、电流互感器的使用注意事项在连接时，一定要注意电流互感器的极性。否则二次侧所接仪表，继电器中流过的电流，就不是预想的电流，影响正确测量，甚至引起事故。电流互感器的二次线圈及外壳均应接地，接地线不应松动，断开或发热。其目的是防止电流互感一、二次线圈绝缘击穿时，高压传到二次侧，损坏设备或危及人身的安全。电流互感器二次回路不准开路或接熔断器。如开路将危及人身安全及损坏设备。电流互感器套管应清洁，没有碎裂、闪络痕迹。电流互感器内部没有放电和其它噪声。,第一节继电保护基础,（二）、电压互感器1、电压互感器的接线方式电压互感器在三相电路中的几种常见接线方案如图3-5所示,第一节继电保护基础,第一节继电保护基础,(a)一个单相电压互感器的接线(b)两个电压互感器接成V/V型(c)三个单相电压互感器接成Y0/Y0型(d)三个单相三绕组或一个三相五柱三绕组电压互感器接成Y0/Y0/型。,第一节继电保护基础,2、电压互感器运行中应注意事项电压互感器在运行时，二次侧不能短路，熔断器应完好。在正常运行时，其二次电流很小近似开路，所以二次线圈导线截面小，当流过短路电流时，将会烧毁设备。)电压互感器：二次线圈的一端及外壳应接地，以防止一次侧高电压窜入二次侧，危及人身和仪表等设备的安全。接地线不应有松动、断开或发热现象。电压互感器在接线时，应注意一、二次线圈接线端子上的极性。以保证测量的准确性。电压互感器套管应清洁，没有碎裂或闪络痕迹；油位指示应正常，没有渗漏油现象；内部无异常声响。如有不正常现象，应退出运行，进行检修。,第二节井下电网过流保护,凡是流过电气设备或线路的电流，如果超过其额定值或允许值，都叫做过电流。引起过电流的原因很多，如短路、过负荷、电动机单相运转(断相)等。长时间的过电流运行，将导致电气设备与井下电缆的迅速损坏，甚至引发严重的安全事故。为此，对于电气设备和供电线路都必须设置相应的过流保护，以便能及时地切断故障处的电源，防止事态的恶化。,第二节井下电网过流保护,煤矿安全规程第421条规定：“井下高压电动机、动力变压器的高压侧，应有短路、过负荷和欠电压释放保护。井下由中央变电所、移动变电站或配电点引出的馈电线上，应装设短路和过负荷保护装置，或至少装短路保护装置。低压电动机应具备短路、过负荷、单相断线的保护及远方控制装置。”,第二节井下电网过流保护,一、JDB电子式保护装置1、组成及主要技术数据图3-6JDB-120、225A型电动机综合保护器原理框图,第二节井下电网过流保护,2、工作原理,第二节井下电网过流保护,(1)直流稳压电源。(2)电压形成。(3)过负荷保护。(4)短路保护。(5)断相保护。(6)漏电闭锁。,第二节井下电网过流保护,三、井下过流保护整定计算由于煤矿井下环境恶劣,有爆炸性混合物存在,电气故障有可能引发严重的次生灾害,对于煤矿井下电网的过流(短路)保护在确保快速性的条件下兼顾选择性。井下各级(纵向)过流保护均为瞬动，没有延时，故有时很难保证纵向的选择性。有些情况下，靠拉大上、下级保护装量动作电流差距的办法可以获得部分选择性。,第二节井下电网过流保护,1.井下低压系统过流保护整定（1)过电流继电器的整定计算装有电磁型过电流继电器的DW系列自动开关与QC系列的磁力起动器是按以下方法来整定的(均为速断)。保护支线。保护装置的动作电流(整定电流)应躲开电动机的启动电流继电器的整定电流，A；电动机的启动电流，A。,第二节井下电网过流保护,保护干线。保护装置的动作电流应躲开最大一台电动机的启动电流与除最大一台电动机外，其余用电设备的额定电流之和.被保护网路中最大一台电动机的启动电流，A；被保护网路中除最大一台电动机外，其余用电设备额定电流之和，A。,第二节井下电网过流保护,按下列公式校验过电流继电器的灵敏度被保护网路末端最小两相短路电流值，A。,第二节井下电网过流保护,如保护装置不能满足灵敏度的要求，可用以下措施进行补救：A、增大电缆截面以减少线路阻抗，增大短路电流值。B、缩短电缆长度，把供电变压器移近用电设备。C、改用较大容量的变压器。,第二节井下电网过流保护,（2)电子保护器的过流值的整定馈电开关中电子短路保护可按过流继电器有关要求进行整定和灵敏度校验。其整定范围为(310)IN；其过载长延时保护整定值按实际电流整定，其整定范围为(0.41)IN，IN为馈电开关额定电流。磁力起动器中电子保护器的过流整定值按下式选择：,第二节井下电网过流保护,电动机运行中电流超过值时，即视为过载，电子保护器延时动作；当运行中电流达到值的8倍及以上时，即视为短路，电子保护器瞬时动作。故电子保护器短路保护动作电流整定值为,第二节井下电网过流保护,灵敏度校验：式中电子保护器短路保护动作值；1.2保护装置的灵敏系数，如不能满足上式的要求，则应采取电磁继电器达不到灵敏度要求所采取的相关措施。,第二节井下电网过流保护,2井下高压系统过流保护整定在井下高压配电装置中，由于保护均采用两相两继电器不完全星形接法，流过继电器的电流等于电流互感器二次侧电流，即接线系数为1，所以在整定公式中不再出现接线系数符号。高压系统与低压系统相比由于是采用的电流互感器的二次电流作为整定值，因此与低压相比在整定计算中增加了一个电流互感器的比例系数。,第二节井下电网过流保护,（1）高压电动机保护利用瞬时过电流继电器的保护。动作电流按躲过电动机额定启动电流来整定，即（3-8）式中瞬时过流继电器动作电流，A（速断）；电动机的额定启动电流，A。可靠性系数；电流互感器变流比；,第二节井下电网过流保护,灵敏度按下式校验：,第二节井下电网过流保护,若高压电动机启动时，在过电流继电器两端并联有分流器，则动作电流与灵敏度校验分别按下两式计算：电动机额定电流，A；分流器的分流比。,第二节井下电网过流保护,利用GL系列感应型过流继电器的保护。过负荷动作电流（感应机构）：,第二节井下电网过流保护,式中继电器返回系数，一般取0.85,对于GL-1316型取0.8；动作时间按下式整定：（3-13）式中继电器的动作时间，一般取1015s；电动机的启动时间，一般为36s。,第二节井下电网过流保护,短路保护动作电流，按躲过电动机额定启动电流整定，即（3-14）动作电流整定倍数计算安下式进行：（3-15）灵敏度校验按式（3-9）进行。（3-9）,第二节井下电网过流保护,（2）高压电缆线路保护利用瞬时过电流继电器的保护。动作电流按躲过线路最大工作电流来整定，即（3-16）式中线路最大工作电流（即尖峰电流），A。灵敏度校验用下式进行：（3-17）式中保护范围末端的最小两相短路电流，A。,第二节井下电网过流保护,利用感应式过流继电器的保护。A、反时限过负荷保护。动作电流按躲过线路最大工作电流整定，即（3-18）相邻两段线路的保护时限配合，要求靠近电源端的线路保护时间应比下一级保护中的最大的保护动作时限大一个时限阶梯，即。灵敏度按下式校验：,第二节井下电网过流保护,B、线路变压器组速断保护。动作电流按躲过变压器二次侧出口处最大三相短路电流来整定，即（3-20）式中变压器的变压比（降压倍数）；,第二节井下电网过流保护,C、线路速断保护：（3-21）式中线路末端最大三相短路电流，A。两种速断保护均应取大于或等于的标准整定值，并按下式校验灵敏度：,第二节井下电网过流保护,（3）变压器保护利用瞬时过电流继电器的保护。动力变压器内部以及低压侧出线端发生短路故障时，应由高压配电箱来切除。因此，动作电流应按躲过变压器低压侧的尖峰负荷电流来整定，即（3-23）,第二节井下电网过流保护,保护装置的灵敏度按下式检验：变压器组别系数，对于Y/Y接线的变压器，1，对于Y/接线的变压器，,第二节井下电网过流保护,利用电子式高压综合保护器的保护。按电流互感器二次额定电流(5A)的倍数整定，有（3-25）式中电流互感器二次额定电流（5A）的倍数；需用系数；高压配电装置额定电流，A。灵敏度校验：（3-26）,第二节井下电网过流保护,利用GL系列感应型过流继电器的保护。过负荷动作电流（感应机构）：（3-27）式中变压器一次侧额定电流，A。动作时间与式（3-13）相同。速断保护动作电流与式（3-23）相同。动作电流整定倍数：（3-28）灵敏度校验按式（3-24）进行。,第二节井下电网过流保护,四、BZZ-2.5(4)型煤电钻综合保护装置煤电钻综合保护装置，目前广泛用于井下127V低压系统，它将变压器、起动器以及控制、保护(过流、漏电、闭锁)、状态显示等功能集于一体，这种综合的供电控制保护方式，也是660V低压供电单元保护的发展方向。,第三节漏电保护,漏电保护的主要目的是通过切断电源的操作来防止人身触电伤亡和漏电电流引爆瓦斯煤尘。对于井下中性点绝缘的供电单元，漏电保护有多种方式，如附加电源直流检测式，零序电压、电流式式等，它们的保护原理各不相同。漏电保护与过流等保护一样，都属于继电保护的范围，所以它应该满足快速性、可靠性选择性和灵敏性等基本要求。,第三节漏电保护,漏电保护的目的是通过切断电源的操作来防止人身触电伤亡和漏电电流引爆沼气煤尘。保护方式有：附加直流电源检测式漏电保护利用三个整流管的漏电保护零序电压式漏电保护零序电流式漏电保护零序功率方向式漏电保护旁路接地式漏电保护,二、漏电保护原理,附加电源直流检测式漏电保护1）保护原理：电网发生漏电故障，最容易检测到电网各相对地绝缘电阻的下降。通过在电网上附加一直流电源的方式，检测电网对地的绝缘阻抗，判断是否发生漏电故障。,附加电源直流检测式漏电保护电气原理图,1、附加直流电源检测漏电保护(2),直流电源V通过三相电抗器1L所组成的人为中性点（也可通过变压器中性点）加在三相电网与大地之间，直流电流I由电源正极流出入地，经绝缘电阻r1,r2,r3进入三相线路，再由三相电抗器1L、零序电抗器2L、千欧表K（直流毫安表）和直流继电器KD返回电源负极。,对于稳定的直流电源，电容C和电网对地电容C1、C2、C3相当于开路，不会有电流通过，则电流I为：,1、附加直流电源检测漏电保护(3),1、附加直流电源检测漏电保护(4),对直流回路，r相当于三相电网各相对地的绝缘电阻并联。若一相绝缘电阻降低为r，其余两相为正常或无限大，则rr；若L1、L2两相绝缘电阻同时下降，且r1=r2=r，而L3相为正常，则rr/2;若三相对地绝缘电阻同时下降，且r1=r2=r3=r，则rr/3。,1、附加直流电源检测漏电保护(5),设R=RKD+RK+R2l+R1l/3为保护装置内阻，则当V和R一定时，直流继电器KD和千欧表中的电流值将随r的变化而变化。而直流继电器选定后，动作电流即确定。当r下降到一定程度，当电流I大于继电器动作电流时，KD便动作，通过自动馈电开关跳闸，达到漏电保护的目的。,2）直流继电器动作值的确定。直流继电器的动作值应根据线路对地绝缘r的大小来确定，线路对地绝缘低到危险值后动作。考虑到人身安全电流为30mA，因此，r的整定值要满足使人身触电电流小于30mA的条件。在不考虑电网对地电容时，有,1、附加直流电源检测漏电保护(6),直流继电器动作值的整定,代入Ima=30mA,Vl1=380V（相电压）,Rma=1000,可得r35k.即对于井下660V低压电网，相对地实际绝缘水平必须在35k以上，否则在发生人身触电时就可能危及人身安全。因此可以确定单相漏电保护装置的动作电阻应为：rr/311.7k低压电网的单相、两相、三相漏电的动作电阻值应为1：2：3关系，即11.7：23.4：35k的关系。,不同电网电压的漏电故障动作电阻值,直流继电器动作值的整定,三相电网交流对装置的影响：当电网对地绝缘阻抗不对称时，即使电源电压正常，也会有交流电流流经三相电抗器、零序电抗器进入直流回路，使保护装置受到交流电流的干扰，因而动作值不再保持1：2：3的关系。同时电网的对地电容电流也对动作值产生影响。为消除交流电流对直流回路的影响，在零序电抗器与大地之间接入一个大电容C0（几个毫法至几十毫法），构成交流通路（电容具有隔直流通交流的特性），通过C0的滤波作用，消除了交流电流的影响。,3）电容电流的补偿,由于电网对地电容的存在，会使漏电电流和人身触电电流显著增大。在电容电流完全被补偿的情况下，漏电电流或人身触电电流才可能为最小。利用零序电抗器的电感电流与对地电容电流的反相特点，实现电容电流的补偿。,3）电容电流的补偿,电容电流补偿后的等效图等效内阻为：,3）电容电流的补偿,当电容电流与电感电流完全相等时，即电容电流被全部补偿时，漏电电流最小。即L=1/32C.或XL=X3C当XLX3C时漏电电流呈容性即欠补偿状态；当XLX3C时漏电电流呈感性即过补偿状态；当XL=X3C时即（完）全补偿或最佳补偿状态；,4）附加直流电源检测式漏电保护的优点,附加直流电源检测式漏电保护的优点：（1）保护全面。保护范围几乎可以覆盖到整个低压供电保护单元，唯一不能保护的是一段由井下动力变压器低压侧至总低压馈电开关的电缆。保护动作无死区，故障跳闸不受故障类型和发生的时间地点的影响。（2）对整个供电单元具有电容电流补偿，漏电电流和人身触电电流较小。,（3）动作值整定简单，数值固定，而且能直接反应电网对地的绝缘情况；（4）这种保护装置与井下供电单元的各分组馈电开关、磁力启动器中的漏电闭锁单元结合，可以构成一个简单易行、可靠性高、成本低廉且易于查找故障支路的漏电保护系统；,4）附加直流电源检测式漏电保护的优点,5）缺点,（1）保护无选择性，即在供电单元的任何处发生漏电故障，都将引起总开关跳闸，停电范围大。（2）电容电流的补偿是静态补偿，电感电抗值调整好后不能随电网对地电容的大小变化而自动调节，无法保持在最佳补偿状态。（3）保护装置的动作时间较长。,2.利用三个整流管的漏电保护,利用三个整流管构成的漏电保护原理图如图：,额定电压380V低压供电网络仿真图，三相对地绝缘为35千欧，Rlo=50千欧,额定电压380V低压供电网络仿真图，其中两相对地绝缘为35千欧，一相对地绝缘为5千欧，Rlo=50千欧,额定电压380V低压供电网络仿真图，其中两相对地绝缘为5千欧，一相对地绝缘为35千欧，Rlo=50千欧,工作原理：三个整流管V1、V2、V3，分别接到电网的L1、L2、L3三相，另一端以星形方式接在一起，并经继电器或负载电阻Rlo接地。由于变压器的中性点不接地，经三个整流管整流以后的直流电流，必须流经Rlo大地电网对地的绝缘阻抗r1、r2、r3，才能返回电源。所以该电流的大小直接反应了电网对地的绝缘状况，通过判断该电流的变化，可以检测漏电保护。,2.利用三个整流管的漏电保护,2.利用三个整流管的漏电保护,特点及应用：结构简单，不需要另设直流电源，即可获得直流检测式漏电保护所具有的保护特性。另外具有较高的直流电压，所以能够较真实反应电网的绝缘水平。缺点：动作值受电源电压波动的影响较大和对整流管的反向电压要求较高，因此只适合在较低电压等级电网使用，如127V煤电钻综合保护中采用。,3.零序电压式漏电保护,利用漏电时零序电压的大小，来反应电网对地的绝缘程度，当零序电压达到一定程度时即认为发生漏电，使馈电开关跳闸。缺点：动作电阻值不固定、无选择性、不能保护对称性漏电故障、只能在变压器中性点非直接接地系统中，一般应用在6kV及以上电压电网绝缘监视保护中。,4.零序电流式漏电保护,在电网中发生非对称性漏电故障时，如果存在零序回路，则在回路中出现零序电流。通过零序电流互感器检测出该零序电流的大小，在超过整定值时使继电器动作，切断故障线路电源。利用各支路零序电流的方向的不同，可实现放射式电网的横向选择性漏电保护。既可在中性点不接地系统中应用，中性点接地系统中也可应用。缺点：动作电阻值不固定、不能保护对称性故障、不能补偿电容电流。,5.零序功率方向式漏电保护,利用零序电流或零序电压的幅值大小来判断供电系统是否发生漏电，同时利用各支路的零序电流与零序电压的相位关系判断故障支路，然后切除故障支路，实现有选择性切除故障的保护方式。优点：有较强的横向选择性，当支路发生漏电时，停电范围很小。缺点：与零序电流方向保护类似。,5.零序功率方向式漏电保护,保护原理图：,6.旁路接地式漏电保护,保护原理如图：,6.旁路接地式漏电保护,当电网发生单相接地或人身触及一相线时，由检测选相器确认故障相并迅速输出动作信号，执行继电器13KD迅速将故障相旁路接地，利用专设的接地极电阻Rgr的分流作用，降低人身触电电流或经漏电点的电流，而不影响电网的正常运行。故障支路跳闸后，旁路接地装置复位。,6.旁路接地式漏电保护,优点：安全性较高，对矿井的安全生产和人身安全有较好的保障。缺点：保护范围只能对单相漏电或触电，且电路复杂，对装置本身可靠性要求高。为了避免两相或三相误接地，电路中还必须设置电气闭锁。,六种漏电保护的特点比较,三、矿用隔爆检漏继电器,JY82型矿用隔爆检漏继电器适用于煤矿井下中性点绝缘系统，电压为380V或660V，频率为50Hz的三相交流电网，能在井下任何有瓦斯煤尘爆炸性危险的场所正常工作。与低压供电单元的总馈电开关QA配合，可以对整个供电单元实现漏电跳闸保护。,1）主要功能,（1）通过内设的欧姆表时刻监视电网的绝缘电阻，以便及时进行预防性检修；（2）当运行中的电网对地绝缘电阻降低到危险值或发生人身触及一相带电导体或电网一相接地故障，能够迅速动作，使自动馈电开关跳闸，切断电源，防止触电漏电事故；（3）当人触及电网一相时，可以补偿通过人身的电容电流，从而减少通过人身的总电流，降低触电危害，同时减少入地电流，降低引爆沼气煤尘的能力。,1.JY82型矿用隔爆检漏继电器,2）结构、电路及元件JY82检漏继电器由隔爆外壳、可拆出电气芯子组成。外壳的前盖利用止口卡在外壳本体上，并与隔离开关的操作手柄有机械闭锁，以确保在断电源后开盖，开盖后就无法接通电源。前盖上有一个玻璃窗口，可以观察欧姆表的指示数值；另有一个试验按钮，用以检查继电器能否可靠工作；下面的喇叭口用以接辅助接地极。,QS隔离开关，检漏继电器的电源开关，对自动馈电开关有电气闭锁作用。当此开关不合闸，即检漏继电器未投入运行，由于其一组节点QS1接通了自动馈电开关的脱扣器线圈YA的电源，自动馈电开关不能合闸。即实现漏电保护的强制投入。1L三相电抗器，作用是把直流检测回路与三相交流电网连接起来的元件。三相电抗器的三个线圈始端分别接在电网的三相上，末端结成星形，接在直流检测回路；其中一相有二次线圈，作为桥式整流器VC和指示灯HL的电源，二次线圈做成抽头式。,JY82各主要元件的作用：,2L零序电抗器。作用一：本身有较大的电抗值（十万欧姆），可以保证三相电抗器星形点对地的绝缘水平；作用二：通过它的电感性电流补偿漏电、触电时的电容性电流。C2电容器，也叫接地电容，用来接通检测继电器的交流回路。当电网发生漏电时，交流电流经C2入地，减少交流电流对继电器KD直流电路的干扰，防止检漏继电器误动作。,JY82各主要元件作用,KD直流继电器，检漏继电器的执行元件，额定动作电流5mA，有两个常开节点KD1和KD2，KD1为动作节点，用以接通自动馈电开关脱扣器线圈的电源，KD2为自保节点，且比KD1先行闭合，这样可以提高继电器的动作可靠性，并能防止间歇性漏电时，烧毁节点KD1。R1平衡电阻，阻值为1千欧，使整流器经常有稳定的负荷，保证整流器的输出电压的稳定。,JY82各主要元件作用,k欧姆表，实际为一只刻着欧姆刻度的直流毫安表，用以直接监视电网的对地绝缘水平；C1延时电容器，防止在检漏继电器投入运行的瞬间，因C2的充电电流引起KD的误动作。VC桥式整流器，提供附加的直流检测电源。HL指示灯，供给欧姆表照明，并兼作检漏继电器投入与否的指示灯。R3试验电阻，用以检查检漏继电器工作是否可靠，对660V电网为10k，380V电网为3.5k,JY82各主要元件的作用,各主要元件的作用SB试验按钮，与试验电阻和辅助接地极配合，检查漏电继电器动作是否可靠。1PE局部接地极。2PE辅助接地极，供试验用，安装点距离检漏继电器的局部接地极5m以上。,1.JY82型矿用隔爆检漏继电器,（1）监视电网的绝缘水平JY82采用附加直流电源检测式漏电保护。当隔离开关QS合闸后，整个检漏继电器即通过三相电抗器1L与总开关QA连接，开始工作。其直流检测回路为：VC(+)k表SB2PE大地电网对地总绝缘电阻R电网1L2LKDVC()，形成闭合回路。,3）工作原理,1PE,3)工作原理,此时，通过欧姆表的直流电流I为：VC附加直流电源电压；R三相电网对地总的绝缘电阻，R=r/3；r除R外，整个直流检测回路的各元件电阻之和。直流检测回路中的电流随R的减小而增大。通过毫安表的读数就可反应电网对地绝缘电阻值。,3）工作原理,（2）漏电、触电保护当人触及电网任一相或电网对地绝缘电阻下降到危险值，检测电流I通过下面回路：VC(+)kSB2PE大地人体电阻电网1L2LKDVC(-)。形成闭合回路。由于人体电阻Rma为1k，远小于R，或者R本身降到了较小值，则检测电流I将超过5mA，直流继电器KD动作，KD2先闭合自保，后KD1闭合，接通总开关QA脱扣器线圈YA的电路，自动馈电开关跳闸，实现了漏电保护。,1PE,R,3）工作原理,（3）检漏继电器的可靠性试验煤矿安全规程规定：每天应对低压检漏继电器的运行情况进行一次试验，发现检漏装置有故障或网路绝缘降低时，应立即停电处理，修复后方可送电。试验时，按下试验按钮SB，接通试验回路：VC(+)k1PE2PESBR32FU1L中间相2LKDVC(-)。由于R3小于检漏继电器的整定值，直流检测电流I将大于5mA，检漏继电器动作，馈电开关跳闸，说明设备工作正常。,3）工作原理,（4）电网对地电容电流的补偿通过调节零序电抗器2L的电感量（抽头），使电感电流与电容电流相抵消，从而降低漏电电流。在试验调整时，可用三组容量相等的电容器组成模拟电网，当调整电感抽头使外加毫安表读数为最小时，即认为达到最佳补偿。补偿效果E0：E0=(I1-I2)/I2100%I1：无补偿I2：最佳补偿时电流表读数,四、井下低压漏电保护系统方案,旁直零式选择性漏电保护系统共设置了五种保护单元或插件：1）附加三相接地电容器组(C)，用来消除方向型保护动作死区，装设在总开关的负荷侧，其星形点连在接地网。2）旁路接地式漏电继电器(PL)一台，设置在总开关处。采用旁路接地，保护系统的安全性能大大提高，使得靠延时的纵向选择性得以实现。,旁直零式选择性漏电保护系统,3）直流检测式漏电保护器插件(JY)一块，装设于总开关内，主要用来弥补方向型漏电保护的动作死区（对称性故障），并作为整个漏电保护的总后备。4）零序功率方向式漏电保护插件(UI)若干，在除总开关以外的所有馈电开关和磁力启动器中各装设一块，主要完成横向选择性漏电保护。5）直流检测式漏电闭锁插件(JB)若干，装设地点同方向型插件，也可与方向型插件合一。根据纵向选择性的要求，纵向各自的跳闸时间应在延时上有一定的差别。,第四节保护接地,漏电保护的侧重点是故障发生后的跳闸时间，一旦发生漏电或人身触电，应尽快切断电源，将故障存在的时间减少到最短。（被动保护）井下保护接地的侧重点，在于限制裸露漏电电流和人身触电电流的大小，最大限度的降低故障的严重程度。（主动保护）两种保护在井下电网中相辅相成，缺一不可，对井下电网的安全运行有重要作用。,一、保护接地及其作用原理,保护接地，就是用导体把电气设备中所有正常不带电、当绝缘损坏时可能带电的外露金属部分（电动机、变压器、电器、测量仪表的金属外壳、配电装置的金属构件、电缆终端盒与金属外壳等），和埋在地下的接地极连接起来。是预防人身触电的一项极其重要的措施。,保护接地及其作用原理,没有装保护接地时的情况。当电气设备内部绝缘损坏而使一相带电体碰壳时，若人接触此外壳，则电流经过人体入地，在经过其它两相对地绝缘阻抗回到电源。当电网对地绝缘阻抗较低时，则通过人身的电流将远超过安全值（见前面的计算）。同时，碰壳处出现的漏电电流还可能引起沼气煤尘爆炸。,保护接地及其作用原理,有保护接地时的情况。这时，当电气设备内部绝缘损坏而使一相带电体碰壳时，若人接触外壳，电流将通过人体电阻与接地装置的接地电阻所构成的并联支路入地，在通过其它两相对地绝缘阻抗回到电源。由于接地装置的分流作用，通过人身的电流便大大减少。,保护接地及其作用原理,通过人身的电流与通过接地的电流关系：Rgr接地极的接地电阻，一般Rgr=2；Igr流过接地极的电流，A。,保护接地及其作用原理,对于中性点绝缘的660V低压电网，单相接地电流不大于1A。据公式可得Ima=21000mA/1000=2mA30mA可见，保护接地对人身触电安全是非常重要的。另外，接地电阻Rgr越小，则流经人体的电流Ima就越小，电流大部分由接地极入地。,将接地电阻的数值控制在规程规定的范围以内，就可以使通过人身的电流降到反应电流以内，确保人身安全。由于装设了保护接地装置，碰壳处的漏电电流大部分将经接地极入地。即使设备外壳与大地接触不良而产生火花，但由于接地装置的分流作用，使电火花能量大大减小，从而避免引爆瓦斯、煤尘的危险。,保护接地及其作用原理,电气设备发生单相碰壳，接地电流经接地极入地。距接地极越近，电流越小，反之越大。在电流扩散的方向上选同长的一段，可见距接地极越近，半球面表面积越小，电阻越大，反之越小。离接地极20m以外的地方，近似为零。电流通过电阻时产生压降，距接地极越近的地方，单位长度上的电压降越大；反之也就越小。在20m以外的土壤中，几乎没有电压降，因而认为该处的电位为零，即通常所说的电气上的“地”。接地回路中任何一点对“地”的电位差称为对地电压。,保护接地及其作用原理,接地极附近土壤中的电位分布曲线如图,接地极的对地电压与经接地极流入地中的接地电流之比称为接地极的流散电阻；电气设备接地部分的对地电压与接地电流之比称为接地装置的接地电阻，它等于接地线的电阻与接地极的流散电阻之和。因为接地线的电阻很小，可略去不计，故一般认为接地电阻等于流散电阻。,保护接地及其作用原理,跨步电压的概念：当接地极有电流流过时，在离接地极20m的圆内，地面上具有不同的电位分布。当人的两脚站在这种带有不同电位的地面时，两脚间的电位差叫做跨步电压。在计算时，一般取步距0.8m，即取0.8m间的电位差为跨步电压。由图可知，距接地极越近，跨步电压越大，反之越小。,保护接地及其作用原理,二、井下保护接地系统（1）,井下各种电气设备装设了单独的保护接地装置，并不能完全消除触电的危险。,当电动机M1发生单相碰壳（如L3相），则其外壳带电；如电网没有绝缘监视或绝缘监视失灵，这一接地故障将长期存在。此时假设电动机M2的另一相（如L1相）绝缘击穿碰壳，这时电网就发生了两相对地短路，短路电流如图所示。,如果这一短路电流不足以使过流保护装置动作，这一故障将长期存在下去，这时电气设备外壳将带有危险的电压。两电动机外壳对地电压的大小，与两电动机的接地电阻成正比。若电动机M1和M2的接地电阻大小相等，则两电动机外壳对地电压相等，为电网电压的一半，即380V电网对地电压为190V；660V电网对地电压为330V。这时如果人触及该电动机外壳时，是非常危险的。,二、井下保护接地系统（2）,解决方案：通常利用供电的高、低压铠装电缆的金属外皮（铅包和金属铠装层）和橡套（塑料）电缆的接地芯线或屏蔽护套，把分布在井底车场、运输大巷、采区变电所以及工作面配电点的电气设备（36V以上）的金属外壳在电气上连接起来，这样就使各处埋设的接地极（或称局部接地极）也并连起来，形成一个井下保护接地系统（或称总接地网）。这样做既降低接地电阻，也可防止不同电气设备的不同相同时碰壳（接地）所带来的危险。,二、井下保护接地系统（3）,如图所示。因为接地网电阻远远小于接地极电阻，这时两相短路电流主要通过接地网流通，因而提高了两相短路电流的数值，保证过流保护装置可靠动作。,井下保护接地系统,井下保护接地系统有主接地极、局部接地极、接地母线、辅助接地母线、接地导线和连接导线组成。设置在井底主、副水仓或集水井内的接地极称为主接地极。主接地极要用面积不小于0.75m2，厚度不小于5mm的钢板做成。如矿井水为酸性时，应视其腐蚀性情况适当加大其厚度，或镀上耐酸金属，或采用其它耐腐蚀钢板。一般在主、副水仓内各设一个主接地极，以保证一个水仓清理或检修接地极时，另一个起保护作用。有几个水平的矿井，每个矿井的总接地网都要与主接地极连接。矿井内分区从井上独立供电者（包括钻眼供电）,可以单独在井下或井上设置分区的主接地极。,为加强接地系统的可靠性，在装有电气设备的地点独立埋设的接地极成为局部接地极。需要装设局部接地极的地点有：（1）每个装有固定电气设备的峒室和单独的高压配电装置；（2）采区变电所（包括移动变电所）和至少有3台开关的低压配电点；（3）连接动力铠装电缆内的每个接线盒；（4）采煤工作面的机巷、回风巷以及