煤矿井下供电系统的设计课件

1、煤矿井下供电系统的设计1 第三章第三章 煤矿井下供电系统的煤矿井下供电系统的 “三大保护三大保护” 煤矿井下供电系统的过流保护、漏电保护、 接地保护统称为煤矿井下的三大保护。 第一节第一节 过电流保护过电流保护 一、过电流故障的危害及原因一、过电流故障的危害及原因 过电流是指流过电气设备和电缆的电流超 过额定值。其故障有短路、过负荷和断相。 煤矿井下供电系统的设计2 第一节第一节 过电流保护过电流保护 1.短路 短路是指电流不流经负载，而是两根或三根导线 直接短接形成回路。这时电流很大，可达额定电 流的几倍、几十倍，甚至更大，其危害是能够在 极短的时间内烧毁电气设备，引起火灾或引起瓦 斯、煤尘

2、爆炸事故。短路电流还会产生很大的电 动力，使电气设备遭到机械损坏，也会引起电网 电压急剧下降，影响电网中的其他用电设备的正 常工作。造成短路的主要原因是绝缘受到破坏， 因而应加强对电气设备和电缆绝缘的维护和检查， 并设置短路保护装置。 煤矿井下供电系统的设计3 第一节第一节 过电流保护过电流保护 2.过负荷 过负荷是指流过电气设备和电路的实际电流超过其额定 电流和允许过负荷时间。其危害是电气设备和电缆出现 过负荷后，温度将超过所用绝缘材料的最高允许温度， 损坏绝缘，如不及时切断电源，将会发展成漏电和短路 事故。过负荷是井下烧毁中、小型电动机的主要原因之 一。 引起电气设备和电缆过负荷的原因主要

3、有以下几方面： 一是电气设备和电缆容量选择过小，致使正常工作时负 荷电流超过了额定电流；二是对生产机械的误操作，例 如在刮板输送机机尾压煤的情况下，连续点动起动，就 会在起动电流的连续冲击下引起电动机过热，甚至烧毁。 此外，电源电压过低或电动机机械性堵转都会引起电动 机过负荷。 煤矿井下供电系统的设计4 第一节第一节 过电流保护过电流保护 3.断相 断相是指三相交流电动机的一相供电线路 或一相绕组断线。 造成断相原因有：熔断器有一相熔断；电 缆与电动机或开关的接线端子连接不牢而 松动脱落；电缆芯线一相断线；电动机定 子绕组与接线端子连接不牢而脱落等。 煤矿井下供电系统的设计5 第一节第一节 过

4、电流保护过电流保护 二、煤矿井下低压电网短路保护装置整定细则、煤矿井下低压电网短路保护装置整定细则 （一）、一般规定 1、短路电流的计算方法 1）选择短路保护装置的整定电流时，需要计算两相短路电流值，可按 公式（1）计算： = （1） 式中： -两相短路电流，A。 -短路回路内一相电阻，电抗值总和，。 Xx -根据三相短路容量计算的系统电抗值, 。 R1、X1 -高压电缆的电阻、电抗值，。 Kb -矿用变压器变比。 Rb、Xb -矿用变压器的电阻、电抗值，。 R2、X2 -低压电缆的电阻、电抗值，。 UN2 -变压器二次侧额定电压，V。 XXK X Xbb x X 2 2 1 22 2 2 X

5、R UN RRKRbb R 2 2 1 Id ) 2( X R、 Id ) 2( 煤矿井下供电系统的设计6 第一节第一节 过电流保护过电流保护 利用公式计算两相短路电流时，不考虑短路电流周期分量的衰 减，短路回路的接触电阻和电弧电阻值也忽略不计。 若需计算三相短路电流值，可按公式计算： 式中： -三相短路电流，A。 2）两相短路电流亦可利用计算图(或表)查出。 2、短路保护装置 1）馈出线的电源端均需加装短路保护装置。低压电动机应具备 短路、过负荷、单相断线的保护装置。 2）当干线上的开关不能同时保护分支线路时，则应在靠近分支 点处另行加装短路保护装置。 3）各类短路保护装置均应按本细则进行计

6、算、整定、校验，保 证灵敏可靠，不准甩掉不用，并禁止使用不合格的短路保护装置。 Id )3( IIdd ) 2() 3( 15. 1 煤矿井下供电系统的设计7 第一节第一节 过电流保护过电流保护 2、短路保护装置 1）馈出线的电源端均需加装短路保护装置。低压 电动机应具备短路、过负荷、单相断线的保护装 置。 2）当干线上的开关不能同时保护分支线路时，则 应在靠近分支点处另行加装短路保护装置。 3）各类短路保护装置均应按本细则进行计算、整 定、校验，保证灵敏可靠，不准甩掉不用，并禁 止使用不合格的短路保护装置。 煤矿井下供电系统的设计8 第一节第一节 过电流保护过电流保护 （二）、电缆线路的短路

7、保护 1、电磁式过流继电器的整定 1）1200V及以下馈电开关过流继电器的整定值，按下列规 定选择。 对保护电缆干线的装置按公式选择： 式中：IZ -过流保护装置的电流整定值，A。 IQC -容量最大的电动机的额定起动电流，A。 Ie-其余电动机的额定电流之和，A。 KX -需用系数，取0.51。 IKIIeXQCZ 煤矿井下供电系统的设计9 第一节第一节 过电流保护过电流保护 （二）、电缆线路的短路保护 1、电磁式过流继电器的整定 1）1200V及以下馈电开关过流继电器的整定值，按下 列规定选择。 对保护电缆干线的装置按公式选择： 式中：IZ -过流保护装置的电流整定值，A。 IQC -容量

8、最大的电动机的额定起动电流，A。 Ie-其余电动机的额定电流之和，A。 KX -需用系数，取0.51。 IKIIeXQCZ 煤矿井下供电系统的设计10 第一节第一节 过电流保护过电流保护 保护电缆支线的装置按公式选择： IZIQC 式中：IZ、IQC的含义同公式。 目前某些隔爆磁力起动器装有限流热继电器，其热元件按公式 整定： IZIe 式中：IZ、Ie的含义同公式。 2）按第1条规定选择出来的整定值，还应用两相短路电流值进行 校验，应符合公式的要求： /IZ 1.5 式中： -被保护电缆干线或支线距变压器最远点 的两相短路电流值，A。 Iz-过流保护装置的电流整定值，A。 1.5-保护装置的

9、可靠动作系数。 Id )2( 煤矿井下供电系统的设计11 第一节第一节 过电流保护过电流保护 若线路上串联两台及以上开关时(其间无分支线路)，则 上一级开关的整定值，也应按下一级开关保护范围最远 点的两相短路电流来校验，校验的可靠动作系数应满足 1.21.5的要求，以保证双重保护的可靠性。 若经校验，两相短路电流不能满足公式时，可采取以 下措施： 加大干线或支线电缆截面。 设法减少低压电缆长度。 采用相敏保护器或软起动等新技术提高可靠动作系数。 换用大容量变压器或采取变压器并联。 增设分段保护开关。 采用移动变电站或移动变压器。 煤矿井下供电系统的设计12 第一节第一节 过电流保护过电流保护

10、2、电子保护器的电流整定 1）馈电开关中，电子保护器的短路保护整定原则，按 公式进行计算、选择、整定，按公式进行校验，其 整定范围为(310) Ie；其过载长延时保护电流整定值 按实际负载电流值整定，其整定范围为(0.41) Ie。Ie 为馈电开关的额定电流。 2）电磁起动器中，电子保护器的过流整定值，按公式 选择： IzIe 式中：Iz -电子保护器的过流整定值，取电机额定电 流近似值，A。 Ie -电动机的额定电流，A。 当运行中电流超过Iz值时，即视为过载，电子保护器延 时动作；当运行中电流达到Iz值的8倍及以上时，即视 为短路，电子保护器瞬时动作。 煤矿井下供电系统的设计13 第一节第

11、一节 过电流保护过电流保护 3）按公式计算选择出的整定值，也应以两相短路电流值进行 校验，应符合公式的要求： 1.2 式中：8Iz-电子保护短路保护动作值。 1.2-保护装置的可靠动作系数。 3、熔断器熔体额定电流的选择 1）1200V及以下的电网中，熔体额定电流可按下列规定选择。 对保护电缆干线的装置，按公式选择： 式中： IR-熔体额定电流，A。 IQC、Ie-含义同公式。 1.82.5-当容量最大的电动机起动时，保证熔体不熔化 系数。对不经常启动和轻载起动的可取2.5;对于频繁起动和带负 载起动的则可取 1.82。 II zd8 ) 2( I I Ie QC R 5 . 28 . 1 煤

12、矿井下供电系统的设计14 第一节第一节 过电流保护过电流保护 对保护电缆支线的装置按公式选择： 式中 ：IQC 、IR 、1.82.5-含义同公式。 对保护照明负荷的装置，按公式(11)选择： IRIe (11) 式中：Ie -照明负荷的额定电流，A。 选择熔体的额定电流应接近于计算值。 2）选用的熔体，应按公式(12)进行校验： 47(12) 式中： -含义公式。 47-为保证熔体及时熔断的系数，当电压1140V、660V、 380V，熔体额定电流为100A及以下时，系数取7；电流为125A 时，系数取6.4；电流为160A时，系数取5；电流为200A时，系 数取4；当电压为127V时，系数

13、一律取4。 5 . 28 . 1 I I QC R IIRd )2( 煤矿井下供电系统的设计15 第一节第一节 过电流保护过电流保护 （三）变压器的保护（三）变压器的保护 1、动力变压器在低压侧发生两相短路时，采用高压配 电装置中的过流保护装置来保护，对于电磁式保护装置， 其一次电流整定值Iz按公式(13)选择： Iz (13) 式中： Kb-变压器变压比 1.21.4-可靠系数 对于电子式高压综合保护器，按电流互感器二次额定电 流值(5A)的1、2、3、4、5、6、7、8、9倍分级整定， 其整定值按公式(14)选择： n (14) 式中： n-互感器二次额定电流(5A)的倍数。 Ige-高压

14、配电装置额定电流，A。 IKI K eXQC b 4 . 12 . 1 IK IKI geb eXQC 煤矿井下供电系统的设计16 第一节第一节 过电流保护过电流保护 对Y/Y接线的变压器，按公式(13)计算出的整定 值，按公式(15a)检验： 1.5 (15a) 对于Y/接线的变压器，按公式(13)计算出的整 定值，按公式(15b)校验： 1.5 (15b) 式中： -Y/接线变压器的二次两相短路电 流折算到一次侧的系数。 1.5 -保证过流保护装置可靠动作的系数。 IKIZbd )2( IKIZ b d3 ) 2( 煤矿井下供电系统的设计17 第一节第一节 过电流保护过电流保护 2、动力变

15、压器的过负荷保护反映变压器正常运行时的过载情况，通常为三相 对称，一般经一定延时作用于信号。高压配电装置中保护整定原则如下： 电子式过流反时限继电保护装置，按变压器额定电流整定。 电磁式动作时间为1015s，起动电流按躲过变压器额定电流来整定： Iz=kIeb/Kf (16) 式中：Iz -含义同前。 K -可靠系数，取1.05。 Kf -返回系数，一般为0.85。 Ieb -变压器额定电流。 3、照明、信号综合保护装置和煤电钻综合保护装置中变压器由下式校验： 47 式中： -变压器低压侧两相短路电流，A。 Kb-变压比。 -Y/接线变压器二次侧两相短路电流折算到一次侧的系数，当为/ 接线时此

16、系数取1。 )3( )2( IKIRbd 煤矿井下供电系统的设计18 第一节第一节 过电流保护过电流保护 （四）管理制度（四）管理制度 1、生产矿井(或采区)应有专人负责低压电气设备和高压 配电装置过流保护装置的整定和管理工作，矿机电部门 应加强对此项工作的检查和指导。 2、新投产的采区，在作采区供电设计时，应对保护装 置的整定值进行计算、校验，机电安装人员应按设计要 求进行安装整定、调整。 当电气设备涉及的电网及负荷状况发生变化时，矿井机 电技术人员应及时进行计算，经机电副井长（机电副矿 长）审批后，由专职的电气维修工负责调整。 3、运行中的电气设备的保护装置，由电气维修工负责 定期检查，如

17、发现有误动作或整定值选择有差错时，应 查明原因，由机电技术人员或机电副井长(机电副矿长) 根据实际情况作必要的改动，其他人员不得任意变更。 煤矿井下供电系统的设计19 第一节第一节 过电流保护过电流保护 4、生产矿井(或采区)应备有实际的供电系统图(或计算 机辅助管理系统)，其上注明电气设备型号、容量、电 缆线路规格、长度、短路电流值和保护装置的整定值。 此图由生产矿井(或采区)机电队和机电技术人员负责管 理并随时修改补充。供电系统图每季报矿机电部门一次。 5、为了便于检查，设备应挂标志牌，牌上注明设备的 编号、型号、整定值、两相短路电流值、整定日期、供 电范围等情况。 6、检修后的高、低压开

18、关，必须对其保护装置进行校 验，使之符合要求，以便在井下使用时，可以根据其刻 度正确地调整。 7、备用开关设备(含新的、检修完的)及单独保护器，在 入井前，应由持合格证的防爆检查员检查其电气保护及 防爆安全性能，取得合格证后，方可入井安装。 8、开关在井下使用超过6个月时，应对其过流保护装置 进行一次检验和调整。 煤矿井下供电系统的设计20 第二节第二节 漏电保护漏电保护 漏电：当电气设备或导线的绝缘损坏或人体触及 一相带电体时，电源和大地形成回路，有电流流 过的现象，称为漏电。 井下常见的漏电故障可分为集中性漏电和分散性 漏电两类。 集中性漏电是指漏电发生在电网的某一处或某一 点，其余部分的

19、对地绝缘水平仍保持正常。 分散性漏电是指某条电缆或整个网络对地绝缘水 平均匀下降或低于允许绝缘水平。 煤矿井下供电系统的设计21 第二节第二节 漏电保护漏电保护 一、一、 漏电的危害及原因漏电的危害及原因 1、 漏电的危害主要有四个方面 （1）人接触到漏电设备或电缆时会造成触电伤 亡事故。 （2）漏电回路中碰地碰壳的地方可能产生电火 花，有可能引起瓦斯煤尘爆炸。 （3）漏电回路上各点存在电位差，若电雷管引 线两端接触不同电位的两点，可能使雷管爆炸。 （4）电气设备漏电时不及时切断电源会扩大为 短路故障，烧毁设备，造成火灾。 煤矿井下供电系统的设计22 第二节第二节 漏电保护漏电保护 2、漏电的

20、原因 （1）电缆和电气设备长期过负荷运行，使绝缘老化而 造成漏电。 （2）运行中的电气设备受潮或进水，造成对地绝缘电 阻下降而漏电。 （3）电缆与设备连接时，接头不牢，运行或移动时接 头松脱，某相碰壳而造成漏电。 （4）电气设备内部随意增加电气元件，使外壳与带电 部分之间电气间隙小于规定值，造成某一项对外壳造成 放电而发生接地漏电。 （5）橡套电缆受车辆或其他器械挤压、碰砸等，造成 相线和地线破皮或护套损坏，芯线裸露而发生漏电。 （6）铠装电缆受到机械损伤或过度弯曲而产生裂口或 缝隙，长期受潮或遭水淋使绝缘损坏而发生漏电。 煤矿井下供电系统的设计23 第二节第二节 漏电保护漏电保护 （7）电气

21、设备内部遗留导电物体，造成某一相碰 壳而发生漏电。 （8）设备接线错误，误将一相火线接地或接头毛 刺太长而碰壳，造成漏电。 （9）移动频繁的电气设备的电缆反复弯曲使芯线 部分折断，刺破电缆绝缘与接地芯线接触而造成 漏电。 （10）操作电气设备时，产生弧光放电造成一相 接地而漏电。 （11）设备维修时，因停、送电操作失误，带电 作业或工作不慎，造成人身触及一相而漏电。 煤矿井下供电系统的设计24 第二节第二节 漏电保护漏电保护 二、漏电保护方式二、漏电保护方式 漏电保护方式有漏电保护、选择性漏电保护、漏电闭锁。 1、漏电保护方式 目前使用的漏电保护装置种类很多，有电子电路的，也有单片计算机控制的

22、。 这里介绍的漏电保护，从原理上附加直流电源漏电保护，如图41所示。 漏电保护方式有漏电保护、选择性漏电保护、漏电闭锁。 煤矿井下供电系统的设计25 第二节第二节 漏电保护漏电保护 其工作原理是：漏电继电器用直流电进行绝缘监 视，当人体触电时，绝缘电阻降低，其回路如下： 电源接地极人体负荷线C相SK（三相电 抗器）LK（零序电抗器）欧姆表ZJ（直流 继电器）电源，ZJ吸合ZJ1闭合TQ（跳闸 线圈）有电触电断开DW(馈电开关)断开切断 了供电回路。 如果绝缘阻值高于整定值时，直流监测电流小于 ZJ的动作电流，馈电开关不会跳闸，正常供电。 煤矿井下供电系统的设计26 第二节第二节 漏电保护漏电保

23、护 三、煤矿井下低压检漏保护装置的安装、 运行、维护与检修细则 （一）、总则 为了保证矿井和人身安全，根据煤矿安全规程特制定 本细则。 1、本细则仅适用于井下中性点不直接接地的1140V及以 下动力、照明、信号电网中的各类检漏保护装置，包括各 类设备中具有漏电闭锁，漏电跳闸及选择性漏电保护功能 的保护单元(以下简称检漏保护装置)。 2、凡从事井下电气设备安装、运行、维护与检修的人员 均应熟悉本细则。 3、对井下使用的检漏保护装置，各生产矿井(或采区)必须 专人进行维护、检修和调整，使检漏保护装置正常进行。 煤矿井下供电系统的设计27 第二节第二节 漏电保护漏电保护 4、检漏保护装置的防爆性能必

24、须符合防爆要求， 电气性能必须经煤炭系统归口检验单位检验合格。 5、井下各变电所的低压馈出线上，应装设带漏电 闭锁的检漏保护装置或有选择性的检漏保护装置。 如无此种装置，必须装设自动切断漏电馈线的检 漏保护装置。煤(岩)电钻、照明信号馈线上，必须 装设有自动切断漏电馈线的检漏保护装置。低压 电磁起动器应具备漏电闭锁功能。 6、运行中的检漏保护装置性能必须可靠，严禁任 意拆除和停用。 7、选择性检漏保护装置必须配套使用(即总开关 和所有分支开关必须都装设)，带延时的总检漏保 护装置不准单独使用。 煤矿井下供电系统的设计28 第二节第二节 漏电保护漏电保护 二）下井前的检验二）下井前的检验 检漏保

25、护装置在地面要进行仔细检查、试验，符合要求后 才可以下井使用。检查试验内容： 1、按防爆电气设备防爆性能的各项检查要求进行检查。 2、按厂家说明书上所示线路核对检漏保护装置内部接线 是否正确，连线是否良好，元件、导线等有无破损。 3、检漏保护装置的绝缘电阻值应符合：1140V的用1000V 摇表摇测不低于10M：660V的用1000V摇表摇测不低于 10M；380V的用500V摇表摇测不低于5M；127V的用 250V摇表摇测不低于2M；42V装用250V摇表摇测不低 于0.5M。 4、测量各直流电源的电压值及热继电器的动作电流值， 其值应符合厂家规定。 煤矿井下供电系统的设计29 第二节第二

26、节 漏电保护漏电保护 5、检漏保护装置在下井前应先在地面进行 漏电动作电阻值、漏电动作时间、补偿效 果的测定；带旁路的漏电保护应进行旁路 动作电阻值、动作时间的测定；具有漏电 闭锁功能的应测量闭锁电阻值，测量结果 应符合规定。具有选择性漏电保护功能的 各类检漏装置，在地面还要进行不少于两 条馈电开关的支路作配套试验，各支路都 应轮流进行三次漏电试验，以检查漏电选 择性的可靠性。 煤矿井下供电系统的设计30 第二节第二节 漏电保护漏电保护 （三）安装（三）安装 1、检漏保护装置在井下装卸、搬运过程中，应免受剧烈 的震动。 2、检漏继电器、选择性的检漏保护装置应接在馈电开关 的负荷侧。如用两台馈电

27、开关作总开关时，可合用一台检 漏保护装置。两台馈电开关的跳闸线圈应并联，并注意： 馈电开关的跳闸线圈必须连接在同一相电源上。 两台馈电开关的跳闸线圈联络线间应串接一个隔爆型停 止按钮(或开关)；当第一台运行，第二台停运时，应按下 按钮(或断开关)并锁住不让其返回，避免该停运开关负荷 侧仍带电。否则不允许停运一台开关，另一台仍运行。 检漏保护装置的电源只需与第一台开关连接。如需停止 第一台开关，第二台开关继续运行时，应将检漏保护装置 的电源改接到第二台开关上。 煤矿井下供电系统的设计31 第二节第二节 漏电保护漏电保护 3、对检漏保护装置接地装置的几点规定： 主接地线(即其外壳的保护装置接地线)

28、要可靠地与采 区变压所的辅助接地母线或局部接地极相连：煤电钻、 照明综合保护装置只设辅助接地极能够满足要求的可以 不另设主接地极。 供检漏保护装置作检验用的辅助接地线，应用芯线总 断面不小于10mm2的橡套电缆。检漏保护装置的辅助 接地极应单独设置，规格要求要与局部接地极相同，并 距局部接地极的直线距离不得少于5m。煤(岩)电钻、照 明综合保护装置的辅助接地极，可采用直径不小于 22mm，长度不小于500mm的钢管进行埋设。 当同一地点装有两台以上检漏保护装置时，可以共用 一个辅助接地极及一根辅助接地线。如共用同一辅助接 地极的几台检漏保护装置，则应断其内部试验按钮常闭 触点至局部接地极的连线

29、。 煤矿井下供电系统的设计32 第二节第二节 漏电保护漏电保护 4、在由地面变电所直接向采区低压供电的特殊情况下， 地面变电所必须设检漏保护装置。 5、为确保检漏保护装置动作可靠，安装时应将它水平 放置于特设的架上或吊架于硐室墙壁上。放置的高度以 便于检查为准，并避免水淋或受潮。 6、安装前对配合检漏保护装置使用的开关的跳闸机构， 应进行如下检查： 跳闸线圈的绝缘电阻应符合：1140V的用1000V摇表 摇测不低于10M；660V的用1000V摇表摇测不低于 10M；380V的用500V摇表摇测不低于5M。 跳闸机构灵活可靠。 开关的操作机构应无过位或卡阻现象。 煤矿井下供电系统的设计33 第

30、二节第二节 漏电保护漏电保护 7、检漏保护装置安装完毕后，应做跳闸试验， 如不跳闸，则应立即切断电源作全面检查，合格 后方可投入使用。具有对电网对地电容电流进行 补偿的各类检漏保护装置，供电系统安装完毕后， 均应在正常负荷情况下，进行电容电流的最佳补 偿调节。 8、安装时，电网系统总的绝缘电阻值应符合： 1140V不低于80K；660V不低于50K；380V 不低于30K。 煤矿井下供电系统的设计34 第二节第二节 漏电保护漏电保护 （四）运行、维护和检修（四）运行、维护和检修 1、采区变电所值班人员或防爆检查人员每天应对检漏 保护装置的运行情况进行检查试验，并作记录。检查试 验内容： 观察欧

31、姆表的指示数值是否正常。当电网绝缘1140V 低于50K；660V低于30K；380V低于15K时，应 及时采取措施，设法提高电网绝缘电阻值，尽量避免自 动跳闸。 安装位置必须平稳可靠，周围应清洁，无淋水现象。 外观检查检漏保护装置的防爆性能必须合格。 局部接地极和辅助接地极的安设应良好。 用试验按钮对检漏保护装置进行跳闸试验。煤(岩)电 钻综合保护装置每班试验一次，照明信号综合保护装置 每天试验一次。对具有选择性功能的检漏保护装置各支 路应每天做一次跳闸试验，总检漏保护装置每周做一次 跳闸试验。 煤矿井下供电系统的设计35 第二节第二节 漏电保护漏电保护 2、检漏保护装置维修人员每月至少对检

32、漏保护 装置进行一次详细检查。内容除上条所规定的 外，应检查 ： 各处导线是否良好，有无破损及受潮。 闭锁装置及继电器动作是否可靠。 各处接头、触点是否良好，有无松动脱落和 烧毁现象。 内部元件、插件板、熔断器及指示灯有无松 动、破损。 补偿电感是否达到最佳补偿效果。 检漏保护装置的隔爆性能是否符合规定 煤矿井下供电系统的设计36 第二节第二节 漏电保护漏电保护 3、在瓦斯检查员的配合下，对新安装的检漏保护装置 在首次投入运行前做一次远方人工漏电跳闸试验。运行 中的检漏保护装置，每月至少做一次远方人工漏电跳闸 试验。有选择性的检漏保护装置做远方人工漏电跳闸试 验时，总检漏保护装置应在分支开关断

33、开后在分支开关 入口处做人工漏电跳闸试验，其余分路开关应分别做一 次远方人工漏电跳闸试验。 试验方法是：在最远端的控制开关的负荷侧按不同电压 等级接入试验电阻(127V用2K，10W电阻；380V用 3.5K，10W电阻；660V用11K，10W电阻；1140V 用20K，10W电阻)。如用磁力起动器进行试验，试验 电阻的一端接在熔断管的螺扣上，另一端接在外壳上， 盖上外盖后送电，观察馈电开关是否跳闸，如跳闸，说 明检漏保护装置动作可靠试验完毕后，要拆除试验电阻。 煤矿井下供电系统的设计37 第二节第二节 漏电保护漏电保护 4、检漏保护装置每年应升井进行一次检修， 除对防爆外壳修理外，其他项目

34、应按照下 井前有关检验的各条规定内容进行检查和 试验；对绝缘电阻较低，耐压试验不合格 的必须进行干燥处理，并更换不合格的零 件。 5、检漏保护装置的维护、检修及调试工作 应记入专门的检漏保护装置的运行记录本 内。 6、井下供电系统使用中的检漏继电器，任 何单位和个人无权甩掉(或停止运行)。 煤矿井下供电系统的设计38 第二节第二节 漏电保护漏电保护 （五）故障的判断与寻找 1、当电网在运行中发生漏电故障时，应立即进行寻找 和处理，并向矿井调度室或主管电气人员汇报。发生故 障的设备或电缆在未消除故障前，禁止投入运行。 2、发生漏电故障，一般应从以下几方面进行分析： （1）运行中的电器设备绝缘受潮

35、或进水，造成相与 地之间绝缘降低或击穿。 （2）电缆在运行中受机械或其他外力的挤压、砍砸、 过度弯曲等而产生裂口或缝隙，长期受潮气、水分的侵 蚀致使绝缘降低；砍砸或挤压也可能引起相与地间的直 接相通、导电芯线裸露或短路。 （3） 电缆与设备在连接时，由于芯线接头不牢、封 堵不严、接线装置压板不紧，运行中产生接头松动脱落 与外壳相连或发热烧毁绝缘。 煤矿井下供电系统的设计39 第二节第二节 漏电保护漏电保护 4）检修电气设备时，由于停送电错误或工作不慎将工 具材料等其他金属物件残留在设备内部，造成相接地。 （5）电气设备接线错误或内部导线绝缘破损造成与 外壳相连，以及电缆屏蔽层处理不当造成漏电。

36、 （6）在操作电气设备时，产生弧光放电。 （7）电气设备或电缆过负荷运行损坏或直接烧毁绝 缘。 （8）电缆与电缆的冷补、热补接头，由于芯线连接 不牢、密封不严、绝缘包扎不良，运行中产生接头松 动或受潮进水而造成漏电或绝缘破损。 煤矿井下供电系统的设计40 第二节第二节 漏电保护漏电保护 2、检漏保护装置的运行维护人员，应根据下述情况判 断漏电性质： 集中性漏电 （1）长期集中性漏电 这种漏电，可能是电网内的某 台设备或电缆，由于绝缘击穿或导体碰及外壳所造成。 （2）间歇的集中性漏电 这种漏电，大部分发生在电 网内某台设备（主要是电动机）或负荷端电缆，由于绝 缘击穿或导体碰击外壳，在设备运转时产

37、生漏电；还可 能由于针状导体刺入负荷侧电缆内产生漏电。 （3）瞬间的集中性漏电 这种漏电，主要是由于工 作人员或其他物体偶尔触及带电导体或电气设备和电缆 的绝缘破裂部分，使之与地相连；还可能在操作电气设 备时产生对地弧光放电所致。 煤矿井下供电系统的设计41 第二节第二节 漏电保护漏电保护 分散性漏电 （1）某几条线路及设备的绝缘水平降低所致。 （2）整个电网的绝缘水平降低所致。 3、发生漏电故障后，应根据设备、电缆新旧程度、下 井使用时间的长短、周围环境（如潮湿、积水、淋水等） 和设备运转情况，首先判断漏电性质，估计漏电大致范 围，然后进行细致检查，找出漏电点。 根据不同的检漏保护装置判断漏

38、电点，如找不到漏电 点，应与瓦斯检查员联系，对可能产生瓦斯积聚的地区 （如单巷掘进、通风不良的采掘工作面等）进行瓦斯检 查，如无瓦斯积聚（瓦斯浓度小于1%）时，可用下列 方法进行寻找： 发生漏电故障后，将各分路开关分别单独合闸，如发生 跳闸（或闭锁），为集中性漏电。如不跳闸（或不闭 锁），但各分路开关全部合上时则跳闸，一般为分散性 漏电。 煤矿井下供电系统的设计42 第二节第二节 漏电保护漏电保护 集中性漏电的寻找方法 （1）漏电跳闸后，试合总馈电开关，如能合上，可能 是瞬间的集中性漏电。 （2）试合总馈电开关，如不能合上，再拉开全部分路 开关，试合总馈电开关，如仍不能合上，则漏电点在电 源线

39、上，然后用摇表摇测，确定在哪一条线路上。 （3）拉开全部分路开关，试合总馈电开关，如能合上， 再将各分路开关分别逐个合闸，如在合某一开关时跳闸， 则表示分路有集中性漏电。 分散性漏电的寻找方法 若电网绝缘水平降低，在尚未发生一相接地时，继电器 动作跳闸，可以采取拉开全部分路开关，再将各分路开 关分别逐个合闸的办法，并观察检漏继电器的欧姆表指 数变化情况，确定是哪一条线路的绝缘水平最低，然后 用摇表摇测。检查到某设备或电缆绝缘水平太低时，则 应更换。 煤矿井下供电系统的设计43 第三节第三节 保护接地保护接地 一、井下保护接地网的作用一、井下保护接地网的作用 1、井下保护接地网的作用 保护接地对

40、保证人身触电安全是非常重要的。由 于接地电阻的数值被控制在煤矿安全规程规 定的范围内，因此，通过接地装置的有效分流作 用，就可以把流经人身的触电电流降低到安全值 以内，确保人身的安全。此外，由于装设了保护 接地装置，带电导体碰壳处的漏电电流经接地装 置流入大地，即使设备外壳与大地接触不良而产 生电火花，但由于接地装置的分流作用，可以使 电火花能量大大减小，从而避免了引爆瓦斯、煤 尘的危险。保护接地如图35所示。 煤矿井下供电系统的设计44 第三节第三节 保护接地保护接地 图3-5 保护接地 煤矿井下供电系统的设计45 第三节第三节 保护接地保护接地 二、煤矿井下保护接地装置的安装、检查、测定工

41、作细则二、煤矿井下保护接地装置的安装、检查、测定工作细则 （一）总则 1、电气设备绝缘损坏时，在设备金属外壳上和电缆的钢带(或钢 丝)上会产生危险电压，人若接触上，就会发生触电事故。保护 接地就是为了避免人身触电事故的发生。 2、36V以上的电气设备的金属外壳，构架、铠装电缆的钢带(或 钢丝)、铅皮和橡套(塑料)电缆的接地芯线或屏蔽护套等均必须接 地。 在矿井中禁止使用无接地芯线(或无其它可供接地的护套，如铅 皮、铜皮等)的橡套或塑料电缆。 3、所有必须接地的设备和局部接地装置，都要和总接地网连接。 4、主接地极应浸入水仓中，主、副水仓必须各设一块。矿井有 几个水平时，每个水平的总接地网都要与

42、主、副水仓中的主接地 极连接。 煤矿井下供电系统的设计46 第三节第三节 保护接地保护接地 5、在下列地点应装设局部接地极： 每个采区变电所(包括移动变电站和移动变压器)。 每个装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备。 每个低压配电点或装有3台以上电气设备的地点。 无低压配电点的采煤工作面的机巷、回风巷、集中运 输巷以及由变电所单独供电的掘进工作面，至少要分别 装设一个局部接地极。 连接动力铠装电缆的每个接线盒以及高压电缆连接装 置。 煤矿井下供电系统的设计47 第三节第三节 保护接地保护接地 6、局部接地极最好设在巷道水沟内，无水沟时 应埋设在潮湿的地方。设在巷道水沟内的局部接 地极及接

43、地引线，不得影响水的正常通过和水沟 清理。 7、矿井内部所有需要接地的设备，均通过接地 用的连接导线直接与接地母线(或辅助接地母线) 或铠装电缆的钢带(或钢丝)、铅皮套或橡套电缆 的接地芯线(或接地护套)相连接。而接地母线(或 辅助接地母线)与连接在一起的所有电缆的接地 部分，又均通过各接地导线同各局部接地极相连 接，最后都直接汇接到主接地极上，从而构成一 个全矿井内容完整的不间断的总接地网。如图3- 6所示。 煤矿井下供电系统的设计48 图3-6井下接地网示意图 1-接地母线；2-辅 助接地母线；3-主 接地极；4-局部接 地极;5-漏电保护辅 助接地极;6-电缆;7- 电缆接地层;8-井下

44、 主变电所;9-采区变 电所;10-配电点;11- 电缆接线盒;12-连 接导线;13-接地导 线;14-电缆连接 器;15-煤电钻综合 保护装置;16-采煤 机;17-带式输送机 煤矿井下供电系统的设计49 第三节第三节 保护接地保护接地 8、矿井内分区从井上独立供电者，可以单独在井下或井上设置 分区的主接地极，但其总接地网的接地电阻不得超过2。 9、严禁井下配电变压器中性点直接接地，严禁由地面上中性点 直接接地的变压器或发电机向井下供电，但专供井下架线电机车 变流设备用的专用变压器不在此限。 10、每台设备均必须用独立的连接导线与接地网(接地母 线、辅助接地母线)直接相连。禁止将几台设备串

45、联接地，也禁 止将几个接地部分串联。 11、接地母线及变电所的辅助接地母线，应采用断面不小于 50mm2的裸铜线、断面不小于100mm2的镀锌铁线或厚度不小于 4mm、断面不小于100mm2的镀锌扁钢。采区配电点及其它机电 硐室的辅助接地母线，应采用断面不小于25mm2的裸铜线、断 面不小于50mm2的镀锌铁线或厚度不小于4mm、断面不小于 50mm2的镀锌扁钢。 煤矿井下供电系统的设计50 第三节第三节 保护接地保护接地 12、连接导线、接地导线应采用断面不小于25 mm2的 裸铜线、断面不小于50mm2的镀锌铁线或厚度不小于 4mm、断面不小于50mm2的镀锌扁钢。额定电压低于 或等于12

46、7V的电气设备接地导线、连接导线，可采用 断面不不小于6mm2的裸铜线。 13、严禁采用铝导体作为接地极、接地母线、辅助接地 母线、连接导线和接地导线。 14、未镀锌的铠装电缆的钢带(或钢丝)要定期进行防腐 处理，12年应涂刷一次。 15、从任意一个局部接地装置处所测得的总接地电网的 电阻值，不得超过2。 每一移动式和手持式电气设备同接地网之间的保护接地 用的电缆芯线(或其它相当接地导线)的电阻值，都不得 超过1。 16、本细则仅适用于煤矿井下的保护接地系统。 煤矿井下供电系统的设计51 第三节第三节 保护接地保护接地 （二）井下接地装置的安装（二）井下接地装置的安装 1、保护接地的接地极 1

47、）主接地极 主、副水仓的主接地极和分区的主接地极、均应采用面 积不小于0.75 m2，厚度不小于5mm的钢板。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 属或采用其他耐腐蚀钢板。 安装主接地时，应保证接地母线和主接地极连接处不承 受较大拉力，并应设有便于取出主接地极进行检查的牵引 装置。其装设方法可参照图3-7所示进行。 煤矿井下供电系统的设计52 第三节第三节 保护接地保护接地 图3-7 主接地极构造及安装示意图 1-吊环;2-吊绳;3-连接螺栓;4-辅助母线(425扁 钢);5-主接地极板; 6-吊绳孔;7-接地导线(引至接地母线) 煤矿井下供电系统的设计53 第三节第

48、三节 保护接地保护接地 2）局部接地极 埋设在巷道水沟或潮湿地方的局部接地极，可采用面积不小于0.6 m2，厚度不小于3mm的钢板。其装设方法可参照图3-8所示进行。 图3-8 局部接地极的构造及安装示意 a-埋设在潮湿地方的钢板接地极;b-放入水沟中的角铁接地极 1-接地导线;2-局部接地极 煤矿井下供电系统的设计54 第三节第三节 保护接地保护接地 埋设在其它地点的局部接地极，可采用镀锌铁 管。铁管直径不得小于35mm，长度不得小于 1.5m。管子上至少要钻20个直径不小于5mm的透 眼，铁管垂直于地面，并必须埋设在潮湿地方。 如果埋设有困难时，可用两根长度不得小于 0.75m，直径不得小

49、于22mm的镀锌铁管。每根管 子上至少要钻10个直径不小于5mm的透眼，两根 铁管均垂直于地面，并必须埋设在潮湿的地方。 两管之间相距5m以上，且在与接地网连接前，必 须实测由两根铁管经连接导线和接地导线连接后 组成的局部接地极的接地电阻，接地电阻值不得 大于80。其装设方法可参照图3-9所示进行。 煤矿井下供电系统的设计55 第三节第三节 保护接地保护接地 埋设在其它地点的局部接地极，可采用 镀锌铁管。铁管直径不得小于35mm，长度 不得小于1.5m。管子上至少要钻20个直径 不小于5mm的透眼，铁管垂直于地面，并 必须埋设在潮湿地方。如果埋设有困难时， 可用两根长度不得小于0.75m，直径

50、不得小 于22mm的镀锌铁管。每根管子上至少要钻 10个直径不小于5mm的透眼，两根铁管均 垂直于地面，并必须埋设在潮湿的地方。 两管之间相距5m以上，且在与接地网连接 前，必须实测由两根铁管经连接导线和接 地导线连接后组成的局部接地极的接地电 阻，接地电阻值不得大于80。其装设方法 可参照图3-9、图3-0所示进行。 煤矿井下供电系统的设计56 第三节第三节 保护接地保护接地 图3-9 单根管状局部接地极的 构造及安装示意图 图3-10 双根管状局部接地极的 构造及安装示意图 煤矿井下供电系统的设计57 第三节第三节 保护接地保护接地 2、固定电气设备的接地方法 1）变压器的接地，应将高、低

51、压侧的铠装 电缆的钢带、铅皮用连接导线分别接到变 压器外壳上的专供接地的螺钉上。如用橡 套电缆时，将电缆的接地芯线接到进出线 装置的内接地端子上，然后将变压器外壳 的接地螺钉用连接导线接到接地母线(或辅 助接地母线)上。其装设方法可参照图3-11 所示进行。 煤矿井下供电系统的设计58 第三节第三节 保护接地保护接地 图3-11 变压器的接地示意图 煤矿井下供电系统的设计59 第三节第三节 保护接地保护接地 2）电动机的接地，可直接将其外壳的接地 螺钉接到接地母线(或辅助接地母线)上。橡 套电缆应将专用接地芯线与接线箱(盒)内的 接地螺钉连接。如用铠装电缆时，应将端 头的铠装钢带(钢丝)、铅皮

52、同外壳的接地螺 钉连接。禁止把电机的底脚螺栓当作外壳 的接地螺钉使用。其装设方法可参照图3- 12所示进行。 煤矿井下供电系统的设计60 第三节第三节 保护接地保护接地 图3-12 电动机的接地示意图 a-带像套电缆的接地; b-带铠装电缆的接地 煤矿井下供电系统的设计61 第三节第三节 保护接地保护接地 3）高压配电装置的接地，应将各进、出口 的电缆头接地部分(铠装、铅皮或接地芯线 头)分别用独立的连接导线连接到配电装置 的接地螺钉上，然后用连接导线将进口电 缆头接地螺钉与底架接地螺钉相连接，最 后连接到接地母线(或辅助接地母线)上，也 可将电缆头的接地部分直接与接地母线(或 辅助接地母线)

53、相连。其装设方法可参照图 3-13所示进行。 煤矿井下供电系统的设计62 第三节第三节 保护接地保护接地 图3-13 高压配电装置的接地示意图 煤矿井下供电系统的设计63 第三节第三节 保护接地保护接地 4）井下各机电硐室、各采区变电所(包括移动变 电站和移动变压器)及各配电点的电气设备的接地， 除通过电缆的铠装层、屏蔽层或接地芯线与总接 地网相连外，还必须设置辅助接地母线。其所有 设备的外壳都必须用独立的连接线接到辅助接地 母线上。辅助接地母线还必须用接地导线与局部 接地极连接。其装设方法可参照图3-6所示进行。 5）井下中央变电所所有设备的接地，除与电缆的 接地部分接地外，其外壳均分别用独立的连接导 线直接与连接主、副水仓中主接地极的接地母线 相连接。 煤矿井下供电系统的设计