煤矿井下三大保护

1、煤矿井下三大保护教案煤矿安全规程对井下电网的相关规定（1）井下电力网的短路电流不得超过其控制用的断路器在井下使用的开断能力，并应校验电缆的热稳定性。非煤矿用高压油断路器用于井下时，其使用的开断电流不应超过额定值的 1/2 。（2）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。井下由采空区变电所、移动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，应具备短路、过负荷、单项短线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置。（3）井下配电网络（变压器馈出线路、电动机等）均应装设过流、短路保护装置： 必须用该配电网路的最大三相短路电流校验

2、开关设备的分段能力和动、热稳定性以及电缆的热稳定性；必须正确选择熔断器的熔体必须用最小两相短路电流校验保护装置的可靠动作系数。保护装置必须保证电网路中最大容量的电气设备或同时工作成组的电气设备能够启动。（4）矿井高压电网，必须采取措施限制单相接地电容电流不超过 20A。地面变电所和井下中央变电所的高压馈电线上， 必须装设有选择性的单相接地保护装置；供移动变电站的高压馈电线上，必须装设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置。井下低压馈电线上，必须装设检漏保护装置或有选择性的漏电保护装置，保证自动切断漏电的馈电线路。每天必须对低压检漏装置的运行情况进行 1 次跳闸试验。煤电钻必须使用设有检漏、漏电

3、闭锁、短路、过负荷、断相、远距离起动和停止煤电钻功能的综合保护装置。每班使用前，必须对煤电钻综合保护装置进行1 次跳闸试验。（1）直接向井下供电的高压馈电线上，严禁装设自动重合闸。手动合闸时，必须事先同井下联系。井下低压馈电线上有可靠的漏电、短路检测闭锁装置时，可采用瞬间 1 次自动复电系统。（2）电压在36V 以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架，铠装电缆的钢带（或钢丝）、铅皮或屏蔽护套等必须有保护接地。（3）接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2。每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值，不得超过1。（1）所有电气

4、设备的接地保护装置（包括电缆的铠装、铅皮、接地芯线）和局部接地装置，应与主接地极连接成 1 个总接地网。主接地极应在主、副水仓中各埋设 1 块。主接地极应用耐腐蚀的钢板制成，其面积不得小于 0.75m2、厚度不得小于 5mm。在钻孔中敷设的电缆不能与主接地极连接时，应单独形成一分区接地网，其接地电阻值不得超过2。（2）下列地点应装设局部接地极： 采区变电所（包括移动变电站和移动变压器）。 装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备。 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机工作面的运输巷、回风巷、集中运输巷（胶带运输巷）以及由变电所单独供电的掘进工作面，至少应分别设置1

5、个局部接地极。 连接高压动力电缆的金属连接装置。局部局部接地极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0.6m2、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接地极，可用直径不小于35mm、长度不小于 1.5m 的钢管制成，管上应至少钻 20 个直径不小于5mm的透孔，并垂直全部埋入底板；也可用直径不小于 22mm、长度为 1m的 2 根钢管制成，每根管上应钻10 个直径不小于5mm的透孔， 2 根钢管相距不得小于5m，并联后垂直埋入底板，垂直埋深不得小于 0.75m。（2）连接主接地极的接地母线，应采用截面

6、不小于50mm2的铜线，或截面不小于 100mm2的镀锌铁线，或厚度不小于 4mm、截面不小于 100mm2的扁钢。电气设备的外壳与接地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25mm2的铜线，或截面不小于 50mm2的镀锌铁线，或厚度不小于 4mm、截面不小于 50mm2的扁钢。煤矿井下三大保护一、漏电保护随着煤矿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

7、控制故障的发展和事态的恶化。（一）漏电故障1 漏电的原因（1）电缆、电气设备自身的原因。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，潮起容易侵入，导致对地绝缘电阻降低。（2）操作、维修不当。现象有： 采掘机械迁移时，对电缆防护不周，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离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

8、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地下，影响绝缘性能。 将电气设备安设在有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。2 漏电对煤矿安全生产的危害（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道足够高的时候，电弧又立即重燃，这种间接性电弧现象会导致电磁能量的振荡和积聚， 并在鉴权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。

9、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，且漏电电流足够大时，有可能提前引爆雷管，并造成严重的人员伤亡。（4）引爆瓦斯。在 660V 系统中，漏电电流达到 42mA时，其产生的电火花的能量足以引爆超限的瓦斯。3 预防漏电故障的措施（1）严禁电气设备及电缆长期过负荷运行。（2）导线连接要牢固，无毛刺，防松装置要完好，连接方式要正确。（3）维修电器设备时要按规程操作，检修结束要认真检查，严禁将工具和材料等导体遗留在电气设备中。（4）避免电缆、电器设备浸泡在水中，防止

10、电缆受挤压、碰撞、过度弯曲、划伤、刺伤等机械损伤。（5）不在电气设备中增加额外部件，若必须设置时，要符合有关规定的要求。（6）设置保护接地装置。（7）设置漏电保护装置。漏电保护装置应能连续监测电网的绝缘状态，并且只监视电网对地的绝缘电阻值，而不反映其内容的大小。当电网绝缘电阻降低到规定值时，快速切断供电电源。当电网的绝缘电阻对称下降或不对称下降时，其动作电阻值不变。其动作电阻值不应受电源电压波动的影响，并具有自检功能。漏电保护装置的检测电路的电阻应足够大，不应降低电网对地的阻抗和不增加人身触电危险。 漏电保护装置必须灵敏可靠，既不能拒动，也不能误动。漏电保护装置应能对电网对地电容电流进行补偿，

11、减小人体触电电流。漏电保护装置在电网送电之前应能对电网的绝缘状态进行监测，一旦发现漏电，将电源开关闭锁。漏电保护装置动作应有选择性，以缩小停电范围。将漏电保护装置与屏蔽电缆配合使用，当相线绝缘损坏发生漏电时，由于通过屏蔽层接地，而屏蔽层外部又有绝缘外护套保护。因此，在漏电火花还未外露之前，漏电保护装置就已经动作，切断电源，从根本上杜绝了在空气中出现漏电火花的可能性，即实现了超前切断。（二）漏电保护漏电保护是保证煤矿井下安全供电的三大保护之一， 在控制漏电的危害方面，其地位举足轻重。1 漏电保护方式漏电保护技术虽然发展较快，但从漏电保护的基本原理上看，常见的漏电保护方式主要有两种：附加直流电源保

12、护方式和零序电流保护方式。（1）附加电流电源保护方式。 基本原理。附加直流电源原理图如图5-1 所示。图 5-1 附加直流电源原理图串接于漏电检测回路中的千欧表实际上是刻度为电阻的直流毫安表，由于检测电流与总绝缘电阻有直接关系，因此可用电流的大小来表征绝缘电阻的大小。在图 5-1 中，电流检测回路如下：回路中的直流检测电流的大小为I=U/(R +r )式中 U- 直流检测电源电压， V；R- 简陋继电器的内阻， 。r - 三相电网对地总绝缘电阻，。由于检测回路中三相电抗器、零序电抗器、千欧表和直流继电器的直流电阻相对稳定， 所以检测回路中的电流大小能反映三相电网对地的绝缘水平，电网对地绝缘情况

13、的变化， 可用直接反映给检测回路中的检测电流。当电网中发生人身触电时，检测回路发生变化：由于触电人体对电网对地绝缘电阻的影响，导致电流检测电流数值增大并使直流继电器动作，最终检漏继电器可控制开关将电源切断，实现漏电保护。 电容电流补偿。空用低压电缆是用橡胶、聚氯乙烯塑料或其他高分子聚合物（也成电介质）作护套。电介质在外电场得作用下会发生计划现象，这就形成了电网分布电容。电网分布电容的大小，与电缆长度成正比，流经交流电网分布电容的电流成为电网的电容电流。当电缆长度小于 1Km时，电网分布电容的影响很小，可以忽略。但手机上，矿井中使用的电缆数量大，分布电容的影响不可忽视。检漏继电器中的零序电抗器的

14、作用是形成感性电流， 利用容性电流与感性电流在相位上的关系实现补偿效果。补偿方法：检查瓦斯后，断电打开继电器盒子，在电源进线端子的任何一相与地之间接入一交流毫安表（量程 0500mA）和 1k电阻。送上电源后，调节零序电抗器抽头，使毫安表的读数逐步减小，直至最小，此时达到最佳补偿状态。上述属于静态补偿，由于补偿滞后，不能实现与电网分布电容变化的同步，因此补偿效果不很理想。动态补偿可用克服静态补偿的不足，即利用微机自动检测和补偿。 在正常情况下，由微机对电网分布电容进行检测。从电网取得的分布电容信号，一路送到由反馈电路组成的细调补偿电路，另一路送到微机检测系统的粗调补偿电路。细调补偿电路是由反馈

15、电路直接去调节磁放大器的激磁电流来改变其电感，从而适应分布电容小幅度的变化。当电网分布电容变化超出细调范围时，微机通过指令使执行电路的继电器动作，改变磁放大器的抽头，进行粗调补偿。（2）零序电流保护方式。 基本原理。零序电流保护方式可可以实现对漏电故障有选择地处理，其原理如图 5-2 所示。图 5-2 零序电流保护原理图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。东那个电网中的某条支路发生单相接地时，接地点留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

16、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电阻抗的零序电流，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之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，综合利用了零序电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。旁路接地分流技术。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

17、地分流技术，如图 5-3 所示。图 5-3 零序电流保护原理图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。2 漏电闭锁。漏电闭锁是指在开关合闸前对电网进行绝缘监测，当电网对地绝缘电阻值低于闭锁值时开关不能合闸，其闭锁作用。图 5-4 是磁力启动器中漏电闭锁原理图。 在磁力启动器尚未吸合送电时，主接触器 XLC的常闭辅助触头 XLC3闭合，接通以下直流绝缘检测电路：附加直流电源E 的“ +”端地电动机及其供电线路的对地绝缘电阻 r 三相线路人工星形三相硅堆GZ常

18、闭辅助触头XLC3取样电位器 W直流电源 E 的“ - ”端，从而对 r 进行检测。图 5-4 磁力启动器中漏电闭锁原理图若此时电动机及供电线路的绝缘水平较低， 小于规定的漏电闭锁动作电阻值或已存在漏电，检测电路中将流过较大的直流电流，从取样电位器W上取得一个较大的信号电压，使后面的反相放大器输出零伏电压，导致三级管 BG截止，漏电闭锁继电器 BHJ 断电，因而后者的常开触点不能闭合，接触器 XLC的线圈控制电路不能接通，磁力启动器不能合闸送电，这就实现漏电闭锁。反之，如果此时电动机及其供电线路的绝缘良好， r 大于规定的漏电闭锁动作的电阻值，则在检测回路中流过较小的直流电流，从取样电位器 W

19、上取得的信号电压也很低， 因而反相放大器输出较高电压，促使 BG导通，BGJ继电器有电， 后者闭合它自身的常开触点， 为接通接触器 XLC的线圈电路做好了准备。 这时只要按压启动按钮 QA，即可使磁力启动器吸合送电，电动机启动运转。但在启动器合闸送电后，主接触器XLC的常闭辅助触头 XLC3随之断开，切断漏电闭锁检测电路，漏电闭锁解除。此后，如果电动机及其供电线路在运行过程中发生漏电，则由接在电网总开关上的检漏继电器进行保护，使总开关跳闸。3 漏电保护装置的整定漏电继电器动作电阻值是以网路绝缘电阻为基准确定的， 即当低压电网绝缘水平下降到对人触电有危险时，漏电继电器应动作，并切断电源。因此，把

20、这个对人身触电有危险的电网极限绝缘电阻值，定位漏电继电器的动作电阻值。对漏电保护和漏电闭锁装置按表5-1 整定。表 5-1 漏电保护装置及漏电闭锁的动作电阻整定值电压漏电保护漏电闭锁1140V20k40k660V11k22k380V35k7k127V15k3k4 检漏保护装置的运行、维护和检修（1）值班电钳工每天应对检漏保护装置的运行情况进行检查和实验，并作记录。检查试验内容有：观察欧姆表指示数值是否正常；安装位置是否平稳可靠，周围是否清洁，无淋水；局部接地级和辅助接地极安设是否良好；外观检查防爆性能是否合格； 用试验按钮对保护装置进行跳闸试验。（2）电气维修工每月至少进行 1 次详细检查和修

21、理，除了（ 1）条规定的内容外，还应检查：各处导线、元件是否良好；闭锁装置及继电器动作是否可靠；接头和触头是否良好；补偿是否达到最佳效果；防爆性能是否符合规定。（3）在瓦检员配合下，对运行中的检漏保护装置每月至少进行一次远方人工漏电跳闸试验。（4）检漏保护装置每年升井进行一次全面检修，检修后必须在地面进行详细的检查、试验，符合要求后方可下井使用。（5）检漏保护装置的维护、检修及调试工作，应记入专门的运行记录簿内。二、过电流保护（一）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煤矿井下发生的故障有两相短

22、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，短时间可能会烧毁设备或电缆，引起电气火灾，甚至引起瓦斯、煤尘爆炸。造成短路的原因主要有：（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。在煤矿井下，过符合主要针对电

23、动机，长时间的过负荷会导致绝缘性能下降，进而影响电动机的使用寿命，它是造成井下中小型电动机烧毁的主要原因。造成电动机过负荷的主要原因有：（1）电源电压过低。电源电压过低，会造成电动机工作电流加大。（2）机械性堵转。如电动机轴承损坏或电动机所带负荷被卡会造成过负荷。（3）重载启动。重载启动时，启动时间长，会导致电动机温度升高。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，以电动机断相多见。电动机在运行中断相后，仍会运转，由于机械负载不变，电动机的工作电流会比正常的工作电流大，引起过负荷。为与三相对称过负荷区别，故称为断相或单相断线故障。造成断相的主要原因有：（1）熔断器一相熔断。（

24、2）电缆与电缆或电缆与设备没有可靠连接。（3）电缆芯线中有一相断电。（二）过电流保护装置过电流保护包括短路保护、过负荷保护和断相保护等。目前，煤矿井下低压电网过流保护装置主要有电磁式过流继电器、热继电器、段容器等。矿井低压供电系统中短路电流、过载电流大小和持续时间长短，决定了对供电系统中电气设备的危害程度，必须采取有效措施将短路电流、过载电流的危害限制在最小程度。为此，应采取下列措施：正确选择和校验电气设备，其短路分断能力要大于所保护供电系统可能产生的最大短路电流。正确整定过电流、短路电流保护装置，使之在短路故障发生时，保证过流装置能准确、可靠、迅速的切断故障。对各种过流故障虽采用预防措施但仍

25、有可能发生，所以对电气设备和馈电线路还必须设置过流保护装置。过流保护装置的额定电流或动作电流必须进行正确的选择或整定，否则不仅起不到保护作用，还能引起严重的事故。1 熔断器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，流过熔体的电流使熔体温度急剧升高并使它熔断，这样将故障路线与电源分开，达到保护的目的。严禁使用熔点较高的铁丝、铜丝等代替熔体，防止失去保护作用而造成电气设备烧毁等事故。熔体额定电流的选择方法如下：（1）对保护电缆支线的熔体，按下式计算I R=IQe1.8 2.5式中IR-熔体额定电流， A；IQe -电动机的额定启动电流（若

26、被保护的是几台同时启动的电动机，则应为这几台电动机额定启动电流之和） ，A；1.8-2.5 容量最大的电动机启动时保证熔体不熔化的系数，对不经常启动和轻载启动的电动机取 2.5 ，对频繁启动或带负载启动者可取1.8-2 。（2）对保护电缆干线的熔体，按下式计算I R=IQe+ Ie1.8 2.5式中IQe - 容量最大的 1 台鼠笼电动机的额定启动电流，A； Ie - 其余电动机额定电流之和， A。（3）对保护照明负荷的熔体，按下式计算IR Ie式中Ie- 照明负荷的额定电流，A。为保证在熔断器保护范围内出现最小短路电流时熔体能可靠熔断，可按下式进行短路电流校验Id (2) (4 7)IR式中

27、Id ( 2)-被保护范围末端的最小两相短路电流，A；(47) -保证熔体及时熔断的系数。电压为380、660V，熔体额定电流为100A及以下时，系数取7,；熔体额定电流125A时，系数取6.4 ；熔体额定电流 160A时，系数取 5；熔体额定电流 200A 时及以上时，系数取 4；电压为 127V时，系数一律取 4。2 电磁式过电流继电器电磁式过电流电器主要装设在DW系列框架式空气断路器， 以及 DZ系列空气断路器组成的矿用隔爆型馈电开关中。是一种直接动作的一次式过流继电器，作为电压器二次侧总的或配出线路的短路保护装置。它的动作电流整定值，是靠改变弹簧的拉力进行均匀调节的，其调节范围一般是开

28、关额定电流的 13 倍。当继电器的动作电流整定好后，只要流过继电器线圈的电流达到或超过整定值时，继电器就迅速动作。（1）保护电缆支线的装置按下式计算Iz IQe式中Iz -电磁式过流继电器的整定动作电流，A；IQe -电动机的额定启动电流，A。（2）保护电缆干线的装置按下式计算Id min( 2) Iz IQe m+ Ie式中IQe m - 容量最大的电动机额定启动电流，A； Ie - 其余电动机的额定电流之和，A。（3）灵敏度校验Ks=Id min( 2) 1.5IR式中 Id min( 2) - 被保护范围末端的最小两相短路电流， A； Iz - 过流继电器动作电流整定值， A； Ks -

29、 保证保护装置可靠动作的灵敏度系数。采区变压器选择S=1.33Kc. P 千伏安试中：Kc：同时率0.4 0.71.33-采区变压器容量系数3 热继电器热继电器作为过载保护装置，对其基本要求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，反之，允许过载时间越长。动作延时随过载程度的增加而减少。为了取得反时限保护特性，在井下常用的是以双金属片为主体构成的惹继电器。一方面，因为双金属片有热惯性， 从设备开始出现过载到双金属片因受热而产生显着变形，以致断开触点起保护作用，需要经过一点延时。另一方面，过载程度越大，双金属片的温度升高的越快，动作延时越短；反之，则动作延时越

30、长。热继电器的整定计算如下：（1）保护单台电动机时按下式计算Iz= Ie式中Iz -热继电器的整定电流， A；Ie- 电动机的额定电流，A。（2）保护多台电动机时，按下式计算Iz= Ie式中 Ie - 各电动机的额定电流，A。（三）综合保护装置1 电动机综合保护装置电动机综合保护器是保证电动机安全运转的多功能综合保护装置。煤矿安全规程规定，低压电动机的控制设备，应具备短路、过负荷单相断电、漏电闭锁保护装置及远程控制装置。如JDB系列电动机综合保护器，具有过载反时限保护、断相保护、短路速动保护及漏电闭锁保护等功能。JDB-120、225A 型电动机综合保护器具有短路、过负荷、断相、漏电闭锁功能，

31、可与 QC83-120、225 矿用隔爆型电磁制动器配合使用。它包括直流稳定电源、电压形成电路、过负荷保护电路、短路保护电路、断相保护电路以及执行继电器电路等几部分。（1）主要技术性能该综合保护期的主要技术性能见表5-2. 此外，该保护器的断电保护电路还具有三相电流不平衡的保护能力。表 5-2 JDB-120 、225A 型保护器的主要技术性能刻度电动作时复位方复位时名称间（ min）流倍数间式1.0长期不-动作1.23min 小于 2t 20min自动过载保护1min1.5t 3min自动小于 268st小于 216s自动断相保t 1.053min自动小于 2护短路保0.25s810t 7.

32、24s手动-护660V 时，一相对地绝缘电阻低于（22± 5）k拒绝启动漏电闭380V时，一相对地绝缘电阻低于（7±2）k拒绝锁启动漏电检测电流小于1mA（2）保护器的电流速定利用端子和分压电阻便可改变综合保护器的电流保护范围，其值见表5-3.表 5-3综合保护器的电流保护范围型分刻度电流（ A）11号档电流123456789（A）013033334445556J 6003692581470DB-1260667789911110120062840602081420J5556677889911DB-221105050505050010011111111111220220102

33、03040506070809000202 煤电钻综合保护装置煤电钻是采掘工作中的工具之一。由于井下工作环境恶劣，煤电钻与人接触频繁，虽然电源电压不高、功率不大，有127V 专用电源，但因漏电、短路造成操作人员触电和引爆瓦斯的事故仍时有发生。因此，煤矿安全规程规定，煤电钻必须使用设有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离启动和停止煤电钻功能的综合保护装置。每班使用前，必须对煤电钻综合保护装置进行1 次跳闸实验。下面以 KSGZ-4/1140煤电钻变压器综合保护装置为例说明。（1）功能。KSGZ-4/1140煤电钻变压器综合保护装置由变压器和控制保护部分组成，装置外壳为隔爆型。它采用了载频短路

34、保护、漏电跳闸及漏电闭锁保护、先导启动电路等，同时装有保护动作及工作状态显示灯、监视网络绝缘状态的 k表、检查短路保护和漏电保护动作是否可靠的试验按钮。除此之外，还有熔断器短路保护和过载双金属片保护。（2）技术参数。额定电压为 1140V 时，接线是 Y/ -1140/127 ；供电电压为 660V时，接线为 Y/Y-660/127 。当煤电钻功率为1.2kW 时，额定电流是10.35A（二次）。载频保护采用 4mm2电缆，保护距离不小于300mm。控制保护部分的参数见表5-4 。表 5-4控制保护部分的参数单相漏电短路保护过 载 保允许电源先导起动时间最低动作电闭锁电动作时间护 范 围电压波

35、动动作时释放时间绝缘电阻阻 （ K阻 （ K（载频）（可调）范围（ s）（K）间（ s）（A）（ s）85% 105%1.5 336±1K 电 0.14710 16 2±20%1阻接地 0.25（1）安装与调试。 安装前应检查本装置在运输过程中是否有碰伤或损坏，隔爆是否良好，连接螺栓有无松动现象。 核对主变压器一次电压是否与井下供电电压等级相一致，如果不符，应改变连接组别。 装置要有可能的接地。主接地与辅助接地之间距离不得小于5mm，接地线可用直径为610mm的单芯橡胶电缆。 安装完毕，要严格检查防爆面间隙，必须达到标准。 经检查外部接线无误后方可送电。送电后，正常时黄灯和

36、绿灯亮。 启动煤电钻，持续 1min 以上，然后停止，连续作数次，以验证电路的可靠性。 若启动煤电钻后，立即跳闸，蓝灯亮，此时如果装置和供电系统无短路现象，应该查煤电钻动力电缆的芯线直径和长度是否符合要求；如果正常，应调整插件中的 2W1阻值，使其达到正常启动，而且短路实验电路也应正常。 漏电跳闸及闭锁的电阻值，出厂时已调整好且封固，一般情况下无需调整。当按下漏电实验扭不动作时，应检查主接地与辅助接地是否完好。（2）安全技术要求。供电电网电压不得超过额定值的85%105%。电缆相间绝缘电阻不得小于2k，否则装置可能自动跳闸。每次使用前应做短路和漏电跳闸实验，检查装置是否工作可靠。打开门盖时，应

37、先断电，再将隔离开关置于“分”的位置，然后旋出连锁螺杆，方可打开门盖。在紧急情况下，隔离开关载荷拉闸总次数，累计不得超过3 次。每次拉闸后应检查开关触头有无溶蚀现象，并进行处理。三、保护接地（一）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地电压，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，安装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点的、但有可能带危险电压（ 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

38、、构架等对地的电压。在煤矿井下，保护接地通过分流作用，可以有效的降低人身触电的危险，减少漏电故障引起瓦斯爆炸的机会。保护接地的效果对比如图 5-5 、图 5-6 所示。图 5-5 无保护接地时触电示意图图 5-6 有保护接地时触电示意图煤矿安全规程规定，电压在 36V以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架，铠装电缆的钢带（或钢丝） 、铅皮或屏蔽保护套等必须有保护接地。（二）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，煤矿安全规程规定，所有电气设备的保护接地装置（包括电缆的铠装、铅皮、接地芯线）和互补接地装置，应与主接地极连

39、接成一个总接地网， 即形成井下保护接地系统， 系统构成如图 5-7 所示。形成接地系统后，接地电阻大幅度降低。接地电阻越小，分流作用就越明显。图 5-7井下保护接地系统示意图1 主接地极的安装主接地极应在主、副水仓中各埋设一块，采用耐腐蚀的钢板制成，其面积不得小雨0。75m2，厚度不得小于5 mm 。考虑井下水呈酸性，应视腐蚀情况适当的加大厚度或镀上耐酸金属。主接地极与接地导线必须焊接。主接地极的构造及安装见图5-8 。图 5-8主接地极的构造及安装示意图2 局部接地极除了在主、副水仓中设置的主接地极外，在其他地点设置的接地极统称局部接地极。局部接地极可设置与巷道水沟内或其他就近的潮湿处。设置

40、在水沟内的局部接地极应用面积不小于0.6m2、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接地极，可用直径不小于35mm、埋在地下部分的长度不小于1.5m的钢管制成，管上应至少钻20 个直径不小于5mm的透孔，并垂直埋于底板；也可用直径不小于22mm、长度为 1m的两根钢管制成，没根管上应钻10 个直径不小于5mm的透孔，两根钢管相距不得小于5m，并联后垂直埋入底板，垂直埋深不得小于0.75m。双接地极提高了局部接地极的安全作用，特别是在狭窄的巷道中， 敷设更简单易行。局部接地极的安装如图5-9 、图 5-10 、图 5-11 所示。图 5-9

41、局部接地极的构造及安装示意图图 5-10 单管局部接地极安装示意图图 5-11 双管局部接地极安装示意图3 接地线的连接（1）接地母线。接地母线用来连接主接地极， 应采用截面不小于50mm2的铜线，或截面不小于 100mm2的镀铅铁线， 或厚度不小于 4mm、截面不小于 100mm2的扁钢。（2）接地导线、连接导线。电气设备的外壳与接地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25mm2的铜线，或截面不小于50mm2的镀铅铁线，或厚度不小于4mm、截面不小于 50mm2的扁钢。橡套电缆的接地芯线，除用作检测接地回路外，不得兼作他用。（三）接地装置的检查与测定1

42、 接地装置的检查（1）安装后的检查如下： 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否符合对规定的要求。采用焊接的，检查焊接有无缺陷，焊接长度是否符合要求，螺栓的规格是否符合要求，是否有弹簧垫圈，螺母是否拧紧。 检查各电气设备的接地连接方法是否正确，保护固定设备、移动设备。严禁串联接地。 测量接地网总电阻是否在规定的范围内。在任意一点测得的数值反映的接地网的接地电阻值， 而不是局部值。若在某点测得值大于 2 欧姆，则需要在附近并入一接地极，使测量结果控制在 2 欧姆以内。（2）运行中重点检

43、查保护接地装置的连接和锈蚀情况。凡有人值班的机电硐室和有专职司机的电气设备，交接班时必须由值班人员和专职司机对保护接地进行一次表面检查。其他设备的保护接地，则由维修人员每周进行一次表面检查。每年至少要将主接地极和局部接地极从水仓或水沟中提出来详细检查一次。矿井水酸性较大时，应适当增加检查次数。对移动频繁或震动大的电气设备，应随时抽查。发现电气设备的保护接地装置损坏或有其他影响其保护性能的问题时，在没有修复前，禁止送电使用。2 接地电阻的测定井下保护接地系统接地电阻值的测定，要有专人负责，每季至少检查一次，并将测量结果记入记录簿内，以便查阅。在井下测量时，应使用本安型测量表（如 ZC-18 型本

44、安型接地电阻测量仪），若使用普通仪表，只准在瓦斯浓度为 1%一下的地点使用，并采取一定的安全措施，报有关部门批准。（四）对保护接地的要求接地电阻的大小，将直接影响到电气设备金属外壳对地电压的高低，而单个接地极很难达到安全的要求，因此，井下采用保护接地网以尽量减小接地电阻的数值为好。根据煤矿安全规程对保护接地有如下要求：（1）电压在 36V 以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架，铠装电缆的钢带（或钢丝） 、铅皮或屏蔽护套等不许有保护措施。（2）接地网上任一保护地点的接地电阻值不得超过 2。每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻

45、值，不得超过1。（3）所有电气设备的保护接地装置（包括电缆的铠装、铅皮、接地芯线）和局部接地装置，应与主接地极连接成1 个总接地网。主接地板应在主、副水仓中各埋设一块。主接地极应用耐腐蚀的钢板制成，其面积不得小于 0.75mm2、厚度不得小于 5mm。在钻孔中敷设的电缆不能与主接地极连接时， 应单独形成一分区接地网，其接地电阻值不的超过 2。（4）下列地点应装设局部接地极： 采区变电所 装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备。 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机工作面的运输巷、回风巷、集中运输巷以及由变电所单独供电的掘进工作面，至少应分别设置1 个局部接地极。

46、 连接高压动力电缆的金属连接装置。局部接地极可设置于巷道水沟内或其他就近的潮湿处。 设置在水沟的局部接地极应用面积不小于 0.6m2、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接地极，可用直径不小于 35mm、长度不小于 1.5m 的钢管制成，管上应至少钻 20 个直径不小于 5mm的透孔，并垂直全部埋入底板；也可用直径不小于 22mm、长度为 1mde 2 根钢管制成，每根管上应钻 10 个直径不小于 5mm的透孔，2 根钢管相距不得小于5m，并联后垂直埋入底板，垂直埋深不得小于0.75m。（5）连接主接地极的接地母线，应采用截面不小于50mm2的铜线，或截面不小于 100mm2的镀铅铁线，或厚度不小于 4mm、截面不小于 100mm2的扁钢。电气设备的外壳与接地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25mm2的铜线，或截面不小于50mm2的镀铅铁线，或厚度不小于4mm、截面不小于 50mm2的扁钢。（6）橡套电缆的接地芯线，除用作检测接地回路外，不得兼作他用。杂散电流直流电网会产生漏电习惯上将这一直流漏电电流叫杂散