(矿山电工学)4安全ppt课件

1、第四章 平安有电及维护第一节 漏电与触电第二节 井下变压器中性点制止接地的分析第三节 漏电维护第四节 接地与接零第五节 井下电网过流维护第六节 过电压维护(补充 第四章 平安有电及维护. 一、漏电： 1、什么是漏电：广义上讲，漏电是一种电网对地发生电能走漏的景象，特征是电网对大地的绝缘阻抗降低，流入大地的电流增大，该景象称为漏电。(该电流为漏电电流) 2、分类： 集中性漏电:某一处或某一点机械、某点老化、处界； 分散性漏电：老化整条线路或整个电网； 3、漏电电流回路：如图4-1所示P164。 4、漏电的缘由：P164-165 5、漏电的危害： 人身触电外壳带电；引起爆炸煤尘、沼气；电雷管无预备

2、引爆；烧损电气设备发热；如以下图 引起短路更大的事故；影响产生停电处置。4-1 漏电与触电.4-1 漏电与触电. 二、触电： 1、什么是触电：人身接触带电体或接近高压带电体时，使人身成为电流通路的一部分，叫做触电。触电是前面讲过的漏电的一种特殊情况，只是过渡电阻变成了人身电阻。 触电对人体组织的破坏大体可分为两种：电击和电伤。 电击：是指触电后电流经过人体，使人体主要器官如心脏遭到损伤，有生命危险，这是最危险的触电。 电伤：是指电弧或强电流瞬时经过人体某一部分，呵斥人体外表器官的破坏烧伤，普通不至于有生命危险。 触电电流：发生人身触电时流过人身的电流叫做触电电流。表41所示P167。4-1 漏

3、电与触电. 2、影响触电危害程度的有关要素： 经过人身的电流大小：根据实验得， 交流在1520mA以下，直流在50mA以下，普通对人体损伤较轻，假设长期经过工频交流3050mA就有生命危险，超越50mA对人的生命是绝对有危险的。 触电时间：根据实验测定的数据，触电时间在0.2s以下和0.2s以上，电流对人体的危害程度是有较大差别的。如0.2s以下 ，400mA能使心脏损伤，0.2s以上，25mA能使心脏损伤。 电流性质：直流和交流对人体的危害程度是不同的，而以50100Hz的交流电流对人体的危害最为严重。4-1 漏电与触电. 电流途径：主要取决于心脏受损的程度，电流从手到脚特别是经过心脏对人最

4、为危险。 体重和安康情况：安康和有病不同，心情好和不好不同，胖和搜 。 人身电阻：主要是人体外表皮肤层和体内的电阻，它随人的皮肤情况损伤、潮湿、触电时间、触电电压高低等要素而变动，当皮肤完好枯燥时，人身电阻可达10100千欧触电时相对平安；当皮肤潮湿或有损伤，人身电阻降低到1000欧左右，触电时相对危险以后人身电阻取最小值1000欧。 触电电压：作用于人身的电压越高，那么经过人体的电流越大，也就越危险。4-1 漏电与触电. 3、平安电流、平安电压及平安值： 平安电流：也就是人体触电后不会使人致死、致伤的最大电流，称为平安电流。根据上述的要素分析，触电危险性取决于经过人体的电流与作用时间的乘积。

5、经过对动物的实验，我国提出发生心室颤抖的电流50mA与时间乘积的平安值为50mAS，取1.67倍平安系数，规定为30mA、美国为10 mA、英国为50mA等。 平安电压：平安电流和人身电阻的乘积，称为平安电压。经常接触的电气设备，在没有高度危险的条件下，采用65V电压，有高度危险的条件，采用36V，在特别危险的条件下，采用12V。 平安值：平安电流与触电时间的乘积，称平安值。我国为30 mAS。4-1 漏电与触电.4、触电的预防方法： 变压器中性点制止接地 井下电气设备采用维护接地 井下电网采用漏电维护安装要求有一定的选择性 把带电裸导线安装在一定的高度，如井下电机车的架空线大巷2米以上，井底

6、车场2.2米以上 将各种矿用电器设备、电缆接头等都封锁在巩固的外壳内，并加闭锁安装电气闭锁、机械闭锁 加强电开工具把手的绝缘 对于接触时机非常多的电气设备，采用较低的任务电压电钻127v控制36v 加强维护，发现问题及时处理。5、救护：摆脱电、抢救。4-1 漏电与触电. 本节小结一、漏电：1、什么是漏电： 2、分类： 3、漏点电流回路： 4、漏电的危害：二、触电：1、什么是触电： 2、影响触电危害程度的有关要素：3、平安电流、平安电压及安秒值：4、触电的预防方法：5、救护： 4-1 漏电与触电.1-3 井下供电的变压器中性点接地方式分析 一、中性点接地方式分类及要求 1、分类：普通分为以下三类

7、： 不接地方式、直接接地方式、 阻抗接地方式或消弧线圈接地方式 。 2、要求： * 363kv系统，采用中性点不接地方式； * 110kv及以上和220380v的低压系统，采用中性点直接接地方式； * 但是，当3-10KV电网当接地电容电流大于30A或20KV以上电网当接地电容电流大于10A时，采用中性点经阻抗接地方式。 . 二、中性点接地方式分析: 1、中性点接地系统： 当人触及一相带电导体时忽略分布电容： 如图1-18所示P26，这时人体接受电网相电压，经过人体的电流可根据欧姆定律求出： 当取Rma=1000，线电压为660V时，经过人体的电流为： 当线电压为380V时: 可见，无论是线电

8、压380v还是660v供电系统，当中性点接地时，经过人体的电流都远远超越30mA，所以是绝对危险的。1-3 井下供电的变压器中性点接地方式分析 .变压器IRC1-3 井下供电的变压器中性点接地方式分析 . 2、中性点不接地系统： 如图1-20所示P26，假设人体触及一相带电导体时，该电流经过其他两相的电阻和电容构成通路，根据基尔霍夫第一定律得： 1当电容忽略时，Rma=1000 ，r=35000 ，Ux=660V: 可见是平安的。1-3 井下供电的变压器中性点接地方式分析 .变压器IRC1-3 井下供电的变压器中性点接地方式分析 . 2当电容不忽略时，Rma=1000 ，r=35000 ，Ux

9、=660V，C=0.5F : 可见当电容不忽略时，同样不平安，但比中性点接地系统经过人体的电流要小的多，故相对平安。1-3 井下供电的变压器中性点接地方式分析 .3、结论： 中性点绝缘比中点接地的人身触电电流要小得多，比较平安。 入地电流也很小，从而使引燃瓦斯、煤尘的能够性大大减少。 不影响线电压可运转2个小时。 以上三大优点就是井下变压器制止中性点直接接地的缘由。 缺陷：A、当电网一相接地时，往往不易觉察 ； B、其他两相电压将升高3倍； C、不能控制开关跳闸。 故：井下电网必需装设漏电维护安装。 1-3 井下供电的变压器中性点接地方式分析 .本节小结1、中性点接地方式分类及要求 分类： 要

10、求： 2、中性点接地方式分析 中性点接地系统： 中性点不接地系统：3、结论： 1-3 井下供电的变压器中性点接地方式分析 .42 漏电维护 定义：漏电维护是指当电网漏电时，经过切断电源来防止人身触电伤亡和漏电电流所引爆瓦斯、煤尘的一种措施。(目的 一、对漏电维护的要求： 1、维护全面：是指维护范围应覆盖整个供电单元； 2、平安性：要满足30mAS，动作要速度快； 3、可靠性：一是本身的可靠性，二是维护的可靠性； 4、灵敏性：是指维护安装对缺点的反响才干，要求最 轻的漏电，维护也能可靠动作 ； 5、选择性：要求只切除缺点线路而不切除非缺点线路。 .二、漏电维护原理： 目前用的最多的有以下四种：附

11、加电源直流检测方式、 三相半波整流式、零序参数式三种、旁路接地式、 等 ，主要引见广泛运用的前三种 。 1、附加电源直流检测方式： 维护原理：如图4-10所示P180 ； 动作值确实定：我国660V实践规定值为： 11k、22k、33k，其他电压等级地规定见表42所示P181。 电容电流补偿 ：加电抗器来减小人身触电电流。如图4-10所示P180 42 漏电维护 . 特点： 优点：a、维护全面；b、触电电流小； c、整定简单；d、可靠性高。 缺陷：a、无选择性； b、属静态补偿； c、动作时间长50ms ； d、无漏电闭锁。变压器RCZJK42 漏电维护 . 2、三相半波整流式： 这种漏电维护

12、原理很简单，这里只作简单的引见。如图413aP184所示，U1U3接于三相电网构成三相半波整流，其负载电阻就只需Rlo+ r,由于Rlo的电阻很小，所以回路的直流同样取决于r的大小，这阐明这种方法的原理与前面讲的直流检测式是完全一样的，只是无直流附加电源。42 漏电维护 . 特点： 无直流附加电源。但动作值受电网电压动摇的影响较大，对整流管的反向电压要求较高，故只用在电压低的地方,如127v综合维护中和漏电闭锁用。变压器RCZJ42 漏电维护 .3、零序电压式：特点：动作值不固定；无选择性；不能维护对称性漏电；普通用于6kV及以上电网。变压器RCU042 漏电维护 . 4、零序电流式：如图4-

13、14所示P185 特点：具有横向选择功能图4-15所示P186；动作值不 固定；不能维护对称性漏电；不能补偿人身触电电流。 变压器RCI。42 漏电维护 .42 漏电维护 . 5、零序功率方向式： 特点：具有横向选择功能；动作值不固定；不能维护对称性漏电；不能补偿人身触电电流。 变压器RCU。I。比较电路42 漏电维护 . 6、旁路接地式：图4-17所示P187 特点：只能维护单相漏电； 无选择性；人为添加缺点点； 不能维护对称性漏电。变压器RC 检漏选相器42 漏电维护 .三、无选择性漏电维护安装 1、功能特点： 功能 a、随时监视电网的绝缘电阻； b、当电网漏电时，能使低压总开关跳闸； c

14、、能补偿电网对地的电容电流。 优、缺陷： 缺陷：a、动作时间长50ms维护动作时间100ms开关动作时间； b、无选择性一处漏电一切与其有关的开关都跳闸；c、无漏电闭锁。 优点：简单可靠，动作值准确，所以不断用到今天。42 漏电维护 .2、 电路中主要元件： 如图4-18所示P188。3、各维护功能的动作过程：原理 监视电网的绝缘程度：监视回路如图4-18所示 V C(+)K1PE2PE大地r电网QS1L2LKDV C() K就可以继续指示电网对地绝缘程度数值。 漏电维护回路动作情况：如图4-18所示 L2QAYAQSKD1QSQAL3 于是总开关QA跳闸，实现了漏电和触电维护。42 漏电维护

15、 .42 漏电维护 12. 可靠性实验：如图4-18所示 主要是用模拟的漏电缺点来实验继电器的动作可靠性，当按下实验按钮SB时，便接通了实验回路。即： VC+K1PE(部分) 2PESBR32FU L21L2LKDVC() 我国规程规定每个班应实验一次。 电网对地电容电流的补偿：如图4-18所示 电网rC大地1PE2PEC22L1L电网 上述回路中主要是C和2L，在起作用。42 漏电维护 . 四、选择性漏电维护安装： 1、定义： 是指维护安装动作时仅将发生漏电缺点线路的电源切断，保证系统其他部分正常任务。 2、分类： 纵向选择性：是指上下级线路之间的关系，用动作时限差来实现的上长下短。 横向选

16、择性：是指同一级线路之间的关系，用零序参数零序电流或零序功率的原理来实现的。 选择性分级：可分三级和两级，煤矿井下普通多采用三级中用两级选择性漏电维护安装如：总开关、分支总开关、配电点开关。 42 漏电维护 .3、XL-I型矿用低压选择性漏电维护安装： 组成： KXL-I-JY和 KXL-I-DW组件构成总开关和分支总开关两级选择性漏电维护安装。 组件引见： a、 KXL-I-JY如图4-23所示P196。 b、 KXL-I-DW如图4-22所示P195。 任务原理：a、选择性漏电维护 b、漏电闭锁 c、接地实验 d、总漏电维护42 漏电维护 .42 漏电维护 .42 漏电维护 .本节小结一、

17、对漏电维护的要求： 二、漏电维护原理：三、无选择性漏电维护安装：四、选择性漏电维护安装： 42 漏电维护 .43 接地与接零维护 一、分类： 按照其作用的不同可以分为：任务接地、维护接地、维护接零三大类。 二、接地有关参数：如图4-26所示P203。 1、对地电压Vtg： 2、接地电阻Rgr： 3、接触电压Vco： 4、跨步电压Vss：.洗衣机、间隔、两个接地极43 接地与接零维护. 三、接地维护原理： 1、无维护接地时：如图4-25a所示.P202； 2、有维护接地时：如图4-25b所示.P202； 3、要求：普通井下维护接地电阻小于2 ； 4、作用：分流作用； 5、缺乏：没有断电功能；电网

18、发生单相直接接地时，无分流作用；人接触单相电网，无分流作用。所以漏电维护和维护接地二者缺一不可。43 接地与接零维护.43 接地与接零维护. 四、井下维护接地系统： 井下接地系统是利用电缆的金属外壳或接地芯线与井下各处的电气设备外壳及各种接地极衔接起来所构成。 1、接地极联网的必要性： 单独的维护接地，动作有死区： 图4-27、28所示；P203、204 因并联支路多而总的Rgr降低： 普通单独的接地极，在井下能到达30是很不容易的，但是假设有20个接地极并联起来，总的Rgr就会变的很小。 规定：在井下任何一个接地点所丈量得的接地网总接地电阻不得超越2。43 接地与接零维护. 2、井下接地网的

19、组成：如图4-29所示P205 主接地极主、付水仓；部分接地极； 接地母线；辅助接地母线；接地导线； 衔接导线等。 五、维护接零：补充 维护接零主要用于中性点直接接地的供电系统中，普通为低压三相四线制系统，由中性点引出的线叫零线，也就是第四根线。 1、维护接零的原理：如以下图所示P131 其作用如下：变漏电为短路；减小人触电的几率。 43 接地与接零维护.43 接地与接零维护.变压器RCM机机Igr4Ima1kIN43 接地与接零维护. 维护接零和维护接地共存； 总零线上不许加装任何开关和熔断器。ABCN烧家电、零线带电43 接地与接零维护. 2、反复接地： 沿着零线把多点再次接地，称为反复接

20、地。其作用是当零线断线时，将接零维护变为接地维护。为了平安起见，零线应尽量防止断线，因此，普通在零线上不允许装设开关或熔断器。 六、井下接地电阻的测定： 1、规定： 井下任一维护接地点的接地电阻不得超越2. 2、方法： 电压、电流法：如图2-30所示； ZC-18型接地电阻丈量仪：如图2-31所示；43 接地与接零维护.43 接地与接零维护.43 接地与接零维护.七、接地安装的设计计算： 1、单根接地体的接地电阻计算： RE(1)=/L 式中：RE(1)单根接地体的接地电阻； 土壤的电阻率；m L接地体的长度1.5-2.5米； 2、多根接地体的接地电阻计算： RE = RE(1)/nE 或 (

21、n= RE(1)/ ERE) 式中：n- 接地体的根数；E利用系数查手册，RE总的接地电阻井下2、井上4 。43 接地与接零维护. 本节小结一、分类：二、接地有关电压：三、接地维护原理：四、井下维护接地系统 ：五、维护接零： 六、井下接地电阻的测定： 七、接地安装的设计计算： 43 接地与接零维护.4-4 井下电网过电流维护 含义：凡是流过电气设备或线路的电流，超越其额定值或允许值，都叫过电流。如：短路、过负荷、缺相运转等。 一、对过流维护的要求： 1、快速性：尽量快。 2、可靠性：不误动，不拒动。 3、灵敏性：对缺点的反响才干。 4、选择性：纵向、横向。 另外：5、应有后背维护： 6、必需与

22、维护对象配合：表4-7 P217 .二、过流维护元件引见：一井下低压维护元件：1、低压熔断器：1定义：熔断器是串接在主电路中，当线路发生短路或是严重过负荷时，熔件发热熔断，切断线路电源，从而保证了线路和设备的平安。2熔断器的选择：有几个根本参数如下： a.额定电压：Ve； b.额定电流：熔断器Ie，熔体Iet，要求Iet小于等于Ie； c.极限分断才干：要求Imax大于Is 。3维护特性：反时限特性，及电流越大熔断时间越短，电流越小，熔断时间越长。4符号含义：R熔断器；M无填料；T有填料石英砂；L螺旋式；C磁插式；S-插刀式；1单组熔体无1时为多组；0封锁式；Z自复式等。4-4 井下电网过电流

23、维护 .FU磁插式熔断器图符 磁插式熔断器构造如下图。由于磁插式熔断器具有构造简单、 价廉、外形小、改换熔丝方便等优点，所以它被广泛地用于中、小容量的控制系统中。磁插式熔断器的型号为RC1A系列。 1-熔丝；2-动触点； 3-瓷盖； 4-静触点； 5-瓷体 4-4 井下电网过电流维护 . 螺旋式熔断器的外形和构造如下图。在熔断管内装有熔丝，并填充石英砂，作熄灭电弧之用。熔断管口有色标，以显示熔断信号。当熔断器熔断的时候，色标被反作用弹簧弹出后自动零落，经过瓷帽上的玻璃窗口可看见。 螺旋式熔断器的型号有RL1、 RL7等系列。螺旋式熔断器1-瓷帽；2-熔断管； 3-瓷套； 4-上接线盒； 5-下

24、接线盒； 6-瓷座4-4 井下电网过电流维护 . 管式熔断器分为有填料式和无填料式两类。 有填料管式熔断器的构造如图 所示。有填料管式熔断器是一种分断才干较大的熔断器，主要用于要求分断较大电流的场所。 常用的型号有RT12、 RT14、 RT15、 RT17等系列。另外：图4-33所示P210，为RM1型。管式熔断器图 有填料管式熔断器 (a) 外形； (b) 构造4-4 井下电网过电流维护 .4-4 井下电网过电流维护 . 2.低压电磁式过流继电器： 又叫过流脱扣器，如以下图所示，是利用电流增大，产生的电磁力直接或间接使开关跳闸，而到达维护的目的。 直接继电器：线圈串在经过主回路中，直接使开

25、关跳闸。 间接继电器：线圈经过电流互感器与主回路相连，只是其一个触点串在跳闸回路中。 4-4 井下电网过电流维护 . 3.低压过流-过热继电器： 它是由热继电器和电磁式过流继电器组合而成，是过负荷和短路的复合式维护安装，其维护的关键元件是一个热膨胀系数不同的双金属片如图4-35所示P212。利用受热变形，顶开相应的常闭接点，使主开关跳闸，实现过负荷维护；而电磁式过流继电器实现短路维护。 4. *低压感应式继电器： 简单了解4-4 井下电网过电流维护 .4-4 井下电网过电流维护 .5. *低压电子式维护安装：图4-37所示 P214正常时，三个互感器都有电压输出，电子开关全部导通，各个集电极输

26、出全是低电位。因此或门封锁，输出低电位，可控硅V7截止，继电器KD不得电，开关不会跳闸。假设某一相断开，如L1相，那么TA3无输出，VT3截止，集电极输出高电压，结果或门输出高电位使可控硅V7导通，KD得电，KD1翻开，线圈KM失电，开关跳闸。流程如下： 正常时：TA1-3有输出VT1-T3导通或门封锁V7截止KD无电KD1闭合不跳闸。 L1断相时：TA3无输出VT3截止或门开V7导通KD有电KD1翻开跳闸。4-4 井下电网过电流维护 .4-4 井下电网过电流维护 .二高压维护元件： 1、高压熔断器： 1限流型熔断器：高压线路中维护电压互感器、电容器等高压辅助回路。 2跌落式熔断器：高压线路中

27、维护主回路，通常用于三级负荷的高压线路中。 2、继电器维护： 均为间接式，接线系数为1。 3、高压综合维护安装： 1定时限时间是定值高压综保：高压线路干线的主维护。三段式：速断维护、定时速断维护、过负荷维护 2反时限时间是档位高压综保：高压设备变压器、高压电动机等的主维护。两段式：速断维护、过负荷维护4-4 井下电网过电流维护 .4-4 井下电网过电流维护 三井下过流维护整定：维护对象、备置、整定电机变压器213、412.一井下高压过流维护整定：1、维护变压器：(采用高压综保过负荷维护：按电流互感器二次额定电流5A的倍数整定。动作倍数： 0.2-1.4倍动作时间： 灵敏度校验： 大起需用系数其

28、额和变变比开关额变接线系数1t10-15s tst3-6s变二次最小两相短路电流4-4 井下电网过电流维护 .速断短路维护：躲过变压器低压侧的尖峰负荷电流来整定。 动作电流： 动作时间： 动作倍数： 灵敏度校验： 电流互感器变比线首端最小两相短路电流4-4 井下电网过电流维护 .2、维护高压电机： 过负荷维护： 动作电流： 动作时间： 动作倍数： 灵敏度校验： t10-15s tst3-6s电流互感器变比线末端最小两相短路电流4-4 井下电网过电流维护 .速断短路维护：按躲过电动机额定启动电流来整定。 动作电流： 动作时间： 动作倍数： 灵敏度校验： 线首端最小两相短路电流4-4 井下电网过电

29、流维护 .3、维护高压线路： 过负荷维护：按躲过线路最大任务电流来整定。 动作电流： 动作时间： 动作倍数： 灵敏度校验： t1 t2 t=0.7s线末端最小两相短路电流4-4 井下电网过电流维护 .速断短路维护： 线路-变压器动作电流 线路动作时间 动作倍数 灵敏度校验变二次最大三相短路电流线末端最大三相短路电流线首端最小两相短路电流4-4 井下电网过电流维护 .二井下低压过流维护整定： 1.熔断器的熔体的选择计算及配合： 支线熔体额定电流： INF = Ist / KF 干线熔体额定电流 ： INF =Ist，M / KF+ Ie 维护127V照明线路。熔体额定电流为： INF IN 维护

30、照明变压器的熔体额定电流：不熔化系数表4-8所示P2214-4 井下电网过电流维护 . 电钻变压器的熔体额定电流： 灵敏度校验： 熔体与电缆截面的配合: 见表4-7 P217所示，不至于出现熔体未熔化，而电缆先烧坏的景象。4-4 井下电网过电流维护 .4-4 井下电网过电流维护 .2. 继电器的过流整定计算： 维护支线同样是躲过启动电流单台电机。 IsbIst 维护干线躲过尖峰电流多台电机。 IsbIst，M +IN 灵敏度校验：3、电子维护器过流值的整定： 馈电开关：过载整定：0.4-1IN 短路整定：3-10IN 磁力起动器：过载整定：IsbIN 短路整定： 灵敏度校验：馈电开关的额定电流

31、线末端最小两相短路电流4-4 井下电网过电流维护 . 本节小结一、对过流维护的要求：二、过流维护元件引见： 三井下过流维护整定：作业：P2234-4 井下电网过电流维护 . 一、定义： 电压忽然升高，超越其允许值，直接要挟或破坏到设备的绝缘，这种景象我们称之为设备的过电压。 二、过电压的分类： 由雷电引起的过电压叫大气过电压，又称外部过电压又分直击雷过电压、感应雷过电压； 由电力系统中的操作或缺点而引起的过电压就叫内部过电压又分操作过电压、缺点过电压。 三、外部过电压： 直击雷过电压： 雷云直接对电气设备或建筑物放电，雷电流在被击物体上产生的压降叫直击雷过电压。4-5 过电压维护补充.4-5 过电压维护补充.四、外部过电压防雷安装： 外部过电压防雷维护安装避雷针、避雷线、避雷器三种。 1、避雷针 作用：防护电气设备、线路及建筑物等免遭直击雷的危害。 组成：由接闪器针尖、杆塔、接地引