安全管理员学习材料电气安全保护2008

电气安全保护

一、中性点接地方式

供电系统的电源变压器中性点采用何种接地方式，对于电气保护方案的选择和电网的安全运行关系极大。低压供电系统一般有两种供电方式，一种是将配电变压器的中性点通过金属接地体与大地相接，称中性点直接接地方式（如图1所示）；另一种是中性点与大地绝缘，称中性点不接地方式（如图2所示）。这两种接地方式各有短长，适合于不同的使用场所，并要有相应的电气保护装置才能保证电网的安全运行。

图1

中性接地触电

图2

中性不接地触电

（一）当人触及电网一相时，中性点接地系统危险性较大；中性点不接地系统只要保持较高的对地绝缘电阻和限制过大的电容电流，对人体触电的危险就小得多。

（二）当电网一相接地时，中性点接地系统即为单相短路，短路点将产生很大的电弧；短路电流在大地流通时，易引起电雷管爆炸事故。中性点不接地系统接地电流较小，相对较安全。

（三）以架空线路为主，比较分散的低压电网，要维护很高的绝缘电阻是很困难的，尤其是雨雪天。当线路绝缘降低到一定程度后即失去中性点不接地的优点。由于矿山井下环境恶劣，对安全用电要求特别高，为此，安全规程规定井下配电变压器以及金属露天矿山的采场内不得采用中性点直接接地的供电系统；地面低压供电系统以及露天矿采场外地面的低压电气设备的供电系统，一般都是采用中性点直接接地的系统。

许多小矿山，井上下共用一台变压器，为了能满足安全规程的要求，要采用中性点不认接地的方式，并要保持网路的绝缘性能。为了避免和减轻高压窜入低压的危险，要将中性点通过击穿保险器同大地可靠地连接起来，或在三相线路上装设避雷器。

二、接地和接零

运行中的电气设备可能由于绝缘损坏等原因，而使它的金属外壳以及与电气设备相接触的其他金属物上出现危险的对地电压。人体接触后，就有可能发生触电危险。为了避免触电事故的发生，最常用的保护措施是接地和接零。

（一）保护接地

保护接地就是把正常情况下不带电的电气设备的金属外壳（电动机、变压器、电器及测量仪表的外壳）、配电装置的金属构件、电缆终端盒与接线盒外壳等与埋设在地下的接地装置用金属导线连接起来，使泄漏的电流导入大地防止人员触电的措施。保护接地适用于中性点不接地系统，也可在安装电流动作型漏（触）电保护器的中性点接地的系统中使用。

矿井内部保护接地措施有：

1、矿井内所有电气设备的金属外壳及电缆的配件、金属外皮等，都要接地。巷道中接地电缆线路的金属构筑物等也要接地。

2、在井下，应设置局部接地极的地点有：①装有固定电气设备的硐室和单独的高压配电装置。②采区变电所和工作面配电点。③铠装电缆每隔100m左右应就地接地一次，遇到接线盒时应接地。

3、矿井电气设备保护接地系统的一般规定：①所有需要接地的设备和局部接地板，都应与接地干连接。接地干线应与主接地极连接，形成接地网。②移动和携带式电气设备，应采用橡套电缆的接地芯线接地，并与接地干线连接。③所有应接地的设备，要有单独的接地连接线，禁止将几台设备的接地连接线串联连接。④所有电缆金属外皮（不论使用电压高低），都应有可靠的电气连接，以构成接地干线。无电缆金属外皮可利用时，应另敷设接地干线。

4、段的接地干线，都应与主接地极相接。敷设在钻孔中的电缆，如不能与矿井接地干线连接，应将主接地板设在地面。钻孔套管可以用作接地极。

5、主接地极应设在矿井水仓或积水坑中，且不应少于两组。局部接地极可设于积水坑、排水沟或其他适当地点。

（二）保护接零

在380/220V的三相四线制中性点接地的供电系统中，把设备正常不带电的外壳与中性点接地的零线连接，称为保护接零。在中性点接地的系统中，如果不仅仅采取保护接地装置，如图3所示。当某地相发生碰壳短路时，短路电流往往不能使过流保护装置动作而长期存在，人体处在与保护接地装置并联的状态，这时人体也是很危险的。因此，中性点接地系统要采用保护接零。如果装设电流动作型漏电保护器，能将一定数值的漏电流可靠地切除，则在中性点接地系统中采用保护接地还是能够保障安全的。

图3

中性接地保护

（三）接地与接零的要求

1、在同一低压电网中，不允许将一部分电气设备采用保护接地，而另一部分采用保护接零。

2、接地（接零）装置一定要牢固可靠；接地线的截面不能过小，要有足够的机械强度；接地导线的连接必须良好，应采用螺栓紧固和焊接。

3、保护接地和工作接地（变压器的中性点接地）的接地电阻不超过4Ω；容量为100kVA及以下变压器的接地电阻不超过10Ω；零线的重复接地电阻不超过10Ω，容量100kVA及以下者不超过30Ω。

4、接地装置要经常检查，及时维护，接地电阻每年应测定一次。

三、继电保护

电力系统发生故障或出现异常现象时，为了将故障部分切除，或者防止故障范围扩大，减少故障损失，保证系统安全运行，需要利用一些电气自动装置来保护，自动装置的主要器件是继电器，装有继电器的保护装置称为继电保护装置。继电保护的作用是：

（一）当电力系统发生足以损坏设备或危及安全运行的故障时，使被保护设备快速脱离系统。

（二）当电力系统或某些设备出现非正常情况时，及时发出警报信号，以使工作人员迅速进行处理，使之恢复正常工作状态。

（三）在电力系统的自动化，以及工业生产的自动控制（如自动重合闸，备用电源自动投入，遥控、遥测、遥讯等）中，作为重要的控制元素。

四、漏电保护

当电路或电气装置不良，使带电部分与地接触，引起人身伤害、损坏设备以及发生火灾危险时，可将电源切断的保护称漏电保护。漏电保护装置主要有电压型与电流型两种。

井下低压电网的漏电保护装置，一般是在电源端装设一台漏电继电器，对电网绝缘进行监视。当电网绝缘下降（漏电）到一定数值或接地时，漏电继电器就动作，并在极短的时间内将电源总开关自动切断。当人体触电时，漏电继电器也将动作。

漏电保护的使用范围主要有：

（一）防触电、防火要求较高的场所和新、改、扩建工程使用各类低压用电设备、插座。

（二）手持式电动工具（除Ⅲ类外）、其他移动式机电设备，以及触电危险性大的用电设备。

（三）潮湿、高温、金属占有系数大的场所及其他导电良好的场所。

（四）应采用安全电压的场所，不得用漏电保护器代替。如使用安全电压确有困难，须经企业安全管理部门批准，方可用漏电保护器作为补充保护。

（五）额定漏电动作电流不超过30mA的漏电保护器，在其他保护措施失效时，可作为直接接触的补充保护，但不能作为惟一的直接接触保护。

（六）选用漏电保护器，应根据保护范围、人身设备安全和环境要求确定。一般应选甩电流型漏电保护器。

（七）当漏电保护器做分级保护时，应满足上下级动作的选择性。一般上一级漏电保护器的额定漏电动作电流应不小于下一级漏电保护器的额定漏电动作电流、或是所保护线路设备正常漏电电流的2倍。

（八）在不影响线路、设备正常运行（既不误动作）的条件下，应选用漏电动作电流和动作时间较小的漏电保护器。

（九）在需要考虑过载保护或有防火要求时，应选用具有过电流保护功能的漏电保护器。

（十）在爆炸危险场所，应选用防爆型漏电保护器；在潮湿、水汽较大场所，应选用密闭型漏电保护器；在粉尘浓度较高场所，应选用防尘型或密闭型漏电保护器。

五、过电流保护

过电流是指电气设备或线路的电流超过规定值，有短路和过载两种情况。短路和过载都将使电气设备或线路发热超过允许限度，从而引起绝缘损坏，设备或线路烧毁，甚至引起火灾事故。为了保障安全可靠供电，电网或用电设备应装设过电流保护装置，当电网发生短路或过载故障时，过电流保护装置动作，迅速可靠地切除故障，避免造成严重后果。

常用的过电流保护装置有熔断器、热继电器、电磁式过电流继电器。熔断器主要用来保护电气设备及线路的短路，对于照明负荷，也可用作过载保护。热继电器是一种利用双金属片在通过电流时产生热量，使其温度升高，发生变形，使触电动作的元器件分离，用来保护电气设备的过载。电磁式过电流继电器是一种利用电流产生磁力使开关自动切断的装置。

六、防雷电保护

雷是一种大气中的放电现象。这种放电，时间很短促，电流极大，高达200～300kA，放电时温度可达20000℃，放电的瞬间出现耀眼的闪光和震耳的轰鸣，具有强大的破坏力，可在瞬间击毙人畜，焚毁房屋和其他建筑物，毁坏电气设备的绝缘，造成大面积、长时间的停电事故，甚至造成火灾和爆炸事故，危害十分严重。

防雷包括电力系统的防雷和建筑物与其他设施的防雷，主要措施是采用避雷针（线、网）和避雷器。

避雷针以及避雷线和避雷网能保护建（构）筑物和高压输电线路等免受雷击。烟囱、水塔、井架和高大的建筑物以及存有易燃、易爆物质的房屋（如炸药库、油库等）上，应装设避雷针（线、网）。避雷针的接地要牢靠，接地电阻一般不应超过10Ω。

避雷器是用来限制电力系统过电压幅值，以保护电气设备的过电压保护装置。避雷器通常顶端接电气线路，底端接地，平时有很大的电阻，像绝缘体，使在正常状态下不致漏电。一旦线路上产生过电压时，避雷器被击穿而成导体，在线路和大地间放电，使线路和设备免遭损坏。当电压消失时，避雷器停止放电