《煤矿供电（第二版）》课件-第六章　煤矿供电安全技术

第五节煤矿供电安全监控系统第四节供电系统过电压保护第一节电力供电系统运行方式第二节漏电与接地保护第六章煤矿供电安全技术第三节短路与电弧防护1.了解电力系统中性点的运行方式。2.掌握煤矿供电安全的相关要求。3.熟悉供、配电系统漏电、接地保护装置的使用要求。4.了解过电压的危害及防护措施等。学习目标第一节电力供电系统运行方式一、电力系统中性点的运行方式电力系统中性点接地方式有两大类：一类是中性点直接接地或经过低阻抗接地，称为大接地电流系统；另一类是中性点不接地，经过消弧线圈或高阻抗接地，称为小接地电流系统。1.中性点不接地系统中性点不接地方式也就是中性点对地绝缘方式。中性点不接地(对地绝缘)系统电路图和相量图a)电路图b)相量图2.中性点经消弧线圈接地系统当一相接地电容电流超过10A，可以用中性点经消弧线圈接地的方法来解决，该系统即称为中性点经消弧线圈接地系统。中性点经消弧线圈接地系统a)电路图b)相量图3.中性点直接接地系统中性点的电位在电网的任何工作状态下均保持为零，又称大电流系统，主要用在110kV及以上的供电系统和380V系统。中性点直接接地系统a)三相三线制b)三相四线制二、低压配电系统的中性点运行方式地面低压配电系统按保护接地形式分为IT系统、TT系统和TN系统。1.IT方式供电系统IT方式供电系统２.ＴＴ方式供电系统ＴＴ方式供电系统３.ＴＮ方式供电系统（１）ＴＮ－Ｃ方式供电系统ＴＮ－Ｃ方式供电系统（２）ＴＮ－Ｓ方式供电系统ＴＮ－Ｓ方式供电系统（３）ＴＮ－Ｃ－Ｓ方式供电系统ＴＮ－Ｃ－Ｓ方式供电系统第二节漏电与接地保护一、漏电１.漏电故障的分类有集中性漏电和分散性漏电两种。集中性漏电又可分为长期集中性漏电、间歇集中性漏电和瞬间集中性漏电三种。２.漏电故障的危害（１）引起人身触电（２）引起瓦斯及煤尘爆炸（３）使雷管无预备引爆（４）烧损电气设备，引起火灾（５）引起短路事故（６）严重影响生产３.地面配电系统漏电故障的原因（１）电气设备长期超负荷运行导致漏电。（２）电缆出现裂口和缝隙后，长期受潮气的侵蚀，造成绝缘损坏或导电芯线外露。（３）导线连接接头脱落、接头松动，使相线与金属外壳直接搭接而造成漏电。（４）电气设备因绝缘老化，从而导致漏电。（５）操作电气设备时，一相接地，而导致漏电。（６）维修电气设备时，一相线接金属外壳。（７）维修电气设备时，由于操作错误，造成人身触电而发生漏电。（８）移动频繁的电气设备，电缆芯线部分折断，与接地芯线接触而造成漏电。（９）在电气设备内增加其他部件，使带电导体与外壳之间的电气间隙或爬电距离小于安全值时，造成对外壳放电。４.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，防松装置要完好，接线方式要正确。（３）维修电气设备时要按规程操作。（４）避免电缆、电气设备浸泡在水中，防止电缆受挤压、碰撞、过度弯曲，避免划伤、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。５.煤矿井下供电常见漏电故障的原因（１）运行中电气设备因绝缘受潮或进水。（２）矿用电缆因受砍砸、挤压、铁器的划伤或刺伤。（３）电缆与设备连接时，由于芯线接头不牢、封堵不严、接线嘴压板不紧，在运行或移动时造成接头脱落或松动。（４）电气设备内部的相线绝缘老化损坏或接头脱落。（５）因维护或操作不当、施工安装不当引起漏电故障。（６）由于管理不严格而引起漏电故障。６.预防井下漏电及人身触电的措施（１）加强井下电气设备的治理和维护，定期进行检查和试验，性能指标达不到要求的应立即更换。（２）井下电缆应悬挂整洁。采煤工作面要避免乳化液泵站高压管路工作状态下窜动时与电缆产生的摩擦，掘进头的电气设备要重点防护，避免电绞钢丝绳摩擦电缆，迎头电动机负荷线要加装护套，防止机械损伤，严禁炮崩电气设备。（３）严格规范接线工艺，确保电气密封。（４）加强手持式电动工具把手的绝缘，在把手上再加一层绝缘套，形成双重保护。（５）严格按章作业，避免因误操作而引起人身触电和其他电气事故。（６）使用可靠的保护接地系统。（７）井下配电变压器的中性点禁止直接接地。二、漏电保护１.漏电故障的分类（１）防止人身触电。（２）防止漏电电流烧毁电气设备。（３）防止漏电电流产生的火花引起矿井瓦斯、煤尘爆炸。（４）对于由短路引起的接地故障，漏电保护还可起短路保护的后备保护作用。２.对漏电保护装置的要求（１）保护全面（２）安全性（３）可靠性（４）灵敏性（５）选择性３.漏电保护装置的类型（１）按电压等级不同，分为矿用隔爆高压漏电监视保护装置，低压1140Ｖ、660Ｖ、380Ｖ动力电网矿用隔爆检漏继电器，127Ｖ煤电钻（照明）综合保护装置。（２）按工作原理不同，分为有附加直流电源的漏电保护装置和有零序电流的漏电保护装置等。（３）按其保护功能不同，分为无选择性的漏电保护装置、有选择性的漏电保护装置和漏电闭锁的漏电保护装置。４.漏电保护装置的比较（１）附加电源直流检测式漏电保护（２）无附加电源直流检测式漏电保护（３）零序电压式漏电保护（４）零序电流式漏电保护（５）零序功率方向式漏电保护（６）旁路接地式漏电保护三、保护接地与保护接零１.保护接地（１）分类（２）保护接地原理（３）要求（４）不足保护接地原理２.保护接零保护接零是指在变压器中性点直接接地的三相四线制系统中，把电气设备在正常情况下不带电的金属部分与电网的零线紧密连接，有效地起到保护人身和设备安全的作用。保护接零第三节短路与电弧防护一、短路与防护１.短路的概念和危害（１）电流的热效应（２）电流的电动力效应（３）电流的电磁效应（４）电流产生电压降２.短路的原因（１）在绝大多数情况下，绝缘的破坏是由于未及时发现和消除设备中的缺陷，以及设计、安装和维护不当所造成的。（２）运行人员由于违反安全操作规程发生误操作。（３）线路断线、倒杆，鸟兽跨接裸露的导电部分而发生短路。（４）在含有损坏绝缘的气体或固体物质地区，未考虑电气间隙与爬电距离。３.短路的基本种类（１）三相短路（２）两相短路（３）单相对地短路（４）两相接地短路短路的形式ａ）三相短路ｂ）两相短路ｃ）单相对地短路ｄ）两相接地短路４.短路的防范措施（１）做好短路电流的计算，正确选择及校验电气设备。（２）正确选择继电保护的整定值和熔体的额定电流，采用速断保护装置。（３）在变电站安装避雷针，在变压器四周和线路上安装避雷器。（４）保证架空线路施工质量，加强线路维护，始终保持线路弧垂一致并符合规定。（５）带电安装和检修电气设备，要防止误接线和误操作，在带电部位距离较近的部位工作，要采取防止短路的措施。（６）加强治理，防止小动物进入配电室或爬上电气设备。（７）及时清除导电粉尘。（８）在电缆埋设处设置标记。（９）电力系统的运行、维护人员应认真学习规程，严格遵守规章制度，正确操作电气设备。线路施工，维护人员工作完毕，应立即拆除接地线。要经常对线路、设备进行巡视检查。二、电弧及其危害１.电弧的产生（１）开关触头在分断电流时之所以会产生电弧，是触头本身及触头周围的介质中含有大量可被游离的电子。当分断的触头之间存在着足够大的外施电压时，就有可能强烈地电游离而发生电弧。（２）当开关电器切断有电流的电路时，只要触头间电压大于10V，电流大于80mA，在切断的瞬时触头间产生电弧。（３）电弧是气体放电的现象。（４）当开关的触头分离切断电力回路时，触头间便产生电弧。２.电弧的熄灭（１）复合（２）扩散３.开关电器中常用的灭弧方法（１）速拉灭弧法（２）冷却灭弧法（３）吹弧灭弧法吹弧方式ａ）横吹ｂ）纵吹１—气流２—电弧３—触头（４）长弧切短灭弧法将长电弧切割成若干短电弧ａ）消弧栅侧视图ｂ）消弧栅片切弧原理１—静触头２—动触头３—金属栅片４—电弧电流５—电弧磁场（５）多断口灭弧法一相多个断口灭弧ａ）一个断口ｂ）两个断口ｃ）四个断口１—静触头２—动触头３—电弧４—触头桥５—绝缘拉杆（６）粗弧分细灭弧法（７）狭沟灭弧法（８）真空灭弧法（９）六氟化硫（SF6）灭弧法４.对电气触头的基本要求（１）满足正常负荷的发热要求（２）具有足够的强度（３）具有足够的动稳定度和热稳定度（４）具有足够的断流能力第四节供电系统过电压保护一、过电压的概念过电压的分类１.内部过电压内部过电压分为工频过电压、操作过电压和谐振过电压。２.大气过电压（１）直接雷击（２）间接雷击二、防雷措施１.高压电动机的防雷措施２.架空线路的防雷措施（１）架设避雷线（２）提高线路本身的绝缘水平（３）利用三角形排列的顶线兼作防雷保护线（４）装设自动重合闸装置３.变电所的防雷措施（１）装设避雷针（２）高压侧装设避雷器高压配电装置中避雷器的装设三、避雷器避雷器就是为防止雷电波侵入而设置的保护装置。避雷器型号表示如下：１.管式避雷器管式避雷器是避雷器中最简单的一种，主要由产气管、管内间隙和外部间隙组成。管式避雷器结构１—产气管２—胶木管３—棒形电极４—环形电极５—动作指示器S1

—管内间隙S2—外部间隙２.阀型避雷器阀型避雷器是一种性能较好的避雷器，它的基本元件是装在密封瓷套中的火花间隙和非线性电阻（阀片）。阀型避雷器的结构１—瓷套２—间隙３—阀片４—接地线５—进线３.保护间隙保护间隙是较简单的防雷设备，由两个金属电极构成，其中一个固定在绝缘子上，与带点导线相接，而另一个通过辅助间隙与接地装置相接，两个电极之间保持规定的间隙距离。角形双间隙保护１—ϕ９～

ϕ１２mm圆钢２—主间隙３—辅助间隙四、防雷保护及要求１.对雷电活动的认识（１）雷电活动的一般规律（２）雷电活动的选择性（３）建筑物易受雷击的部位２.建筑物、构筑物防雷分类及防雷措施第五节煤矿供电安全监控系统一、煤矿供电安全监控系统简介煤矿供电安全监控系统是一种结合计算机监视控制、信息远距离高速传输及煤矿井下供电设备信息实时采集与控制等技术于一身的综合性的监视、控制系统。二、煤矿供电安全监控系统的特点１.产品均为工业级设计２.系统设有防止误操作功能。３.系统能兼容多种系统的通信规约、多项协议网关，可以实现自定义通信的转换。４.采用工业化组态软件。５.系统实现了遥控、遥信、遥测、实时监测、故障录波及分析、确定故障位置、综合管理、显示、打印等功能。６.系统具有精确的过流值和时间保护、失压延时保护功能。７.多种电压等级的监控装置。三、煤矿供电安全监控系统的功能１.对电力系统的保护２.对电力系统的监控３.故障记录和报警４.对生产设备维护的指导５.开关远程整定功能６.管理功能