整理煤矿井下电气设备保护措施文档格式.docx

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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2Ω。

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1Ω。

（1）所有电气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2Ω。

（2）下列地点应装设局部接地极：

①采区变电所（包括移动变电站和移动变压器）。

②装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备。

③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个局部接地极。

④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。

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：

①电缆在井下长期运行中，绝缘老化、受潮，导致绝缘性能下降。

②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。

①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。

②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。

③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。

①电缆与设备连接时，相线与地线接反。

②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。

③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。

①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。

②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。

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，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

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：

附加直流电源保护方式和零序电流保护方式。

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。

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整定。

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

1140V

20kΩ

40kΩ

660V

11kΩ

22kΩ

380V

3．5kΩ

7kΩ

127V

1．5kΩ

3kΩ

4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2500~4000℃，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。

（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：

①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。

②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。

（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。

2、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。

安装与调试：

①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。

②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。

③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6～10mm的单芯橡胶电缆。

④安装完毕，要严格检查防爆面间隙，必须达到标准。

⑤经检查外部接线无误后方可送电。

送电后，正常时黄灯和绿灯亮。

⑥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。

⑦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。

⑧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。

①供电电网电压不得超过额定值的85%～105%。

②电缆相间绝缘电阻不得小于2kΩ，否则装置可能自动跳闸。

③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。

④打开门盖时，应先断电，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。

⑤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、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。

《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。

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5mm。

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。

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。

设置在水沟内的局部接地极应用面积不小于0.6m²

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。

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

的镀铅铁线，或厚度不小于4mm、截面不小于100mm²

（2）接地导线、连接导线。

的镀铅铁线，或厚度不小于4mm、截面不小于50mm²

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、接地装置的检查

（1）安装后的检查如下：

①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。

②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。

③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。

④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2Ω。

（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

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2Ω。

（4）下列地点应装设局部接地极：

1采区变电所

2装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备。

3低压配电点或装有3台以上电气设备的地点。

4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。

5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

也可用直径不小于22mm、长度为1mde2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

（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电流。

在煤矿井下直流牵引网路的漏电电流是整个矿井杂散电流主要部分。

一、杂散电流的产生

架线电机车的牵引网络中，轨道是电流的回路，也就是说电机车从架空线上取得的电流是沿着轨道回到牵引变流所负母线上去的。

由于轨道与大地不是绝缘的，因此，本来从轨道回到牵引变流所负母线上去的电流，就有可能一本分电流不通过轨道而通过大地或其他设备、管线回到牵引变流所的负母线上去，即产生杂散电流。

此外，架空线的绝缘不良也产生杂散电流。

二、杂散电流的危害

矿井杂散电流会对临近的金属管道和铠装电缆金属外皮在成腐蚀，缩短金属管道和铠装电缆的使用寿命。

这是由于杂散电流流入大地后，金属管道和电缆外皮的电阻小于大地，因此，电路必定流入金属管道和电缆外皮。

如果流入的电流靠近回电道和电缆的一端形成阴极区（电流流入），而在管道和电缆另一端形成阳极区（电流流出）。

由电化学效应而知，在点解时，金属是从阳极进入电解槽，此时管道、大地和轨道就形成电解槽，轨道作为阳极要被腐蚀，管道作为阳极也要被腐蚀。

根据有关实验，1A的杂散电流，在一年就能腐蚀9.11kg的钢材。

因此，牵引网络中杂散电流对金属管道和电缆外皮的腐蚀是严重的。

一般情况下，由于电机车在不断的运行着，轨道的腐蚀点是分散的，几乎分布在轨道的全长上，所以腐蚀不明显。

对金属管道和电缆外皮来说，阳极区是永远靠近回电点处，腐蚀是集中的、经常的，情况是较严重的。

矿井杂散电流还可能引起电雷管的先期爆炸，威胁人员安全。

这是由于一般电雷管只需1~1.5V的电压就可以引爆，在杂散电流的影响下，轨道与大地之间的电位差有可能达到1~1.5V。

因此，两根爆破线一根与轨道接触，另一根与地接触就可能引爆雷管。

杂散电流流经的途径还会产生火花，有可能引起瓦斯煤尘燃烧与爆炸。

三、杂散电流的防治措施

1、降低钢轨电阻，增大通过钢轨的电流

（1）线路上所有钢轨接缝处，必须用导线或采用轨缝焊接工艺加以连接。

连接后每个接缝处的电阻，不得大于有关规定。

（2）两平行钢