井下电气设备安全保护措施.docx

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井下电气设备安全保护措施

井下电气设备安全保护措施

一、井下电气保护采取措施

（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。

（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。

（5）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。

（6）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。

（7）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。

（8）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。

（9）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。

⑤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。

⑥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。

二、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。

现象有：

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。

现象有：

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。

现象有：

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。

三、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