煤礦井下電氣保護

煤礦井下電氣保護
在供電係統的運行過程中，往往由於電氣設備絕緣損害，操作維護不當以及外力破壞等原因，造成短路、漏電、斷想等故障或其他不正常的運行狀態，影響礦井的正常生產，甚至危及人身安全或造成大的瓦斯、煤塵爆炸02manbetx.com 。因此，供電係統發生故障時，必須及時采取有效的電氣保護措施排除隱患，以免產生嚴重的後果。
一、井下保護接地
在煤礦井下由於工作條件惡劣，造成對地絕緣電阻降低，人體接觸帶電體時，很有可能發生危險，為此，井下供電設備采取了保護接地的措施。
在井下變壓器中性點不接地係統中，將電氣設備正常情況下不帶電的金屬外殼和構架用導線與埋在地下的接地極連接起來，成為保護接地。這樣，人身觸及這種帶電的設備金屬外殼時，由於接地連接導線；接地極和土壤三者的總電阻比人身電阻要小幾十倍，因此，漏電故障電流大部分將通過接地極流入大地，通過人身的電流就很小了，對人身不會有傷害。因此，《煤礦安全01manbetx 》第482條規定：電壓36伏以上和由於絕緣損壞可能帶有危險電壓的電氣設備的金屬外殼、構架，鎧裝電纜的鋼帶(或鋼絲)、鉛皮或屏蔽護套等，都必須有保護接地。
為了保證人身安全，對井下設置的所有接地連接導線、接地母線、接地極、電纜的接地芯線等保護接地

部件，人人都要愛護，保證它們連接可靠，正常發揮安全保護作用。
如某礦井下一電工，受命給原來故障局通電纜接線，安裝好後送電，發現局通不轉，電工向前檢查局通，當手觸及到局通時，電工倒地身亡。這是一起在沒有接地保護的情況下，因一相觸及外殼帶電，人員觸及帶電設備外殼而造成的觸電傷亡02manbetx.com 。
二、井下漏電保護
當井下采用中性點不接地的供電係統和保護接地措施提高了電網的安全程度，但仍存在一些缺點，如：電網對地絕緣電阻下降過大，當人體觸電時，流經人體的電流仍將達到危險值；電網一相接地故障常常不易發覺，這將對人身觸電及瓦斯爆炸造成更大的危險；當人體直接觸及帶電體時，保護接地也不起作用等等。為此井下供電係統還必須裝設漏電保護裝置。
（一）漏電保護的作用
（1）防止人身觸電。漏電保護可以縮短人身觸電的時間，降低通過人身的電流，從而保證人身的安全。
（2）防止漏電流燒毀電氣設備。在電網中出現漏電故障後，漏電保護裝置先動作，將故障排除，避免漏電流長期存在。
（3）防止漏電電流引起礦井瓦斯，煤塵爆炸的危險。
（4）對於由短路引起的接地故障，漏電保護還可起短路保護的後備保護作用，一旦短路保護裝置拒動，漏電保護裝置還可使開關跳閘。
（二）檢漏繼電器
1、漏電保護裝置：檢漏保護裝置又叫檢漏繼電器一般裝設在井下變電所，低壓總饋電開關的負荷側。為保證工作可靠，應水平安置在特製的架子上。檢漏裝置應靈敏可靠，嚴禁甩掉不用。
2、檢漏繼電器的主要保護功能有兩條：第一是當係統漏電，並且其火花能量達到能夠引起爆炸性瓦斯爆炸時，在瓦斯還沒有來得及爆炸之前，就自動將故障電源切斷；第二是人身觸及一相火線或帶電的設備金屬外殼時，如果流過人身的電流大小有可能使人觸電傷亡，在人身還沒有觸電感覺之前，它就將人身觸及部分的電源切斷了。它既可防止漏電火花引起瓦斯爆炸，又可防止人身觸電傷亡，確實是一種與煤礦井下工人的安全和礦井安全直接有關的重要安全保護器。
如某礦回風巷，作業人員帶電移動開關和幹式變壓器，由於幹式變壓器電源電纜芯線外絕緣磨破，芯線接觸外殼，而采區變電所內漏電繼電器觸點燒壞，係統在無漏電保護狀態下運行，使幹式變壓器外殼一直帶電，兩名工人手扶外殼觸電死亡。
《煤礦安全01manbetx 》規定：井下低壓饋電線上，必須裝設帶有檢漏保護裝置或有選擇性的漏電保護裝置保證自動切斷漏電的饋電線路。
（三）井下常見的漏電故障
1、運行中的電氣設備絕緣部分受潮或進水、電纜長期浸泡在水中，使相與地之間的絕緣電阻下降到危險值或以下，造成一相接地漏電。
2、鎧裝電纜受機械或其它外力的擠壓、砍砸、過度彎曲等而產生裂口或縫隙，長期受潮氣或水分侵蝕，使絕緣損壞而漏電。
3、礦用橡套電纜因砍砸、擠壓或針刺，造成火線與地線直接接通或火線通過屏蔽層與地線接通，或者是通過潮氣形成漏電通道，甚至使導電芯線裸露。
4、電纜與電氣設備連接時，由於火線接頭壓接不牢、封堵不嚴、接線嘴壓板不緊，移動時接頭脫落，造成一根火線與外殼搭接或接頭發熱燒壞而漏電。
5、電氣設備內部的連接線頭脫落、長期過負荷運行等使絕緣損壞造成一相火線接外殼而漏電。這種故障在電動機內比較多見。
6、維修電氣設備時，由於停錯電、送錯電或施工不慎造成人身觸及一相火線而漏電。
7、維修電氣設備時，由於工作馬虎，將工具、導電材料、導電物件遺留在設備內，造成一相火線接外殼而漏電。
8、電氣設備內部任意增設其它部件，使帶電部分與外殼之間的電氣距離小於規定值，造成火線對外殼漏電接地。
9、電纜與電氣設備連接時，由於接錯線．使一相火線接外殼而漏電。
從上述故障可見，隻要按章作業，加強維護和巡回檢查，漏電故障是完全可以避免的。
三、井下低壓電網的過流保護
井下低壓電網上除采用保護接地和裝設漏電保護裝置外，還須裝設過流保護裝置，當低壓電網發生短路、過載斷相故障時，能迅速切斷電源，防止更大02manbetx.com 的發生。
（一）短路
在三相供電係統中有兩根或三根火線直接碰接在一起；在直流係統中兩根電源線直接碰接在一起，用電設備就被碰接點“短路”了。這時從碰接點到電源之間將流通強大的短路電流，這種電流要比正常工作電流大幾十倍。上述故障都叫短路。
短路狀態下，電流不經過負載，而直接流回電源，此時電路電流將比正常狀態增大幾十以至幾百倍。此種電流稱短路電流，短路電流危害極大，可燒毀電氣設備，引起火災；造成瓦斯煤塵爆炸；使供電電網電壓下降，影響電網其它部分正常工作。
所以說，短路是最危險的電氣02manbetx.com ，必須采取各種有效措施，防止發生短路事故。萬一發生短路事故時，必須有可靠的短路保護裝置，保證切斷電源，防止事故範圍擴大。
（二）過負荷
過負荷是指電動機或變壓器等的工作電流長時間超過額定值的現象。長時間的過負荷會使電動機急劇發熱，當溫升超過絕緣材料的允許值時，在一定的時間內會導致絕緣損壞，造成電動機燒毀，若不及時切出故障，會引起更大事故。在煤礦井下，尤其采掘工作麵由於電動機頻繁啟動，電網電壓過低，超載運行（如運輸機壓煤過多）等客觀原因都容易造成過負荷。
（三）斷相
斷相是指三相交流電動機的一根相線或一相繞
組斷線的現象。
四、變壓器
發電廠輸送的低電壓變成高電壓或高電壓變成低電壓的設備統稱為變壓器。
電力變壓器主要是由鐵芯、套在同一鐵芯上的高、低壓線圈和外殼三大件組成。變壓器所以能改變電壓，主要是高壓線圈的匝數多，低壓線圈的匝數少。變壓器的一次電壓和二次電壓之比，等於兩個線圈的匝數之比。這一比值就叫做變壓器的變壓比。因此，隻要改變高壓線圈和低壓線圈的匝數之比，即可改變電壓。
井下供電用的變壓器都是礦用一般型或隔爆型變壓器。礦用一般型變壓器的外殼(油箱)符合對礦用一般型電氣設備的要求，油箱內充有變壓器油。隔爆型變壓器的外殼具有隔爆性能，而且內部沒有變壓器油，是幹式變壓器。
思考題
1、什麼叫保護接地？
2、為什麼必須安裝檢漏繼電器？
3、什麼叫短路、過負荷、斷相？