井下供電安全技術--煤礦電工學培訓課件

煤礦電工學

第二章 井下供電安全技術

第二章 井下安全供電技術

第一節 電火災及其預防

第二節 礦用電氣設備及其防爆

第三節 觸電及其預防

第四節 井下電氣設備的保護接地

第五節 井下漏電保護裝置

第六節 井下過流保護裝置

第二章 井下供電安全技術

第一節 電火災及其預防

第一節 電火災及其預防

一、井下引起電火災的主要原因

二、電火災的預防措施

三、井下電火災的撲滅

一、井下引起電火災的主要原因

①電網過流。過流時電氣設備的溫度很高，特別是短路電弧溫度更高，從而點燃絕緣材料或瓦斯、煤塵。

②漏電火花。電網漏電點會產生電火花，引燃瓦斯和煤塵。

③電路接觸不良。導線、元器件接觸不良會增大接觸電阻，當較大的負荷電流通過時，產生高溫引起火災。 ④電器散熱不良。井下照明燈罩上覆蓋的煤塵會使燈具散熱不良，溫度升高，導致煤塵燃燒而形成火災。 ⑤架線電機車電弧引燃木支護棚著火。

(1)合理選擇電氣設備的容量及電纜截麵，防止過載。同時校驗高低壓開關設備及電纜的動穩定性及熱穩定性。防止高低壓開關斷流容量不足而不能滅弧，發生弧光短路，短路電流進而引燃電纜。 (2)對輸電線路和用電設備必須設過流保護和漏電保護，並按煤礦井下低壓電網短路保護裝置和漏電保護的整定細則進行整定和校驗。若開關因短路、漏電跳閘，不排除故障不許反複強行送電。 (3)為了防止已著火的電纜脫離電源或火源後繼續燃燒，必須采用合格的礦用阻燃(不延燃)橡套電纜。 (4)為防止散熱不良，電纜不準盤圈、成堆或壓埋送電，電纜懸掛要符合《煤礦安全規程》要求。

(5)為防止接觸不良，加強高壓電纜接線盒、尤其是鋁芯電纜接線盒的檢查。鋁芯接頭處極易氧化，產生較大接觸電阻，電流通過時使接頭過熱以致燒毀絕緣，甚至引起芯線相間短路，造成接線盒“放炮”，熔化起火。接線盒處不得有可燃物。 (6)井下禁止使用帶油的電氣設備，如礦用油浸式變壓器、油浸紙絕緣電纜。以防油遇火引起火災。 (7)井下照明燈應懸掛、必須有保護罩，不準將照明燈放置在易燃物上，不準用燈泡取暖。 (8)為防止架線電機車運行時產生電弧高溫引燃木棚著火，架線電機車行駛的巷道，必須是錨噴、砌镟或混凝土棚支護。 (9)變配電硐室防火。硐室應備有足夠的幹式滅火器和沙箱、鐵鍬，機電硐室不得用可燃性材料支護，並應有防火密閉鐵門。

(10)嚴禁違章指揮、違章作業，做到十不準： ①不準帶電檢修。 ②不準甩掉無壓釋放器、過流保護裝置。 ③不準切除檢漏電繼電器、煤電鑽綜合保護和局部通風機風電閉鎖裝置。 ④不準明火操作、明火打點、明火放炮。 ⑤不準用銅、鋁、鐵絲等作熔體。 ⑥停風、停電的采掘工作麵，未檢查瓦斯不準送電。 ⑦有故障的供電線路不準強送電。 ⑧電氣設備的保護裝置失靈後不準送電。 ⑨失爆設備、失爆電器不準使用。 ⑩在井下不準拆卸礦燈。

(11)采用保護接地、添加抗靜電劑可以消除靜電。保護接地可以防止電荷積累，物體上的靜電可以通過接地引線引入大地，避免出現高電位，減小物體對地的電位差。在普通的材料中摻人抗靜電劑，例如抗靜電風筒、抗靜電膠帶、托滾等，可以減小靜電電荷量。在選擇這些材料時應選擇具有“煤礦礦用產品安全標誌證書”的產品，這些產品都具有阻燃、抗靜電性能。 (12)采用火災自動報警裝置。目前應用在電氣防火的產品主要有防漏電報警係統、防過載報警係統、電纜溫度報警係統等類型，其特點是能準確地探測到電纜線路的異常狀態，通過處理將信息提供給維護人員，這樣可以將電氣火災的隱患消滅在萌芽狀態。

三、井下電火災的撲滅

電氣設備著火以後往往都帶電，因此不能用普通的泡沫滅火器或用水來滅火。

首先將著火的電氣設備或電纜的電源切斷，再用沙子和幹粉滅火器來滅火。必要時，在確知已經斷開電源後，方可用水、泡沫滅火器等普通滅火方法來撲滅火災。

對大麵積的火區可以采用砌築密閉防火牆隔絕空氣實現滅火，還可向火區灌漿、注入惰性氣體加快滅火。

電火災產生的原因：過流、漏電、接觸不良等產生的電火花、散熱不良產生的高溫、架線電機車的電弧。

電火災的預防：防止過流、漏電、接觸不良、散熱不良、架線電機車巷道用不燃材料支護。

電火災的撲滅：1.采用幹式滅火器和沙子滅電火災。2.用水、砂、滅火器等直接撲滅，注意必須在斷電下進行。3.構築防火牆，使其自然熄滅;同時灌漿、注入惰性氣體等加速撲滅。

思考題

2-1.電火災產生的原因是什麼?如何防止電火災的產生?如何熄滅電火災，應注意什麼問題?

2-2.電氣方麵引起瓦斯和煤塵爆炸的原因有哪些?

第二章 井下供電安全技術

第二節 礦用電氣設備及其防爆

第二節 礦用電氣設備及其防爆

一、隔爆型電氣設備

二、本質安全型電氣設備

礦用電氣設備

礦用電氣設備是指使用在煤礦井下條件的各種電氣設備

礦用一般型

具有“五防”：防機械損傷、防潮、防鏽、防觸電、防過載等功能，但不具有防爆性能。

所以隻適用於沒有沼氣、煤塵爆炸危險的井下。如低瓦斯礦井的井底車場、總進風巷道或主要進風巷道等處。

礦用防爆型

礦用防爆型設備除具有礦用一般型的功能外，還具有防爆功能。

故用於井下有爆炸危險的場所。

其種類較多，但使用最多的是礦用隔爆型設備和本質安全型設備。

一、隔爆型電氣設備 標誌Ex dI(點擊觀看) ——采用隔爆外殼的電氣設備

隔爆外蓋 平麵止口式隔爆接合麵 隔爆接線盒

1.隔爆外殼的耐爆性

影響耐爆性的因素

沼氣濃度為9.8%左右時

外殼的淨容積大

外殼的散熱麵積對其容積之比小

外殼的間隙小

保證耐爆性的條件

必須進行強度試驗，且滿足下表要求：

防止多空腔連通造成壓力疊加.

在A腔發生爆炸後，壓力波將以聲速湧入B腔，使B腔中的爆炸性氣體受到預壓。A腔中爆炸生成的火焰傳入B腔，在B腔發生爆炸時，其爆炸壓力將按B腔內預壓力的大小成正比例增加，有時可達40個大氣壓。這一現象就稱作壓力重疊。

2.隔爆外殼的隔爆性

隔爆外殼的隔爆性又稱不傳爆性，即當爆炸性混合物在殼內爆炸時所產生的高溫氣體或火焰，通過外殼與外蓋各接合麵處的間隙噴向殼外時能得到足夠的冷卻，使之不會點燃殼外的爆炸性混合物。

這種具有隔爆性的接合麵，稱為隔爆接合麵(點擊觀看)

保證隔爆性的條件

隔爆接合麵的最大間隙、最小長度和最大粗糙度必須滿足表2-2要求。

平麵止口隔爆接合麵

圓筒隔爆接合麵

帶有滾動軸承的圓筒結構

滾動軸承 隔爆接合麵間隙

二、本質安全型電氣設備 Ex iI標誌

——采用本質安全電路的電氣設備

降低電火花能量措施

在合理選擇電氣元件(繼電器)的基礎上，盡量降低供電電壓。

在電路中串接限流電阻或利用導線本身電阻來限製電路的電流。

電感元件兩端並聯二極管，消耗斷開電路時電感元件釋放出來的磁場能量。

電容元件兩端並聯二極管或電阻，消耗斷開電路時電容元件釋放出來的電場能量。

本質安全型電氣設備特點

優點：與隔爆電氣設備相比，具有結構簡單、體積小、重量輕、製造、維修方便、費用低、安全可靠等特點，是一種比較理想的防爆設備，在技術性能滿足要求的情況下，應優先考慮選用。

缺點：隻能用於低電壓、小電流回路。

隔爆兼本質安全型設備 標誌EX diI

——將主回路放在隔爆外殼內，輔助回路采用本質安全電路。

優點：可用於有爆炸危險的場所，即可減小設備的體積、保證安全，又不受電壓、電流的限製。

缺點：需設本安電路與非本安電路的隔離電路。防止出現故障時導致非本質安全電路影響本質安全電路的安全。

隔爆兼本質安全型設備 -隔離電路

可采用光電耦合、變壓器隔離;也采用由快速熔斷器和晶體穩壓二極管組成的安全柵，或由晶體管組成的限能器來加以隔離。

其他防爆電器標誌EX I.

增安型電氣設備(標誌為“e”) EX eI

正壓型電氣設備(標誌為“p”) EX pI

充油型電氣設備(標誌為“o”) EX oI

充砂型電氣設備(標誌為“q”) EX oI

無火型電氣設備(標誌為“n”) EX nI

澆封型電氣設備(標誌為“m”)EX mI

氣密型電氣設備(標誌為“h”) EX hI

特殊型電氣設備(標誌為“s”) EX sI

思考題

2-3 礦用一般型和礦用隔爆型電氣設備分別適用於何種場合?隔爆型電氣設備的主要結構特點是什麼?什麼是它的隔爆性及耐爆性?對此有哪些具體要求和規定?

2-4 什麼是本質安全型電氣設備和本質安全電路?如何實現本質安全電路?試說明本質安全型電氣設備的基本特點及其適用範圍。

第二章 井下供電安全技術

第三節 觸電及其預防

第三節 觸電及其預防

一、觸電的危險因素

二、觸電的預防

三、觸電的急救

一、觸電的危險因素

觸電事故是指人體觸及帶電體，或人體接近高壓帶電體時有電流流過人體而造成的事故。按電流對人體傷害的程度，觸電大致分為電擊和電傷。

電擊。指電流通過人體內部器官，使心髒、呼吸和神經係統受到損壞。電擊多數可致人於死地，所以是最危險的。

電傷。指電流通過人身某一局部或電弧燒傷人體造成體表器官的破壞。當燒傷麵積不大或程度不深時，不致有生命危險。

一、觸電的危險因素

觸電對人體的危害程度是由多種因素決定的，但流經人體電流的大小、頻率、作用時間及其途徑是主要因素，電流的大小起決定作用。

與電流大小相關的有人體觸電電壓、人體電阻。

人身電阻包括體內電阻和皮膚電阻。

體內電阻較小，基本不受外界因素影響，故人身電阻主要是皮膚(角質層)電阻，其數值隨人的皮膚狀況、觸電時間及觸電電壓的不同變動很大。

若皮膚幹燥無損時，人身電阻可達10kΩ～100kΩ，反之，人身電阻可降至0.8kΩ～1kΩ 。

根據歐姆定律和人體電阻、觸電電流安全極限值，可知安全觸電電壓極限值約為30～50V，但因人體電阻與工作條件有關，我國規定安全觸電電壓：

在條件較好的場所為65V，條件較差的場所為36V，特別危險的場所為12V。

隨著觸電時間的增加，人體發熱出汗增加，人身電阻會逐漸減小，使觸電電流逐漸增大。

即使觸電電流是安全電流，若持續時間過久也會造成死亡事故;反之，即使觸電電流大於安全電流，若能迅速脫離電源也不致有生命危險 。

電流通過人體內部器官，使心髒、呼吸和神經係統受到損壞。電擊多數可致人於死地，所以是最危險的 。

電流通過人身某一局部或電弧燒傷人體造成體表器官的破壞。當燒傷麵積不大或程度不深時，不致有生命危險 。

同樣電流值下交流的危險大於直流。

工頻交流的危險大於高頻交流。

1.避免觸電—防止人觸及帶電體。

2.減少觸電危險-使人體的觸電電流、觸電時間、觸電電壓小於安全值。

(1)將裸露導體的帶電設備安裝在一定高度上。如井下電機車架空線的敷設高度，在行人巷道不得低於2m，不行人巷道內不得低於1.8m，井底車場內不得低於2.2m

(2)將易接觸(近)的電氣設備置於封閉的外殼內並設閉鎖裝置，以防帶電打開外殼

(3)將操作時需觸及的電氣設備加強絕緣。如煤電鑽手把上再加一層絕緣套

(1)對經常接觸的電氣設備采用低壓供電。如煤電鑽及井下照明、信號設備工作電壓不得超過127V，開關的控製電路電壓不得超過36V。

(2)將電氣設備的金屬外殼接地以減小其內部絕緣損壞使外殼帶電而對人造成危害 。

(3)向井下供電的變壓器中性點嚴禁直接接地。

人若觸及一相帶電體，人身的觸電電壓為相電壓，對於380V電網，相電壓Up為220V，人體電阻Rh為1kΩ，則人身觸電電流Ih為：

Ih=

如果660v電網呢?

(4)在井下中性點不接地電網中加設漏電保護裝置

觸電急救要求把握兩點，既動作迅速和救護得法。當發現有人觸電時，不要驚慌失措，首先應盡快使觸電者脫離電源。然後再根據觸電者的具體情況盡快進行搶救。

點擊觀看錄像

(1)脫離低壓觸電者的電源

附近有電源開關或插銷，可立即斷開，以切斷電源

附近無電源開關和插銷，可用帶絕緣柄的鉗子或有幹燥木柄工具或其它帶有絕緣的器具把電線砍斷。

如果是電線落在身上或壓在身下，可用幹燥的木棒或木板等絕緣物把電線挑開，或用幹燥的衣服、手套等拉開觸電者，使其脫離電源。

如果觸電者的衣服是幹燥的，也可以用一隻手直接去拉觸電者的衣服，使其脫離電源。但搶救者不得觸及帶電者的皮膚等易導電部位，防止觸電。

(2)脫離高壓觸電者的電源

如果觸及高壓電源，應立即通知有關部門停電，或戴上絕緣手套，穿上絕緣靴，用相應耐壓等級的絕緣棒或絕緣鉗進行上述脫電工作。

(1)脫電後立即將觸電者抬到空氣新鮮處躺好，最迅速地檢查一下觸電者是否失去知覺瞳孔有無光反射，摸摸脈搏，聽聽心髒是否跳動，用棉絮放在鼻孔處觀察有無呼吸，按一下指甲有無血液循環。

(2)根據傷害程度采用不同的救護方法。觸電者還未失去知覺，可平臥繼續觀察;如已失去知覺，但還有呼吸，則應解開他的衣帶、以利呼吸;如已停止呼吸，或呼吸不規則，但有心跳，要迅速進行人工呼吸;如已停止呼吸和心跳，或心跳不規則，還須在人工呼吸的同時進行體外心髒擠壓。

(1)人工呼吸法

人工呼吸法是一種用人工的方法，恢複觸電者的呼吸。

(a) 頭部後仰 (b) 捏鼻張口 (c) 貼近吹氣 (d) 放鬆換氣

圖 2-6 口對口人工呼吸

(2)體外心髒擠壓法

它是用人工的方法在胸外擠壓心髒，恢複心髒跳動。

1.觸電的安全值：30mA 30mAS 36v

2.觸電的預防：

避免觸電：帶電體高架、封欄並閉鎖、絕緣

減少觸電危險：降壓、外殼接地、中性點不接地、漏電保護

3.觸電的急救：

兩快：“快速斷電”“快速施救”

兩救：“正確施救”“堅持施救”

思考題

2-6 井下人體電阻、極限安全電流，安全接觸電壓各取何值?

2-7 預防觸電有哪些措施?觸電急救的方法有哪些?各在何種情況下采用?

第二章 井下供電安全技術

第四節 井下電氣設備的保護接地

第四節 井下電氣設備的保護接地

一、保護接地的原理

二、井下保護接地係統

三、接地網接地電阻的檢查與測定

四、低壓選擇性漏電保護係統

一、保護接地的原理

電氣設備的金屬外殼及構架在正常情況下是不帶電的。但如果電氣設備絕緣損壞，其金屬外殼和構架就要帶電。此時人若觸及它們，就會發生觸電事故。

為了預防這一事故，重要措施之一就是對電氣設備實行保護接地。

一、保護接地的原理

1.保護接地

就是把電氣設備的金屬外殼和構架，用導線與埋在地中的接地極連接，如圖2-8b所示。

2.保護原理

接地裝置與人體構成並聯電路，並聯電壓相等保護接地裝置接地電阻RE越小，通過人體的電流將越少，因而越安全。

保護接地的關鍵是將保護接地裝置的接地電阻值降低到規定的範圍內就可以使流過人體的電流不超過安全極限電流達到減小觸電危險目的

《煤礦安全規程》規定：接地網上任一保護接地點的接地電阻≤2Ω。

接地電阻的降低

保護接地係統—將各接地極經接地芯線並聯而成

三、接地網接地電阻的檢查與測定

接地網各組成部分的檢查與維修

(1)接地母線和接地導線的導體是否完整、平直與連續，鐵質導體有無嚴重鏽蝕、斷裂或開焊現象，銅導線有無斷絲或斷線。如發現有損壞達到超過規程允許截麵的情況，應及時進行處理或更換，並作好記錄。設置在有腐蝕性環境中的接地母線與接地導線，還應定期塗防腐塗料。

(2)接地母線和接地導線與金屬外殼、接地極間的連接是否完整可靠，如果用螺栓連接時，是否裝有彈簧墊圈、壓接是否堅固可靠;如果采用焊接，其焊縫是否符合規定。若發現有連接不符合規定者，應立即進行處理，並做好記錄。

三、接地網接地電阻的檢查與測定

接地網各組成部分的檢查

(3)穿牆壁或基礎的接地母線防護套管是否完好;與電纜，管道等交叉時，其遮蓋物是否完好。

(4)每年至少要將主接地極和局部接地極，從水倉或水溝提出來，詳細檢查一次。兩個主接地極，應該輪流分別檢查，不能同時提出來檢查，以免影響安全。如果礦井水含酸性較大，應適當增加檢查次數，如發現嚴重鏽蝕或接觸不良等情況，應立即處理。

(5)對於設置在水溝以外的管狀局部接地極，應經常灌注鹽水，以保持良好的導電狀態。

三、接地網接地電阻的檢查與測定

2.接地電阻值的測定

井下總接地網的接地電阻值測定工作，應有專人負責，每季至少進行一次，並把測量結果記入登記簿，以便查閱。新安裝的接地裝置，在投入運行前，應對其接地電阻值進行測量。

在有甲烷及煤塵爆炸危險的礦井內，進行接地電阻測量時，應用安全火花型儀表，如ZC—5型安全火花接地電阻測量儀。如果用普通型的測量儀表進行測定時，隻準在沼氣濃度為1%以下的地點進行，並采取一定的安全措施，報有關部門審批

保護接地實現保護的關鍵：將接地電阻降到規定值下，才能使人的觸電電流小於安全值。

井下保護接地組成係統的優點：降低係統接地電阻，提高保護的安全性;互為備用，提高保護的可靠性

井下保護接地係統組成：是由“兩極”(主接地極、局部接地極)“五線”(主接地母線、輔接地母線、連接導線、接地導線、電纜的接地芯線)組成

井下接地係統的接地電阻規定值：≤2歐

思考題

2-9 說明保護接地的工作原理和保護接地實現保護的關鍵。

2-10 井下保護接地網是怎樣組成的?為什麼要組成井下保護接地網?

第二章 井下供電安全技術

第五節 井下漏電保護裝置

第五節 井下漏電保護裝置

一、附加直流電源漏電保護

二、零序電流式漏電保護

三、零序功率方向式漏電保護

漏電——當電網絕緣小於漏電電阻值時，人觸及後會產生觸電危險，此時稱為漏電。

漏電危害——煤礦井下由於潮氣入侵或機械損傷，引起絕緣電阻下降，導致漏電事故發生。漏電不僅會使電氣設備進一步損壞，形成短路事故，而且還可導致人身觸電和漏電火花引爆瓦斯、煤塵的危險，漏電流還會提前引爆電雷管。

漏電保護作用——實現監視絕緣、漏電保護、漏電閉鎖、漏電試驗以及補償流過人身的電容電流。

井下漏電保護裝置的類型

按電壓等級分：礦用隔爆高壓漏電監視保護裝置，低壓1140V、660V、380V動力電網礦用隔爆檢漏繼電器;127V煤電鑽(照明)綜合保護裝置。

按工作原理分：有附加直流電源的漏電保護裝置，有零序電流的漏電保護裝置。

按其保護功能分：無選擇性的漏電保護裝置、有選擇性的漏電保護裝置及漏電閉鎖的漏電保護裝置。

1.保護原理

1)監測電網絕緣電阻

接通附加直流電源組成的

檢漏回路，產生附加直流

I大小為：

當結構一定時，電源電動勢V、回路電阻ΣR一定，回路電流I與三相絕緣電阻RΣ成相反變化，用電流表測得I,再換算為相應的RΣ刻度，從而讀出絕緣電阻RΣ大小而成為kΩ表。表中漏電電阻R漏電區域為紅色，對於380v電網為3.5kΩ，660v電網為11kΩ，1140v電網為20kΩ。

1.保護原理

2)漏電保護

發生漏電時，絕緣電阻

RΣ

附加直流I>I動作(繼電器K)

KD動作，其觸點KD閉

合，接通饋電開關的脫

扣線圈YA,使得饋電開

關斷路器QF脫扣跳閘，

切斷漏電回路電源，實

現保護(點擊觀看)。

請問：

人觸及一相

電網時，漏

電保護是否

動作?

請問：

一相電網接

地時，漏電

保護是否動

作?

1.保護原理

3)漏電閉鎖

如果在開關沒有接通負載前，在三相電網對地絕緣電阻上附加直流電源檢測漏電，如果發生漏電，通過繼電器接通脫扣線圈則斷路器無法合閘，這種漏電時禁止合閘作用稱之為漏電閉鎖。

1.保護原理

4)漏電保護試驗

按下試驗按紐，接通試

驗電阻r(阻值為R漏電)，

模擬漏電發生，此時絕緣

電阻RΣ

附加直流I>I動作(繼電器K)

如果饋電開關脫扣跳閘，

說明漏電保護?

如果饋電開關不跳閘，說

明漏電保護?

1.保護原理

5)補償人體電容電流

未發生漏電時，絕緣電阻RΣ>R漏電，KD不動作但是電網線路較長時，對地電容較大，使人體的電容電流IC較大人體的觸電電流仍會超過安全值，還有觸電危險，為此必須補償人體電容電流IC

1.保護原理

5)補償人體電容電流

在三相電抗器1L與KD之間串入零序電抗器2L，產生電感電流IL流經人體，人體電流Ih中 IL與IC相量相反，相補償，使得Ih<30mA，保證了人身安全。

2.保護特點

優點：不論是對稱性漏電還是不對稱性漏電，隻要絕緣電阻下降到一定程度，保護就可以動作。且準確可靠，安全性高。還可以補償人身觸電或單相接地電流的容性分量部分。

缺點：無選擇性，由於電網各支路絕緣電阻為並聯關係，無論哪個支路絕緣電阻下降，都會使漏電動作，

結論：所以該保護裝在總開關上，故障停電範圍大，且不能直接判定故障支路。

二、零序電流式漏電保護

二、零序電流式漏電保護

二、零序電流式漏電保護

二、零序電流式漏電保護

三、零序功率方向式漏電保護

三、零序功率方向式漏電保護

二、零序功率方向式漏電保護

四、低壓選擇性漏電保護係統

本節小結

一、附加直流電源漏電保護

作用： 1)監測絕緣電阻;2)漏電保護;3)漏電閉鎖;

4)漏電試驗;5)補償人體電容電流

特點：結構簡單，使用方便，但①設在總自動饋電開關。

②無選擇性，停電範圍大。③查找漏電回路困難。

適用：作漏電的後備保護。

二、零序電流式與零序功率方向式漏電保護

作用：當開關所控線路發生漏電時，該開關動作。

特點：①設在分路開關;②有選擇性，停電範圍小

③易查找漏電回路。

適用：作漏電主保護

三、低壓漏電保護係統

總開關：設附加直流電源式漏電保護，

分開關：設零序電流保護或零序功率方向保護

思考題

2-11井下電網的漏電有什麼危害?

2-12漏電保護的類型及其作用是什麼?低壓電網漏電保護係統是如何組成的?

第二章 井下供電安全技術

第六節 井下過流保護裝置

第六節 井下過流保護裝置

一、熔斷器

二、過流繼電器

三、熱繼電器

第六節 井下過流保護裝置 -與保護接地、漏電保護並稱井下三大保護

過流--電氣設備的實際電流>額定值

過流

原因

過流

保護

常用過流保護裝置

過流

保護

裝置

一、熔斷器 —簡單的一次性過流保護裝置

1.結

構與

原理

一、熔斷器

型號

一、熔斷器 2.技術數據

熔斷器的額定電流IN-熔斷器殼體的載流部分，允許長時通過的最大電流。使用時電路IN>工作電流

熔體的額定電流IN′-長時通過熔體而不使熔體熔斷的最大電流。使用時， IN′ ≥IN。如在額定電流為200A的熔斷器中，可分別裝額定電流為100、125、160和200A幾種規格的熔體，須根據實際需要選配。

熔斷器的極限斷路電流Isb-熔斷器所能切斷的最大電流。使用時，所切斷的最大短路電流≤ Isb

熔斷器的額定電壓UN-熔斷器長時所能承受的正常工作電壓。使用時所接電網的電壓≤ UN

保護特性—熔斷時間與熔體電流的關係(安秒特性)

熔斷器具有反時限特性可作?

過載保護。但是不宜作電動機

的過載保護，因為電動機啟動

時電流為4~6倍額定電流，使

過載保護誤動作。

短路時熔體電流很大，熔斷時

間很短，故熔斷器可作?

電動機的短路保護。

一、熔斷器 3.使用注意事項

熔斷器中的熔件必須選用特製的熔絲或熔片，不能用銅絲、鋁絲、鉛絲和鐵絲等難熔金屬代替;

切除三次大的短路電流後，RM型熔斷器的纖維管被燒薄，機械強度和滅弧能力顯著降低，因而應更換否則會發生外殼爆炸或向外飛弧，引起嚴重事故;

當熔斷器中需並聯兩個熔片時，必須選用刻有“兩片”字樣的熔件，並分裝在接觸閘刀的兩麵，不能將兩片重迭裝在一起，更不能在熔管外附加熔絲;

井下禁用不合格的熔斷器，也不準拆去熔管不用。

二、過電流繼電器 -可重複使用的過流保護裝置

類 型

1.電磁式繼電器-結構原理

結構

與

原理

1.電磁繼電器-技術數據

繼電器的額定電流IN-繼電器的載流部分，允許長時通過的最大電流。使用時電路工作電流

繼電器的動作電流Iop -使繼電器銜鐵動作的最小電流。須根據保護整定值確定。

繼電器的返回電流IRE-使繼電器銜鐵釋放的最大電流。

繼電器的返回係數KRE -繼電器返回電流與動作電流的比值。返回係數小於1

2.電子式繼電器-原理

原理框圖

2.電子式繼電器-舉例 JDB電動機綜合保護外電路

外形與電路連接

2.電子式繼電器-舉例 JDB電動機綜合保護外電路

功能

3.熱動式繼電器-結構與原理

結構與原理

3.熱動式繼電器-電路符號

3.熱動式繼電器-技術數據

熱繼電器的額定電流IN-熱繼電器的載流部分，允許長時通過最大電流。使用時電路IN >工作電流

熱元件的額定電流IN′ -使熱繼電器不動作的最大電流。使用時IN′≥ IN 。 如熱繼電器額定電流為60A，可裝熱元件的額定電流為22、32、45A等

整定電流及其調節範圍 -熱元件調節刻度上所規定電流值,如熱元件的額定電流22A，調節範圍為14～18～22A,整定電流為調節凸輪確定其中某值

3.熱繼電器-使用

JR9係列限流熱繼電器由電磁元件和熱元件兩部分組成，電磁元件相當於電磁式電流繼電器，可作為電動機的短路保護;熱元件相當於熱繼電器作過載保護之用。

JR0、 JRl5、 JRl6D係列為具有差動導板的三相熱繼電器，它不僅可作為電動機的過負荷保護，還可作為斷相保護。

熔斷器 過流繼電器

思考題

對短路保護裝置有哪些要求?常用的短路保護裝置有哪些?

對過載保護裝置的基本要求是什麼?常用的過載保護裝置有哪些?

井下供電安全主要有電火災預防、觸電預防、電氣設備過流保護和防爆。

電火災產生主因是電網過電流，而過流又是由短路、過載和斷相引起的。因此要防止過流。電火災撲滅方法有直接滅火、隔絕滅火和混合滅火。都必須先斷電。預防觸電主要有避免觸及帶電體和減少觸電危險。前者主要將帶電體高架或加裝外殼並采取閉鎖;後者主要從減少人體觸電電流、觸電電壓和觸電時間等著手。

向井下供電變壓器中性點采用不接地方式，其出現接地故障或者人身觸電事故產生的危害程度較小，但電網對地電容較大時，其危害程度增加，需采用中性點經電感線圈或高電阻接地方式。並采用漏電保護和保護接地措施保證人身安全和防止漏電點燃瓦斯和電雷管。

保護接地的關鍵是接地電阻小於規定值，因此保護接地應組成係統，各組成部分的規格和設置必須符合《煤礦安全規程》的規定。

漏電保護主要實現絕緣監視、漏電保護和補償人身觸電的電容電流。漏電保護又分為無選擇性和有選擇性的。前者采用附加直流電源的原理，後者采用零序電流或功率方向原理。

過流保護裝置又分為短路保護、過載保護和斷相保護。短路保護要求瞬間動作，後兩者可以按反時限延時動作。熔斷器是最簡單的一次性過流保護裝置，但對電動機隻能做短路保護。各種繼電器須與接觸器或脫扣器配合實現過流保護，熱繼電器隻適用於做過載和斷相保護，電子繼電器具有功能完善、保護齊全、靈敏可靠、調控方便等優點，特別是單片機集成電路，使其優點更為突出，在井下獲得了廣泛的應用。

過流保護、保護接地、漏電保護組成井下三大保護。

礦用電氣設備分為礦用一般型和礦用防爆型兩大類。前者用於沒有瓦斯和煤塵爆炸危險的場所，後者用於有瓦斯、煤塵爆炸危險的場所，常用的有隔爆型和本質安全型，前者具有耐爆性和隔爆性，後者具有本質安全電路。前者用於主回路，後者用於通訊、監測、信號等回路。