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1、矿井用电安全及保护矿井用电安全及保护临沧靖泰安全技术培训中心临沧靖泰安全技术培训中心机电工程师机电工程师 肖正周肖正周869808247qq.lcxizz163.培训中心培训中心一、供电系统简介一、供电系统简介二、矿用电气设备二、矿用电气设备三、漏电与触电分析三、漏电与触电分析 四、井下变压器中性点禁止接地的分析四、井下变压器中性点禁止接地的分析 五、漏电保护装置五、漏电保护装置六、六、接地与接零保护接地与接零保护学学 习习 提提 纲纲前言前言一安全基本知识一安全基本知识 安安全全生生产产方方针针：“安安全全第第一一、预预防防为为主主、综综合合治治理理三三者者是是、原原则则和和手段、措施的有机
2、统一的辩证关系。手段、措施的有机统一的辩证关系。二相关电工作业的法律法规二相关电工作业的法律法规 一法律：一法律：1、安全生产法劳动法消防法职业病防治法。、安全生产法劳动法消防法职业病防治法。2、职业病防治法首次将、职业病防治法首次将“高危粉尘写入法条。高危粉尘写入法条。二法规：二法规：1、安安全全生生产产施施工工报报告告和和调调查查处处理理条条例例工工伤伤保保险险条条例例电电力力安安全全事事故故应应急急处处置置和和调调查查处处理理条条例例劳劳动动防防护护用用品品监监督督管管理理条条例例生生产产经经营营单单位位安安全全培培训训规规定定安安全全生生产产事事故故隐隐患患排排查查治治理理暂暂行行规规
3、定定特特种种作作业业人人员员安安全全技技术术培培训训考考核核管管理理规规定定安安全全生生产产培培训训管管理理方方法工作场所职业卫生监督管理规定。法工作场所职业卫生监督管理规定。2、安全生产事故报告和调查处理条例规定：安全生产事故报告和调查处理条例规定：事故发生后，事故现场有关人员应当立即向本单位负责事故发生后，事故现场有关人员应当立即向本单位负责人报告；单位负责人接到报告后，应当于人报告；单位负责人接到报告后，应当于1小时内向事故小时内向事故发生地县级以上人民政府安全生产监督管理部门和负有发生地县级以上人民政府安全生产监督管理部门和负有安全生产监督管理职责的有关部门报告。安全生产监督管理职责的
4、有关部门报告。3、工伤保险条例工伤保险条例在工作时间和工作岗位突在工作时间和工作岗位突发疾病死亡或者在发疾病死亡或者在48小时之内经抢救无效死亡的；在抢小时之内经抢救无效死亡的；在抢险救灾等维护国家利益、公共利益活动中受到伤害的；险救灾等维护国家利益、公共利益活动中受到伤害的；职工原在职工原在 队服役、因站、因公、负伤致残，已取得革队服役、因站、因公、负伤致残，已取得革命伤残命伤残 人证，到单位后旧伤复发的；视同工伤。人证，到单位后旧伤复发的；视同工伤。工工伤职工已经评定伤残等级并经劳动能力鉴定伤职工已经评定伤残等级并经劳动能力鉴定 会确认需会确认需要生活护理的从工伤保险资金按月支付生活护理费
5、。要生活护理的从工伤保险资金按月支付生活护理费。4、生产经营单位安全培训规定金属非金属矿生产经营单位安全培训规定金属非金属矿山、危化品、烟花爆竹等生产经营单位必须对新上岗的山、危化品、烟花爆竹等生产经营单位必须对新上岗的临时工、合同工、劳务工、轮换工、协议工等进行强制临时工、合同工、劳务工、轮换工、协议工等进行强制性安全培训；岗前培训时间不得少于性安全培训；岗前培训时间不得少于24学时。学时。5、特种作业人员安全技术培训考核管理规定明确规定：、特种作业人员安全技术培训考核管理规定明确规定：将登高架设作业和高处安装、维护、撤除作业立为特种作业；将登高架设作业和高处安装、维护、撤除作业立为特种作业
6、；国家对特种作业人员的安全技术培训、考核、发证、复审工作实行国家对特种作业人员的安全技术培训、考核、发证、复审工作实行统一监管、分级实施、教考别离的原则；统一监管、分级实施、教考别离的原则；特种作业操作证有效期为特种作业操作证有效期为6年，在全国范围内有效；每年，在全国范围内有效；每3年复审年复审1次；次；特种作业操作证申请复审或者延期复审前，特种作业人员应当参加特种作业操作证申请复审或者延期复审前，特种作业人员应当参加必要的安全培训并考试合格。必要的安全培训并考试合格。6、安全生产培训管理方法规定以下从业人员应当取得相应、安全生产培训管理方法规定以下从业人员应当取得相应资质的安全培训机构进行
7、培训。资质的安全培训机构进行培训。、依照有关法律、法规、应当取得安全生产资格证的生产经营单、依照有关法律、法规、应当取得安全生产资格证的生产经营单位主要负责人。位主要负责人。、安全生产管理人员。、安全生产管理人员。、特种作业人员。、特种作业人员。、井工矿山企业的生产、技术、通风、机电、运输、地测、调度、井工矿山企业的生产、技术、通风、机电、运输、地测、调度等职能部门的负责人。等职能部门的负责人。一对矿山供电系统的要求一对矿山供电系统的要求:可靠性：保证不间断供电；可靠性：保证不间断供电；安全性：不发生触电、引爆瓦斯煤尘等事故；安全性：不发生触电、引爆瓦斯煤尘等事故；优质性：电压、频率稳定，谐波
8、含量不超过允许值优质性：电压、频率稳定，谐波含量不超过允许值 经济性：在保证前三项的前提下力求低成本。经济性：在保证前三项的前提下力求低成本。二电力负荷及对供电的要求二电力负荷及对供电的要求 1、什么是电力负荷？、什么是电力负荷？电力负荷是指设备或线路中正常运行时消耗的功电力负荷是指设备或线路中正常运行时消耗的功率与损耗的功率之和。是供电系统规化、设计、设率与损耗的功率之和。是供电系统规化、设计、设备选型以及发电、输电、变电布局的主要依据备选型以及发电、输电、变电布局的主要依据。一、矿山供电系统简介一、矿山供电系统简介一、矿山供电系统简介一、矿山供电系统简介 2、电力负荷的分级、电力负荷的分级
9、 根据对供电可靠性要求的不同，也就是根据停电造成根据对供电可靠性要求的不同，也就是根据停电造成的损失或影响程度，矿山将电力负荷可分成以下三级：的损失或影响程度，矿山将电力负荷可分成以下三级：一级负荷：当中断供电后，将造成人身伤亡者，或在一级负荷：当中断供电后，将造成人身伤亡者，或在政治、经济上造成重大损失者，为一级负荷。政治、经济上造成重大损失者，为一级负荷。二级负荷：当中断供电后，将在政治、经济上造成较二级负荷：当中断供电后，将在政治、经济上造成较大损失者，为二级负荷。大损失者，为二级负荷。三级负荷：除一、二级负荷外，均为三级负荷。三级负荷：除一、二级负荷外，均为三级负荷。3、对电力负荷的供
10、电要求、对电力负荷的供电要求 一级负荷：双电源双回路一级负荷：双电源双回路 由于一级负荷属重要负荷，中断供电后会造成十分严由于一级负荷属重要负荷，中断供电后会造成十分严重的后果，因此要求应有两个独立电源供电，任何一个电重的后果，因此要求应有两个独立电源供电，任何一个电源发生故障，不会影响另一个电源的供电。如医院源发生故障，不会影响另一个电源的供电。如医院 二级负荷：双回路或专用线。二级负荷：双回路或专用线。三级负荷：无要求。三级负荷：无要求。3、电基本含义、电基本含义 电荷带电微粒的定向移动形成电荷带电微粒的定向移动形成电流。电流。电阻的单位是欧姆电阻的单位是欧姆用用表示。表示。PN晶体二极管
11、晶体二极管结具有具有单向向导电的特性。的特性。玻璃、云母、氮、硅油等都是玻璃、云母、氮、硅油等都是绝缘材料。材料。绝缘材料由于泄露材料由于泄露电流增加可能流增加可能导致致电气气设备温度升高。温度升高。安全距离的大小主要取决于安全距离的大小主要取决于电压的上下的上下设备运行状况和运行状况和安装方式。安装方式。安全隔离安全隔离变压器的一次器的一次边、二次、二次边均均应设短路保短路保护元件。元件。空气中二氧化碳含量到达空气中二氧化碳含量到达8.5%时，会使人血，会使人血压升高。升高。雷雷电的危害的危害火灾、爆炸、触火灾、爆炸、触电、设备损坏等。坏等。避雷避雷针、避雷、避雷线、避雷网、避雷、避雷网、避
12、雷带都是直都是直击雷防雷防护措施。措施。三矿山供电系统的结线方式三矿山供电系统的结线方式 1、供电系统的结线方式、供电系统的结线方式:放射式放射式:单源单放单源单放、单源双回、双源双回、单源双回、双源双回 干线式干线式:直联直联、贯穿、贯穿 环状式环状式:2、变电所常用的结线方式、变电所常用的结线方式:母线式母线式:单母不分段单母不分段、单母分段、双母、单母分段、双母 桥式桥式:内桥内桥、外侨、全桥、外侨、全桥 线路线路-变压器组式变压器组式:四典型供电系统分析四典型供电系统分析 A、典型地面供电系统图、典型地面供电系统图1 B、典型井下供电系统图典型井下供电系统图2五对电源与供电系统的规定五
13、对电源与供电系统的规定:煤矿安全规程煤矿安全规程09年版年版 双回路供电，不得分接负荷，双回路供电，不得分接负荷，不得共杆架不得共杆架设，不准装负荷定量器。设，不准装负荷定量器。两路电源线假设一用一备则必须带电备用。两路电源线假设一用一备则必须带电备用。井下供电严禁中性点接地。井下供电严禁中性点接地。高压电网单相接地电流应高压电网单相接地电流应20A。高压下井电缆严禁装设自动重合闸。高压下井电缆严禁装设自动重合闸。井上下必须装设防雷电装置。井上下必须装设防雷电装置。电气操作实行工作票制度电气操作实行工作票制度,包括工作票的内包括工作票的内容、签发与执行容、签发与执行.高压停、送电制度高压停、送
14、电制度,要遵守：停电要遵守：停电验电验电放放电电装设接地线装设接地线设置遮栏警示等程序，严禁带电设置遮栏警示等程序，严禁带电作业。作业。任任何何供供电电系系统统都都除除技技术术和和功功能能上上满满足足要要求求外外，还还要要确确保保其其使使用用和和运运行行的的安安全全，这这里里的的安安全全指指的的是是人人身身安安全全；设设备备安安全全；井井下下由由于于电电气气事事故故引引起起的的瓦瓦斯斯爆爆炸炸。所所有有我我们们学学习习的的重重点点是是井井下下电电气气上上的的防防爆爆原原理理和和三三大大保保护护漏漏电电保保护护、保护接地、过流保护保护接地、过流保护。二、矿用电气设备二、矿用电气设备:一矿用电气设
15、备的要求一矿用电气设备的要求:1、井下巷道硐室和采掘工作面的空间狭窄。要、井下巷道硐室和采掘工作面的空间狭窄。要 求电气设备体积小、重量轻。求电气设备体积小、重量轻。2、由于顶板压力及放炮的影响，电气设备及电、由于顶板压力及放炮的影响，电气设备及电缆易受损伤，要求电气设备有巩固的外壳、内部缆易受损伤，要求电气设备有巩固的外壳、内部之件有较强的抗震能力。之件有较强的抗震能力。3、井下空气潮湿，有滴水，电气设备易受潮，要求电气设、井下空气潮湿，有滴水，电气设备易受潮，要求电气设备防潮性能和绝缘水平要高。备防潮性能和绝缘水平要高。4、井下有瓦斯、煤尘，在一定条件下可以点燃和爆炸，要、井下有瓦斯、煤尘
16、，在一定条件下可以点燃和爆炸，要求电气设备具有防爆性能。求电气设备具有防爆性能。5、井下电气设备启动频繁，负荷变化较大，容易过载。要、井下电气设备启动频繁，负荷变化较大，容易过载。要求电气设备有较强的过负荷能力和起动力矩。求电气设备有较强的过负荷能力和起动力矩。二电气设备的防爆原理二电气设备的防爆原理:1、隔爆性和耐爆性：、隔爆性和耐爆性：隔爆性：外壳内爆炸后，高温和火焰通过接合面喷出隔爆性：外壳内爆炸后，高温和火焰通过接合面喷出 时，受到足够的冷却防爆面。时，受到足够的冷却防爆面。耐爆性：外壳内爆炸后，外壳不至于破坏外壳的机械强耐爆性：外壳内爆炸后，外壳不至于破坏外壳的机械强度。度。2、隔爆
17、面的三要素：间隙、宽度、光洁度、隔爆面的三要素：间隙、宽度、光洁度三、三、漏电与触电分析漏电与触电分析 一漏电：一漏电：1、什么是漏电：广义上讲，漏电是一种电网对地发、什么是漏电：广义上讲，漏电是一种电网对地发生电能泄漏的现象，特征是电网对大地的绝缘阻抗生电能泄漏的现象，特征是电网对大地的绝缘阻抗降低，流入大地的电流增大，该现象称为漏电。降低，流入大地的电流增大，该现象称为漏电。该电流为漏电电流该电流为漏电电流 2、分类：、分类：集中性漏电集中性漏电:某一处或某一点机械、某点老化、某一处或某一点机械、某点老化、处界；处界；分散性漏电：老化整条线路或整个电网；分散性漏电：老化整条线路或整个电网；
18、3、漏点电流回路：如图、漏点电流回路：如图3所示所示图图3变压器IRC4、漏电的危害：、漏电的危害：人身触电外壳带电人身触电外壳带电引起爆炸煤尘、沼气引起爆炸煤尘、沼气电电 无准备引爆无准备引爆烧损电气设备发热烧损电气设备发热引起短路更大的事故引起短路更大的事故影响产生停电处理影响产生停电处理二触电：二触电：1、什么是触电：人身接触带电体或接近高压带电、什么是触电：人身接触带电体或接近高压带电体时，使人身成为电流通路的一局部，叫做触电。体时，使人身成为电流通路的一局部，叫做触电。触电是前面讲过的漏电的一种特殊情况，只是过渡触电是前面讲过的漏电的一种特殊情况，只是过渡电阻变成了人身电阻。电阻变成
19、了人身电阻。触电对人体组织的破坏大体可分为两种：电击和电触电对人体组织的破坏大体可分为两种：电击和电伤。伤。电击：是指触电后电流通过人体，使人体主要器官电击：是指触电后电流通过人体，使人体主要器官如心脏受到损伤，有生命危险，这是最危险的如心脏受到损伤，有生命危险，这是最危险的触电。触电。电伤：是指电弧或强电流瞬时通过人体某一局部，电伤：是指电弧或强电流瞬时通过人体某一局部，造成人体外表器官的破坏烧伤，一般不至于有造成人体外表器官的破坏烧伤，一般不至于有生命危险。生命危险。2、影响触电危害程度的有关因素：、影响触电危害程度的有关因素：通过人身的电流大小：根据实验得，通过人身的电流大小：根据实验得
20、，交流交流在在1520mA以下，直流在以下，直流在50mA以下，一般以下，一般对人体伤害较轻，如果长期通过工频交流对人体伤害较轻，如果长期通过工频交流3050mA就有生命危险，超过就有生命危险，超过50mA对人的生对人的生命是绝对有危险的。命是绝对有危险的。触电时间：根据实验测定的数据，触电时间触电时间：根据实验测定的数据，触电时间在在0.2s以下和以下和0.2s以上，电流对人体的危害程以上，电流对人体的危害程度是有较大差异的。如度是有较大差异的。如0.2s以下以下，400mA能能使心脏损伤，使心脏损伤，0.2s以上，以上，25mA能使心脏损伤。能使心脏损伤。电流性质：直流和交流对人体的危害程
21、度是不同的，电流性质：直流和交流对人体的危害程度是不同的，而以而以50100Hz的交流电流对人体的危害最为严重。的交流电流对人体的危害最为严重。电流路径：主要取决于心脏受损的程度，电流从手电流路径：主要取决于心脏受损的程度，电流从手到脚特别是通过心脏对人最为危险。到脚特别是通过心脏对人最为危险。体重和健康状况：健康和有病不同，情绪好和不好体重和健康状况：健康和有病不同，情绪好和不好不同，胖和搜不同，胖和搜。人身电阻：主要是人体外表皮肤层和体内的电阻，人身电阻：主要是人体外表皮肤层和体内的电阻，它随人的皮肤状况损伤、潮湿、触电时间、触它随人的皮肤状况损伤、潮湿、触电时间、触电电压上下等因素而变动
22、，当皮肤完整枯燥时，人电电压上下等因素而变动，当皮肤完整枯燥时，人身电阻可达身电阻可达10100千欧触电时相对安全；当皮肤潮千欧触电时相对安全；当皮肤潮湿或有损伤，人身电阻降低到湿或有损伤，人身电阻降低到1000欧左右，触电时欧左右，触电时相对危险以后人身电阻取最小值相对危险以后人身电阻取最小值1000欧。欧。触电电压：作用于人身的电压越高，则通过人体的触电电压：作用于人身的电压越高，则通过人体的电流越大，也就越危险。电流越大，也就越危险。3、安全电流、安全电压及安全值：、安全电流、安全电压及安全值：安全电流：也就是人体触电后不会使人致死、致安全电流：也就是人体触电后不会使人致死、致伤的最大电
23、流，称为安全电流。根据上述的因素分伤的最大电流，称为安全电流。根据上述的因素分析，触电危险性取决于通过人体的电流与作用时间析，触电危险性取决于通过人体的电流与作用时间的乘积。通过对动物的实验，我国提出发生心室颤的乘积。通过对动物的实验，我国提出发生心室颤抖的电流抖的电流50mA与时间乘积的安全值为与时间乘积的安全值为50mAS，取，取1.67倍安全系数，规定为倍安全系数，规定为30mA、为为10 mA、英、英国为国为50mA等。等。安全电压：安全电流和人身电阻的乘积，称为安安全电压：安全电流和人身电阻的乘积，称为安全电压。经常接触的电气设备，在没有高度危险的全电压。经常接触的电气设备，在没有高
24、度危险的条件下，采用条件下，采用65v电压，有高度危险的条件，采用电压，有高度危险的条件，采用36v，在特别危险的条件下，采用，在特别危险的条件下，采用12v。安全值：安全电流与触电时间的乘积，称安全值。安全值：安全电流与触电时间的乘积，称安全值。我国为我国为30 mAS。4、井下预防触电主要方法：、井下预防触电主要方法：由于矿井的情况特殊，触电的可能性较由于矿井的情况特殊，触电的可能性较大。因此，必须采取有效措施，防止触电事大。因此，必须采取有效措施，防止触电事故发生。我国从实践中总结出来预防触电的故发生。我国从实践中总结出来预防触电的方法主要有以下三点：方法主要有以下三点：变压器中性点禁止
25、接地后面分析变压器中性点禁止接地后面分析 井下电气设备采用保护接地后面分析井下电气设备采用保护接地后面分析 井下电网采用漏电保护装置后面分析井下电网采用漏电保护装置后面分析 四、四、井下供电的变压器中性点禁止接地的分析井下供电的变压器中性点禁止接地的分析:一中性点接地方式分类及要求一中性点接地方式分类及要求:前面在介绍漏电和触电时，常提到中性点接地前面在介绍漏电和触电时，常提到中性点接地或不接地的问题，因此，这里对中性点问题进行分或不接地的问题，因此，这里对中性点问题进行分析。析。1、分类：一般分为以下四类：、分类：一般分为以下四类：不接地方式：又称中性点绝缘系统不接地方式：又称中性点绝缘系统
26、 直接接地方式：中性点直接与接地装置连接直接接地方式：中性点直接与接地装置连接 阻抗接地方式：中性点经过不同数值的电阻与接阻抗接地方式：中性点经过不同数值的电阻与接地装置连接，电阻在数十欧姆时，为低阻接地地装置连接，电阻在数十欧姆时，为低阻接地100 以下；电阻在数百欧姆时，为高阻接地方以下；电阻在数百欧姆时，为高阻接地方式式100 以上以上 消弧线圈接地方式：中性点经电抗线圈与接地装消弧线圈接地方式：中性点经电抗线圈与接地装置连接。置连接。后两种是为了减小接地点的电流，使电弧的能量后两种是为了减小接地点的电流，使电弧的能量减弱。减弱。2、要求：、要求：在供电系统中，什么情况条件下在供电系统中
27、，什么情况条件下采用何种接地方式呢？我国有以下要求：采用何种接地方式呢？我国有以下要求：*363kv系统，采用中性点不接地方式；系统，采用中性点不接地方式；*110kv及以上和及以上和220380v的低压系统，采的低压系统，采用中性点直接接地方式；用中性点直接接地方式；*3-10KV电网当接地电容电流大于电网当接地电容电流大于30A或或20KV以上电网当接地电容电流大于以上电网当接地电容电流大于10A时，时，采用中性点经阻抗或消弧线圈接地方式。采用中性点经阻抗或消弧线圈接地方式。二中性点接地方式分析二中性点接地方式分析:1、中性点接地系统：、中性点接地系统：如图如图4所示，这时人体承受电网相电
28、压，通过人体所示，这时人体承受电网相电压，通过人体的电流可根据欧姆定律求出：的电流可根据欧姆定律求出：当取当取Rma=1000，线电压为，线电压为660V时，通过人体的电时，通过人体的电流为：流为：可见，无论是线电压是可见，无论是线电压是660v供电系统，当中性点接地供电系统，当中性点接地时，通过人体的电流都远远超过时，通过人体的电流都远远超过30mA，所以是，所以是绝对危险的。绝对危险的。图图4变压器IRC2、中性点不接地系统：、中性点不接地系统：如图如图5所示，所示，变压器IRC根据基尔霍夫第一定律得：根据基尔霍夫第一定律得：a、当电容忽略时，、当电容忽略时，Rma=1000，r=3500
29、0，Ux=660V，可见是安全的。可见是安全的。b、当电容不忽略时，、当电容不忽略时，Rma=1000，r=35000，Ux=660V，C=0.5f 可见当电容不忽略时，同样不安全，但比中性可见当电容不忽略时，同样不安全，但比中性点接地系统通过人体的电流要小的多，故相对安全。点接地系统通过人体的电流要小的多，故相对安全。3、结论：、结论：中性点绝缘比中点接地的人身触电电流要小得多，比较安全。中性点绝缘比中点接地的人身触电电流要小得多，比较安全。入地电流很小，从而使引燃瓦斯、煤尘的可能性大大减少。入地电流很小，从而使引燃瓦斯、煤尘的可能性大大减少。不影响线电压可运行不影响线电压可运行2个小时。个
30、小时。以上三大优点就是井下变压器禁止中性点接地的原因。以上三大优点就是井下变压器禁止中性点接地的原因。然而，也存在一些缺点：然而，也存在一些缺点：A、当电网一相接地时，往往不易觉察，易烧电动机并不影、当电网一相接地时，往往不易觉察，易烧电动机并不影响三相设备的短时运行；响三相设备的短时运行；B、如果没有漏电指示，一相接地可能长期存在，再此情况下，、如果没有漏电指示，一相接地可能长期存在，再此情况下，如人站在地上又触及另一相带电导体，人身跨接电网线电压，如人站在地上又触及另一相带电导体，人身跨接电网线电压，这时通过人身的触电电流较中性点接地的供电系统还要大这时通过人身的触电电流较中性点接地的供电
31、系统还要大0.73倍倍660mA，这是非常危险的。，这是非常危险的。C、其他两相电压将升高、其他两相电压将升高3倍，容易使绝缘差的地方被击穿。倍，容易使绝缘差的地方被击穿。为克服以上缺点，井下电网必须装设漏电保护装置。为克服以上缺点，井下电网必须装设漏电保护装置。五、漏电保护装置五、漏电保护装置:一对漏电保护装置的要求：一对漏电保护装置的要求：1、保护全面：是指保护范围应覆盖整个供电单元，没有死角，、保护全面：是指保护范围应覆盖整个供电单元，没有死角，什么类型的漏电，保护都应动作。另外，有条件的话，无论什么类型的漏电，保护都应动作。另外，有条件的话，无论电气设备处在什么状态，都应起到保护作用漏
32、电闭锁。电气设备处在什么状态，都应起到保护作用漏电闭锁。2、安全性：从人员触电的角度考虑，要满足、安全性：从人员触电的角度考虑，要满足30mAS的要求，的要求，动作要速度快不光跳闸，还要能减小人身触电电流的作用动作要速度快不光跳闸，还要能减小人身触电电流的作用时间时间。3、可靠性：一是自身的可靠性元件质量、制造工艺，二是、可靠性：一是自身的可靠性元件质量、制造工艺，二是保护性能的可靠性该动就动、不该动就不动，不能误动保护性能的可靠性该动就动、不该动就不动，不能误动和拒动。和拒动。4、灵敏性：是指保护装置对故障的反响能力，要求最轻的漏电，、灵敏性：是指保护装置对故障的反响能力，要求最轻的漏电，保
33、护也能可靠动作使用整定值的调节，不受电网电压波动保护也能可靠动作使用整定值的调节，不受电网电压波动的影响。的影响。5、选择性：要求只切除故障线路而不切除非故障线路，目的是、选择性：要求只切除故障线路而不切除非故障线路，目的是为了停电范围尽可能减小。为了停电范围尽可能减小。二漏电保护原理二漏电保护原理:漏电保护有很多方法来实现。目前用的最多的漏电保护有很多方法来实现。目前用的最多的有以下三种：附加直流电源检测方式、三相半波整有以下三种：附加直流电源检测方式、三相半波整流式、零序参数式等。流式、零序参数式等。1、附加直流电源检测方式：、附加直流电源检测方式：保护原理：保护原理：如图如图6所示所示。
34、电网如果发生漏电，就意味着电。电网如果发生漏电，就意味着电网对地绝缘电阻的下降。怎样检测这个电阻呢？可网对地绝缘电阻的下降。怎样检测这个电阻呢？可以设想在三相电网中加上一个独立的直流电源，作以设想在三相电网中加上一个独立的直流电源，作用于电网三相和大地之间，这样在电网的绝缘电阻用于电网三相和大地之间，这样在电网的绝缘电阻上将有一直流电流流过，该电流的大小变化直接反上将有一直流电流流过，该电流的大小变化直接反映了电网对地绝缘电阻的变化，有效地检测和利用映了电网对地绝缘电阻的变化，有效地检测和利用这一电流，就构成附加电源直流检测式地漏电保护。这一电流，就构成附加电源直流检测式地漏电保护。图图6变压
35、器RCZJZJ 电容电流补偿：电容电流补偿：如图如图6所示所示 前面是以前面是以Im30mA为前提得到的，那么怎样使为前提得到的，那么怎样使Im30mA呢？呢？由于电网对地电容越大长度，人身触电电流由于电网对地电容越大长度，人身触电电流越大。因此，只有把电容的影响基本消除，前面的整越大。因此，只有把电容的影响基本消除，前面的整定值才能合理前面忽略的内容。为了解决这个问定值才能合理前面忽略的内容。为了解决这个问题，在电网与大地之间加上一个感性元件，用它产生题，在电网与大地之间加上一个感性元件，用它产生的电感电流与电容产生的电容电流相抵消因相位相的电感电流与电容产生的电容电流相抵消因相位相反，就能
36、解决这个问题。反，就能解决这个问题。优、缺点附加电流直流检测方式：优、缺点附加电流直流检测方式：优点：优点：a保护全面保护全面 b触电电流小触电电流小 c整定简单整定简单 d可靠性可靠性高高 缺点：缺点：a无选择性无选择性 b属静态补偿属静态补偿 c动作时间长动作时间长50ms d无漏电闭锁无漏电闭锁 2、三相半波整流式：、三相半波整流式：这种漏电保护原理很简单，这里只作简这种漏电保护原理很简单，这里只作简单的介绍。如图单的介绍。如图7所示，所示，U1U3接于三相电接于三相电网构成三相半波整流，其负载电阻就只有网构成三相半波整流，其负载电阻就只有Rlo+r,由于由于Rlo的电阻很小，所以回路的
37、直的电阻很小，所以回路的直流同样取决于流同样取决于r的大小，这说明这种方法的的大小，这说明这种方法的原理与前面讲的直流检测式是完全一样的，原理与前面讲的直流检测式是完全一样的，只是无直流附加电源。但动作值受电网电压只是无直流附加电源。但动作值受电网电压波动的影响较大，对整流管的反向电压要求波动的影响较大，对整流管的反向电压要求较高，故只用在电压低的地方较高，故只用在电压低的地方,如如127v煤电钻煤电钻综合保护中。综合保护中。图图7变压器RCZJ 3、选择性漏电保护装置、选择性漏电保护装置零序参数式：零序参数式：如图如图8所示所示变压器RCU。I。比比比比较较较较电电电电路路路路 六、接地与接
38、零六、接地与接零:前面我们分析可知，电网对地如果有分布电容存在，前面我们分析可知，电网对地如果有分布电容存在，人体触电的触电电流远大于人体触电的触电电流远大于30mA154mA,而电容而电容补偿也是有限的，为了人身的安全，采用保护接地可进补偿也是有限的，为了人身的安全，采用保护接地可进一步减小人体触电电流，将其限制在安全值以内。一步减小人体触电电流，将其限制在安全值以内。一一 分类分类:在供电系统中，各种电气设备的接地按照其作用的在供电系统中，各种电气设备的接地按照其作用的不同可以分为：工作接地、保护接地、保护接零三大类。不同可以分为：工作接地、保护接地、保护接零三大类。工作接地是指变压器或互
39、感器等根据工作的需要而采用工作接地是指变压器或互感器等根据工作的需要而采用的绕组或中性点接地；保护接地是指三相三线制的电网，的绕组或中性点接地；保护接地是指三相三线制的电网，将设备正常时不带电的金属外壳与接地装置相连接。保将设备正常时不带电的金属外壳与接地装置相连接。保护接零是指三相四线制电网，将设备外壳好与零线相连护接零是指三相四线制电网，将设备外壳好与零线相连接。它们是防止人身触电的重要措施。安全规程第接。它们是防止人身触电的重要措施。安全规程第431条规定：条规定：36V以上由于绝缘损坏可能带有危险电压以上由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备金属外壳和构架，都必须设保护接地。的电气设备
40、金属外壳和构架，都必须设保护接地。二接地有关参数二接地有关参数:1、对地电压、对地电压Vtg:如以下图如以下图9所示所示.2、接地电阻、接地电阻Rgr:井上井上4工作、保护、防雷、工作、保护、防雷、井下井下2任何一点。任何一点。3、接触电压、接触电压Vco 接触电压是指人体触电局部与站立点之间的接触电压是指人体触电局部与站立点之间的电位差电位差Vco。由图可见。由图可见Vco=Vtg Vsp,可见离可见离接地极越远触电电压越高，这就是接地极不能设接地极越远触电电压越高，这就是接地极不能设在离设备太远的道理。在离设备太远的道理。4、跨步电压跨步电压Vss 跨步电压是指在入地电流的流动范围内，跨步
41、电压是指在入地电流的流动范围内，人两脚间的电位差。由图可见人两脚间的电位差。由图可见Vss=V1-V2,离接离接地极越近跨步电压越高。地极越近跨步电压越高。图图9电气设备VtgVssVcoVspIgrRgr三接地保护原理三接地保护原理:如图如图10所示所示1.无保护接地时：电流经人体入地，再经其他两项的无保护接地时：电流经人体入地，再经其他两项的绝缘阻抗回到电源，这里的关键是电流全部流绝缘阻抗回到电源，这里的关键是电流全部流经人体。经人体。2.有保护接地时：电流将通过人体电阻和接地电阻所有保护接地时：电流将通过人体电阻和接地电阻所组成的并联支路入地，再经过其他的两相绝缘组成的并联支路入地，再经
42、过其他的两相绝缘阻抗回到电源。这就很大程度的减小了通过人阻抗回到电源。这就很大程度的减小了通过人身的电流。身的电流。3、缺乏：、缺乏：没有断电功能。没有断电功能。电网发生单相直接接电网发生单相直接接地时，无分流作用。地时，无分流作用。人接触单相电网，无分人接触单相电网，无分流作用。所以漏电保护和保护接地二者缺一不流作用。所以漏电保护和保护接地二者缺一不可。可。图图10变压器RCM机机Igr2Ima1kI四保护接零：四保护接零：如图如图11所示所示,保护接零主要用于中性点直保护接零主要用于中性点直接接地的供电系统中，一般为低压三相四线接接地的供电系统中，一般为低压三相四线制系统，由中性点引出的线
43、叫零线，也就是制系统，由中性点引出的线叫零线，也就是第四根线。第四根线。将电气设备外壳与零线连接后，当设备将电气设备外壳与零线连接后，当设备发生单相碰壳故障时，便形成单相短路，而发生单相碰壳故障时，便形成单相短路，而保护装置很快动作，切断电源，缩短故障存保护装置很快动作，切断电源，缩短故障存在的时间，减少触电的机率，这就是保护接在的时间，减少触电的机率，这就是保护接零。零。图图11变压器RCM机机Igr5Ima1kIN 保护接零分析保护接零分析:1.无保护接零时如图无保护接零时如图11所示所示，如果发生单，如果发生单相碰壳而人又触及该设备外壳，则触电电流经人体相碰壳而人又触及该设备外壳，则触电
44、电流经人体电阻电阻1000、大地、工作接地极电阻、大地、工作接地极电阻5构构成回路，由于人体电阻远大于工作接地极电阻，故成回路，由于人体电阻远大于工作接地极电阻，故接触电压近似等于相电压，对人是非常危险的。接触电压近似等于相电压，对人是非常危险的。2.有保护接零时，情况就不一样了。它为电流有保护接零时，情况就不一样了。它为电流回路提供了一条更为顺利的路径，外壳回路提供了一条更为顺利的路径，外壳零线零线电电源中性点。实际上此漏电故障被变成了单相短路故源中性点。实际上此漏电故障被变成了单相短路故障，过流保护会很快动作，切断电源。又因为零线障，过流保护会很快动作，切断电源。又因为零线短接了人体电阻和
45、接地电阻，使接触电压大大减小，短接了人体电阻和接地电阻，使接触电压大大减小，对人相对安全。其作用如下：对人相对安全。其作用如下：变漏电为单相短路；变漏电为单相短路；降低人触电的机率。降低人触电的机率。3.有保护接零和保护接地共存有保护接零和保护接地共存,以免零线以免零线断开断开,形成无保护状态形成无保护状态.当发生零线断开时当发生零线断开时,保护接零就转保护接零就转变成了保护接地变成了保护接地,防止了无保护状态的防止了无保护状态的发生发生.4.总零线上不许加装任何开关和熔断器总零线上不许加装任何开关和熔断器,以免人为断开零线以免人为断开零线,造成某一相用电造成某一相用电设备的损坏设备的损坏.演讲完毕，谢谢观看！