煤矿井下供电系统的三大保护-煤矿安全生产网
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    煤矿井下供电系统的三大保护

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  • 资料来源: 煤矿安全网
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  • 更新时间: 2018年09月26日
  • 煤矿井下三大保护

    煤矿井下供电系统的过流保护、漏电保护、接地保护统称为煤矿井下的三大保护。

    第一节 过电流保护

    一、过电流故障的危害及原因

    过电流是指流过电气设备和电缆的电流超过额定值。其故障有短路、过负荷和断相。

    1.短路

    短路是指电流不流经负载,而是两根或三根导线直接短接形成回路。这时电流很大,可达额定电流的几倍、几十倍,甚至更大,其危害是能够在极短的时间内烧毁电气设备,引起火灾或引起瓦斯、煤尘爆炸事故。短路电流还会产生很大的电动力,使电气设备遭到机械损坏,也会引起电网电压急剧下降,影响电网中的其他用电设备的正常工作。造成短路的主要原因是绝缘受到破坏,因而应加强对电气设备和电缆绝缘的维护和检查,并设置短路保护装置。

    2.过负荷

    过负荷是指流过电气设备和电路的实际电流超过其额定电流和允许过负荷时间。其危害是电气设备和电缆出现过负荷后,温度将超过所用绝缘材料的最高允许温度,损坏绝缘,如不及时切断电源,将会发展成漏电和短路事故。过负荷是井下烧毁中、小型电动机的主要原因之一。

    引起电气设备和电缆过负荷的原因主要有以下几方面:一是电气设备和电缆容量选择过小,致使正常工作时负荷电流超过了额定电流;二是对生产机械的误操作,例如在刮板输送机机尾压煤的情况下,连续点动起动,就会在起动电流的连续冲击下引起电动机过热,甚至烧毁。此外,电源电压过低或电动机机械性堵转都会引起电动机过负荷。

    3.断相

    断相是指三相交流电动机的一相供电线路或一相绕组断线。

    造成断相原因有:熔断器有一相熔断;电缆与电动机或开关的接线端子连接不牢而松动脱落;电缆芯线一相断线;电动机定子绕组与接线端子连接不牢而脱落等。

    二、煤矿井下低压电网短路保护装置整定细则

    (一)、一般规定

    1、短路电流的计算方法

    1)选择短路保护装置的整定电流时,需要计算两相短路电流值,

    = (1)

    式中: ----两相短路电流,A。

    ----短路回路内一相电阻,电抗值总和,Ω。

    Xx ----根据三相短路容量计算的系统电抗值, Ω。

    R1、X1 ----高压电缆的电阻、电抗值,Ω。

    Kb ----矿用变压器变比。

    Rb、Xb ----矿用变压器的电阻、电抗值,Ω。

    R2、X2 ----低压电缆的电阻、电抗值,Ω。

    UN2 ----变压器二次侧额定电压,V。

    利用公式⑴计算两相短路电流时,不考虑短路电流周期分量的衰减,短路回路的接触电阻和电弧电阻值也忽略不计。

    若需计算三相短路电流值,可按公式⑵计算:

    ......⑵

    式中: ----三相短路电流,A。

    2)两相短路电流亦可利用计算图(或表)查出。

    2、短路保护装置

    1)馈出线的电源端均需加装短路保护装置。低压电动机应具备短路、过负荷、单相断线的保护装置。

    2)当干线上的开关不能同时保护分支线路时,则应在靠近分支点处另行加装短路保护装置。

    3)各类短路保护装置均应按本细则进行计算、整定、校验,保证灵敏可靠,不准甩掉不用,并禁止使用不合格的短路保护装置。

    2、短路保护装置

    1)馈出线的电源端均需加装短路保护装置。低压电动机应具备短路、过负荷、单相断线的保护装置。

    2)当干线上的开关不能同时保护分支线路时,则应在靠近分支点处另行加装短路保护装置。

    3)各类短路保护装置均应按本细则进行计算、整定、校验,保证灵敏可靠,不准甩掉不用,并禁止使用不合格的短路保护装置。

    (二)、电缆线路的短路保护

    1、电磁式过流继电器的整定

    1)1200V及以下馈电开关过流继电器的整定值,按下列规定选择。

    ①对保护电缆干线的装置按公式⑶选择:

    ......⑶

    式中:IZ ----过流保护装置的电流整定值,A。

    IQC ----容量最大的电动机的额定起动电流,A。

    ∑Ie----其余电动机的额定电流之和,A。

    KX ----需用系数,取0.5~1。

    (二)、电缆线路的过流保护

    1、电磁式过流继电器的整定

    1)1200V及以下馈电开关过流继电器的整定值,按下列规定选择。

    ①对保护电缆干线的装置按公式⑶选择:

    ......⑶

    式中:IZ ----过流保护装置的电流整定值,A。

    IQC ----容量最大的电动机的额定起动电流,A。

    ∑Ie----其余电动机的额定电流之和,A。

    KX ----需用系数,取0.5~1。

    ②保护电缆支线的装置按公式⑷选择:

    IZ≥IQC ......⑷

    式中:IZ、IQC的含义同公式⑶。

    目前某些隔爆磁力起动器装有限流热继电器,其热元件按公式⑸整定:

    IZ≤Ie ⑸

    式中:IZ、Ie的含义同公式⑶。

    2)按第1条规定选择出来的整定值,还应用两相短路电流值进行校验,应符合公式⑹的要求:

    /IZ ≥1.5 ⑹

    式中: ----被保护电缆干线或支线距变压器最远点

    的两相短路电流值,A。

    Iz----过流保护装置的电流整定值,A。

    1.5----保护装置的可靠动作系数。

    若线路上串联两台及以上开关时(其间无分支线路),则上一级开关的整定值,也应按下一级开关保护范围最远点的两相短路电流来校验,校验的可靠动作系数应满足1.2~1.5的要求,以保证双重保护的可靠性。

    若经校验,两相短路电流不能满足公式⑹时,可采取以下措施:

    ①加大干线或支线电缆截面。

    ②设法减少低压电缆长度。

    ③采用相敏保护器或软起动等新技术提高可靠动作系数。

    ④换用大容量变压器或采取变压器并联。

    ⑤增设分段保护开关。

    ⑥采用移动变电站或移动变压器。

    2、电子保护器的电流整定

    1)馈电开关中,电子保护器的短路保护整定原则,按公式⑶进行计算、选择、整定,按公式⑹进行校验,其整定范围为(3~10) Ie;其过载长延时保护电流整定值按实际负载电流值整定,其整定范围为(0.4~1) Ie。Ie为馈电开关的额定电流。

    2)电磁起动器中,电子保护器的过流整定值,按公式⑺选择:

    Iz≤Ie ⑺

    式中:Iz ----电子保护器的过流整定值,取电机额定电流近似值,A。

    Ie ----电动机的额定电流,A。

    当运行中电流超过Iz值时,即视为过载,电子保护器延时动作;当运行中电流达到Iz值的8倍及以上时,即视为短路,电子保护器瞬时动作。

    3)按公式⑺计算选择出的整定值,也应以两相短路电流值进行校验,应符合公式⑻的要求:

    ≥1.2 ⑻

    式中:8Iz----电子保护短路保护动作值。

    1.2----保护装置的可靠动作系数。

    3、熔断器熔体额定电流的选择

    1)1200V及以下的电网中,熔体额定电流可按下列规定选择。

    ①对保护电缆干线的装置,按公式⑼选择:

    式中: IR----熔体额定电流,A。

    IQC、∑Ie----含义同公式⑶。

    1.8~2.5----当容量最大的电动机起动时,保证熔体不熔化系数。对不经常启动和轻载起动的可取2.5;对于频繁起动和带负载起动的则可取 1.8~2。

    ②对保护电缆支线的装置按公式⑽选择:

    ........⑽

    式中 :IQC 、IR 、1.8~2.5----含义同公式⑼。

    ③对保护照明负荷的装置,按公式(11)选择:

    IR≈Ie ......(11)

    式中:Ie ----照明负荷的额定电流,A。

    选择熔体的额定电流应接近于计算值。

    2)选用的熔体,应按公式(12)进行校验:

    ≥4~7......(12)

    式中: ----含义公式⑹。

    4~7----为保证熔体及时熔断的系数,当电压1140V、660V、380V,熔体额定电流为100A及以下时,系数取7;电流为125A时,系数取6.4;电流为160A时,系数取5;电流为200A时,系数取4;当电压为127V时,系数一律取4。

    (三)变压器的保护

    1、动力变压器在低压侧发生两相短路时,采用高压配电装置中的过流保护装置来保护,对于电磁式保护装置,其一次电流整定值Iz按公式(13)选择:

    Iz≥ ......(13)

    式中: Kb----变压器变压比

    1.2~1.4----可靠系数

    对于电子式高压综合保护器,按电流互感器二次额定电流值(5A)的1、2、3、4、5、6、7、8、9倍分级整定,其整定值按公式(14)选择:

    n≥ .....(14)

    式中: n----互感器二次额定电流(5A)的倍数。

    Ige----高压配电装置额定电流,A。

    对Y/Y接线的变压器,按公式(13)计算出的整定值,按公式(15a)检验:

    ≥1.5 ......(15a)

    对于Y/△接线的变压器,按公式(13)计算出的整定值,按公式(15b)校验:

    ≥1.5 ......(15b)

    式中: ----Y/△接线变压器的二次两相短路电流折算到一次侧的系数。

    1.5 ----保证过流保护装置可靠动作的系数。

    2、动力变压器的过负荷保护反映变压器正常运行时的过载情况,通常为三相对称,一般经一定延时作用于信号。高压配电装置中保护整定原则如下:

    ①电子式过流反时限继电保护装置,按变压器额定电流整定。

    ②电磁式动作时间为10~15s,起动电流按躲过变压器额定电流来整定:

    Iz=kIeb/Kf ......(16)

    式中:Iz ----含义同前。

    K ----可靠系数,取1.05。

    Kf ----返回系数,一般为0.85。

    Ieb ----变压器额定电流。

    3、照明、信号综合保护装置和煤电钻综合保护装置中变压器由下式校验:

    ≥4~7

    式中: ----变压器低压侧两相短路电流,A。

    Kb----变压比。

    ----Y/△接线变压器二次侧两相短路电流折算到一次侧的系数,当为△/△接线时此系数取1。

    (四)管理制度

    1、生产矿井(或采区)应有专人负责低压电气设备和高压配电装置过流保护装置的整定和管理工作,矿机电部门应加强对此项工作的检查和指导。

    2、新投产的采区,在作采区供电设计时,应对保护装置的整定值进行计算、校验,机电安装人员应按设计要求进行安装整定、调整。

    当电气设备涉及的电网及负荷状况发生变化时,矿井机电技术人员应及时进行计算,经机电副井长(机电副矿长)审批后,由专职的电气维修工负责调整。

    3、运行中的电气设备的保护装置,由电气维修工负责定期检查,如发现有误动作或整定值选择有差错时,应查明原因,由机电技术人员或机电副井长(机电副矿长)根据实际情况作必要的改动,其他人员不得任意变更。

    4、生产矿井(或采区)应备有实际的供电系统图(或计算机辅助管理系统),其上注明电气设备型号、容量、电缆线路规格、长度、短路电流值和保护装置的整定值。此图由生产矿井(或采区)机电队和机电技术人员负责管理并随时修改补充。供电系统图每季报矿机电部门一次。

    5、为了便于检查,设备应挂标志牌,牌上注明设备的编号、型号、整定值、两相短路电流值、整定日期、供电范围等情况。

    6、检修后的高、低压开关,必须对其保护装置进行校验,使之符合要求,以便在井下使用时,可以根据其刻度正确地调整。

    7、备用开关设备(含新的、检修完的)及单独保护器,在入井前,应由持合格证的防爆检查员检查其电气保护及防爆安全性能,取得合格证后,方可入井安装。

    8、开关在井下使用超过6个月时,应对其过流保护装置进行一次检验和调整。

    漏电:当电气设备或导线的绝缘损坏或人体触及一相带电体时,电源和大地形成回路,有电流流过的现象,称为漏电。

    井下常见的漏电故障可分为集中性漏电和分散性漏电两类。

    集中性漏电是指漏电发生在电网的某一处或某一点,其余部分的对地绝缘水平仍保持正常。

    分散性漏电是指某条电缆或整个网络对地绝缘水平均匀下降或低于允许绝缘水平。

    一、 漏电的危害及原因

    1、 漏电的危害主要有四个方面

    (1)人接触到漏电设备或电缆时会造成触电伤亡事故。

    (2)漏电回路中碰地碰壳的地方可能产生电火花,有可能引起瓦斯煤尘爆炸。

    (3)漏电回路上各点存在电位差,若电雷管引线两端接触不同电位的两点,可能使雷管爆炸。

    (4)电气设备漏电时不及时切断电源会扩大为短路故障,烧毁设备,造成火灾。

    2、漏电的原因

    (1)电缆和电气设备长期过负荷运行,使绝缘老化而造成漏电。

    (2)运行中的电气设备受潮或进水,造成对地绝缘电阻下降而漏电。

    (3)电缆与设备连接时,接头不牢,运行或移动时接头松脱,某相碰壳而造成漏电。

    (4)电气设备内部随意增加电气元件,使外壳与带电部分之间电气间隙小于规定值,造成某一项对外壳造成放电而发生接地漏电。

    (5)橡套电缆受车辆或其他器械挤压、碰砸等,造成相线和地线破皮或护套损坏,芯线裸露而发生漏电。

    (6)铠装电缆受到机械损伤或过度弯曲而产生裂口或缝隙,长期受潮或遭水淋使绝缘损坏而发生漏电。

    (7)电气设备内部遗留导电物体,造成某一相碰壳而发生漏电。

    (8)设备接线错误,误将一相火线接地或接头毛刺太长而碰壳,造成漏电。

    (9)移动频繁的电气设备的电缆反复弯曲使芯线部分折断,刺破电缆绝缘与接地芯线接触而造成漏电。

    (10)操作电气设备时,产生弧光放电造成一相接地而漏电。

    (11)设备维修时,因停、送电操作失误,带电作业或工作不慎,造成人身触及一相而漏电。

    二、漏电保护方式

    漏电保护方式有漏电保护、选择性漏电保护、漏电闭锁。

    1、漏电保护方式

    目前使用的漏电保护装置种类很多,有电子电路的,也有单片计算机控制的。这里介绍的漏电保护,从原理上附加直流电源漏电保护,如图4—1所示。

    漏电保护方式有漏电保护、选择性漏电保护、漏电闭锁。

    其工作原理是:漏电继电器用直流电进行绝缘监视,当人体触电时,绝缘电阻降低,其回路如下:电源→接地极→人体→负荷线C相→SK(三相电抗器)→LK(零序电抗器)→欧姆表→ZJ(直流继电器)→电源,ZJ吸合→ZJ1闭合→TQ(跳闸线圈)有电触电断开→DW(馈电开关)断开→切断了供电回路。

    如果绝缘阻值高于整定值时,直流监测电流小于ZJ的动作电流,馈电开关不会跳闸,正常供电。

    三、煤矿井下低压检漏保护装置的安装、运行、维护与检修细则

    (一)、总则

    为了保证矿井和人身安全,根据《煤矿安全规程》特制定本细则。

    1、本细则仅适用于井下中性点不直接接地的1140V及以下动力、照明、信号电网中的各类检漏保护装置,包括各类设备中具有漏电闭锁,漏电跳闸及选择性漏电保护功能的保护单元(以下简称检漏保护装置)。

    2、凡从事井下电气设备安装、运行、维护与检修的人员均应熟悉本细则。

    3、对井下使用的检漏保护装置,各生产矿井(或采区)必须专人进行维护、检修和调整,使检漏保护装置正常进行。

    4、检漏保护装置的防爆性能必须符合防爆要求,电气性能必须经煤炭系统归口检验单位检验合格。

    5、井下各变电所的低压馈出线上,应装设带漏电闭锁的检漏保护装置或有选择性的检漏保护装置。如无此种装置,必须装设自动切断漏电馈线的检漏保护装置。煤(岩)电钻、照明信号馈线上,必须装设有自动切断漏电馈线的检漏保护装置。低压电磁起动器应具备漏电闭锁功能。

    6、运行中的检漏保护装置性能必须可靠,严禁任意拆除和停用。

    7、选择性检漏保护装置必须配套使用(即总开关和所有分支开关必须都装设),带延时的总检漏保护装置不准单独使用。

    二)下井前的检验

    检漏保护装置在地面要进行仔细检查、试验,符合要求后才可以下井使用。检查试验内容:

    1、按防爆电气设备防爆性能的各项检查要求进行检查。

    2、按厂家说明书上所示线路核对检漏保护装置内部接线是否正确,连线是否良好,元件、导线等有无破损。

    3、检漏保护装置的绝缘电阻值应符合:1140V的用1000V摇表摇测不低于10MΩ:660V的用1000V摇表摇测不低于10MΩ;380V的用500V摇表摇测不低于5MΩ;127V的用250V摇表摇测不低于2MΩ;42V装用250V摇表摇测不低于0.5MΩ。

    4、测量各直流电源的电压值及热继电器的动作电流值,其值应符合厂家规定。

    5、检漏保护装置在下井前应先在地面进行漏电动作电阻值、漏电动作时间、补偿效果的测定;带旁路的漏电保护应进行旁路动作电阻值、动作时间的测定;具有漏电闭锁功能的应测量闭锁电阻值,测量结果应符合规定。具有选择性漏电保护功能的各类检漏装置,在地面还要进行不少于两条馈电开关的支路作配套试验,各支路都应轮流进行三次漏电试验,以检查漏电选择性的可靠性。

    (三)安装

    1、检漏保护装置在井下装卸、搬运过程中,应免受剧烈的震动。

    2、检漏继电器、选择性的检漏保护装置应接在馈电开关的负荷侧。如用两台馈电开关作总开关时,可合用一台检漏保护装置。两台馈电开关的跳闸线圈应并联,并注意:

    ①馈电开关的跳闸线圈必须连接在同一相电源上。

    ②两台馈电开关的跳闸线圈联络线间应串接一个隔爆型停止按钮(或开关);当第一台运行,第二台停运时,应按下按钮(或断开关)并锁住不让其返回,避免该停运开关负荷侧仍带电。否则不允许停运一台开关,另一台仍运行。

    ③检漏保护装置的电源只需与第一台开关连接。如需停止第一台开关,第二台开关继续运行时,应将检漏保护装置的电源改接到第二台开关上。

    3、对检漏保护装置接地装置的几点规定:

    ①主接地线(即其外壳的保护装置接地线)要可靠地与采区变压所的辅助接地母线或局部接地极相连:煤电钻、照明综合保护装置只设辅助接地极能够满足要求的可以不另设主接地极。

    ②供检漏保护装置作检验用的辅助接地线,应用芯线总断面不小于10mm2的橡套电缆。检漏保护装置的辅助接地极应单独设置,规格要求要与局部接地极相同,并距局部接地极的直线距离不得少于5m。煤(岩)电钻、照明综合保护装置的辅助接地极,可采用直径不小于22mm,长度不小于500mm的钢管进行埋设。

    ③当同一地点装有两台以上检漏保护装置时,可以共用一个辅助接地极及一根辅助接地线。如共用同一辅助接地极的几台检漏保护装置,则应断其内部试验按钮常闭触点至局部接地极的连线。

    4、在由地面变电所直接向采区低压供电的特殊情况下,地面变电所必须设检漏保护装置。

    5、为确保检漏保护装置动作可靠,安装时应将它水平放置于特设的架上或吊架于硐室墙壁上。放置的高度以便于检查为准,并避免水淋或受潮。

    6、安装前对配合检漏保护装置使用的开关的跳闸机构,应进行如下检查:

    ①跳闸线圈的绝缘电阻应符合:1140V的用1000V摇表摇测不低于10MΩ;660V的用1000V摇表摇测不低于10MΩ;380V的用500V摇表摇测不低于5MΩ。

    ②跳闸机构灵活可靠。

    ③开关的操作机构应无过位或卡阻现象。

    7、检漏保护装置安装完毕后,应做跳闸试验,如不跳闸,则应立即切断电源作全面检查,合格后方可投入使用。具有对电网对地电容电流进行补偿的各类检漏保护装置,供电系统安装完毕后,均应在正常负荷情况下,进行电容电流的最佳补偿调节。

    8、安装时,电网系统总的绝缘电阻值应符合:1140V不低于80KΩ;660V不低于50KΩ;380V不低于30KΩ。

    (四)运行、维护和检修

    1、采区变电所值班人员或防爆检查人员每天应对检漏保护装置的运行情况进行检查试验,并作记录。检查试验内容:

    ①观察欧姆表的指示数值是否正常。当电网绝缘1140V低于50KΩ;660V低于30KΩ;380V低于15KΩ时,应及时采取措施,设法提高电网绝缘电阻值,尽量避免自动跳闸。

    ②安装位置必须平稳可靠,周围应清洁,无淋水现象。

    ③外观检查检漏保护装置的防爆性能必须合格。

    ④局部接地极和辅助接地极的安设应良好。

    ⑤用试验按钮对检漏保护装置进行跳闸试验。煤(岩)电钻综合保护装置每班试验一次,照明信号综合保护装置每天试验一次。对具有选择性功能的检漏保护装置各支路应每天做一次跳闸试验,总检漏保护装置每周做一次跳闸试验。

    2、检漏保护装置维修人员每月至少对检漏保护装置进行一次详细检查。内容除上条所规定的外,应检查 :

    ①各处导线是否良好,有无破损及受潮。

    ②闭锁装置及继电器动作是否可靠。

    ③各处接头、触点是否良好,有无松动脱落和烧毁现象。

    ④内部元件、插件板、熔断器及指示灯有无松动、破损。

    ⑤补偿电感是否达到最佳补偿效果。

    ⑥检漏保护装置的隔爆性能是否符合规定

    3、在瓦斯检查员的配合下,对新安装的检漏保护装置在首次投入运行前做一次远方人工漏电跳闸试验。运行中的检漏保护装置,每月至少做一次远方人工漏电跳闸试验。有选择性的检漏保护装置做远方人工漏电跳闸试验时,总检漏保护装置应在分支开关断开后在分支开关入口处做人工漏电跳闸试验,其余分路开关应分别做一次远方人工漏电跳闸试验。

    试验方法是:在最远端的控制开关的负荷侧按不同电压等级接入试验电阻(127V用2KΩ,10W电阻;380V用3.5KΩ,10W电阻;660V用11KΩ,10W电阻;1140V用20KΩ,10W电阻)。如用磁力起动器进行试验,试验电阻的一端接在熔断管的螺扣上,另一端接在外壳上,盖上外盖后送电,观察馈电开关是否跳闸,如跳闸,说明检漏保护装置动作可靠试验完毕后,要拆除试验电阻。

    4、检漏保护装置每年应升井进行一次检修,除对防爆外壳修理外,其他项目应按照下井前有关检验的各条规定内容进行检查和试验;对绝缘电阻较低,耐压试验不合格的必须进行干燥处理,并更换不合格的零件。

    5、检漏保护装置的维护、检修及调试工作应记入专门的检漏保护装置的运行记录本内。

    6、井下供电系统使用中的检漏继电器,任何单位和个人无权甩掉(或停止运行)。

    (五)故障的判断与寻找

    1、当电网在运行中发生漏电故障时,应立即进行寻找和处理,并向矿井调度室或主管电气人员汇报。发生故障的设备或电缆在未消除故障前,禁止投入运行。

    2、发生漏电故障,一般应从以下几方面进行分析:

    (1)运行中的电器设备绝缘受潮或进水,造成相与地之间绝缘降低或击穿。

    (2)电缆在运行中受机械或其他外力的挤压、砍砸、过度弯曲等而产生裂口或缝隙,长期受潮气、水分的侵蚀致使绝缘降低;砍砸或挤压也可能引起相与地间的直接相通、导电芯线裸露或短路。

    (3) 电缆与设备在连接时,由于芯线接头不牢、封堵不严、接线装置压板不紧,运行中产生接头松动脱落与外壳相连或发热烧毁绝缘。

    4)检修电气设备时,由于停送电错误或工作不慎将工具材料等其他金属物件残留在设备内部,造成相接地。

    (5)电气设备接线错误或内部导线绝缘破损造成与外壳相连,以及电缆屏蔽层处理不当造成漏电。

    (6)在操作电气设备时,产生弧光放电。

    (7)电气设备或电缆过负荷运行损坏或直接烧毁绝缘。

    (8)电缆与电缆的冷补、热补接头,由于芯线连接不牢、密封不严、绝缘包扎不良,运行中产生接头松动或受潮进水而造成漏电或绝缘破损。

    2、检漏保护装置的运行维护人员,应根据下述情况判断漏电性质:

    集中性漏电

    (1)长期集中性漏电 这种漏电,可能是电网内的某台设备或电缆,由于绝缘击穿或导体碰及外壳所造成。

    (2)间歇的集中性漏电 这种漏电,大部分发生在电网内某台设备(主要是电动机)或负荷端电缆,由于绝缘击穿或导体碰击外壳,在设备运转时产生漏电;还可能由于针状导体刺入负荷侧电缆内产生漏电。

    (3)瞬间的集中性漏电 这种漏电,主要是由于工作人员或其他物体偶尔触及带电导体或电气设备和电缆的绝缘破裂部分,使之与地相连;还可能在操作电气设备时产生对地弧光放电所致。

    分散性漏电

    (1)某几条线路及设备的绝缘水平降低所致。

    (2)整个电网的绝缘水平降低所致。

    3、发生漏电故障后,应根据设备、电缆新旧程度、下井使用时间的长短、周围环境(如潮湿、积水、淋水等)和设备运转情况,首先判断漏电性质,估计漏电大致范围,然后进行细致检查,找出漏电点。

    根据不同的检漏保护装置判断漏电点,如找不到漏电点,应与瓦斯检查员联系,对可能产生瓦斯积聚的地区(如单巷掘进、通风不良的采掘工作面等)进行瓦斯检查,如无瓦斯积聚(瓦斯浓度小于1%)时,可用下列方法进行寻找:

    发生漏电故障后,将各分路开关分别单独合闸,如发生跳闸(或闭锁),为集中性漏电。如不跳闸(或不闭锁),但各分路开关全部合上时则跳闸,一般为分散性漏电。

    集中性漏电的寻找方法

    (1)漏电跳闸后,试合总馈电开关,如能合上,可能是瞬间的集中性漏电。

    (2)试合总馈电开关,如不能合上,再拉开全部分路开关,试合总馈电开关,如仍不能合上,则漏电点在电源线上,然后用摇表摇测,确定在哪一条线路上。

    (3)拉开全部分路开关,试合总馈电开关,如能合上,再将各分路开关分别逐个合闸,如在合某一开关时跳闸,则表示分路有集中性漏电。

    分散性漏电的寻找方法

    若电网绝缘水平降低,在尚未发生一相接地时,继电器动作跳闸,可以采取拉开全部分路开关,再将各分路开关分别逐个合闸的办法,并观察检漏继电器的欧姆表指数变化情况,确定是哪一条线路的绝缘水平最低,然后用摇表摇测。检查到某设备或电缆绝缘水平太低时,则应更换。

    一、井下保护接地网的作用

    1、井下保护接地网的作用

    保护接地对保证人身触电安全是非常重要的。由于接地电阻的数值被控制在《煤矿安全规程》规定的范围内,因此,通过接地装置的有效分流作用,就可以把流经人身的触电电流降低到安全值以内,确保人身的安全。此外,由于装设了保护接地装置,带电导体碰壳处的漏电电流经接地装置流入大地,即使设备外壳与大地接触不良而产生电火花,但由于接地装置的分流作用,可以使电火花能量大大减小,从而避免了引爆瓦斯、煤尘的危险。保护接地如图3—5所示。

    二、煤矿井下保护接地装置的安装、检查、测定工作细则

    (一)总则

    1、电气设备绝缘损坏时,在设备金属外壳上和电缆的钢带(或钢丝)上会产生危险电压,人若接触上,就会发生触电事故。保护接地就是为了避免人身触电事故的发生。

    2、36V以上的电气设备的金属外壳,构架、铠装电缆的钢带(或钢丝)、铅皮和橡套(塑料)电缆的接地芯线或屏蔽护套等均必须接地。

    在矿井中禁止使用无接地芯线(或无其它可供接地的护套,如铅皮、铜皮等)的橡套或塑料电缆。

    3、所有必须接地的设备和局部接地装置,都要和总接地网连接。

    4、主接地极应浸入水仓中,主、副水仓必须各设一块。矿井有几个水平时,每个水平的总接地网都要与主、副水仓中的主接地极连接。

    5、在下列地点应装设局部接地极:

    ①每个采区变电所(包括移动变电站和移动变压器)。

    ②每个装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备。

    ③每个低压配电点或装有3台以上电气设备的地点。

    ④无低压配电点的采煤工作面的机巷、回风巷、集中运输巷以及由变电所单独供电的掘进工作面,至少要分别装设一个局部接地极。

    ⑤连接动力铠装电缆的每个接线盒以及高压电缆连接装置。

    6、局部接地极最好设在巷道水沟内,无水沟时应埋设在潮湿的地方。设在巷道水沟内的局部接地极及接地引线,不得影响水的正常通过和水沟清理。

    7、矿井内部所有需要接地的设备,均通过接地用的连接导线直接与接地母线(或辅助接地母线)或铠装电缆的钢带(或钢丝)、铅皮套或橡套电缆的接地芯线(或接地护套)相连接。而接地母线(或辅助接地母线)与连接在一起的所有电缆的接地部分,又均通过各接地导线同各局部接地极相连接,最后都直接汇接到主接地极上,从而构成一个全矿井内容完整的不间断的总接地网。如图3-6所示。

    8、矿井内分区从井上独立供电者,可以单独在井下或井上设置分区的主接地极,但其总接地网的接地电阻不得超过2Ω。

    9、严禁井下配电变压器中性点直接接地,严禁由地面上中性点直接接地的变压器或发电机向井下供电,但专供井下架线电机车变流设备用的专用变压器不在此限。

    10、每台设备均必须用独立的连接导线与接地网(接地母

    线、辅助接地母线)直接相连。禁止将几台设备串联接地,也禁止将几个接地部分串联。

    11、接地母线及变电所的辅助接地母线,应采用断面不小于50mm2的裸铜线、断面不小于100mm2的镀锌铁线或厚度不小于4mm、断面不小于100mm2的镀锌扁钢。采区配电点及其它机电硐室的辅助接地母线,应采用断面不小于25mm2的裸铜线、断面不小于50mm2的镀锌铁线或厚度不小于4mm、断面不小于50mm2的镀锌扁钢。

    12、连接导线、接地导线应采用断面不小于25 mm2的裸铜线、断面不小于50mm2的镀锌铁线或厚度不小于4mm、断面不小于50mm2的镀锌扁钢。额定电压低于或等于127V的电气设备接地导线、连接导线,可采用断面不不小于6mm2的裸铜线。

    13、严禁采用铝导体作为接地极、接地母线、辅助接地母线、连接导线和接地导线。

    14、未镀锌的铠装电缆的钢带(或钢丝)要定期进行防腐处理,1~2年应涂刷一次。

    15、从任意一个局部接地装置处所测得的总接地电网的电阻值,不得超过2Ω。

    每一移动式和手持式电气设备同接地网之间的保护接地用的电缆芯线(或其它相当接地导线)的电阻值,都不得超过1Ω。

    16、本细则仅适用于煤矿井下的保护接地系统。

    (二)井下接地装置的安装

    1、保护接地的接地极

    1)主接地极

    ①主、副水仓的主接地极和分区的主接地极、均应采用面积不小于0.75 m2,厚度不小于5mm的钢板。如矿井水为酸性时,应视其腐蚀性情况适当加大其厚度或镀上耐酸金属或采用其他耐腐蚀钢板。

    ②安装主接地时,应保证接地母线和主接地极连接处不承受较大拉力,并应设有便于取出主接地极进行检查的牵引装置。其装设方法可参照图3-7所示进行。

    2)局部接地极

    ①埋设在巷道水沟或潮湿地方的局部接地极,可采用面积不小于0.6 m2,厚度不小于3mm的钢板。其装设方法可参照图3-8所示进行。

    ②埋设在其它地点的局部接地极,可采用镀锌铁管。铁管直径不得小于35mm,长度不得小于1.5m。管子上至少要钻20个直径不小于5mm的透眼,铁管垂直于地面,并必须埋设在潮湿地方。如果埋设有困难时,可用两根长度不得小于0.75m,直径不得小于22mm的镀锌铁管。每根管子上至少要钻10个直径不小于5mm的透眼,两根铁管均垂直于地面,并必须埋设在潮湿的地方。两管之间相距5m以上,且在与接地网连接前,必须实测由两根铁管经连接导线和接地导线连接后组成的局部接地极的接地电阻,接地电阻值不得大于80Ω。其装设方法可参照图3-9所示进行。

    ②埋设在其它地点的局部接地极,可采用镀锌铁管。铁管直径不得小于35mm,长度不得小于1.5m。管子上至少要钻20个直径不小于5mm的透眼,铁管垂直于地面,并必须埋设在潮湿地方。如果埋设有困难时,可用两根长度不得小于0.75m,直径不得小于22mm的镀锌铁管。每根管子上至少要钻10个直径不小于5mm的透眼,两根铁管均垂直于地面,并必须埋设在潮湿的地方。两管之间相距5m以上,且在与接地网连接前,必须实测由两根铁管经连接导线和接地导线连接后组成的局部接地极的接地电阻,接地电阻值不得大于80Ω。其装设方法可参照图3-9、图3-0所示进行。

    2、固定电气设备的接地方法

    1)变压器的接地,应将高、低压侧的铠装电缆的钢带、铅皮用连接导线分别接到变压器外壳上的专供接地的螺钉上。如用橡套电缆时,将电缆的接地芯线接到进出线装置的内接地端子上,然后将变压器外壳的接地螺钉用连接导线接到接地母线(或辅助接地母线)上。其装设方法可参照图3-11所示进行。

    2)电动机的接地,可直接将其外壳的接地螺钉接到接地母线(或辅助接地母线)上。橡套电缆应将专用接地芯线与接线箱(盒)内的接地螺钉连接。如用铠装电缆时,应将端头的铠装钢带(钢丝)、铅皮同外壳的接地螺钉连接。禁止把电机的底脚螺栓当作外壳的接地螺钉使用。其装设方法可参照图3-12所示进行。

    3)高压配电装置的接地,应将各进、出口的电缆头接地部分(铠装、铅皮或接地芯线头)分别用独立的连接导线连接到配电装置的接地螺钉上,然后用连接导线将进口电缆头接地螺钉与底架接地螺钉相连接,最后连接到接地母线(或辅助接地母线)上,也可将电缆头的接地部分直接与接地母线(或辅助接地母线)相连。其装设方法可参照图3-13所示进行。

    4)井下各机电硐室、各采区变电所(包括移动变电站和移动变压器)及各配电点的电气设备的接地,除通过电缆的铠装层、屏蔽层或接地芯线与总接地网相连外,还必须设置辅助接地母线。其所有设备的外壳都必须用独立的连接线接到辅助接地母线上。辅助接地母线还必须用接地导线与局部接地极连接。其装设方法可参照图3-6所示进行。

    5)井下中央变电所所有设备的接地,除与电缆的接地部分接地外,其外壳均分别用独立的连接导线直接与连接主、副水仓中主接地极的接地母线相连接。

    6)电缆接线盒的接地,应将接线盒上的接地螺钉直接用导线与局部接地极相连接。接线盒两端铠装电缆的接地,用绑扎方法通过与接地导线相连接的连接导线把两端电缆的铅皮层和钢带(钢丝)层连接起来。

    接线盒两端电缆头的钢带层和铅皮层用连接导线绑扎时。应沿电缆轴向把铅皮二等或三等分割开并倒翻180度,把铅皮贴在钢带上,铅皮与钢带接触处应打磨光洁,沿电缆轴向绑扎长度不得小于50mm。其装设方法可参照图3-14所示进行。

    3、移动电气设备的接地方法

    1)移动电气设备的接地,是利用橡套电缆的接地芯线来实现的。接地芯线的一端和移动电气设备进线装置内的接地端子相连,另一端和起动器出线装置中的接地端子相连。接地芯线和接地端子相连时,务使接地芯线比主芯线长一些,以免使接地芯线承受机械拉力。起动器外壳与总接地网或局部接地极相连。

    2)移动变电站的接地,应先将高、低压侧橡套电缆的接地芯线分别接到进线装置的内接地端子上,用连接导线将高压侧电缆引入装置上的外接地端子与高压开关箱上的外接地端子连接牢固。再将高、低压侧开关箱和干式变压器上的外接地螺钉分别用独立的连接导线接到接地母线(或辅助接地母线)上。其装设方法可参照图3-15所示进行。

    4、接地线的连接和加固

    1)接地母线与主接地极的连接要用焊接。接地导线与接地母线的连接最好用焊接,无条件时,可用直径不小于10mm的镀锌螺栓加防松装置拧紧连接,连接处应镀锡或镀锌。其连接和加固方法可参照图3-16~图3-18用裸线绑扎时,沿接地母线轴向绑扎长度不得小于100mm。

    2)在混凝土及料石砌碹的机电硐室里,接地母线或辅助接地母线应用铁钩或卡子固定在接近地面的碹墙上。其装设方法可参照图3-19所示进行。

    (三)接地装置的检查和测定

    1、保护接地的检查

    1)有值班人员的机电硐室和有专人操作的电气设备的保护接地,每班必须进行一次全面检查。其它设备的保护接地,由维修人员进行每周不少于一次的全面检查。发现问题,立即处理,并应及时记录,处理不了的应向有关领导汇报。

    2)电气设备在每次安装或移动后,应详细检查电气设备接地装置的完善情况。对那些震动性大及经常移动的电气设备,应特别注意,随时加强检查。

    3)检查发现接地装置有损坏时,应立即修复。电气设备的保护接地装置未修复前禁止受电。

    4)每年至少对主接地极和局部接地极详细检查一次,如发现接触不良或严重锈蚀等缺陷,应立即处理或更换,并应测其接地电阻值。主、副水仓的主接地极不得同时提出检查,必须保证一个工作。矿井水含酸性较大时,应适当增加检查次数。

    2、接地电阻的测定

    1)井下总接地网的接地电阻的测定,要有专人负责,每季至少一次;新安装的接地装置,投入运行前,测其接地电阻值,并必须将测定数据记入接地电阻测试记录。

    2)在有瓦斯及煤尘爆炸危险的矿井内进行接地电阻测定时,应采用本质安全性接地摇表,如采用普通型仪器时,只准在瓦斯浓度1%以下的地点使用,并采取一定的安全措施。

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