第四模块 矿山 用电 安全技术
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第四模块 矿山 用电 安全技术. 安全用电是保证矿井安全生产的关键之一。由于井下环境恶劣，容易发生漏电、人身触电、短路、过负荷、电火灾、电雷管提前引爆等电气事故，所以必须采用各种预防措施和设置必要的保护装置如： 漏电保护 、 保护接地和过流保护 ，即井下 三大保护 以防止各种电气事故的发生。一旦发生电气事故，保护装置迅速切断故障电源，防止事故的扩大和恶化，确保人员、矿井和设备的安全。. 2.1. 电气设备及其防爆原理. 2.1.1 瓦斯（沼气、甲烷 CH4 ）、煤尘的燃烧和爆炸. 2.1.1.1. 瓦斯爆炸条件： - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
第四模块 矿山用电安全技术第四模块 矿山用电安全技术 安全用电是保证矿井安全生产的关键之一。安全用电是保证矿井安全生产的关键之一。由于井下环境恶劣，容易发生漏电、人身触电、由于井下环境恶劣，容易发生漏电、人身触电、短路、过负荷、电火灾、电雷管提前引爆等电短路、过负荷、电火灾、电雷管提前引爆等电气事故，所以必须采用各种预防措施和设置必气事故，所以必须采用各种预防措施和设置必要的保护装置如：要的保护装置如：漏电保护漏电保护、、保护接地和过流保护接地和过流保护保护，即井下，即井下三大保护三大保护以防止各种电气事故的以防止各种电气事故的发生。一旦发生电气事故，保护装置迅速切断发生。一旦发生电气事故，保护装置迅速切断故障电源，防止事故的扩大和恶化，确保人员、故障电源，防止事故的扩大和恶化，确保人员、矿井和设备的安全。矿井和设备的安全。
2.1. 2.1. 电气设备及其防爆原理电气设备及其防爆原理2.1.1 2.1.1 瓦斯（沼气、甲烷瓦斯（沼气、甲烷 CH4CH4）、煤尘的燃烧和）、煤尘的燃烧和爆炸爆炸2.1.1.1.2.1.1.1.瓦斯爆炸条件：瓦斯爆炸条件： 浓度浓度：： (5-16)% <5%(5-16)% <5%时会被点燃，而不爆炸。时会被点燃，而不爆炸。 温度温度：： (650-750) C(650-750) C00-------- 如：裸火、灼热导体、电火花如：裸火、灼热导体、电火花等等 2.1.1.2.2.1.1.2. 煤尘爆炸条件：煤尘爆炸条件： 浓度浓度：在空气中的悬浮含量达：在空气中的悬浮含量达 (30-2000)g/m3(30-2000)g/m3 ，挥发指，挥发指温度温度：： (700-800) C(700-800) C00-------- 如：如：裸火、灼热导体、电火花裸火、灼热导体、电火花
等等2.1.1.32.1.1.3 瓦斯和煤尘混和时： 瓦斯和煤尘混和时： P81 P81 表表 2-1 2-1 瓦斯、煤尘同时存在时的爆炸浓度下限 瓦斯、煤尘同时存在时的爆炸浓度下限
(1).(1). 将瓦斯和煤尘的含量严格控制在非爆炸的范围内。对于瓦将瓦斯和煤尘的含量严格控制在非爆炸的范围内。对于瓦斯主要是加强通风，使总回风巷或一翼回风巷中的瓦斯浓度低斯主要是加强通风，使总回风巷或一翼回风巷中的瓦斯浓度低于于 00 ．． 7575 ％。当采区回风道、采掘工作面回风道风流中瓦斯％。当采区回风道、采掘工作面回风道风流中瓦斯浓度超过浓度超过 11 ％时，就必须停止工作，撤出人员，进行处理。对％时，就必须停止工作，撤出人员，进行处理。对于煤尘，可用洒水或撒岩粉的方法迫使它降落，减少悬浮的煤于煤尘，可用洒水或撒岩粉的方法迫使它降落，减少悬浮的煤尘，将煤尘在空气中的含量降低到尘，将煤尘在空气中的含量降低到 20g20g ／／ mm33 以下以下。。
2.1.1.42.1.1.4 为了防止瓦斯、煤尘爆炸，可采用以下预防措施为了防止瓦斯、煤尘爆炸，可采用以下预防措施
(2).(2). 控制井下各种可能引爆的热源、火源和电源，使之不能外控制井下各种可能引爆的热源、火源和电源，使之不能外露或低于引爆温度。露或低于引爆温度。
(3).(3). 完善井下供电系统的保护装置，当供电系统或设备发生可完善井下供电系统的保护装置，当供电系统或设备发生可能引爆瓦斯、煤尘的故障时，及时地切断电源。能引爆瓦斯、煤尘的故障时，及时地切断电源。
(4).(4). 建立和健全各种有效的安全制度和操作制度，保证井下供建立和健全各种有效的安全制度和操作制度，保证井下供电系统与设备的正常运行。电系统与设备的正常运行。
2.1.2. 2.1.2. 矿用电气设备的类型、以及环境对设备的要求矿用电气设备的类型、以及环境对设备的要求 采取一定措施后，能在矿井井下正常使用的电气采取一定措施后，能在矿井井下正常使用的电气设备叫矿用电气设备。根据使用地点分为：设备叫矿用电气设备。根据使用地点分为：矿用一矿用一般型般型电气设备、电气设备、矿用防爆型矿用防爆型电气设备。电气设备。
2.1.2.12.1.2.1 矿用一般型电气设备矿用一般型电气设备 矿用一般型电气设备是一种煤矿井下用的非防爆型矿用一般型电气设备是一种煤矿井下用的非防爆型电气设备，它只能用于井下无瓦斯煤尘爆炸危险的场所。电气设备，它只能用于井下无瓦斯煤尘爆炸危险的场所。外壳的明显处有外壳的明显处有““ KY”KY” 标志。标志。
对矿用一般型电气设备的对矿用一般型电气设备的基本要求基本要求是是外壳坚固、封外壳坚固、封闭，能防止从外部直接触及带电部分闭，能防止从外部直接触及带电部分；；防滴、防溅、防防滴、防溅、防潮性能好潮性能好；；有电缆引入装置有电缆引入装置，并能，并能防止电缆扭转、拔脱防止电缆扭转、拔脱和损伤和损伤；；开关手柄和门盖之间有联锁装置开关手柄和门盖之间有联锁装置等。等。防护等级防护等级一般不低于一般不低于 IPIP5454 。。
2.1.2.2.2.1.2.2. 矿用防爆型电气设备的通用要求矿用防爆型电气设备的通用要求(1).(1). 防爆电气设备使用的环境温度为防爆电气设备使用的环境温度为 -20-20～～ 40ºC40ºC 。。
(5).(5). 防爆电气设备限制使用铝合金外壳，防止其与锈铁摩擦产防爆电气设备限制使用铝合金外壳，防止其与锈铁摩擦产生大量热能，避免形成危险温度。生大量热能，避免形成危险温度。
(2).(2). 电气设备与电缆的连接应采用防爆电缆接线盒，电缆的引入电气设备与电缆的连接应采用防爆电缆接线盒，电缆的引入引出必须用密封式电缆引入装置，并应具有防松动、防拔脱措施。引出必须用密封式电缆引入装置，并应具有防松动、防拔脱措施。(3).(3). 对不同的额定电压和绝缘材料，电气间隙和爬电距离都对不同的额定电压和绝缘材料，电气间隙和爬电距离都有相应的较高的要求。有相应的较高的要求。(4).(4). 具有电气或机械闭锁装置，有可靠的接地及防止螺钉松动装置。具有电气或机械闭锁装置，有可靠的接地及防止螺钉松动装置。
(6).(6). 防爆电气设备如果采用塑料外壳，须采用不燃性或难燃性材防爆电气设备如果采用塑料外壳，须采用不燃性或难燃性材料制成，并保证塑料表面的绝缘电阻不大于料制成，并保证塑料表面的绝缘电阻不大于 1×10Ω1×10Ω ，以防积聚，以防积聚静电，还必须承受冲击试验和热稳定试验。静电，还必须承受冲击试验和热稳定试验。(7).(7). 防爆型电气设备，必须经国家指定的防爆试验鉴定。防爆型电气设备，必须经国家指定的防爆试验鉴定。(8).(8). 防爆设备的选用防爆设备的选用必须按表必须按表 2—52—5 井下电气设备选用规定选用井下电气设备选用规定选用
表表 2—52—5 井下电气设备选用规定选用井下电气设备选用规定选用
使用场使用场所类别所类别
煤煤 ((岩岩 ))与与瓦斯瓦斯 ((二氧二氧化碳化碳 ))突出突出矿井和瓦斯矿井和瓦斯喷出区域喷出区域
瓦斯矿井瓦斯矿井井底车场、总进井底车场、总进风巷和主要进风风巷和主要进风巷巷
翻车翻车机室机室
采区进采区进风巷风巷
总回风巷、主总回风巷、主要回风巷、采要回风巷、采区回风巷、工区回风巷、工作面和工作面作面和工作面进回风巷进回风巷
低瓦斯低瓦斯矿井矿井
高瓦斯高瓦斯矿井矿井
11．高低．高低压电机和压电机和电气设备电气设备
矿用防爆型矿用防爆型((矿用增安矿用增安型除外型除外 ))
矿用一矿用一般型般型
矿用一矿用一般型般型
矿用矿用防爆防爆型型
矿用防矿用防爆型爆型
矿用防爆型矿用防爆型((矿用增安型矿用增安型除外除外 ))
22．照明．照明灯具灯具
矿用防爆型矿用防爆型((矿用增安矿用增安型除外型除外 ))
矿用一矿用一般型般型
矿用防矿用防爆型爆型
矿用矿用防爆防爆型型
矿用防矿用防爆型爆型
矿用防爆型矿用防爆型((矿用增安型矿用增安型除外除外 ))
33．通信、．通信、自动化装自动化装置和仪表、置和仪表、仪器仪器
矿用防爆型矿用防爆型((矿用增安矿用增安型除外型除外 ))
矿用一矿用一般型般型
矿用防矿用防爆型爆型
矿用矿用防爆防爆型型
矿用防矿用防爆型爆型
矿用防爆型矿用防爆型((矿用增安型矿用增安型除外除外 ))
2.1.3. 2.1.3. 矿用防爆设备类型及原理矿用防爆设备类型及原理
类 型 类 型 标志标志 类 型 类 型 标志标志1.1.增安型增安型 ExeIExeI（（ KAKA
））6.6.特殊型特殊型 ExsI ExsI
（（ KTKT））2.2. 隔爆型 隔爆型 ExdI ExdI
（（ KBKB））7.7.充砂型充砂型 ExqIExqI
3.3.本质安全本质安全 型 型
ExdI ExdI （（ KHKH））
8.8.浇封型浇封型 ExmIExmI
4.4. 充油型 充油型 ExoI ExoI （（ KCKC））
9.9.无火花型无火花型 ExnIExnI
5.5.正压型正压型 ExpI ExpI （（ KFKF））
10.10.气密型气密型 ExhIExhI
2.1.3. 1.2.1.3. 1. 矿用防爆设备类型标志 矿用防爆设备类型标志 P82P82 表表2-22-2
▓ 防爆电气设备的标志防爆电气设备的标志：Ex-Ex-- 防爆电气设备的防爆总标志防爆电气设备的防爆总标志， MA--MA-- 安全标志安全标志。
▓ 防爆电气设备的类型防爆电气设备的类型 : 按其使用环境的不同，按其使用环境的不同，一般分为两大类：一般分为两大类：
ⅠⅠ类：类：煤矿井下使用的防爆电气设备，主要用于有瓦斯爆炸性煤矿井下使用的防爆电气设备，主要用于有瓦斯爆炸性的作用环境的作用环境。
ⅡⅡ类：类：工厂使用的防爆电气设备，主要用于除瓦斯以外的各种工厂使用的防爆电气设备，主要用于除瓦斯以外的各种各样爆炸性气体中或可燃物的化工厂、石油开采 等作用环境。各样爆炸性气体中或可燃物的化工厂、石油开采 等作用环境。
▓ 电气设备的防护等级电气设备的防护等级
电气设备应具有坚固的外壳，外壳应具有一定的防护能力，并气设备应具有坚固的外壳，外壳应具有一定的防护能力，并达到一定的防护等级标准。达到一定的防护等级标准。防护等级就是防外物和防水能力防护等级就是防外物和防水能力。
防外物是指防外物是指防止外部固体进入设备内部和防止人体触及设备内防止外部固体进入设备内部和防止人体触及设备内的带电或运动部分的性能，简称防外物的带电或运动部分的性能，简称防外物。防水是防水是防止外部水分防止外部水分进入设备内部，对设备产生有害影响的防护性能，简称防水。进入设备内部，对设备产生有害影响的防护性能，简称防水。
防护等级用字母防护等级用字母 IPIP 连同两位数来标志连同两位数来标志。例如例如 IPIP5454 中的中的 IPIP 是是外壳防护等级标志，第一位数字外壳防护等级标志，第一位数字 55 表示防外物表示防外物 55级，第二位数级，第二位数字字 44 表示防水表示防水 33级。数字越大表示等级越高，要求越严格。级。数字越大表示等级越高，要求越严格。防防外物共分外物共分 77级，防水共分级，防水共分 99级。级。
2.1.3. 1.2.1.3. 1. 矿用防爆设备原理矿用防爆设备原理1.1.增安型 增安型
ExeIExeI（（ KAKA）） 在在正常正常运行条件下不会产生电弧、火花或可能点燃爆运行条件下不会产生电弧、火花或可能点燃爆炸性混合物的高温的设备结构上，采取措施提高安全程炸性混合物的高温的设备结构上，采取措施提高安全程度，以避免在正常和认可的过载条件下出现这些现象的度，以避免在正常和认可的过载条件下出现这些现象的电气设备。电气设备。
2.2.隔爆型隔爆型ExdIExdI（（ KBKB）） 具有隔爆外壳的防爆电气设备，该外壳既能承受其具有隔爆外壳的防爆电气设备，该外壳既能承受其
内部爆炸性气体混合物引爆产生的爆炸压力，又能防内部爆炸性气体混合物引爆产生的爆炸压力，又能防止爆炸产物穿出隔爆间隙点燃外壳周围的爆炸性混合止爆炸产物穿出隔爆间隙点燃外壳周围的爆炸性混合物。物。条件：隔爆外壳、隔爆面三要素（隔爆面长度和光洁条件：隔爆外壳、隔爆面三要素（隔爆面长度和光洁度、间隙厚度、） 度、间隙厚度、）
((增大电气间隙和绝缘增大电气间隙和绝缘 ))
（隔离点火源）（隔离点火源）
3.3. 本质安全型 本质安全型 ExdExdII （（ KHKH））
优点：优点：体积小、重量轻、工作可靠、安全性能好、体积小、重量轻、工作可靠、安全性能好、价格低。适用于井下防爆通信、信号、控制装置。价格低。适用于井下防爆通信、信号、控制装置。
缺点缺点：只适用于小电流低电压的地方：只适用于小电流低电压的地方 ..
限制电火花能量 限制电火花能量 本质安全电路本质安全电路 :: 是指在规定的试验条件下，正常工作或是指在规定的试验条件下，正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路定的爆炸性混合物的电路 ..
全部电路都采用本质安全型电路的设备称为全部电路都采用本质安全型电路的设备称为本本质安全型设备质安全型设备 ..
4.4.无火花型无火花型 ExnIExnI 在正常运行条件下，不会点燃周围爆炸性混合物，在正常运行条件下，不会点燃周围爆炸性混合物，且一般不会发生有点燃作用的故障的电气设备。且一般不会发生有点燃作用的故障的电气设备。
限制电火花能量 限制电火花能量
6.6. 正压型正压型 ExpExpI I （（ KFKF）） 具有正压外壳的电气设备。即外壳内充有保护性具有正压外壳的电气设备。即外壳内充有保护性气体，并保持其压力（压强）高于周围爆炸性环境的气体，并保持其压力（压强）高于周围爆炸性环境的压力（压强），以阻止外部爆炸性混合物进入的防爆压力（压强），以阻止外部爆炸性混合物进入的防爆电气设备。电气设备。
（隔离点火源）（隔离点火源）
5.5.充油型 充油型 ExoExoII （（ KCKC ）） 全部或部分部件浸在油内，使设备不能点燃油面以全部或部分部件浸在油内，使设备不能点燃油面以上的或外壳外的爆炸性混合物的防爆电气设备。 油在上的或外壳外的爆炸性混合物的防爆电气设备。 油在使用中易碳化、井下潮湿及煤上尘等影响，故井下很使用中易碳化、井下潮湿及煤上尘等影响，故井下很少使用充油型设备少使用充油型设备 ..
（隔离点火源）（隔离点火源）
7.7. 气密型气密型 ExhExhII （隔离点火源）（隔离点火源）具有气密外壳的电气设备。具有气密外壳的电气设备。
10.10.特殊型 特殊型 ExsExsII （（ KTKT）） 不属于上列类型的，经国家认可的防爆设备。不属于上列类型的，经国家认可的防爆设备。
8.8.浇封型浇封型 ExmExmII （隔离点火源）（隔离点火源） 将电气设备或其部件浇封在浇封剂中，使它在正将电气设备或其部件浇封在浇封剂中，使它在正常运行和认可的过载或认可的故障下不能点燃周围的常运行和认可的过载或认可的故障下不能点燃周围的爆炸性混合物的防爆电气设备。爆炸性混合物的防爆电气设备。9.9.充砂型充砂型 ExqExqII （隔离点火源）（隔离点火源）
外壳内充填砂粒材料，使之在规定的条件下壳内外壳内充填砂粒材料，使之在规定的条件下壳内产生的电弧、传播的火焰、外壳壁或砂粒材料表面的产生的电弧、传播的火焰、外壳壁或砂粒材料表面的过热温度，均不能点燃周围爆炸性混合物的防爆电气过热温度，均不能点燃周围爆炸性混合物的防爆电气设备设备
失爆失爆 : 指电气设备的隔爆外壳失去了耐爆性或隔爆性。指电气设备的隔爆外壳失去了耐爆性或隔爆性。2.1.4 . 2.1.4 . 矿用隔爆型电气设备的失爆的原因及预防矿用隔爆型电气设备的失爆的原因及预防
2.1.4.1.2.1.4.1. 井下防爆电气设备失爆的原因井下防爆电气设备失爆的原因（（ 11）密封接线不合格，甚至出现“羊尾巴”接头。）密封接线不合格，甚至出现“羊尾巴”接头。
(2)(2)隔爆外壳的防爆面因锈蚀出现“麻点”而造成防爆间隙超隔爆外壳的防爆面因锈蚀出现“麻点”而造成防爆间隙超标。标。（（ 33）隔爆外壳因受到严重机械碰撞变形造成隔爆间隙增大。）隔爆外壳因受到严重机械碰撞变形造成隔爆间隙增大。（（ 44）不用的喇叭口没有用合适的挡板堵死。）不用的喇叭口没有用合适的挡板堵死。
（（ 55）接线盒盖板螺钉未拧紧。）接线盒盖板螺钉未拧紧。（（ 66）矿用电气设备选型与使用条件不符合规定。）矿用电气设备选型与使用条件不符合规定。
以上诸多因素，都是容易被忽略的小问题。但这些小问题也以上诸多因素，都是容易被忽略的小问题。但这些小问题也许就是引起瓦斯、煤尘爆炸的直接原因，因此必须认真对待，许就是引起瓦斯、煤尘爆炸的直接原因，因此必须认真对待，决不可马虎大意。决不可马虎大意。
2.1.4.2.2.1.4.2. 防爆电器失爆事故的预防防爆电器失爆事故的预防（（ 11）隔爆型电气设备要经过考试合格的防爆电气设备检查员检）隔爆型电气设备要经过考试合格的防爆电气设备检查员检查其安全性能并取得合格证。查其安全性能并取得合格证。（（ 22）外壳完整无损、无裂痕和变形。）外壳完整无损、无裂痕和变形。
（（ 33）外壳的紧固件、密封件、接地件应齐全完好。）外壳的紧固件、密封件、接地件应齐全完好。（（ 44）隔爆结合面的间隙，有效宽度和粗糙度应符合〈煤矿）隔爆结合面的间隙，有效宽度和粗糙度应符合〈煤矿安全规程〉的规定。安全规程〉的规定。（（ 55）电缆接线盒和电缆引人装置应完好，零部件应齐全，无缺）电缆接线盒和电缆引人装置应完好，零部件应齐全，无缺损，电缆连接应牢固可靠。与电缆连接时，一个连接装置只允许损，电缆连接应牢固可靠。与电缆连接时，一个连接装置只允许连接一条电缆；密封圈外径与电缆引入装置内径之差不得大于连接一条电缆；密封圈外径与电缆引入装置内径之差不得大于2mm2mm ；电缆与密封圈之间不得有杂物；不用的电缆引入装置要；电缆与密封圈之间不得有杂物；不用的电缆引入装置要用厚度不小于用厚度不小于 2mm2mm 的钢板堵死。的钢板堵死。（（ 66）联锁装置功能完整，保证电源接通时打不开盖，开盖送不）联锁装置功能完整，保证电源接通时打不开盖，开盖送不上电的要求，内部电气元件应完好，保护装置应动作可靠。上电的要求，内部电气元件应完好，保护装置应动作可靠。
2.1.4.2.2.1.4.2. 防爆电器失爆事故的预防防爆电器失爆事故的预防（（ 66）联锁装置功能完整，保证电源接通时打不开盖，开盖时送）联锁装置功能完整，保证电源接通时打不开盖，开盖时送不上电的要求，内部电气元件应完好，保护装置动作可靠。不上电的要求，内部电气元件应完好，保护装置动作可靠。（（ 77）接线盒内裸露导电芯线之间的空气间隙，）接线盒内裸露导电芯线之间的空气间隙， 660V660V 时，不应时，不应小于小于 10mm10mm ；； 380V380V 时，不应小于时，不应小于 6mm6mm ；导电芯线不应有毛刺，；导电芯线不应有毛刺，上紧接线螺母时不应压住绝缘材料；外壳内部不得随意增加元件上紧接线螺母时不应压住绝缘材料；外壳内部不得随意增加元件并杜绝某些电气距离小于规定值。并杜绝某些电气距离小于规定值。（（ 88）在设备输出端断电后，壳内仍有带电部件时，应在其上装）在设备输出端断电后，壳内仍有带电部件时，应在其上装设防护绝缘盖板，并标明“带电”字样，防止人身触电事故。设防护绝缘盖板，并标明“带电”字样，防止人身触电事故。（（ 99）接线盒内的接地芯线应比导电芯线长；即使导电芯线被拉 ）接线盒内的接地芯线应比导电芯线长；即使导电芯线被拉 脱，接地芯线仍保持连接；接线盒内保持清洁，无杂物和导电 脱，接地芯线仍保持连接；接线盒内保持清洁，无杂物和导电线丝。线丝。（（ 1010）隔爆型电气设备安装地点无滴水、淋水，周围围岩应）隔爆型电气设备安装地点无滴水、淋水，周围围岩应坚固，设备放置应与地面垂直，最大倾角不得大于坚固，设备放置应与地面垂直，最大倾角不得大于 15°15° 。。（ 11）不得使用失爆设备、失爆小型电器。发现失爆要追究直 接责任者及相关人员责任。
2.1.4.3.2.1.4.3. 失爆的危害失爆的危害 井下防爆设备具有隔爆性和耐爆性，就是说在设井下防爆设备具有隔爆性和耐爆性，就是说在设
备的壳内产生的电火花引起混合气体爆炸时其火焰传备的壳内产生的电火花引起混合气体爆炸时其火焰传不到壳外，当设备失爆后就起不到隔爆和耐爆的作用。不到壳外，当设备失爆后就起不到隔爆和耐爆的作用。内部发生爆炸的火焰会传到壳外，并且与井下可燃、内部发生爆炸的火焰会传到壳外，并且与井下可燃、可爆性混合气体直接接触，将引起矿井火灾及瓦斯煤可爆性混合气体直接接触，将引起矿井火灾及瓦斯煤尘爆炸，造成重大恶性事故。尘爆炸，造成重大恶性事故。2.2.2.2. 漏电与触电 漏电与触电 P86P86
漏电是漏电是一种电网对地发生电能泄漏的电气故障，一种电网对地发生电能泄漏的电气故障，其特征是电网对大地的绝缘阻抗降低、泄漏入地的电其特征是电网对大地的绝缘阻抗降低、泄漏入地的电流增大。流增大。触电触电在一般情况下是电网发生漏电故障的一在一般情况下是电网发生漏电故障的一种特殊形式，它直接威胁工作人员的生命安全，研究种特殊形式，它直接威胁工作人员的生命安全，研究并确定人身安全电流或触电安全值等对人员、矿井的并确定人身安全电流或触电安全值等对人员、矿井的安全和漏电保护系统的设计有重要意义安全和漏电保护系统的设计有重要意义。
2.2.12.2.1 、漏电、漏电 .. 在电力系统中，当带电导体对地绝缘下降至在电力系统中，当带电导体对地绝缘下降至一定程一定程度度时，有电流经该阻抗流入大地，这个电流大到时，有电流经该阻抗流入大地，这个电流大到一是程一是程度度时 时 称为漏电称为漏电。。该电流称为漏电电流该电流称为漏电电流 ..
2.2.1.1.2.2.1.1. 产生漏电原因 ： 产生漏电原因 ： P87P87
1)1) 电缆或电气设备本身的原因电缆或电气设备本身的原因
2)2)因施工安装不当引起漏电因施工安装不当引起漏电
3)3)因管理不当引起漏电因管理不当引起漏电
4)4)因维修操作不当引起漏电 因维修操作不当引起漏电
5)5)因意外事故引起漏电因意外事故引起漏电
总的来讲： 总的来讲： 绝缘下降所至绝缘下降所至
380V380V→3.5K→3.5KΩΩ, 660 , 660 V→11KV→11KΩΩ, 1140V→20K, 1140V→20KΩΩ; ;
(30mA)(30mA)
2.2.1.2.2.2.1.2. 漏电危害 漏电危害 ①①、 使人触电。 、 使人触电。 ②②、引起短路故障，烧坏电气设备，引发火灾、引起短路故障，烧坏电气设备，引发火灾③③、引起瓦斯、煤尘、爆炸、电雷管爆炸 、引起瓦斯、煤尘、爆炸、电雷管爆炸 ④④、严重影响生产。按规程要求：一但发生漏电，、严重影响生产。按规程要求：一但发生漏电，
就必须停电处理就必须停电处理 ..
2.2.2. 2.2.2. 触电及影响触电程度的因素 触电及影响触电程度的因素 P90P90
人体触及带电导体或因绝缘损坏而带电的电气人体触及带电导体或因绝缘损坏而带电的电气没备金属外壳，甚至接近高压带电体而成为电流通没备金属外壳，甚至接近高压带电体而成为电流通路的现象叫路的现象叫触电触电。
2.2.2.1.2.2.2.1. 触电对人体伤害形式触电对人体伤害形式： ①、电击 ②、电伤： ①、电击 ②、电伤
2.2.2.2. 2.2.2.2. 影响触电程度的因素影响触电程度的因素 P91 表2-6
一般为一般为 500Ω--1MΩ500Ω--1MΩ ，在井下规定为：，在井下规定为： (800-1200) Ω (800-1200) Ω 取取 1000Ω 1000Ω
发生人身触电时流过人身的电发生人身触电时流过人身的电流叫触电电流。触电电流越大，对人体组织的破坏作流叫触电电流。触电电流越大，对人体组织的破坏作用也就越大，因而也就越危险。用也就越大，因而也就越危险。（感知电流、反应电流、摆脱电流、极限电流）（感知电流、反应电流、摆脱电流、极限电流）
人站在地上，身体某人站在地上，身体某一部分碰到带电的导体或金属外壳时，人体接触部一部分碰到带电的导体或金属外壳时，人体接触部分与站立点的电位差称为接触电压。接触电压的最分与站立点的电位差称为接触电压。接触电压的最大值可达电气设备的相对地电压电压（安全电压大值可达电气设备的相对地电压电压（安全电压6565 、、 3636 、、 12V12V）、）、
一般地说，直流的危险般地说，直流的危险比交流小，在交流电中，比交流小，在交流电中， 5050～～ 60Hz60Hz 是对人体伤是对人体伤害最严重的频率，当频率超过害最严重的频率，当频率超过 2000HZ2000HZ 时，对心时，对心脏的影响就很小了脏的影响就很小了
P92 P92 图图 2-22-2 触电电流与接触电压的关系触电电流与接触电压的关系
①①、触电电流、触电电流：
②②、接触电压：、接触电压：
③③、频率：、频率：
触电持续时间，是指从触电瞬间开始到人体脱离电源或触电持续时间，是指从触电瞬间开始到人体脱离电源或电源被切断的时间。触电持续时间越长，对人越危险。电源被切断的时间。触电持续时间越长，对人越危险。⑤ ⑤ 、触电持续时间：、触电持续时间：
④④、人身电阻：、人身电阻：
80V,4mA,280V,4mA,2
0kΩ0kΩ
40V,22mA,140V,22mA,1
.8kΩ.8kΩ
电流电流
mA
mA
2.2.2.4.. 2.2.2.4.. 预防漏电、触电的主要措施预防漏电、触电的主要措施
5.5. 非专职人员或非值班电气人员不得擅自操作电气设备。非专职人员或非值班电气人员不得擅自操作电气设备。（（ 0505 煤炭安全规程煤炭安全规程 -446-446））6.6. 操作高压电气设备主回路时，操作人员必须戴绝缘手套，并穿操作高压电气设备主回路时，操作人员必须戴绝缘手套，并穿电工绝缘靴或站在绝缘台上。（电工绝缘靴或站在绝缘台上。（ 05-44605-446））7.7. 手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部分必须有良手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部分必须有良好绝缘。（好绝缘。（ 0505 煤炭安全规程煤炭安全规程 -446)-446)
8.8. 容易碰到的、裸露的带电体及机械外露的转动和传动部分必须容易碰到的、裸露的带电体及机械外露的转动和传动部分必须加装护罩或遮栏等防护设施。（加装护罩或遮栏等防护设施。（ 05-44705-447））9.9. 在低压馈电线上必须装设检漏继电器控制故障发生后的跳在低压馈电线上必须装设检漏继电器控制故障发生后的跳闸时间（闸时间（ 434434 条）条）10.10. 带电裸体架空线（如电机车）与地面保持一定高度。大巷 带电裸体架空线（如电机车）与地面保持一定高度。大巷 >2.>2. 米，井低车场 米，井低车场 > 2> 2 。。 22米。米。11.11. 常用电气设备采用低压常用电气设备采用低压。
2.3 2.3 井下低压电网的漏电分析 井下低压电网的漏电分析 (p94 (p94 图图 2-3)2-3)
井下井下采用变压器中性点采用变压器中性点禁止接地禁止接地（（绝缘）绝缘）的供电系统。的供电系统。
RgrRgr
地面地面采用变压器中性点采用变压器中性点可靠接地可靠接地供电系统。供电系统。
rr11 、、 rr22 、、 rr3-3------- 分别为三相电缆对地电阻分别为三相电缆对地电阻cc11 、、 cc22 、、 cc3-3------- 分别为三相电缆对地电容分别为三相电缆对地电容
NN
L1
L3
L2
VL1
VL2
VL3
r1 r2r2 r3r3
c1c1 c2c2 c3c3
2.3.1 2.3.1 变压器中性点接地供电系统变压器中性点接地供电系统1). 1). 当系统额定电压当系统额定电压为为 380V380V或或 660V660V时时 , , 人体单相触电时人体单相触电时 ,,触触电电流电电流 IImama = = ??
Ma
CL
R
V
3
Ma
CL
R
V
3
10003
660380
= 220(380)mA > 30 (mA)
电网 →人体 →大地电网 →人体 →大地→→ 接地极 →电网 接地极 →电网
=Ima =
解解 : : 电流回路：电流回路：
2).2). 当电网一相落地（单相短路）：当电网一相落地（单相短路）：情况很危险，产生情况很危险，产生短路电流短路电流 IISS ，引发火灾，瓦斯、煤尘爆炸等事故，引发火灾，瓦斯、煤尘爆炸等事故。
2.2.2.4.. 2.2.2.4.. 预防漏电、触电的主要措施预防漏电、触电的主要措施
不安全不安全
Ima
2.3.2.2.3.2. 变压器中性点绝缘的供电系统变压器中性点绝缘的供电系统1).1). 在该系统中人体单相触电时在该系统中人体单相触电时 ,, 触电电流触电电流 Ima = ?Ima = ?解解 ::（（ 11）画出等效电路图）画出等效电路图
图图 2-42-4 人身触及一相时的等效电路图人身触及一相时的等效电路图
( 运用戴维南定律）
②、其余部份可看作一有源二端网络
③③.M.M 、、 NN 之间开路电压之间开路电压 V V
oc.MNoc.MN
有源二端网络→ 简化为一等效
电源 = 理想电动势E +串联内阻 R0 ；
MM①、取出 Ima 分支（MN）；
N
V V oc.MNoc.MN= E = V = E = V L1L1
RRmama
④④.M.M 、、 NN 之间入端阻抗之间入端阻抗Zin Zin
=
3
r
3
3
3
3
rjX
rjX
c
c
33
133
1
r
cj
r
cj
∥∥（（ -j3X-j3Xcc））= =
⑤⑤、外电路阻抗、外电路阻抗 ZexZex ：：
Zin =R o =Zin =R o = 除去有源二端网络电源后的等效电阻除去有源二端网络电源后的等效电阻
ZinZin = R oR o =( r1=( r1 、∥、∥ r2r2 、∥、∥ r3r3 、、 ) (C1 C2 C3)∥ ∥ ∥) (C1 C2 C3)∥ ∥ ∥
Zex=Rma=1000ΩZex=Rma=1000Ω
=
⑥⑥该支路电流该支路电流
I RmaR
V L
0
1
3/3/1
3/3/11
rCj
rCjR
V
ma
L
MN = =
Ima =
)1(9
)6(1
2222
1
rCR
RrrR
V
ma
mama
l
2-6 ---P95
a-jba-jb，有效值：，有效值： 22 ba
）
(2).(2). 对公式对公式 2-62-6讨论讨论 ： ：
设电网电缆每相设电网电缆每相 ((橡胶橡胶 )) 对地电阻对地电阻 r = 35kΩr = 35kΩ ；供电；供电系统采用系统采用 380V380V（（ 660V660V）电压时（线电压 ）电压时（线电压 V V CLCL ） ；当） ；当电缆长电缆长 L<1 kmL<1 km 时，电缆对地电容时，电缆对地电容 C=0μfC=0μf ；；当当电缆长电缆长 L L > 1km> 1km ，电缆对地电容，电缆对地电容 C=0.5μfC=0.5μf ，求流过人身触电电流，求流过人身触电电流ImaIma==？？
③ ③ 能否增大能否增大 rr ，降低，降低 Ima Ima a) .a) . 电网长度电网长度 <1km <1km 时， 可不考虑电容影响时， 可不考虑电容影响 C=0C=0
从公式从公式 2-82-8 可知： 可知： IIma ma ==
=
r↑→r↑→IImama↓ ↓
可行可行==
b) . b) . 电网长度电网长度 >1km>1km 时，时， CC 不可忽略 不可忽略
I I ma ma == 222
1
91
3
cR
cV
ma
l
------- 2-7
=93.3mA =93.3mA （（ 162mA162mA ）） > > 88.7mA88.7mA （（ 154mA154mA ）） ----更不安更不安全全
结论：结论：
3/1
rR
V
ma
l
3/
3/
rR
V
ma
CL
1.1. 当电缆长度 当电缆长度 < 1KM< 1KM 时：绝缘电阻增加时：绝缘电阻增加 r↑→ r↑→ 则则 ImaIma↓↓ ；；若单纯增大绝缘电阻若单纯增大绝缘电阻 rr
2.2. 当电缆长度 当电缆长度 > 1KM> 1KM 时：公式时：公式 2—72—7说明：当绝缘电阻说明：当绝缘电阻(r↑)(r↑)增加到一定程度时，增加到一定程度时， ImaIma相反会增加；相反会增加；
3.3. 当当 r → ∞r → ∞ 时，时， ImaIma仅与电容仅与电容 CC 、、 RmaRma 有关，而与有关，而与 rr 无关。无关。
2. 4 2. 4 漏电保护漏电保护 漏电保护的主要漏电保护的主要目的目的是是通过切断漏电电源通过切断漏电电源
的操作来防止人身触电伤亡和漏电电流引爆瓦斯的操作来防止人身触电伤亡和漏电电流引爆瓦斯煤尘煤尘。。侧重点侧重点：控制故障发生后的跳闸时间即切：控制故障发生后的跳闸时间即切断电源的时间断电源的时间
2.4.1.2.4.1. 漏电保护的基本要求漏电保护的基本要求 p23-p23- 图图 1-161-16
全面、安全、可靠、动作灵敏、选择性良好 全面、安全、可靠、动作灵敏、选择性良好
漏电保护方式有漏电保护方式有漏电保护、选择性漏电漏电保护、选择性漏电保护、漏电闭锁。保护、漏电闭锁。
2.4.1. 漏电保护的基本要求
①①.. 全面全面 : : 保护应复盖整个被保护的单元，无死区保护应复盖整个被保护的单元，无死区。。
②②.. 安全安全 : : 无论任何原因，造成了系统漏电无论任何原因，造成了系统漏电>30mA>30mA 、在切断电源或发生间歇性漏电时，接地、在切断电源或发生间歇性漏电时，接地点电火花能量≥点电火花能量≥ 0.28mJ0.28mJ 时，必须停止供电。时，必须停止供电。
③③.. 可靠可靠： 系统动作要可靠： 系统动作要可靠 .. 从设备结构：元件质从设备结构：元件质量、制造工艺 量、制造工艺 ;; 从性能上：不拒动，不误动从性能上：不拒动，不误动 ..
④④..动作灵敏动作灵敏：一但发生最轻微（临界值）漏电事：一但发生最轻微（临界值）漏电事故，能反映故，能反映 ..
⑤⑤..选择性良好选择性良好 : : 在保护范围内，准确无误的切除在保护范围内，准确无误的切除故障电源，尽可能的减少停电范围。故障电源，尽可能的减少停电范围。
2.4.1.2.2.4.1.2. 对检漏继电器的基本要求对检漏继电器的基本要求
3).3). 补偿流过人身的电容电流补偿流过人身的电容电流
V
I
I LL电路：电路： II比比 VV滞后滞后 90º 90º φ=+90º +jφ=+90º +j
CC
L
IRR
CC 电路：电路： II比比 VV 超前超前 90º φ=-90º -j90º φ=-90º -j
1).1). 时刻监视绝缘水平时刻监视绝缘水平通过欧姆表时刻观察、监视电网的绝缘水平通过欧姆表时刻观察、监视电网的绝缘水平
2).2). 进行漏电保护进行漏电保护（当有人触电，电流 （当有人触电，电流 > 30mA> 30mA 时，仪器会自动断电）时，仪器会自动断电）
（（ 380V→3.5kΩ380V→3.5kΩ 、 、 660V→660V→ 11kΩ11kΩ 、、 1140 v→1140 v→ 20kΩ20kΩ））
RR 电路：电路： II 与与 VV 同相 同相 φ=0φ=0
2.4.2..2.4.2.. 检漏继电器的基本工作原理检漏继电器的基本工作原理2.4.2.1.2.4.2.1. 附加电源直流检测式检漏继电器 附加电源直流检测式检漏继电器
图图 2-12 2-12 直流检测式漏直流检测式漏
电保护原理图 电保护原理图 P109 P109
①①.. 组成组成②②.. 工作原理：电流回路工作原理：电流回路：V(+) V(+) →→ PE PE →→ 大地 大地→ → 无无人触电时：人触电时：∑∑ rr 有人触电时：有人触电时： 人身 人身 RRmama
→ → 电网 →电网 → 1L → 2L→KΩ →KD → V(―)1L → 2L→KΩ →KD → V(―)
正常时 正常时 rR
V
0 3/r
VI =
≈
KD （线圈）不得电→触点 KD1处于常开状态→= < IKD =5mA
分励脱扣线圈 YA 不得电，衍铁不动作 → QA 不跳闸→ 电网正常运行。
当电网绝缘下降了当电网绝缘下降了， ， I = r
V
≥ IKD =5mA
maR
V
1000
V当有人触电时：当有人触电时： IImama = = = ≥≥ IIKDKD =5mA =5mA
→→KDKD（线圈）得电动作 →（线圈）得电动作 →其触点其触点 KD1KD1 闭合 →分励脱闭合 →分励脱扣线圈扣线圈 YAYA得电，其弦铁动得电，其弦铁动作→作→ QAQA动作跳闸→ 切断故动作跳闸→ 切断故障电源。障电源。
→→
③③直流检测式漏电保护优缺点直流检测式漏电保护优缺点
aa 。选择性差。即只要一处故障，总开关跳闸。。选择性差。即只要一处故障，总开关跳闸。bb ．电容电流补偿为静态补偿。（只对某一状态最佳）．电容电流补偿为静态补偿。（只对某一状态最佳）cc ．动作时间长。（．动作时间长。（ 150150～～ 250ms250ms） ）
优点优点a.a. 保护全面，几乎能覆盖整个低压供电单元。唯一漏保护全面，几乎能覆盖整个低压供电单元。唯一漏网是井下动力变压器付方至总低压开关的一段数米长网是井下动力变压器付方至总低压开关的一段数米长的电缆。的电缆。 P23 P23 图图 1-161-16
b.b.具有电容电流补偿，等于人为减轻故障程度。具有电容电流补偿，等于人为减轻故障程度。cc ．动作电流整定简单，数字固定，直接反映电网对．动作电流整定简单，数字固定，直接反映电网对地的绝缘状态。地的绝缘状态。dd ．系统简单、可靠性高、成本低、故障易查找。．系统简单、可靠性高、成本低、故障易查找。缺点：缺点：
2.4.2.22.4.2.2利用三个二极利用三个二极管整流漏电保护 管整流漏电保护
图图 2-15 2-15 三个二极管漏电保护 三个二极管漏电保护 P113P113
1).1). 组成组成：（：（ D1 、 D2 、D3）组成“或门”其作用：在 2nл周期内轮流导通
032 // L
ar
Rrr
V
0
1
2
3
L
L
Rr
V
I I LoLo = = == 2-46 P106 2-46 P106
VL1 →D1 →RL0 → 大地→ r2 、 r3→ 回到电网。当 D1导通时：电流回路为：
22）） .. 工作原理：工作原理：电网电流经 D1 、 D2 、 D3整流后 → RLO → 大地 →电网对地电阻 r1 、 r2 、 r3 → 回到电网。
保护装置简单，不需另设直流电源，及可获得保护装置简单，不需另设直流电源，及可获得附加电源直流检测式检漏继电器特点，由于具有较高直附加电源直流检测式检漏继电器特点，由于具有较高直流电压，较真实地反映电网绝缘水平。 动作值受电源流电压，较真实地反映电网绝缘水平。 动作值受电源电压波动影响较大，因此对二级管反向电压要求较高，电压波动影响较大，因此对二级管反向电压要求较高，只能用于电压较低的地方（只能用于电压较低的地方（ 127V127V） ）
正常时：正常时： II LO LO <30mA<30mA ，不会切断电源→电网正常工作。，不会切断电源→电网正常工作。
故障时：故障时： 电网绝缘电阻降至绝缘水平时电网绝缘电阻降至绝缘水平时 I I L0L0→ →
当人触及一相电时当人触及一相电时 IILoLo=V=Varar//（（ 1000+R1000+RLoLo）） > 30mA> 30mA 漏电保护装置动作 → 自动馈电开关跳闸漏电保护装置动作 → 自动馈电开关跳闸→ 以实现漏电保护→ 以实现漏电保护 . .
→→
2.4.2.22.4.2.2 利用三个二极管整流漏电保护利用三个二极管整流漏电保护
3).3).特点：特点：
2.4.3.JY-82 型矿用隔爆检漏继电器
图图 2-18 JY822-18 JY82 型检漏继电器原理接线图型检漏继电器原理接线图
用于井下有瓦用于井下有瓦斯、煤尘爆炸的地方，斯、煤尘爆炸的地方，电压为电压为 380V380V 或或 660V660V的低压电网，与馈电的低压电网，与馈电开关开关 QAQA 配合，实现配合，实现单元电网漏电保护。单元电网漏电保护。
2.2.组成：组成：外壳、机芯外壳、机芯
3.JY-823.JY-82 工作原理 工作原理
1.1. 用途：用途：
2.4.3.JY-82 工作原工作原理理
1).1). 时刻监视电网绝缘水平 时刻监视电网绝缘水平 （电网是否漏电）（电网是否漏电）合上合上 QSQS ，，
VC+ → KΩ→SB →2PE
1PE
大地 →大地 → 三相电缆对地电阻 Σr →→电网电网
→→VCVC━━
→ → QSQS → → 1L1L → → 2L2L→→KDKD
3r
R
CV
3
r
CV
≈≈ I=I=
通过该电流时刻观察电网绝缘通过该电流时刻观察电网绝缘水平水平 ((电阻电阻 ))
电流回路如下： 电流回路如下：
2).2). 进行漏电保护正常时进行漏电保护正常时：：VC+ → KΩ→
SB →2PE1PE 大地 →大地 →
经三相电缆对地电阻 Σr, 其电流电流
→→电网电网 →→VCVC━━→ → QSQS → → 1L1L → → 2L2L →→KDKD
绝缘下降时：绝缘下降时：
经人身电阻经人身电阻 RRmama, , 其电流其电流maR
VCIIma ma = =当有人触电当有人触电：：
当电流 当电流 ≥≥ IIKDKD =5mA =5mA →→KDKD 得电动作 得电动作→→ KDKD11 闭合闭合
KDKD22 自保 自保
KDKD11 作用：作用： YAYA得电 →得电 → QAQA跳闸 （跳闸 （ L3 →KD1 →YA L3 →KD1 →YA
→L2→L2）） KDKD22 作用：自保（作用：自保（ VC+ → KΩ→ KD2 →VC-VC+ → KΩ→ KD2 →VC- ））
→→YAYA得电→得电→ QAQA跳闸 →切断故障电源跳闸 →切断故障电源
电流回路：
3r
R
CV
3
r
CV
≈≈ I=I=
2.4.3.JY-82 型矿用隔爆检漏继电器
3).3).补偿流过人身的电流补偿流过人身的电流
VC+ → KΩ →2PE VC+ → KΩ →2PE
→SB→SB（右方闭合）→ （右方闭合）→ RR33
→ 1L → 2L →KD→ 1L → 2L →KD 得电→ 得电→ KDKD11 闭合 闭合 (KD(KD22 自保自保 ) )
→YA→YA得电 → 得电 → QAQA跳闸 跳闸 →实现漏电保护。→实现漏电保护。
按下实验按钮按下实验按钮 SBSB ：接通：接通实验电阻实验电阻 RR33
4).4).试验检漏继电器可靠性试验检漏继电器可靠性
2.4.4. 2.4.4. 选择性漏电保护选择性漏电保护
特点：特点：安全性高，但只能用在单相漏电和人身触电，安全性高，但只能用在单相漏电和人身触电，系统复杂，对元件质量要求高。系统复杂，对元件质量要求高。
1.1.零序电压式漏电保护 零序电压式漏电保护 P114P114特点：动作值不固定，无选择性，不能保护对称性漏电 ，动作值不固定，无选择性，不能保护对称性漏电 ，只能用于变压器中性点非直接接地的电网中，一般用于只能用于变压器中性点非直接接地的电网中，一般用于6Kv6Kv 及以上的电网中及以上的电网中 2.2.零序电流式漏电保护 零序电流式漏电保护
3.3.零序功率式漏电保护 零序功率式漏电保护 P115P115特点特点：利用零序电流和零序电压两参数判断漏电：利用零序电流和零序电压两参数判断漏电4.4.旁路接地式漏电保护 旁路接地式漏电保护 P115P115
特点：特点：具有选择性（各支路零序电流方向不一同具有选择性（各支路零序电流方向不一同 BGP5-6BGP5-6））
2.4.4. 12.4.4. 1 选择性漏电保护选择性漏电保护
2.4.4.2. XL-Ⅰ2.4.4.2. XL-Ⅰ选择性漏电保护装置选择性漏电保护装置
图图 2—222—22 旁旁 ·· 直直 ·· 零式漏电保护系统方案零式漏电保护系统方案
【例 1】 :L 9 发生单相漏电→ 0.02s 内→
( 9QC 、 5DW 、３ DW) 内 UI插件 1DW 内 PL 和 JY
→启动 → 0.05 s 内 PL 可靠接地→ 经0.3s延时 → 9QC跳闸 → 其它返回 ,正常运行 .
【例 2】 :L1４、 L1３、 L1２任一段发生单相漏电 → 0.02s 内→ ２ DW 内 UI插件
1DW 内 PL 和 JY →0.05 s 内 PL 可靠接地→ 经 0.９ s延时 →２ DW跳闸 → 其它返回 , 正常运行 .
【例３】 如发生对称性漏电 → JY不经延时→直接使１ DW跳闸 （保护无选择性）
2.5.2.5. 接地和接零接地和接零《煤矿安全规程》第六节 井下电《煤矿安全规程》第六节 井下电气设备保护接地气设备保护接地 482~487 ）
井下保护接地的侧重点井下保护接地的侧重点，在于限制裸露漏，在于限制裸露漏电电流和人身触电电流的大小，最大限度地降电电流和人身触电电流的大小，最大限度地降低故障的严重程度。低故障的严重程度。漏电保护的侧重点漏电保护的侧重点是故障是故障发生后的跳闸时间，一旦发生漏电或人身触电，发生后的跳闸时间，一旦发生漏电或人身触电，应尽快切断电源，将故障存在的时间减少到最应尽快切断电源，将故障存在的时间减少到最短。两种保护在井下电网中相辅相成，缺一不短。两种保护在井下电网中相辅相成，缺一不可，对井下电网的安全运行有重要作用。可，对井下电网的安全运行有重要作用。 保护接零主要用于保护接零主要用于地面低压三相四线制中性点地面低压三相四线制中性点直接接地的供电系统中，对防止人身触电有重要直接接地的供电系统中，对防止人身触电有重要意义。意义。
2.5.1. 2.5.1. 保护接地及其作用原理保护接地及其作用原理保护接地：保护接地：用导体把电气用导体把电气设备中所有正常不带电、设备中所有正常不带电、当绝缘损坏时可能带电的当绝缘损坏时可能带电的外露金属部分外露金属部分 (( 电动机、电动机、变压器、电器、测量仪表变压器、电器、测量仪表的金属外壳、配电装置的的金属外壳、配电装置的金属构件、电缆终端盒与金属构件、电缆终端盒与接线盒的金属外壳等接线盒的金属外壳等 )) ，，和埋在地下的接地极连接和埋在地下的接地极连接起来。起来。其目的：利用接地其目的：利用接地装置的分流作用来减少通装置的分流作用来减少通过人体的电流。过人体的电流。它是预防它是预防人身触电的一项极其重要人身触电的一项极其重要的措施。的措施。
图 2.23 保护接地作用 b 有保护接地
49
2.5.1.1.2.5.1.1. 无保护接地的情况：无保护接地的情况：
图图 2-23 2-23 保护接地作用 保护接地作用 aa 无保护接地无保护接地
当有人触电时流过人身电流当有人触电时流过人身电流
Ima=
)1(9
)6(1
2222
1
rCR
RrrR
V
ma
mama
l
（ 2-6 ） P95
变压器380V 660V
流过人身触电电流 （mA）
可靠接地系统 220 380
禁止接地系统 88.7 154
禁止接地系统r→∞
98.3 162
2.5.2.22.5.2.2 有保护接地的情况：有保护接地的情况：
RmaRgr
Igr Ima
VL
Σr
I 总
国家规定：接地电国家规定：接地电 Rgr≤2Ω Rgr≤2Ω ；单相接地电流接地电流≤；单相接地电流接地电流≤ 1A1A
将图 2-23 b图简化为右图 Vd= Ima Rma =Igr Rgr I 总 = Igr+Ima≈Igr
ma
gr
R
R1000
1000
2IImama== Igr ≈ =2mA=2mA p p
8484
**接地极对地电压接地极对地电压 VVtgtg =I =IrgrgRRrgrg ≤1 ≤1（（ AA））图图 2-242-24 接地极周围土壤电位接地极周围土壤电位
分布分布
结论：结论： 若没有保护接地若没有保护接地 :: 所有的漏电电流将全部从人身流过所有的漏电电流将全部从人身流过 ..
有保护接地有保护接地 :: 只有只有 2‰2‰II 总总漏电漏电电电流留过人身流留过人身，
2.5.3.2.5.3. 井下保护接地系统 井下保护接地系统 《煤矿安全规程》《煤矿安全规程》 483483 条规定：井下所有的接地系条规定：井下所有的接地系统要连接起来，形成接地网 统要连接起来，形成接地网 ..2.5.3.12.5.3.1单台单独接地缺点单台单独接地缺点 2.5.3.2.2.5.3.2. 形成接地系统的优点 形成接地系统的优点
PEPE
1). 1). 浪费金属材料。浪费金属材料。2) 2) 无备用接地极无备用接地极
3). 3). 当有两台电气设备碰当有两台电气设备碰壳（短路图壳（短路图 2-252-25 ）外壳所）外壳所带电的电压带电的电压 = V= VCLCL/2 /2
1).1).节约金属材料节约金属材料
2).2).两相碰壳时（短路），保护装 两相碰壳时（短路），保护装 置一定会动作。 置一定会动作。 P129P129 第三行第三行
3).3).若某设备的接地极发生 故障，若某设备的接地极发生 故障，可联锁保护 可联锁保护
2.5.3.3.2.5.3.3. 井下接地系统井下接地系统尺寸尺寸 组成 最小尺寸 备注主接地极1PE
截面积≥ 0.75 ㎡钢板厚度≥ 5mm
局部接地极2PE
截面积≥ 0.6㎡；钢板厚度≥ 3mm
平放于水沟
≥Φ35mm，长 1.5m; 孔Φ5*20;
垂直全埋入底板
≥Φ22mm，长 1m*2根 ; 孔Φ5*10/每根 ,
2根管相距 >5m, 垂直埋入底板>0.75 m
接地母线 ≥100㎜ 2镀锌扁钢或 50㎜ 2裸铜线
辅助接地母线
≥50㎜ 2镀锌扁钢或 25㎜ 2裸铜线
连接导线接地导线
≥6㎜ 2裸铜线
《煤矿安全规程》第六节 井下电气设备保护接地《煤矿安全规程》第六节 井下电气设备保护接地回目录第四百八十二条第四百八十二条 电压在 电压在 36V36V 以上和由于绝缘损坏可能带有危险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）、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。铅皮或屏蔽护套等必须有保护接地。
第四百八十三条第四百八十三条 接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超 接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过过 2Ω2Ω 。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。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，不得超过地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值，不得超过 1Ω1Ω 。。
第四百八十四条第四百八十四条 所有电气设备的保护接地装置（包括电缆的铠 所有电气设备的保护接地装置（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装、铅皮、接地芯线）和局部接地装置，应与主接地极连接成 11个总接地网。主接地极应在主、副水仓中各埋设个总接地网。主接地极应在主、副水仓中各埋设 11 块。主接地极块。主接地极应用耐腐蚀的钢板制成，其面积不得小于应用耐腐蚀的钢板制成，其面积不得小于 0.75m0.75m22 、厚度不得小于、厚度不得小于5mm5mm 。。
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分区接地网，其接地电阻值不得超过 2Ω2Ω 。。
第四百八十五条 下列地点应装设局部接地极：第四百八十五条 下列地点应装设局部接地极：（一）采区变电所（包括移动变电站和移动变压器）。（一）采区变电所（包括移动变电站和移动变压器）。（二）装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备。（二）装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备。（三）低压配电点或装有（三）低压配电点或装有 33台以上电气设备的地点。台以上电气设备的地点。
（四）无低压配电点的采煤机工作面的运输巷、回风巷、集中（四）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，运输巷（胶带运输巷）以及由变电所单独供电的掘进工作面，至少应分别设置至少应分别设置 11个局部接地极。个局部接地极。（五）连接高压动力电缆的金属连接装置。（五）连接高压动力电缆的金属连接装置。 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局部接地极应用面积不小于 0.6m20.6m2 、厚度不小于、厚度不小于 3mm3mm 的钢板或具有同等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，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，可用直径不小于可用直径不小于 35mm35mm 、长度不小于、长度不小于 1.5m1.5m 的钢管制成，管上应至少钻的钢管制成，管上应至少钻 2020个直径不小于个直径不小于 5mm5mm 的透孔，并垂直全部埋入底板；也可用直径不小于的透孔，并垂直全部埋入底板；也可用直径不小于22mm22mm 、长度为、长度为 1m1m 的的 22 根钢管制成，每根管上应钻根钢管制成，每根管上应钻 1010 个直径不小于个直径不小于5mm5mm 的透孔，的透孔， 22 根钢管相距不得小于根钢管相距不得小于 5m5m ，并联后垂直埋入底板，垂直埋，并联后垂直埋入底板，垂直埋深不得小于深不得小于 0.75m0.75m 。。
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第四百八十六条第四百八十六条 连接主接地极的接地母线，应采用 连接主接地极的接地母线，应采用截面不小于截面不小于 50mm250mm2 的铜线，或截面不小于的铜线，或截面不小于 100mm2100mm2的镀锌铁线，或厚度不小于的镀锌铁线，或厚度不小于 4mm4mm 、截面不小于、截面不小于100mm2100mm2 的扁钢。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，应采用截面不缆连接装置两头的铠装、铅皮的连接，应采用截面不小于小于 25mm225mm2 的铜线，或截面不小于的铜线，或截面不小于 50mm250mm2 的镀锌铁的镀锌铁线，或厚度不小于线，或厚度不小于 4mm4mm 、截面不小于、截面不小于 50mm250mm2 的扁钢。的扁钢。
第四百八十七条第四百八十七条 橡套电缆的接地芯线，除用作监测 橡套电缆的接地芯线，除用作监测接地回路外，不得兼作他用。接地回路外，不得兼作他用。
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2.5.4. 2.5.4. 保护接零 保护接零
P131 图 2-28 保护接零电气示意图
用于地面低压用于地面低压 220220／／ 380V380V 三相四线制供三相四线制供电系统。这种供电系统，电系统。这种供电系统，采用变压器中性点直接采用变压器中性点直接接地的运行方式，变压接地的运行方式，变压器中性点接地的点叫器中性点接地的点叫零零点点，由零点引出的线，由零点引出的线或接地的中性线叫或接地的中性线叫零线。零线。
。。
目的：目的：当电气设备发生一相碰壳故障时，则通过设备外壳造成当电气设备发生一相碰壳故障时，则通过设备外壳造成相线相线对零线的单相短路对零线的单相短路，使，使保护装置迅速动作，保护装置迅速动作，限制了故障存在的时间限制了故障存在的时间，减少触电几率。若电源被切断之前恰，减少触电几率。若电源被切断之前恰有人触及该漏电外壳有人触及该漏电外壳，则，则利利用保护接零的分流作用用保护接零的分流作用，，减少人身触电电流减少人身触电电流，，降低接触电压降低接触电压，保证，保证人员的安全。人员的安全。
43
零点零点
零线零线
2.5.4. 2.5.4. 保护接零保护接零注：在变压器中性点接地系统中注：在变压器中性点接地系统中
若保护接地和保护接零若保护接地和保护接零同时使用时同时使用时，当一相绝缘，当一相绝缘损坏碰壳时，接地电流损坏碰壳时，接地电流
(1) (1) 不允许采用保护接地，只能采用保护接零；不允许采用保护接地，只能采用保护接零；
ARR
UI
grgre 5.27
44
220/
RRgrgr ：保护接地电阻：保护接地电阻 44
RRgrgr ：工作接地电阻：工作接地电阻 44
此电流不足以使大容量的保护装置动作，而使设备此电流不足以使大容量的保护装置动作，而使设备外壳长期带电，其对地电压为外壳长期带电，其对地电压为 110V110V
IIee RRgrgrRRgrgr
(2) (2) 不准保护接地和保护接零同时使用不准保护接地和保护接零同时使用
2.5.5.2.5.5. 井下接地电阻的测试井下接地电阻的测试《煤矿安全规程》第四《煤矿安全规程》第四百八十三条规定，接地网百八十三条规定，接地网上任一保护接地点的接地上任一保护接地点的接地电阻值不得超过电阻值不得超过 2Ω2Ω；每；每一移动式和手持式电气设一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的保备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值，不地连接导线的电阻值，不得超过得超过 lΩlΩ。。
V
A
>20m>20m >20m>20m
P133P133图图 2-312-31
RRgrgr
)(I
VRgr2.5.5.1.2.5.5.1. 电流、电压表法电流、电压表法
2.5.5.2.5.5. ２２ .ZC-18.ZC-18 本质安全型接地电阻测量仪工作原理本质安全型接地电阻测量仪工作原理(1). 将被测点 E/ 与 E 连接 ,在相距 20m 处埋人探针P/ 并与 P 连接 , 再相距 20m处埋人探针 C/ 并与 C 连接 ;(2). 以 120r ／ min 的速度摇动手摇发电机 G 时，便产生交流电流 I1 ，该电流回路为 :
图图 22——32 ZC32 ZC 一一 1818 型接地电阻测量仪原理图型接地电阻测量仪原理图
TA
II11
G 上 → TA → E → E/ →C/ →C →G 下 ①.I1=Igr
②.E/ 与 P/ 之间的电位差 =Vgr
③.Rgr =Vgr/Igr =3RP 电阻值
2.6 2.6 矿井电网短路电流计矿井电网短路电流计算算
2.6.1.2.6.1. 短路电流及其危害短路电流及其危害2.6.1.1.2.6.1.1. 短路电流短路电流 短路是指供电系统中，不等电位的导体在电短路是指供电系统中，不等电位的导体在电气上被短接，称为短路气上被短接，称为短路。（如：相与相间、相与。（如：相与相间、相与地间短路）地间短路）短路产生的电流短路产生的电流称为称为短路电流短路电流。。2.6.1.22.6.1.2 危害：危害：
短路电流将使电气设备和电缆过热，损坏绝短路电流将使电气设备和电缆过热，损坏绝缘，引起火灾，烧毁设备，在井下可能会引起瓦缘，引起火灾，烧毁设备，在井下可能会引起瓦斯、煤尘爆炸。影响电力系统的稳定，对通讯线斯、煤尘爆炸。影响电力系统的稳定，对通讯线路和信号系统等产生干扰。路和信号系统等产生干扰。
2.6.1.32.6.1.3 预防短路措施：预防短路措施：1).1).尽可能排除短路故障发生尽可能排除短路故障发生
2).2).一但发生短路故障时，立刻切断短路电源一但发生短路故障时，立刻切断短路电源。。 （虽然我们尽可能排除短路故障发生，但总是有万一时候。） （虽然我们尽可能排除短路故障发生，但总是有万一时候。）
3).3).正确地设计和整定过流保护装置正确地设计和整定过流保护装置 ((如选择好熔断器、断路器等如选择好熔断器、断路器等 ))
2.6.1.4.2.6.1.4.分类及符号分类及符号 PP137137 表表 2-102-10 三相短路（对称短路） 三相短路（对称短路）
SS （（ 33 ））
两相短路（非对称短路） 两相短路（非对称短路）SS （（ 22 ））
两相接地短路 两相接地短路 ( ( 非对称短路非对称短路 ) ) SS （（ 1.11.1 ））
单相接地短路 单相接地短路 (( 非对称短路 非对称短路 ) ) SS （（ 11 ））
2.6.1.5.2.6.1.5. 计算短路电流目的计算短路电流目的 《煤矿安全规程》第《煤矿安全规程》第四百五十六四百五十六条 井下配电网路条 井下配电网路
（变压器馈出线路、电动机等）均应装设过流、短路保（变压器馈出线路、电动机等）均应装设过流、短路保护装置；护装置；必须必须用该配电网路的最大三相短路电流校验开用该配电网路的最大三相短路电流校验开关设备的分断能力和动、热稳定性以及电缆的热稳定性关设备的分断能力和动、热稳定性以及电缆的热稳定性。。必须必须正确选择熔断器的熔体正确选择熔断器的熔体。。
必须必须用最小两相短路电流校验保护装置的可靠动用最小两相短路电流校验保护装置的可靠动作系数。作系数。保护装置必须保证配电网路中最大容量的电气保护装置必须保证配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起动设备或同时工作成组的电气设备能够起动
2.6.22.6.2 短路电流计算短路电流计算
2.6.2.12.6.2.1解析法计算短路电流 解析法计算短路电流
2.6.2.12.6.2.1解析法计算短路电流解析法计算短路电流
项目 项目 高压高压 低压低压 备注备注三相短路三相短路电流电流 IsIs(3)(3)
IsIs(3)(3)== IsIs(3)(3)== ZZ∑∑ ----- -----短路回路短路回路中每相总阻抗中每相总阻抗 ΩΩ电电抗抗 XX XX=I Xc –X=I Xc –XLL I I
VVa ra r ---- ----线路始线路始末两端的平均电末两端的平均电压。压。 PP141 141 表表 2-112-11
两相短路两相短路电流电流 IISS
（（ 22 ）） IISS（（ 33 ） ） = 0.866 I= 0.866 I
SS（（ 33 ））
短路容量短路容量 SSSS SSSS=V=Varar I ISS
（（ 3 3 ））
短路电流短路电流 冲击值 冲击值 iiimim
iiimim = =
2.55 2.55 IISS（（ 3 3 ））
i i imim = 1.84 I = 1.84 ISS（（ 3 3
））
校验电气设备和校验电气设备和母线动稳定性母线动稳定性
冲击电流冲击电流 有效值 有效值 IIimim
IIim im ==
1.51 1.51 IISS（（ 3 3 ））
IIim im =1.09 =1.09
IISS（（ 3 3 ））
校验电气设备动校验电气设备动稳定性稳定性
2233
XR
V
Z
V NTNT
X
VNT
3
2.6.2.2.2.6.2.2. 电 力 系 统 阻 抗 计 算 公 式电 力 系 统 阻 抗 计 算 公 式 项目项目 高压高压 低压低压电力系统电力系统阻抗阻抗 XXSySy
架空线、架空线、 电缆线电缆线路路 阻抗阻抗
br
arsy S
VX
2
2
1.
2.0
ar
arw V
VLXX
2
1.
2.
1.
ar
ar
scw V
V
Ar
LR
电缆电抗电缆电抗 XX0 0 ((ΩΩ/Km)/Km)::
PP145 145 高压高压 0.08,0.08, 低压 低压 0.060.06 ; P; P142142 高压架空线高压架空线 0.0.
44
LXX w 0
电导率电导率 rrsc.1 sc.1 PP145 145 表表 2-132-13
Sbr 断路器断流容
量
s
arsy S
VX
2
或
P142(2-64P142(2-64)) P142 (2-65P142 (2-65 ））
Ss上级部门提供母线的短路容量
2.6.2.2.2.6.2.2. 电 力 系 统 阻 抗 计 算 公 式电 力 系 统 阻 抗 计 算 公 式
项目项目 高压高压 低压低压变压器变压器
电抗器阻电抗器阻抗抗
并联并联：rrsc.1 sc.1 P145 P145 表表 2-132-13
VV S S 变压器阻抗压降变压器阻抗压降
ΔΔPPNTNT 变压器变压器短路短路 ((铜损铜损 )) 损耗损耗
T
arST S
VVX
22.0
0
100
N
NRR
I
VxX
31000
0
串联：串联：
N
NR S
VX
T
arST S
VVZ
22.0
0
100
2
22.
T
arNTT S
VR
22TTT RZX
2.6.2.22.6.2.2 表格法计算短路电流表格法计算短路电流 当变压器、电源己定时，短路电流决定于低压电缆当变压器、电源己定时，短路电流决定于低压电缆的阻抗，的阻抗， R=R=ρρL/S, L/S, 当当 SS 一定时，短路电流是一定时，短路电流是 LL 的函数的函数即：即： IIss = f = f（（ LL），），但实际上各段电缆的截面积但实际上各段电缆的截面积 SS 是不是不一样的，为了计算方便，将不同截面的电缆换算为规定一样的，为了计算方便，将不同截面的电缆换算为规定的标准截面积的标准截面积 . .
2. 2. 等效换算长度等效换算长度 LLCtCt
铝芯线铝芯线 LLALAL 换算成铜芯线换算成铜芯线 LLCNCN 换算长度换算长度 L L //CNCN =1.62L =1.62LALAL
铜芯线铜芯线 LLCNCN 换算成铅芯线换算成铅芯线 LLALAL 换算长度 换算长度 L L // ALAL=0.617L=0.617LCNCN
1. 1. 标准截面积标准截面积：：
额定电压额定电压 VVNN=127V=127V ，标准截面积为：，标准截面积为： 44㎜㎜ 22
额定电压额定电压 VVNN= 380V= 380V 、、 660V660V 、、 1140V1140V ， ， 标准截面积为：标准截面积为： 5050㎜㎜ 22
LctLct =K=Kctct··LL/ / (2-74 (2-74))L L /-/----------- 电缆实际长度 电缆实际长度 KKCtCt-------- 换算系数 换算系数 P148 P148 表表 2-14\2-14\
3.3. 表格法计算短路电流步骤 表格法计算短路电流步骤 1).1).选定短路计算点选定短路计算点2).2).绘制等值计算图绘制等值计算图3). 3). 计算等效换算总长度计算等效换算总长度 ΣLctΣLctΣLctΣLct =Lst+Kctg·Lg+Kct.1=Lst+Kctg·Lg+Kct.1··LL11
//++ KKct.2ct.2··LL22// + Kct.n+ Kct.n··LnLn//
(2- (2-
7575))
式中式中 Lst——Lst—— 系统电抗的换算长度， 查 系统电抗的换算长度， 查 P151P151表表 22一一l7l7；；Kctg——Kctg——高压高压 (6kV)(6kV)电缆的换算系数，查电缆的换算系数，查 P151P151表表 2-2-
1818；；Lg——Lg——高压电缆的实际长度，高压电缆的实际长度，mm；；Kct.n——Kct.n—— 各段电缆的换算系数； 各段电缆的换算系数； 查查 P148 P148 表表 2-142-14
LL//ii————各段电缆的实际长度。各段电缆的实际长度。
4) 4) 、、根据根据 ΣLct ΣLct 、、变压器型号、容量、二次侧电压变压器型号、容量、二次侧电压 查 查 P148 P148 表表 2-152-15、、 2-162-16即可即可 。 。
2.6.3.2.6.3. 短路电流的力、热效应 Ｐ短路电流的力、热效应 Ｐ 151 151 2.6.3.1.2.6.3.1. 短路电流的力效应及电气设备的动稳定效短路电流的力效应及电气设备的动稳定效验验 :: 动稳定效验应满足动稳定效验应满足 : i: i max max >> iiim im 或或 IImax max > > IIimim
i max – 设备极限通过电流峰值； Imax - 设备极限通过电流的有效值 ； iim 、 Iim –计算值
2.6.3.2.2.6.3.2. 短路电流的热效应及电气设备的热稳定效验 短路电流的热效应及电气设备的热稳定效验 Ｐ１５２Ｐ１５２
( 1) .( 1) .热稳定效验应满足热稳定效验应满足 ::
ts
brsess
ts
phssts t
ttI
t
tII
05.0
ItsIts - - 设备在设备在 tsts 内能承受的热稳定电流内能承受的热稳定电流 (KA)(KA)厂家提供 ； 厂家提供 ； tts tts - - 设备热稳定电设备热稳定电流所对应的时间流所对应的时间 ((秒秒 ))厂家提供； 厂家提供； Iss Iss – – 稳态短路电流 稳态短路电流 , Iss = Is/ (KA), Iss = Is/ (KA) ； ； tphtph - - 短路电流作用的假想时间短路电流作用的假想时间 ((秒秒 )) ； ； tsetse - - 短路保护动作时间 短路保护动作时间 ((秒秒 )) ；； tbrtbr - - 主开关的断路时间主开关的断路时间 , (, (秒秒 )()(快速动作快速动作 : tbr=0.11: tbr=0.11～～ 0.160.16 ，中、低速动作，中、低速动作 ::tbr=0.18tbr=0.18～～ 0.25)0.25) ， ， 0.05-0.05- 考虑短路电流非周期分量的影响而增加的时间考虑短路电流非周期分量的影响而增加的时间 , , ( tse+ tbr ) > 1s( tse+ tbr ) > 1s 时时 ,,该值可不计； 该值可不计； CC - - 导体热稳定系数导体热稳定系数 , P 153 , P 153 表表 2-2-1919
(2) 满足热稳定的最小截面
phs tC
IA
3
min
例例 2—22—2某井下低压供电系统如图某井下低压供电系统如图 2-382-38 所示Ｐ所示Ｐ 146146 其中其中 WW11 为为 6kV6kV铝芯铠装电缆，低压供电系统为铝芯铠装电缆，低压供电系统为660V660V ，线路参数如图注。试计算，线路参数如图注。试计算 S1S1 、、 S2S2 、 、 S3S3 点的点的短路参数。短路参数。
S1S1S2S2
WWll ：： MYJVMYJV2222 一一 6kv—3×35—1800m6kv—3×35—1800m ； ； WW22 ：： MVVMVV2222—1kv—3×120——1kv—3×120—
1515 ；；
WW33——MCP——MCP 一一 00 ．． 3838 ／／ 00 ．． 66—3×70+1×25—60066—3×70+1×25—600 ；；
WW4——4——MCPMCP 一一 00 ．． 3838 ／／ 00 ．． 66—3×35+1×6+4×4—25066—3×35+1×6+4×4—250 ；；
TT ：： KSGBKSGB 一一 315315 ／／ 0.693kV0.693kV ； ； vvss=0.4%=0.4% ； ； ΔP=2200WΔP=2200W
S3S3
解解 :1.:1. 根据题意绘制等效计算图 图根据题意绘制等效计算图 图 2-392-39
2.2.计算计算 SS11点短路电点短路电流流
X/sy R/
w1XTTR
X/w1 S1 S2
3
①① 系统折算电抗系统折算电抗 XX//sy1sy1
)(794.050
3.6 221.
1 br
arsy S
VX
例例 2—22—2 解析法计算短路参数解析法计算短路参数
查查 P34 P34 表表 1-81-8得：得：
任选一种任选一种 50A 50A 都都可满足动稳定可满足动稳定
②②电缆Ｗ电缆Ｗ 11 折算电抗：折算电抗： X/
w1 = X 0L1 = 0.08×1.8 =0.144(Ω)
)(758.1358.28
1800
1.
11
A
LR
scw r r sc.1sc.1 电导率 电导率 P145 P145 表表 2-132-13
③ ③ 总阻抗总阻抗 )(581.1758..1144.0794.0 221 Z
KAII
KAZ
VI
SS
ars
581.1866.0
825.1581.13
3.6
331
21
1
1.31
iim =2.55 Is1（ 3 ） =2.55×1.825
=4.65（ KA）
)(90.19825.13.633 311.1 MVAIVS SarS
Iim =1.51 Is1（ 3 ）
= 1.51×1.825 =2.76 （ KA ）
例例 2—22—2 解析法计算短路参数解析法计算短路参数X0 ---P145 高压 0.08,低压 0.06; P142高压架空线 0.4
011.0
315
69.02200
22
2..
T
arTNT S
VPR
例例 2—22—2解析法计算短路参数解析法计算短路参数
060.0011.0061.0 2222TTT RZX
④ ④ 电缆电缆 W 2W 2 、、 W3W3 、、 W4W4折算电抗： 折算电抗： XW2 =XoL2 = 0.06×0.015 =0.0009 （ Ω ）
0029.01205.42
15
21.
22 A
LR
scw
2017.0705.42
600
31.
33 A
LR
sc
1681.0355.42
250
41.
44 A
LR
sc
XW3 =XoL3 = 0.06×0.6 =0.36（Ω）
XXW4W4 =X =XooLL44 = = 0.06×0.25 =0.015 0.06×0.25 =0.015（（ ΩΩ））
XX00------单位长度电抗单位长度电抗 , P145 X, P145 X00=0.06~0.08Ω/Km, =0.06~0.08Ω/Km, r r sc.1sc.1 电导率 电导率 P145 P145 表表 2-132-13
⑤⑤、计算、计算 SS22 点短路参数点短路参数
0803.00353.00721.0 2222
222 RXZ
KAIIKAZ
VI SSs 323.4866.0980.4
0803.03
69.0
3
2 31
21
2
31
XΣ2 = Xsy2 + Xw1 + XT + XW2
=0.0095 + 0.0017 + 0.06 + 0.0029 =0.0721（ Ω）
RΣ2 = RW1 + RT + RW2
= 0.127 + 0.011 + 0.0028 = 0.0353 （ Ω ）
)(951.598.469.033 321. MVAIVS SarS
iim =2.55 IS2（ 3 ） =
12.699（ KA） Iim =1.51 IS2
(3)= 7.52 （ KA）
查查 P40 P40 表表 1-9 1-9 ：：QAQA11 可选可选 DW80-100 DW80-100
表表 1-10 :BKD1-1-10 :BKD1-400400
例例 2—22—2解析法计算短路参数解析法计算短路参数
低压配电开关技术参数
型号型号额定工额定工作电压作电压
VV
额定额定工作工作电流电流
AA
过电过电流脱流脱扣器扣器整定整定电流电流
AA
瞬时过电瞬时过电流脱扣器流脱扣器整定电流整定电流
AA
极限分析能力极限分析能力 KA(KA(有效有效值值 ))
电缆外径电缆外径φ(mm)φ(mm)
重重量量KgKg
380V 380V COSφ=COSφ=
0.40.4 660V 660V COSφ=COSφ=
0.40.4
1140 1140 VV
主回主回路路
控制控制回路回路
KBJ-KBJ-200200（（ DD
W80-W80-200200））
380380、、
660660
200200 200200 200-200-300-600300-600
1010 77
42-5142-51
12-12-1919
105105
KBJ-KBJ-350350（（ DD
W80-W80-350350））
350350 400400 400-400-600-600-12001200
1010 不大于不大于 77
55-6355-63
110110
KBZ-KBZ-200/1140200/1140（（ 660660））
660660、、
11401140
200200 7.57.5 7.57.5
KBZ-KBZ-400/1140400/1140（（ 660660））
400400 7.57.5 7.57.5
BKD1-BKD1-400Z/660 Z400Z/660 Z
380380、、 6666
00
400400 P42 P42 表表 1-1-1010
BLZBLZ 660660、、 11114040
P44 P44 表表 1-111-11
8888
⑥⑥、计算、计算 SS33 点短路参数点短路参数
4174.03988.01231.0 2223
233 RXZ
KAII
KAZ
VI
SS
ars
827.0866.0
9544.04174.03
69.0
331
21
2
2.33
XΣ3=XΣ2 + Xw3+XW4 = 0.0721+ 0.036 + 0.015 = 0.1231（ Ω）
Iim =1.51 I （ 3 ）S3 = 1.51×0.9544 = 1.441（ KA ） )(141.19544.069.033 3
32.3 MVAIVS SarS
RΣ3 = RΣ2 + RW3 +RW4 =0.1408 + 0.2017 + 0.1681 =0.3988(Ω ）
iim =2.55 I （ 3 ）S3 = 2.55×0.9544=2.434 （ KA ）
例例 2—22—2解析法计算短路参数解析法计算短路参数
【例２【例２ -3 -3 】在【例２】在【例２ -2-2】中已知：】中已知： WW11=MYJV-6-3*35-=MYJV-6-3*35-
18001800 ； 通过短路电流； 通过短路电流 IIss （（ 33 ）） =1.825=1.825 （（ KAKA）；）；
解： 满足短路时热稳定的最小截面 解： 满足短路时热稳定的最小截面
23
min 3543.1065.0141
1825mmt
C
IA ph
s C=141 （ P153 表 2-19 →P62 表 1-20 ）tph = tse+ tbr+ 0.05 =0.5+0.1+0.05=0.65
tse =0.5s - 短路保护动作假想时间 (s)
tbr =0.1s P 34b表 1-8
0.05- 考虑短路电流非周期分量的影响而增加的时间 , ( tse+ tbr ) > 1s时 ,该值可不计 .
QFQF ：： PBG5-6/50PBG5-6/50 ，继电保护时间为，继电保护时间为 0.10.1（（ ss）） ------P35P35 ， 试校验， 试校验 W1W1 的热稳定性的热稳定性 ..
满足要求满足要求
【例２【例２ -4 -4 】 表格法计算短路电流： 在上例中变压器】 表格法计算短路电流： 在上例中变压器若为若为 T-KBSGZY-315/6T-KBSGZY-315/6 ，， 6 / 0.69KV 6 / 0.69KV
解 : ①. 系统电抗的换算长度 Lst=20.9m 表 2 一 l7查得；
③. 其它低压电缆的换算长度及短路电流如下 :
②.W1高压 (6kV) 电缆的换算长度 ：Kctg* Lg=0.017*1800=30.6m 表 2-18查得
开关
电缆型号 短路点
换算长度 LC t =KC t •L/
（m）短路电流P149 表 2-16
换算系数 P148
换算长度
总换算 长度
IS（ 2 ）
IS（ 3 ）
W1W1 : :MYJV22MYJV22
6kv—3×35-6kv—3×35-18001800
S1
20.9+30.6=51.5
43585032
QA1 W2W2：：MVV22MVV221kv—3×120-1kv—3×120-1515
S2
0.53 7.95 20.9+30.6+7.9=51.5+7.9=59.4
41894837
QA2 W3W3 ：： MCPMCP0.380.38／／ 0.66—0.66—3×70+1×25-3×70+1×25-600600
0.73 438 59.4+438=497.4
14111629
SM2 W4:MCPW4:MCP0.38/0.663×350.38/0.663×35+1×6+4×4—+1×6+4×4—250250
S3
1.37 342.5497.4+342.5=839.9
837967
2.72.7 井下电网过流保护井下电网过流保护• 过流 -----凡流过电气设备和线路的电流，超过其额定值或允许值，都叫做过电流。
• 引起过流原因：过负荷（如：采煤机工作时遇到干石）、短路、电机单相运转（ 80～ 90 ％电机损坏是因为单相运转造成
《煤矿安全规程》第四百五十五条 《煤矿安全规程》第四百五十五条 井下高压井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备，应具有短电动机、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路、过负荷、接地和欠压释放保护。。井下由采区井下由采区变电所、移动变电站或配电点引出的馈电线上，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应装设短路、过负荷和漏电保护装置。。低压电动低压电动机的控制设备，应具备短路、过负荷、单相断线、机的控制设备，应具备短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置漏电闭锁保护装置及远程控制装置 ..
2.7.1 2.7.1 过流保护整定计算原则、要求 过流保护整定计算原则、要求 P153 P162P153 P162
11）） .. 确保保护装置可靠性和快速性确保保护装置可靠性和快速性 指故障电流还没造成危害之前，便指故障电流还没造成危害之前，便将过流故障切断将过流故障切断（不要等设备都损坏造成危害才切断（不要等设备都损坏造成危害才切断故障电源）故障电源）
在保护单元内不拒动（一定动作）；在保护单元内不拒动（一定动作）；在保护单元内不误动（一定不动作在保护单元内不误动（一定不动作 ) )
**动作灵敏动作灵敏 KKrr
se
S
I
I 2min
：在保护单元内，对故障反映：在保护单元内，对故障反映能力要强、要快。能力要强、要快。II （（ 22 ））
smin smin 保护单元内末端最小两相短路电流保护单元内末端最小两相短路电流（（ kAkA））
Kr
**动作迅速动作迅速：：
** 可靠性可靠性：：
2.7.12.7.1 过流保护要求过流保护要求
** 主保护 主保护 k r≥1.5k r≥1.5 （首先保护）（首先保护）
** 后备保护 后备保护 k r≥1.2k r≥1.2 （主保护不行，再于后备保护来保护）（主保护不行，再于后备保护来保护）
**熔断器保护 熔断器保护 k r≥4k r≥4 ～～ 77
22）） .. 各级保护都应有后备保护：各级保护都应有后备保护：
33）） .. 所选熔体必须与电缆截面相配合所选熔体必须与电缆截面相配合 （ （ P162P162见表见表 2-2-
2424））
44）） .. 保护应有选择性保护应有选择性：要求保护装置只切断故：要求保护装置只切断故障电源障电源 .. 当上下两极都采用熔断器保护时，上一当上下两极都采用熔断器保护时，上一级熔体额定电流比下一级大级熔体额定电流比下一级大 11～～ 22级级 2.7.3.2.7.3. 基基本保护元件及电路（低压）本保护元件及电路（低压）
2.7.2.2.7.2. 基本保护元件及电路（低压）基本保护元件及电路（低压）2.7.2.1.2.7.2.1. 熔断器熔断器 :: 用于短路保护。用于短路保护。 (( 最简单、最有效的短路保护电器最简单、最有效的短路保护电器 ))
1) .1) . 井下低压电网常用型号、结构井下低压电网常用型号、结构：： P154P154 ：：RL1RL1 系列螺旋式系列螺旋式 ..熔断器熔断器 :: 用于小容量低压开关中。用于小容量低压开关中。
RM1RM1 、、 RM10RM10 系列无填充料管式熔断器系列无填充料管式熔断器 RT0RT0 系列填充料（石英砂）管式熔断器系列填充料（石英砂）管式熔断器
RL1 系列图 2-40 RM1 型熔断器的结构图
2).2). 主要参数 主要参数 P162 P162 表表 2-242-24
①①..额定电流：额定电流： 分：熔断器的 分：熔断器的额定电流、熔体的额定电流。额定电流、熔体的额定电流。
【例】有一额定电流为 【例】有一额定电流为 200A200A的的 RMRM系列的熔断器可选什么系列的熔断器可选什么熔体？熔体？ 解：可选解：可选100A100A、、 125A125A、、 160A160A、、 200A200A
图 2—41熔断器的保护特性曲线 ③ ③ ..极限分段能力极限分段能力：切断多大断路电流的能力。也就是：切断多大断路电流的能力。也就是灭弧能力。对灭弧能力。对 RMRM 系列：系列： 60A60A 的熔断器的熔断器 ------ 分段能力为分段能力为3.5KA3.5KA ；； 100A100A 的熔断器的熔断器 ------ 分段能力为分段能力为 10KA10KA 。若系。若系统电流超过熔断器额定电流，统电流超过熔断器额定电流， ---------- 引起爆炸。引起爆炸。
④④保护特性保护特性（反时限的保护特性）（反时限的保护特性）
② ② ..额定电压 额定电压 500V500V 、、 600V600V 。。
2.7.2.1. 熔断器
NFN II .
3).3). 熔断器熔体选择、计算、整定熔断器熔体选择、计算、整定
TK
① ① 熔体熔体额定电流额定电流 IIN.FN.F 计算计算
IN..F=
保护项目保护项目 熔体熔体额定电流额定电流 IIN.FN.F 备 注 备 注 保护一台鼠笼电保护一台鼠笼电动机动机
IIN..F N..F == IIs t s t / K/ KFF
熔体的额定电流应躲过（小熔体的额定电流应躲过（小于）电动机起动电流于）电动机起动电流
IIN.F----N.F----熔体的额定电流熔体的额定电流。。
IIs t --------s t -------- 电动机额定起动电流电动机额定起动电流
KKF--F-- 电动机起动时，保护熔体不熔化的系数。电动机起动时，保护熔体不熔化的系数。按按 P166P166 表表 2-252-25 取取
保护多台鼠笼电保护多台鼠笼电动机动机
IIs t..Ms t..M --- --- 最大一台最大一台 -- 电动机额定起动电流。电动机额定起动电流。
IINN---------- 其余电动机额定起动电流之和。其余电动机额定起动电流之和。 保护保护 127127VV照明照明
线路 线路 -------- 照明灯额定电流之和照明灯额定电流之和
---------- 变压器变比倍数 变压器变比倍数
..保护照明变压器：保护照明变压器：
保护电钻变压器：保护电钻变压器：
NFMstFN IKII /..
NT
FN IK
I 4.1~2.1
.
N
F
Mst
TFN I
K
I
KI .
.
4.1~2.1
NI
2.7.2.1. 熔断器
②②．灵敏度校验．灵敏度校验 KKrr
FN
Sr I
IK
.
2min
FN
Sr I
IK
.
2min ≥ ≥ 4~74~7
--- P167--- P167 表表 2-262-26 选取选取
IISminSmin（（ 22 ）） --线路中最小两相短路电流线路中最小两相短路电流
③③.. 所选熔体必须与电缆截面相配合所选熔体必须与电缆截面相配合 （ （ P162P162 见表见表 2-2-2424 ））
④④..满足选择性的要求满足选择性的要求 :: 当上下两极都采用熔断器当上下两极都采用熔断器保护时，上一级熔体额定电流比下一级大保护时，上一级熔体额定电流比下一级大 11～～ 22级。级。
2.7.2.1. 熔断器
2.7.2.2.2.7.2.2. 电磁式 电磁式 P155P155
主触点主触点 ------ 接在电机主回路中，通过电流大。接在电机主回路中，通过电流大。辅助触点辅助触点 -------- 接在控制回路中，通过电流小接在控制回路中，通过电流小 ..
过流继电器过流继电器 :: 常用于过流保护常用于过流保护 -------------- 直接动作、间接动作 直接动作、间接动作 热继电器热继电器 :: 过负荷保护过负荷保护 限流继电器限流继电器 : : 过负荷、短路保护 工作原理过负荷、短路保护 工作原理 ------P156------P156 图 图 2-422-42
1).1).组成、原理组成、原理：：电磁铁、线圈、触点电磁铁、线圈、触点
热继电器结构原理图热继电器结构原理图
发热元件
杠杆
双金属片
~
(b) (b) 结构结构(a) (a) 外形外形
2).2). 电磁式继电器过流整定计算电磁式继电器过流整定计算 保护项目 继电器的整定电流 Isb 备注
①. 保护支线 Isb----继电器的整定电流；
Ist----电动机起动电流。
②. 保护干线Nsb II
3).3). 灵敏度校验 灵敏度校验 KKrr ：：
NstMsb III
sb
Sr I
IK
2
≥ 1.5
2.7.2.3.2.7.2.3. 电子综合装置保护电子综合装置保护
P158 P158 图图 2-432-43 ．． JDBJDB 一一 120120 、、 225A225A 型电动机综合保护器原理框图型电动机综合保护器原理框图
P158 P158 图图 2-432-43 ．． JDBJDB 一一 120120 、、 225A225A 型电动机综合保护器原型电动机综合保护器原理图理图
2.7.2.3.2.7.2.3. 电子综合装置保护电子综合装置保护
2.7.2.4. BZZ-2.52.7.2.4. BZZ-2.5 （（ 44）型煤电钻的综合保护装置）型煤电钻的综合保护装置图图 2-45 2-45 P170P170
1. 用途：作为煤矿 127V 低压系统综合控制保护，具有过流、漏电、漏电闭锁等保护 .
2.7.2.4. BZZ-2.52.7.2.4. BZZ-2.5 （（ 44）型煤电钻的综合保护装置）型煤电钻的综合保护装置图图 2-45 P1702-45 P170
2.组成：隔爆外壳、芯架、电子插件等。3. 工作原理： P154 图 2-45
组成：组成： 1QS1QS 、、 1FU1FU 、、 2FU2FU 、干式电力变压器、干式电力变压器TM(KSG)TM(KSG) 、、 TATA 、、 4FU4FU 、、 5FU5FU 、交流接触器、交流接触器KMKM 、 电钻手柄开关、 电钻手柄开关 2QS2QS 、电机、电机 MZMZ 等。 等。 ( 1FU( 1FU 、、 2FU2FU 作变压器保护，其它作变压器保护，其它 FUFU 作线路保作线路保护。护。 ))
1).1). 主回路主回路
作用：引入交流电源、降压（作用：引入交流电源、降压（ 127V127V）。）。
33）） ..自动停送电控制电路自动停送电控制电路
①① .. 送电时送电时：： 2QS2QS合上，电流回路：合上，电流回路： 1515++V → 22V → 22++V V →V→V55 → 17→KM → 17→KM44 →2TP →2TP11 → La → 2QSa → MZ → → La → 2QSa → MZ →
2QSc → KM→ 19 → R2QSc → KM→ 19 → R29 29 → R→ R3333→ → 接地接地 0V0V 。。
组成组成：： 2QS2QS 、、 VT3VT3 、、 VT4VT4 等等
VRVR3333 > VT > VT4646 (7V) (7V) 触发电压 →触发电压 → VTVT4343 输出为低电位 → 输出为低电位 → KD KD 得电得电→→ KDKD22 断开 →断开 → VRVR1818=0V→ VT=0V→ VT2323=0V=0V
KKDD11 闭合 →闭合 → KMKM线圈 →线圈 →
KDKD33 断开 →红灯息 断开 →红灯息 →→KMKM44 断开 → 切断先导回路断开 → 切断先导回路
（这时（这时 TATA 产生感应电产生感应电 (TA(TA 右 →右 → 6→V17→VT46→R33(TA6→V17→VT46→R33(TA 左左 )→)→ 小电小电流维持流维持 VT46VT46 得电 → 得电 → KD KD 得电→保证得电→保证 KMKM 线圈有电 → 保证线圈有电 → 保证 MZMZ 正常运正常运转转 ))
→→KMKM1-31-3 闭合→闭合→ MZMZ 运转→运转→
②②.. 停转时停转时：： 2QS2QS 开关断开→ 主回路断电 → 开关断开→ 主回路断电 → TATA 无感应电流 无感应电流 --KMKM失电 ，失电 ， KMKM 主触点断开 →主触点断开 → MM失电 → 使失电 → 使 127V127V 电缆不带电。电缆不带电。（达到电钻不工作时，不带电源） （达到电钻不工作时，不带电源）
2.7.2.4. BZZ-2.52.7.2.4. BZZ-2.5 （（ 44）型煤电钻的综合保护装置图）型煤电钻的综合保护装置图 2-45 P1702-45 P170
4).4). 短路保护电路短路保护电路组成组成：： VTVT11 ～～ VTVT44 等。等。VTVT11 、、 VV66 、、 LL1-21-2 、、 CC33 、、 CC44 、、 RR ３３、、 RR ４４、、 RR1111 组成正组成正弦波振荡电路产生２５弦波振荡电路产生２５ KHZKHZ高频信号→分为两组高频信号→分为两组 ::
☻☻..LL ３３ -- ４４ →→ CC ５５ -- ６６、、 RR ５５ .. ６６→ → ①、④、③①、④、③ →→反馈到 反馈到 127V127V 主电路主电路☻☻.. 正常时正常时 : V: V77 、、 RR99 、Ｒ、Ｒ 1010 、、 CC1010 产生９产生９ VV 电压 → 电压 → VT2VT255((９９V),V), 经 经 RR ７７、、 RR88 分压使 分压使 VT2VT2 ６６ (2.5V),VT2(2.5V),VT277 维持在高电位→ 维持在高电位→ VT4VT466 维持在高电 → 维持在高电 → KD KD 得电→得电→ KDKD1 1 →KM →KM 线圈→线圈→ MZMZ 正常运正常运转转 ..☻☻.. 短路时短路时 ::振荡器停振 → 振荡器停振 → VT2VT2 ６６电位低于电位低于 2.5V ,VT22.5V ,VT277 低电位低电位→→ VV1515 → VT4 → VT466 低电位→ 低电位→ KD KD 失电→失电→ KDKD11 断开 →断开 → KMKM线圈失线圈失电→电→ MZMZ 正常停运转→实现短路保护正常停运转→实现短路保护 ..
5)5) 过负荷保护过负荷保护： ： FRFR 热继电器热继电器
2.7.2.4. BZZ-2.52.7.2.4. BZZ-2.5 （（ 44）型煤电钻的综合保护装置图）型煤电钻的综合保护装置图 2-45 P1702-45 P170
66）） .. 漏电保护电路漏电保护电路 （三个晶体管的漏电保 （三个晶体管的漏电保护）护）
2.7.2.4. BZZ-2.52.7.2.4. BZZ-2.5 （（ 44）型煤电钻的综合保护装置图）型煤电钻的综合保护装置图 2-45 P1702-45 P170
组成：组成： V9V9～～ V11 V11 、、 VT2VT2 等等①① .. 漏电保护漏电保护 :: 电网 → 电网 → VV99 ～～ VV1111 能流到通→能流到通→ RR16 16 → R→ R1818
→ → 00（（ VV）→）→ RR2222 →R →R2121 →V →V1414→Jdi→∑r→→Jdi→∑r→ 电网电网
VVR18 R18 > VT22> VT22 电压电压 (4V), VT21(4V), VT21 为低电位→经为低电位→经 RR2020,R,R2424 分分压→ 为压→ 为 VT3 VT3 提供电压提供电压 ,, 使其翻转→使其翻转→ VVＴＴ 3333 低电位→ 低电位→ VV1616→ VT4→ VT466 低电位 低电位 (V(V2020 亮亮 ),VT4),VT433 高电位→高电位→ KD KD 失电失电→→ KDKD11 断开 →断开 → KMKM线圈失电→线圈失电→ MZMZ 正常停运转→实现正常停运转→实现漏电保护 漏电保护 ..
1515++V→VV→V55→ (17)→KM→ (17)→KM44 →2TP →2TP1 1 → →R①→ →R① 12 12 →V→V99→R→R1616→R→R1818→0(V)→0(V)
②②.. 漏电闭锁漏电闭锁： ： （∑（∑ r≤7.5r≤7.5 、、 2222 、、 40KΩ 40KΩ ））
漏电时漏电时（∑（∑ r≤3.5r≤3.5 、、 1111 、、 20KΩ 20KΩ ））
7) 7) 实验电路实验电路 :按下 1TP →La→ R11=1KΩ→ Fdi → 跳闸 → V20
亮
2.7.3.2.7.3. 高压系统过流保护整定计算高压系统过流保护整定计算保护项目电流整定计算 灵敏度Ｋｒ校验
1）变压器
(1)利用瞬时过流继电器保护 速断保护 ----2-81
-- 2-82
（ 2）利用电子式高压综合保护器保护
----- 2-83 --2-84
（ 3） 利用 GL 系列感应型过流继电器保护
a ． 过负荷保护 -----2-85
b. 速断保护 同 -2-81
同 2-82
)(4.1~2.1
. NMstiT
sbr IIKK
I
5.1
.
2
rsbiTgT
sr IKKK
IK
5.1.
.
NGT
NdeMst
IK
IKIn
5.1
.
2
NGTgT
sr IKnK
IK
TNire
rse IKK
I .1.
2.1
Isb.r -瞬时过流继电器动作电流 1.2～１ .４—可靠性系数 KT-----变压器变比倍数 KT =V 元边 / V 付边
保护项目保护项目电流整定计算电流整定计算 灵敏度Ｋｒ校验灵敏度Ｋｒ校验
2).2).高高压压电电缆缆
（（ 11）） ..利用瞬时过流继电器保护利用瞬时过流继电器保护
（（ 22）利用）利用 GLGL 系列感应型过流继电器保护系列感应型过流继电器保护 aa ． 过负荷保护 ． 过负荷保护
----2-9----2-9
b..b.. 速断保护速断保护
--2-93--2-93
同同 2-89 2-89
2.7.3.高压系统过流保护整定计算
8824.1~2.1
. sbrsti
IIK
8922
.
2
rsbi
sr IK
IK
TNire
rse IKK
I ..
2.1
sti
rse IK
I0.2~8.1
.
3
IIs t..M s t..M ------最大一台（或同时最大一台（或同时起动起动））电动机额定起动电流电动机额定起动电流
ΣΣININ---------- 其余电器设备额定电流之和其余电器设备额定电流之和 。 。 Is tIs t -------- -------- 电动机额定起动电流电动机额定起动电流 ＫＫｇＴｇＴ——变压器组别系数变压器组别系数 :(:(ＹＹ //Ｙ：ＫＹ：Ｋ gTgT＝１＝１ )) ；； ((ＹＹ /Δ:/Δ:ＫＫ gTgT ＝ ＝ ) )
n -n -电流互感器二次侧电流互感器二次侧额定电流（额定电流（ 5A5A）倍数。）倍数。
Ked – 须用系数
2.82.8 过电压保护、静电防护、电火灾预防、过电压保护、静电防护、电火灾预防、2.8.12.8.1 过电压产生、危害、保护过电压产生、危害、保护 ..
1.1. 类型 类型 2. 2. 保护措 施 保护措 施（（ 11）大气过电）大气过电压压
①①..直击雷直击雷辟雷针辟雷针②②..感应雷感应雷辟雷针、防雷器辟雷针、防雷器②②..球雷球雷
（（ 22）开并操作造成过电）开并操作造成过电压压
①①..阻容过电压抑制器【在电网中串入阻容过电压抑制器【在电网中串入 (R(R、、 C-----C-----分压器分压器 ))以改变回路阻抗】以改变回路阻抗】 --------特别适用变电动机特别适用变电动机的过电压保护。的过电压保护。②②..氧化锌压敏电阻过电压抑制器（伏安特性近似氧化锌压敏电阻过电压抑制器（伏安特性近似理想稳压管）理想稳压管）
3 ）电弧接地过电压
（发生在中性点不直接接地的电网中 ).66、、 10KV10KV电电
网 接地电流 网 接地电流 >>30A ; 2030A ; 20～～60kv 60kv 电网接地电流电网接地电流 >>10A10A故障外的电弧难以自动熄故障外的电弧难以自动熄灭灭 ----------造成过电压造成过电压
单相接地电流单相接地电流 IIgrgr = = KKCC VVCLCL （（ LL 架空线总长架空线总长 ++35L35L 电缆总长电缆总长）） / 350/ 350
KKCC------电容电流增值系数。电容电流增值系数。①①. . 减少线路长度、多采用架空线、采用多台变减少线路长度、多采用架空线、采用多台变
压器单独供电压器单独供电②②. . 采用中性点经消弧圈（电感）接地采用中性点经消弧圈（电感）接地③③. . 建立完善漏电保护系统建立完善漏电保护系统
2.8.22.8.2静电产生、危害、防护静电产生、危害、防护a.接地 ----无论多大静电，一但入地很快为零
静电产静电产生原因生原因
防护措施：防护措施：
摩摩 擦擦 生生 电 电PP170170
①① 减少式抑制静电的产生减少式抑制静电的产生 --------------------不可能不可能 ② ② 消除所产生静电 消除所产生静电 -------------- -------------- 也不好办也不好办③③将产生的静电快速总泄漏入地将产生的静电快速总泄漏入地 a.a. 接地接地 -------- 无论多大静电，一但入地很快为零无论多大静电，一但入地很快为零b. b. 减少表面电阻 减少表面电阻 物体表面喷涂防静电漆物体表面喷涂防静电漆 添加导电剂。如石墨、锌粉等电导率较高物质添加导电剂。如石墨、锌粉等电导率较高物质
c. c. 增加井下产生静电物体湿度增加井下产生静电物体湿度
2.8.32.8.3 电火花预防 电火花预防
