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EXIT第四章第四章 安全有电及保护安全有电及保护第一节第一节 漏电与触电漏电与触电第二节第二节 井下变压器中性点禁止接地的分析井下变压器中性点禁止接地的分析第三节第三节 漏电保护漏电保护第四节第四节 接地与接零接地与接零第五节第五节 井下电网过流保护井下电网过流保护第六节第六节 过电压保护过电压保护(补充）补充）第四章第四章 安全有电及保护安全有电及保护EXIT 一、漏电：一、漏电：1 1、什么是、什么是漏电漏电：广义上讲，漏电是一种电网对地发生电能泄漏的：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现象，特征是电网对大地的绝缘阻抗降低绝缘阻抗降低，流入大地的，流入大地的电流增大电流增大，该现象称为漏电。该现象称为漏电。(该电流为漏电电流该电流为漏电电流)2 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、处界；（某一处或某一点）机械、某点老化、处界；分散性漏电分散性漏电：（老化）（整条线路或整个电网）；：（老化）（整条线路或整个电网）；3 3、漏电电流、漏电电流回路回路：如图：如图4-14-1所示所示P164P164。4 4、漏电的、漏电的原因原因：P164-165P164-165 5 5、漏电的、漏电的危害危害：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）；电雷电雷管无准备引爆；管无准备引爆；烧损电气设备烧损电气设备（发热）；如下（发热）；如下图图 引起短路引起短路（更大的事故）；（更大的事故）；影响产生（停电处理）。影响产生（停电处理）。4-1 4-1 漏电与触电漏电与触电EXIT4-1 4-1 漏电与触电漏电与触电EXIT 二、触电：二、触电：1 1、什么是、什么是触电触电：人身：人身接触带电体接触带电体或或接近高压带电体接近高压带电体时，时，使人身成为电流通路使人身成为电流通路的一部分，叫做触电。触电是前面的一部分，叫做触电。触电是前面讲过的漏电的一种特殊情况，只是过渡电阻变成了人身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。触电对人体组织的破坏大体可分为两种：触电对人体组织的破坏大体可分为两种：电击电击和和电伤电伤。电击电击：是指触电后电流通过人体，使人体主要器官（如：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，心脏）受到损伤，有生命危险有生命危险，这是最危险的触电。，这是最危险的触电。电伤电伤：是指电弧或强电流瞬时通过人体某一局部，造成：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），一般人体外表器官的破坏（烧伤），一般不至于有生命危险不至于有生命危险。触电电流触电电流：发生人身触电时流过人身的电流叫做触电电：发生人身触电时流过人身的电流叫做触电电流。表流。表4 41 1所示所示P167P167。4-1 4-1 漏电与触电漏电与触电EXIT 2 2、影响触电危害程度的、影响触电危害程度的有关因素有关因素：通过人身的通过人身的电流大小电流大小：根据实验得，：根据实验得，交流交流在在15152020mAmA以下，以下，直流直流在在50mA50mA以下，一般对人体伤害较轻，如果长以下，一般对人体伤害较轻，如果长期通过工频交流期通过工频交流303050mA50mA就有生命危险，超过就有生命危险，超过50mA50mA对人对人的生命是绝对有危险的。的生命是绝对有危险的。触电时间触电时间：根据实验测定的数据，触电时间在：根据实验测定的数据，触电时间在0.2s0.2s以以下和下和0.2s0.2s以上，电流对人体的危害程度是有较大差别的。以上，电流对人体的危害程度是有较大差别的。如如0.2s0.2s以下以下 ，400mA400mA能使心脏损伤，能使心脏损伤，0.2s0.2s以上，以上，25mA25mA能能使心脏损伤。使心脏损伤。电流性质电流性质：直流和交流对人体的危害程度是不同的，：直流和交流对人体的危害程度是不同的，而以而以5050100Hz100Hz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。4-1 4-1 漏电与触电漏电与触电EXIT 电流路径电流路径：主要取决于心脏受损的程度，电流从手到脚：主要取决于心脏受损的程度，电流从手到脚特别是通过特别是通过心脏心脏对人最为危险。对人最为危险。体重体重和健康状况：健康和有病不同，情绪好和不好不同，和健康状况：健康和有病不同，情绪好和不好不同，胖和搜胖和搜 。人身电阻人身电阻：主要是人体表面皮肤层和体内的电阻，它随：主要是人体表面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、触电电压高人的皮肤状况（损伤、潮湿）、触电时间、触电电压高低等因素而变动，当皮肤完整干燥时，人身电阻可达低等因素而变动，当皮肤完整干燥时，人身电阻可达1010100100千欧触电时相对安全；当皮肤潮湿或有损伤，人身千欧触电时相对安全；当皮肤潮湿或有损伤，人身电阻降低到电阻降低到10001000欧左右，触电时相对危险（以后人身电欧左右，触电时相对危险（以后人身电阻取最小值阻取最小值10001000欧欧）。）。触电电压触电电压：作用于人身的：作用于人身的电压越高电压越高，则通过人体的电流，则通过人体的电流越大，也就越大，也就越危险越危险。4-1 4-1 漏电与触电漏电与触电EXIT 3 3、安全电流安全电流、安全电压安全电压及及安全值安全值：安全电流安全电流：也就是人体触电后不会使人致死、致伤的最也就是人体触电后不会使人致死、致伤的最大电流，称为安全电流大电流，称为安全电流。根据上述的因素分析，触电危。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的乘积。通过对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动的电流动物的实验，我国提出发生心室颤动的电流50mA50mA与时间与时间乘积的安全值为乘积的安全值为50mA50mAS S，取，取1.671.67倍安全系数，规定为倍安全系数，规定为30mA30mA、美国为、美国为10 10 mAmA、英国为、英国为50mA50mA等。等。安全电压安全电压：安全电流和人身电阻的乘积安全电流和人身电阻的乘积，称为安全电压。，称为安全电压。经常接触的电气设备，在没有高度危险的条件下，采用经常接触的电气设备，在没有高度危险的条件下，采用65V65V电压，有高度危险的条件，采用电压，有高度危险的条件，采用36V36V，在特别危险的，在特别危险的条件下，采用条件下，采用12V12V。安全值安全值：安全电流与触电时间的乘积安全电流与触电时间的乘积，称安全值。我国，称安全值。我国为为30 30 mAmAS S。4-1 4-1 漏电与触电漏电与触电EXIT4 4、触电的、触电的预防办法预防办法：变压器中性点禁止接地变压器中性点禁止接地 井下电气设备采用保护接地井下电气设备采用保护接地 井下电网采用漏电保护装置井下电网采用漏电保护装置（要求有一定的（要求有一定的选择性选择性）把带电裸导线安装在一定的高度，如井下电机车的架空把带电裸导线安装在一定的高度，如井下电机车的架空线（大巷线（大巷2 2米以上，井底车场米以上，井底车场2.22.2米以上）米以上）将各种矿用电器设备、电缆接头等都封闭在坚固的外壳将各种矿用电器设备、电缆接头等都封闭在坚固的外壳内，并加闭锁装置（电气闭锁、机械闭锁）内，并加闭锁装置（电气闭锁、机械闭锁）加强电动工具把手的绝缘加强电动工具把手的绝缘 对于接触机会非常多的电气设备，采用较低的工作电压对于接触机会非常多的电气设备，采用较低的工作电压（电钻（电钻127v127v控制控制36v36v）加强维护，发现问题及时解决。加强维护，发现问题及时解决。5 5、救护：摆脱电、抢救。、救护：摆脱电、抢救。4-1 4-1 漏电与触电漏电与触电EXIT 本节小结本节小结l一、漏电：一、漏电：l1 1、什么是漏电：、什么是漏电：l2 2、分类：、分类：l3 3、漏点电流回路：、漏点电流回路：l4 4、漏电的危害：、漏电的危害：l二、触电：二、触电：l1 1、什么是触电：、什么是触电：l2 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：l3 3、安全电流、安全电压及安秒值：、安全电流、安全电压及安秒值：l4 4、触电的预防办法：、触电的预防办法：l5 5、救护：、救护：4-1 4-1 漏电与触电漏电与触电EXIT1-3 1-3 井下供电的变压器中性点接地方式分析井下供电的变压器中性点接地方式分析 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 1 1、分类分类：一般分为以下：一般分为以下三类三类：不接地方式不接地方式、直接接地方式直接接地方式、阻抗接地方式或消弧线圈接地方式阻抗接地方式或消弧线圈接地方式 。2 2、要求要求：*3 363kv63kv系统，采用中性点系统，采用中性点不接地方式不接地方式；*110kv110kv及以上和及以上和220380v220380v的低压系统的低压系统，采用中性点，采用中性点直接接地方式直接接地方式；*但是，当但是，当3-10KV3-10KV电网当接地电网当接地电容电流大于电容电流大于30A30A或或20KV20KV以上以上电网当接地电网当接地电容电流大于电容电流大于10A10A时，采用中性时，采用中性点点经阻抗接地方式经阻抗接地方式。EXIT 二、中性点接地方式分析二、中性点接地方式分析:1 1、中性点接地系统：中性点接地系统：当人触及一相带电导体时（忽略分布电容）：当人触及一相带电导体时（忽略分布电容）：如图如图1-181-18所示所示P26P26，这时人体承受电网相电压，通过人体的电流，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：可根据欧姆定律求出：当取当取RmaRma=1000=1000，线电压为，线电压为660V660V时，通过人体的电流为：时，通过人体的电流为：当线电压为当线电压为380V380V时时:可见，无论是线电压可见，无论是线电压380v380v还是还是660v660v供电系统，当中性点接地时，供电系统，当中性点接地时，通过人体的电流都通过人体的电流都远远超过远远超过30mA30mA，所以是，所以是绝对危险的绝对危险的。1-3 1-3 井下供电的变压器中性点接地方式分析井下供电的变压器中性点接地方式分析 EXIT变压器IRC1-3 1-3 井下供电的变压器中性点接地方式分析井下供电的变压器中性点接地方式分析 EXIT 2 2、中性点不接地系统中性点不接地系统：如图如图1-201-20所示所示P26P26，若人体触及一相带电导体时，该电，若人体触及一相带电导体时，该电流经过其他两相的电阻和电容形成通路，根据基尔霍夫第流经过其他两相的电阻和电容形成通路，根据基尔霍夫第一定律得：一定律得：（1 1）当电容忽略时当电容忽略时，RmaRma=1000=1000，r=35000 r=35000，UxUx=660V:=660V:可见是安全可见是安全的。的。1-3 1-3 井下供电的变压器中性点接地方式分析井下供电的变压器中性点接地方式分析 EXIT变压器IRC1-3 1-3 井下供电的变压器中性点接地方式分析井下供电的变压器中性点接地方式分析 EXIT （2 2）当电容不忽略时当电容不忽略时，RmaRma=1000=1000，r=35000 r=35000，UxUx=660V=660V，C=0.5C=0.5F:F:可见当电容不忽略时，同样不安全，但比中性点接地系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，故统通过人体的电流要小的多，故相对安全相对安全。1-3 1-3 井下供电的变压器中性点接地方式分析井下供电的变压器中性点接地方式分析 EXIT3 3、结论结论：中性点绝缘比中点接地的中性点绝缘比中点接地的人身触电电流要小得多人身触电电流要小得多，比较安全。比较安全。入地电流也很小，从而使入地电流也很小，从而使引燃瓦斯、煤尘的可能性引燃瓦斯、煤尘的可能性大大减少。大大减少。不影响线电压不影响线电压（可运行（可运行2 2个小时个小时）。）。以上三大优点就是井下变压器禁止中性点直接接以上三大优点就是井下变压器禁止中性点直接接地的地的原因原因。缺点：缺点：A A、当电网一相接地时，往往、当电网一相接地时，往往不易发觉不易发觉 ；B B、其他两相电压将升高、其他两相电压将升高3 3倍倍；C C、不能控制开关跳闸不能控制开关跳闸。故：故：井下电网必须装设漏电保护装置井下电网必须装设漏电保护装置。1-3 1-3 井下供电的变压器中性点接地方式分析井下供电的变压器中性点接地方式分析 EXIT本节小结本节小结l1 1、中性点接地方式分类及要求、中性点接地方式分类及要求l 分类：分类：l 要求：要求：l2 2、中性点接地方式分析、中性点接地方式分析l 中性点接地系统：中性点接地系统：l 中性点不接地系统：中性点不接地系统：l3 3、结论：、结论：1-3 1-3 井下供电的变压器中性点接地方式分析井下供电的变压器中性点接地方式分析 EXIT42 漏电保护漏电保护 定义：漏电保护是指当电网漏电时，通过定义：漏电保护是指当电网漏电时，通过切断电源切断电源来来防止人身触电伤亡防止人身触电伤亡和漏电电流所引爆瓦斯、煤尘的和漏电电流所引爆瓦斯、煤尘的一种措一种措施施。(目的）目的）一、对漏电保护的要求：一、对漏电保护的要求：1 1、保护全面保护全面：是指：是指保护范围保护范围应覆盖应覆盖整个整个供电供电单元单元；2 2、安全性安全性：要满足：要满足30mA30mAS S，动作要，动作要速度快速度快；3 3、可靠性可靠性：一是：一是自身自身的可靠性，二是的可靠性，二是保护保护的可靠性；的可靠性；4 4、灵敏性灵敏性：是指保护装置对故障的：是指保护装置对故障的反应能力反应能力，要求最，要求最 轻的漏电，保护也能可靠动作轻的漏电，保护也能可靠动作 ；5 5、选择性选择性：要求：要求只切除故障线路只切除故障线路而不切除非故障线路。而不切除非故障线路。EXIT二、漏电保护原理：二、漏电保护原理：目前用的最多的有以下目前用的最多的有以下四种四种：附加电源直流检测方式附加电源直流检测方式、三相半波整流式三相半波整流式、零序参数式零序参数式（三种）、（三种）、旁路接地式旁路接地式、等等 ，主要介绍广泛应用的，主要介绍广泛应用的前三种前三种 。1 1、附加电源直流检测方式附加电源直流检测方式：保护保护原理原理：如图：如图4-104-10所示所示P180 P180；动作值动作值的确定：我国的确定：我国660V660V实际规定值为：实际规定值为：11k11k、22k22k、33k33k，其他电压等级地规定见表，其他电压等级地规定见表4 42 2所示所示P181P181。电容电流补偿电容电流补偿 ：加电抗器来：加电抗器来减小人身触电电流减小人身触电电流。如图。如图4-4-1010所示所示P180 P180 42 漏电保护漏电保护 EXIT 特点：特点：优点：优点：a a、保护全面；、保护全面；b b、触电电流小；、触电电流小；c c、整定简单；、整定简单；d d、可靠性高。、可靠性高。缺点：缺点：a a、无选择性；、无选择性；b b、属静态补偿；、属静态补偿；c c、动作时间长、动作时间长50ms 50ms；d d、无漏电闭锁、无漏电闭锁。变压器RCZJK42 漏电保护漏电保护 EXIT 2 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，这里只作简单的这种漏电保护原理很简单，这里只作简单的介绍。如图介绍。如图4 41313（a a）P184P184所示，所示，U1U1U3U3接于三接于三相电网构成三相半波整流，其负载电阻就只有相电网构成三相半波整流，其负载电阻就只有RloRlo+r,+r,由于由于RloRlo的电阻很小，所以回路的直流的电阻很小，所以回路的直流同样取决于同样取决于rr的大小，这表明这种方法的原理与的大小，这表明这种方法的原理与前面讲的直流检测式是完全一样的，只是无直流前面讲的直流检测式是完全一样的，只是无直流附加电源。附加电源。42 漏电保护漏电保护 EXIT 特点：特点：无直流附加电源。但无直流附加电源。但动作值受电网电压波动的影响较大动作值受电网电压波动的影响较大，对整，对整流管的反向电压要求较高，故只用在流管的反向电压要求较高，故只用在电压低的地方电压低的地方,如如127v127v综合保综合保护中和漏电闭锁用护中和漏电闭锁用。变压器RCZJ42 漏电保护漏电保护 EXIT3 3、零序电压式零序电压式：特点：特点：动作值不固定；动作值不固定；无选择性；无选择性；不能保护对称性漏电；不能保护对称性漏电；一般用于一般用于6kV6kV及以上电网。及以上电网。变压器RCU042 漏电保护漏电保护 EXIT 4 4、零序电流式：、零序电流式：（如图（如图4-144-14所示所示P185P185）特点：特点：具有横向选择功能（图具有横向选择功能（图4-154-15所示所示P186P186）；）；动作值不动作值不 固定；固定；不能保护对称性漏电；不能保护对称性漏电；不能补偿人身触电电流。不能补偿人身触电电流。变压器RCI。42 漏电保护漏电保护 EXIT42 漏电保护漏电保护 EXIT 5 5、零序功率方向式：、零序功率方向式：特点：特点：具有横向选择功能；具有横向选择功能；动作值不固定；动作值不固定；不能保护对称不能保护对称性漏电；性漏电；不能补偿人身触电电流。不能补偿人身触电电流。变压器RCU。I。比较电路42 漏电保护漏电保护 EXIT 6 6、旁路接地式：、旁路接地式：（图（图4-174-17所示所示P187P187）特点：特点：只能保护单相漏电；只能保护单相漏电；无选择性；无选择性；人为增加故障点；人为增加故障点；不能保护对称性漏电。不能保护对称性漏电。变压器RC 检漏选相器检漏选相器42 漏电保护漏电保护 EXIT三、无选择性漏电保护装置三、无选择性漏电保护装置 1 1、功能特点：、功能特点：功能功能 a a、随时监视电网的绝缘电阻；、随时监视电网的绝缘电阻；b b、当电网漏电时，能使低压总开关跳闸；、当电网漏电时，能使低压总开关跳闸；c c、能补偿电网对地的电容电流。、能补偿电网对地的电容电流。优、缺点：优、缺点：缺点缺点：a a、动作时间长动作时间长（50ms50ms（保护动作时间）（保护动作时间）100ms100ms（开关动作时间）；（开关动作时间）；b b、无选择性无选择性（一处漏电所（一处漏电所有与其有关的开关都跳闸）；有与其有关的开关都跳闸）；c c、无漏电闭锁无漏电闭锁。优点优点：简单：简单可靠可靠，动作值，动作值准确准确，所以一直用到今天。，所以一直用到今天。42 漏电保护漏电保护 EXIT2 2、电路中主要元件：电路中主要元件：如图如图4-184-18所示所示P188P188。3 3、各保护功能的动作过程：（原理）、各保护功能的动作过程：（原理）监视电网的绝缘水平：（监视电网的绝缘水平：（监视回路监视回路）如图）如图4-184-18所示所示 V C(+)KV C(+)K 1PE1PE（2PE2PE）大地大地rr电网电网QS1L2LKDV C(QS1L2LKDV C()K K 就可以持续指示电网对地绝缘水平（数值）。就可以持续指示电网对地绝缘水平（数值）。漏电保护漏电保护回路动作情况：如图回路动作情况：如图4-184-18所示所示 L2QAYAQSKD1QSQAL3L2QAYAQSKD1QSQAL3 于是总开关于是总开关QAQA跳闸，实现了漏电和触电保护。跳闸，实现了漏电和触电保护。42 漏电保护漏电保护 EXIT42 漏电保护漏电保护 12EXIT 可靠性可靠性试验试验：如图如图4-184-18所示所示 主要是用模拟的漏电故障来试验继电器的动作可靠主要是用模拟的漏电故障来试验继电器的动作可靠性，当按下试验按钮性，当按下试验按钮SBSB时，便接通了实验回路。即：时，便接通了实验回路。即：VCVC（+）K K 1PE(1PE(局部局部)2PESBR32FU)2PESBR32FU L21L2LKDVC(L21L2LKDVC()我国规程规定每个班应试验一次。我国规程规定每个班应试验一次。电网对地电网对地电容电流的补偿电容电流的补偿：如图如图4-184-18所示所示 电网电网（rrCC）大地大地1PE1PE（2PE2PE）C22L1LC22L1L电网电网 上述回路中主要是上述回路中主要是CC和和2L2L，在起作用。，在起作用。42 漏电保护漏电保护 EXIT 四、选择性漏电保护装置：四、选择性漏电保护装置：1 1、定义：、定义：是指保护装置动作时是指保护装置动作时仅将发生漏电故障线路的电源切仅将发生漏电故障线路的电源切断断，保障系统其余部分正常工作。，保障系统其余部分正常工作。2 2、分类：、分类：纵向选择性纵向选择性：是指：是指上下级上下级线路之间的关系，用动作时线路之间的关系，用动作时限差来实现的（上长下短）。限差来实现的（上长下短）。横向选择性横向选择性：是指：是指同一级同一级线路之间的关系，用零序参线路之间的关系，用零序参数（零序电流或零序功率）的原理来实现的。数（零序电流或零序功率）的原理来实现的。选择性分级：可分选择性分级：可分三级和两级三级和两级，煤矿井下一般多采用，煤矿井下一般多采用三级中用两级选择性漏电保护装置（如：三级中用两级选择性漏电保护装置（如：总开关总开关、分支总分支总开关开关、配电点开关配电点开关）。）。42 漏电保护漏电保护 EXIT3 3、XL-IXL-I型矿用低压选择性漏电保护装置：型矿用低压选择性漏电保护装置：组成：组成：KXL-I-JYKXL-I-JY和和 KXL-I-DWKXL-I-DW组件形成总开关和分支组件形成总开关和分支总开关总开关两级两级选择性漏电保护装置。选择性漏电保护装置。组件介绍：组件介绍：a a、KXL-I-JYKXL-I-JY如图如图4-234-23所示所示P196P196。b b、KXL-I-DWKXL-I-DW如图如图4-224-22所示所示P195P195。工作原理：工作原理：a a、选择性漏电保护选择性漏电保护 b b、漏电闭锁漏电闭锁 c c、接地、接地实验实验 d d、总漏电保护总漏电保护42 漏电保护漏电保护 EXIT42 漏电保护漏电保护 EXIT42 漏电保护漏电保护 EXIT本节小结本节小结l一、对漏电保护的要求：一、对漏电保护的要求：l二、漏电保护原理：二、漏电保护原理：l三、无选择性漏电保护装置：三、无选择性漏电保护装置：l四、选择性漏电保护装置：四、选择性漏电保护装置：42 漏电保护漏电保护 EXIT43 接地与接零保护接地与接零保护 一、分类：一、分类：按照其作用的不同可以分为：按照其作用的不同可以分为：工作接地工作接地、保护接地保护接地、保护接零保护接零三大类。三大类。二、接地有关参数：二、接地有关参数：如图如图4-264-26所示所示P203P203。1 1、对地电压对地电压VtgVtg：2 2、接地电阻接地电阻RgrRgr：3 3、接触电压接触电压VcoVco：4 4、跨步电压跨步电压VssVss：EXIT洗衣机、距离、两个接地极43 接地与接零保护接地与接零保护EXIT 三、接地保护原理：三、接地保护原理：1 1、无保护接地时：如图、无保护接地时：如图4-254-25a a所示所示.P202.P202；2 2、有保护接地时：如图、有保护接地时：如图4-254-25b b所示所示.P202.P202；3 3、要求：一般井下保护接地电阻小于、要求：一般井下保护接地电阻小于22 ；4 4、作用：、作用：分流作用；分流作用；5 5、不足：、不足：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，地时，无分流作用无分流作用；人接触单相电网，人接触单相电网，无分流作无分流作用用。所以。所以漏电保护漏电保护和和保护接地保护接地二者二者缺一不可缺一不可。43 接地与接零保护接地与接零保护EXIT43 接地与接零保护接地与接零保护EXIT 四、井下保护接地系统：四、井下保护接地系统：井下接地系统是利用井下接地系统是利用电缆的金属外壳电缆的金属外壳或或接地芯线接地芯线与与井下各处的井下各处的电气设备外壳电气设备外壳及各种及各种接地极接地极连接起来所构成。连接起来所构成。1 1、接地极、接地极联网的必要性联网的必要性：单独的保护接地，单独的保护接地，动作有死区动作有死区：图图4-274-27、2828所示；所示；P203P203、204204 因并联支路多而因并联支路多而总的总的RgrRgr降低降低：一般单独的接地极，在井下能达到一般单独的接地极，在井下能达到3030是很不容易的，是很不容易的，但是若有但是若有2020个接地极并联起来，总的个接地极并联起来，总的RgrRgr就会变的很小。就会变的很小。煤矿安全规程煤矿安全规程规定：在井下任何一个接地点所测量规定：在井下任何一个接地点所测量得的接地网得的接地网总接地电阻不得超过总接地电阻不得超过22。43 接地与接零保护接地与接零保护EXIT 2 2、井下接地网的组成：（如图、井下接地网的组成：（如图4-294-29所示所示P205P205）主接地极主接地极（主、付水仓）；（主、付水仓）；局部接地极局部接地极；接地母线接地母线；辅助接地母线辅助接地母线；接地导线接地导线；连接导线连接导线等。等。五、保护接零：五、保护接零：（补充）（补充）保护接零主要用于中性点直接接地的供电系统中，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制系统，由中性点引出的线叫零线，一般为低压三相四线制系统，由中性点引出的线叫零线，也就是第四根线。也就是第四根线。1 1、保护接零的原理：（如下、保护接零的原理：（如下图图所示所示P131P131）其作用如下：其作用如下：变漏电为短路变漏电为短路；减小人触电的几率减小人触电的几率。43 接地与接零保护接地与接零保护EXIT43 接地与接零保护接地与接零保护EXIT变压器RCM机机Igr4Ima1kIN43 接地与接零保护接地与接零保护EXIT 保护接零和保护接地共存；保护接零和保护接地共存；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。AABBCCNN烧家电、零线带电43 接地与接零保护接地与接零保护EXIT 2 2、重复接地：、重复接地：沿着零线把沿着零线把多点再次接地多点再次接地，称为，称为重复接地重复接地。其作用。其作用是当零线断线时，将接是当零线断线时，将接零保护零保护变为变为接地保护接地保护。为了安全。为了安全起见，零线应尽量避免断线，因此，一般在起见，零线应尽量避免断线，因此，一般在零线上不允零线上不允许装设开关或熔断器。许装设开关或熔断器。六、井下接地电阻的测定：六、井下接地电阻的测定：1 1、规定：、规定：井下任一保护接地点的接地电阻不得超过井下任一保护接地点的接地电阻不得超过22.2 2、方法：、方法：电压、电流法电压、电流法：如图：如图2-302-30所示；所示；ZC-18ZC-18型接地电阻测量仪型接地电阻测量仪：如图：如图2-312-31所示；所示；43 接地与接零保护接地与接零保护EXIT43 接地与接零保护接地与接零保护EXIT43 接地与接零保护接地与接零保护EXIT七、接地装置的设计计算：七、接地装置的设计计算：1 1、单根接地体单根接地体的接地电阻计算：的接地电阻计算：R RE(1)E(1)=/L=/L 式中：式中：R RE(1)E(1)单根接地体的接地电阻；单根接地体的接地电阻；土壤的电阻率；土壤的电阻率；m m L L接地体的长度（接地体的长度（1.5-2.51.5-2.5米）；米）；2 2、多根接地体多根接地体的接地电阻计算：的接地电阻计算：R RE E=R=RE(1)E(1)/n/nE E 或或 (n=R(n=RE(1)E(1)/E ER RE E)式中：式中：n-n-接地体的根数；接地体的根数；E E利用系数（查手册），利用系数（查手册），R RE E总的接地电阻（井下总的接地电阻（井下22、井上、井上4 4）。）。43 接地与接零保护接地与接零保护EXIT 本节小结本节小结l一、分类：一、分类：l二、接地有关电压：二、接地有关电压：l三、接地保护原理：三、接地保护原理：l四、井下保护接地系统四、井下保护接地系统 ：l五、保护接零：五、保护接零：l六、井下接地电阻的测定：六、井下接地电阻的测定：l七、接地装置的设计计算：七、接地装置的设计计算：43 接地与接零保护接地与接零保护EXIT4-4 4-4 井下电网过电流保护井下电网过电流保护 含义含义：凡是流过电气设备或线路的电流，：凡是流过电气设备或线路的电流，超过其额定值超过其额定值或允许值或允许值，都叫过电流。如：，都叫过电流。如：短路短路、过负荷过负荷、缺相运行缺相运行等。等。一、对过流保护的要求：一、对过流保护的要求：1 1、快速性快速性：尽量快。：尽量快。2 2、可靠性可靠性：不误动，不拒动。：不误动，不拒动。3 3、灵敏性灵敏性：对故障的反应能力。：对故障的反应能力。4 4、选择性选择性：纵向、横向。：纵向、横向。另外：另外：5 5、应有、应有后背保护后背保护：6 6、必须与、必须与保护对象配合保护对象配合：（表：（表4-7 P2174-7 P217）EXIT二、过流保护元件介绍：二、过流保护元件介绍：（一）井下（一）井下低压低压保护元件：保护元件：1 1、低压熔断器低压熔断器：（1 1）定义：熔断器是）定义：熔断器是串接在主电路中串接在主电路中，当线路发生短路或是严重过，当线路发生短路或是严重过负荷时，熔件发热熔断，切断线路电源，从而保证了线路和设备负荷时，熔件发热熔断，切断线路电源，从而保证了线路和设备的安全。的安全。（2 2）熔断器的选择：有几个基本参数如下：）熔断器的选择：有几个基本参数如下：a.a.额定电压：额定电压：VeVe；b.b.额定电流：（额定电流：（熔断器熔断器IeIe，熔体熔体IetIet，要求，要求IetIet小于等于小于等于IeIe）；）；c.c.极限分断能力：要求极限分断能力：要求ImaxImax大于大于Is Is。（3 3）保护特性：）保护特性：反时限特性反时限特性，及电流越大熔断时间越短，电流越小，及电流越大熔断时间越短，电流越小，熔断时间越长。熔断时间越长。（4 4）符号含义：）符号含义：R R熔断器；熔断器；M M无填料；无填料；T T有填料（石英砂）；有填料（石英砂）；L L螺旋式；螺旋式；C C磁插式；磁插式；S-S-插刀式；插刀式；1 1单组熔体（无单组熔体（无1 1时为多时为多组）；组）；0 0封闭式；封闭式；Z Z自复式等。自复式等。4-4 4-4 井下电网过电流保护井下电网过电流保护 EXITFU磁插式熔断器磁插式熔断器图符图符 磁插式熔断器结构如图磁插式熔断器结构如图所示。因为磁插式熔断器所示。因为磁插式熔断器具有结构简单、具有结构简单、价廉、外价廉、外形小、更换熔丝方便等优形小、更换熔丝方便等优点，所以它被广泛地用于点，所以它被广泛地用于中、小容量的控制系统中。中、小容量的控制系统中。磁插式熔断器的型号为磁插式熔断器的型号为RC1ARC1A系列。系列。1-熔丝；熔丝；2-动触点；动触点；3-瓷盖；瓷盖；4-静触点；静触点；5-瓷体瓷体4-4 4-4 井下电网过电流保护井下电网过电流保护 EXIT 螺旋式熔断器的外形和螺旋式熔断器的外形和结构如图所示。在熔断管内结构如图所示。在熔断管内装有熔丝，并填充石英砂，装有熔丝，并填充石英砂，作熄灭电弧之用。熔断管口作熄灭电弧之用。熔断管口有色标，以显示熔断信号。有色标，以显示熔断信号。当熔断器熔断的时候，色标当熔断器熔断的时候，色标被反作用弹簧弹出后自动脱被反作用弹簧弹出后自动脱落，通过瓷帽上的玻璃窗口落，通过瓷帽上的玻璃窗口可看见。可看见。螺旋式熔断器的螺旋式熔断器的型号有型号有RL1RL1、RL7RL7等系列。等系列。螺旋式熔断器螺旋式熔断器1-瓷帽；瓷帽；2-熔断管；熔断管；3-瓷套；瓷套；4-上接线盒；上接线盒；5-下接线盒；下接线盒；6-瓷座瓷座4-4 4-4 井下电网过电流保护井下电网过电流保护 EXIT管式熔断器分为有填料式管式熔断器分为有填料式和无填料式两类。和无填料式两类。有填料管有填料管式熔断器的结构如图式熔断器的结构如图 所示。所示。有填料管式熔断器是一种分有填料管式熔断器是一种分断能力较大的熔断器，主要断能力较大的熔断器，主要用于要求分断较大电流的场用于要求分断较大电流的场合。合。常用的型号有常用的型号有RT12RT12、RT14RT14、RT15RT15、RT17RT17等系列。等系列。另外：图另外：图4-334-33所示所示P210P210，为，为RM1RM1型。型。管式熔断器管式熔断器图图 有填料管式熔断器有填料管式熔断器 (a)(a)外形；外形；(b)(b)结构结构4-4 4-4 井下电网过电流保护井下电网过电流保护 EXIT4-4 4-4 井下电网过电流保护井下电网过电流保护 EXIT 2.2.低压电磁式低压电磁式过流继电器过流继电器：又叫过流脱扣器，如下图所示，是利用电流增大，产生又叫过流脱扣器，如下图所示，是利用电流增大，产生的电磁力直接或间接使开关跳闸，而达到保护的目的。的电磁力直接或间接使开关跳闸，而达到保护的目的。直接继电器直接继电器：线圈：线圈串在通过主回路中串在通过主回路中，直接使开关跳闸。，直接使开关跳闸。间接继电器间接继电器：线圈：线圈通过电流互感器与主回路相连通过电流互感器与主回路相连，只是其一，只是其一个触点串在跳闸回路中。个触点串在跳闸回路中。4-4 4-4 井下电网过电流保护井下电网过电流保护 EXIT 3.3.低压低压过流过流-过热继电器过热继电器：它是由热继电器和电磁式过流继电器组合而成，它是由热继电器和电磁式过流继电器组合而成，是过负荷和短路的复合式保护装置，其保护的关键是过负荷和短路的复合式保护装置，其保护的关键元件是一个热膨胀系数不同的元件是一个热膨胀系数不同的双金属片双金属片（如图（如图4-354-35所示所示P212P212）。利用受热变形，顶开相应的常闭接点，）。利用受热变形，顶开相应的常闭接点，使主开关跳闸，实现过负荷保护；而电磁式过流继使主开关跳闸，实现过负荷保护；而电磁式过流继电器实现短路保护。电器实现短路保护。4.*4.*低压低压感应式继电器感应式继电器：（简单了解）（简单了解）4-4 4-4 井下电网过电流保护井下电网过电流保护 EXIT4-4 4-4 井下电网过电流保护井下电网过电流保护 EXIT5.*5.*低压低压电子式保护装置电子式保护装置：（图：（图4-374-37所示所示 P214P214）正常时正常时，三个互感器都有电压输出，电子开关全部导通，各个，三个互感器都有电压输出，电子开关全部导通，各个集电极输出全是低电位。因此或门关闭，输出低电位，可集电极输出全是低电位。因此或门关闭，输出低电位，可控硅控硅V7V7截止，继电器截止，继电器KDKD不得电，开关不会跳闸。不得电，开关不会跳闸。若某一相断开若某一相断开，如，如L1L1相，则相，则TA3TA3无输出，无输出，VT3VT3截止，集电极输出截止，集电极输出高电压，结果或门输出高电位使可控硅高电压，结果或门输出高电位使可控硅V7V7导通，导通，KDKD得电，得电，KD1KD1打开，线圈打开，线圈KMKM失电，开关跳闸。失电，开关跳闸。流程如下：流程如下：正常时正常时：TA1-3TA1-3有输出有输出VT1-T3VT1-T3导通导通或门关闭或门关闭V7V7截止截止KDKD无电无电KD1KD1闭合闭合不跳闸。不跳闸。L1L1断相时断相时：TA3TA3无输出无输出VT3VT3截止截止或门开或门开V7V7导通导通KDKD有电有电KD1KD1打开打开跳闸。跳闸。4-4 4-4 井下电网过电流保护井下电网过电流保护 EXIT4-4 4-4 井下电网过电流保护