煤礦電工學(xué)之井下供電安全技術(shù)

　　第二章 井下供電安全技術(shù) 1

　　第一節(jié) 電火災(zāi)及瓦斯煤塵爆炸的預(yù)防 1

　　第二節(jié) 礦用電氣設(shè)備的分類、特點(diǎn)、及其適用范圍 4

　　第三節(jié) 井下過(guò)流保護(hù)裝置 7

　　第四節(jié) 觸電的危險(xiǎn)性及其預(yù)防方法 13

　　第五節(jié) 井下電氣設(shè)備的保護(hù)接地 17

　　第六節(jié) 井下漏電保護(hù)裝置 21

　　本章小結(jié) 25

　　復(fù) 習(xí) 題 26

　　第二章 井下供電安全技術(shù)

　　井下供電安全所涉及到的技術(shù)問(wèn)題，一般與煤礦井下的特殊工作環(huán)境有關(guān)系，井下作業(yè)環(huán)境的特點(diǎn)及其供電安全要求可以歸納如下：

　　(1) 礦井中的瓦斯和煤塵等易燃易爆物體含量達(dá)到一定時(shí)，遇到的電火花或電弧和局部高溫時(shí)，容易引起火災(zāi)和爆炸，造成人員傷亡和礦井損壞，為此電氣設(shè)備需要有防爆性能。

　　(1) 由于有地下水，井下空氣比較潮濕，濕度一般在90%以上，而且巷道、硐室經(jīng)常有淋水、滴水，電氣設(shè)備比較容易受潮而出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，因而電氣設(shè)備的絕緣材料應(yīng)該是防潮的。

　　(2) 井下有時(shí)會(huì)發(fā)生冒頂和片幫事故，加之機(jī)電設(shè)備經(jīng)常移動(dòng)，電纜和電氣設(shè)備容易被砸傷、擠壓，造成短路和漏電。短路電流又會(huì)燒毀電機(jī)設(shè)備，短路電火花會(huì)引燃或引爆瓦斯、煤塵。因此電氣設(shè)備的外殼必須非常堅(jiān)固，并設(shè)置短路保護(hù)、電纜絕緣監(jiān)視裝置。

　　(3) 井下硐室、巷道、采掘工作面的空間狹小，又需要安裝電氣設(shè)備，人體接觸電氣設(shè)備的機(jī)會(huì)較多，如上所述電氣設(shè)備容易發(fā)生漏電現(xiàn)象，所以造成觸電事故的可能性較大;此外漏電電流可能會(huì)引燃引爆瓦斯，在某些條件下還可能引起放炮用的電雷管先期爆炸。因此要求井下設(shè)置漏電保護(hù)和接地保護(hù)裝置。

　　(4) 采掘工作面的電氣設(shè)備經(jīng)常啟動(dòng)，由于受自然條件變化的影響，用電設(shè)備的負(fù)荷變化很大，有可能產(chǎn)生過(guò)載和過(guò)熱，加之有些硐室、巷道的通風(fēng)不良，使電氣設(shè)備的散熱條件較差、溫度較高，因此電氣設(shè)備絕緣要有較高的耐熱等級(jí)，并具有過(guò)載或過(guò)熱保護(hù)。

　　第一節(jié) 電火災(zāi)及瓦斯煤塵爆炸的預(yù)防

　　一、 電火災(zāi)產(chǎn)生的原因

　　電火災(zāi)是指由于電氣的原因引起的火災(zāi)。電網(wǎng)過(guò)流是電火災(zāi)的主要原因。過(guò)流時(shí)電氣設(shè)備的溫度很高，特別是短路電弧溫度更高，從而點(diǎn)燃絕緣或瓦斯、煤塵。引起過(guò)流的原因主要有短路、過(guò)載、單相運(yùn)行。此外以下一些原因也會(huì)引起電氣火災(zāi)：①電網(wǎng)漏電點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生電火花，引燃瓦斯和煤塵。②導(dǎo)線、元器件接觸不良會(huì)增大接觸電阻，當(dāng)較大的負(fù)荷電流通過(guò)時(shí)，產(chǎn)生高溫引起火災(zāi)。③井下照明燈罩上覆蓋的煤塵會(huì)使燈具散熱不良，溫度升高，導(dǎo)致煤塵燃燒而形成火災(zāi)。④架線電機(jī)車電弧引燃木支護(hù)棚著火。

　　二、 電火災(zāi)的預(yù)防方法

　　電氣火災(zāi)不僅給國(guó)家財(cái)產(chǎn)造成重大損失，影響正常生產(chǎn)，而且燃燒時(shí)產(chǎn)生的一氧化碳、二氧化碳等有害氣體會(huì)危及井下工作人員，因此，對(duì)電氣火災(zāi)要積極預(yù)防。預(yù)防電氣火災(zāi)的主要辦法是避免電網(wǎng)過(guò)流、及時(shí)處理電網(wǎng)漏電、接觸不良和散熱不良等問(wèn)題。為此應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

　　(1) 由于高低壓開(kāi)關(guān)斷流容量不足而不能滅弧，發(fā)生弧光短路，短路電流引燃電纜。因此要根據(jù)開(kāi)關(guān)出口處的最大短路電流，校驗(yàn)高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備及電纜的動(dòng)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性。

　　(5) 對(duì)輸電線路和用電設(shè)備必須設(shè)過(guò)流保護(hù)，并按《煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護(hù)裝置的整定細(xì)則》進(jìn)行整定和校驗(yàn)靈敏度。若開(kāi)關(guān)因短路跳閘，不查明原因不許反復(fù)強(qiáng)行送電。

　　(6) 為了防止已著火的電纜脫離電源或火源后繼續(xù)燃燒，必須采用合格的礦用阻燃橡套電纜。

　　(7) 為防止散熱不良，電纜不準(zhǔn)盤圈、成堆或壓埋送電，電纜懸掛要符合《煤礦安全規(guī)程》要求。

　　(8) 對(duì)防止接觸不良，加強(qiáng)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(chǎn)生較大接觸電阻，電流通過(guò)時(shí)使接頭過(guò)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。

　　(9) 防止礦用變壓器接線端子接觸不良，或變壓器檢修時(shí)掉入異物所造成的高壓短路。防止變壓器絕緣油失效，使變壓器溫升過(guò)熱造成套管炸裂，絕緣油噴出著火。

　　(10) 井下不準(zhǔn)用燈泡取暖，照明燈應(yīng)懸掛，不準(zhǔn)將照明燈放置在易燃物上。

　　(11) 為防止架線電機(jī)車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生電弧高溫引燃木棚著火，和架空線斷落在高壓鎧裝電纜外皮上使油浸紙絕緣著火。應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定架設(shè)架空線，架線電機(jī)車行駛的巷道，必須是錨噴、砌碹或混凝土棚支護(hù)。

　　(12) 檢查變配電硐室是否備有足夠的消防滅火器材，機(jī)電硐室不得用可燃性材料支護(hù)，并應(yīng)有防火門。

　　(13) 嚴(yán)禁違章指揮、違章作業(yè)，做到十不準(zhǔn)：①不準(zhǔn)帶電檢修。②不準(zhǔn)甩掉無(wú)壓釋放器、過(guò)流保護(hù)裝置。③不準(zhǔn)甩掉漏電繼電器、煤電鉆綜合保護(hù)和局扇風(fēng)電閉鎖裝置。④不準(zhǔn)明火操作、明火打點(diǎn)、明火放炮。⑤不準(zhǔn)用銅、鋁、鐵絲等代替保險(xiǎn)絲。⑥停風(fēng)、停電的采掘工作面，未檢查瓦斯不準(zhǔn)送電。⑦有故障的供電線路不準(zhǔn)強(qiáng)送電。⑧電氣設(shè)備的保護(hù)裝置失靈后不準(zhǔn)送電。⑨失爆設(shè)備、失爆電器不準(zhǔn)使用。⑩不準(zhǔn)在井下拆卸礦燈。

　　三、 電火災(zāi)的撲滅方法

　　消滅礦井火災(zāi)的實(shí)質(zhì)是針對(duì)礦井火災(zāi)發(fā)生的三個(gè)必要條件即引火熱源、可燃物及氧氣，采取消除其中一、兩個(gè)或全部因素的方法，達(dá)到消滅礦井火災(zāi)的目的。常用的方法有以下三種：

　　1. 直接滅火法

　　直接滅火法是用水、砂子(或巖粉)及化學(xué)滅火器等，在火源附近直接撲滅火災(zāi)或者是消滅火源。

　　(2) 用水滅火

　　用水滅火，簡(jiǎn)單易行，經(jīng)濟(jì)有效。強(qiáng)力水流把燃燒物的火焰壓滅，使燃燒物充分浸濕而阻止其繼續(xù)燃燒;水有很大的吸熱能力，能使燃燒物冷卻降溫;水遇火蒸發(fā)成大量水蒸氣，能沖淡空氣中氧的濃度，并使燃燒物表面與空氣隔絕。因此，水有較強(qiáng)的滅火作用。經(jīng)驗(yàn)證明，在井筒和主要巷道中，尤其是在膠帶運(yùn)輸機(jī)巷道中裝設(shè)水幕，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)立即啟動(dòng)水幕，能很快地限制火災(zāi)的發(fā)展。用水滅火應(yīng)注意如下事項(xiàng)：

　　(1) 水能導(dǎo)電，故用水撲滅電氣火災(zāi)時(shí)，應(yīng)先切斷電源，以防觸電。

　　(14) 水比油重，故水不能撲滅油類火災(zāi)，如帶油的電氣設(shè)備引發(fā)的火災(zāi)。

　　(15) 供水量要充足，當(dāng)火勢(shì)旺時(shí)，應(yīng)先將水流射向火源外圍，不要直射火源中心。否則，高溫火源會(huì)使水分解成具有爆炸性的氫和一氧化碳混合氣體(又稱水煤氣)，帶來(lái)新的危險(xiǎn)。

　　(16) 確保正常通風(fēng)，使排除火煙和水蒸氣的風(fēng)路暢通。

　　(2) 用砂子(或巖粉)滅火

　　把砂子(或巖粉)直接撒在燃燒物體上能隔絕空氣，將火撲滅。通常用來(lái)?yè)錅绯跗鸬碾姎庠O(shè)備火災(zāi)與油類火災(zāi)。砂子成本低廉，滅火時(shí)操作簡(jiǎn)便，因此，在機(jī)電硐室、材料倉(cāng)庫(kù)、炸藥庫(kù)等地方均應(yīng)設(shè)置防火砂箱。

　　(3) 用化學(xué)滅火器滅火

　　目前煤礦上使用的化學(xué)滅火有兩類：一類是泡沫滅火器;另一類是干粉滅火器。

　　(1) 泡沫滅火器。使用時(shí)將滅火器倒置，使內(nèi)外瓶中的酸性溶液和堿性溶液互相混合，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成大量充滿二氧化碳的氣泡噴射出去，覆蓋在燃燒物體上隔絕空氣。為防止觸電，在撲滅電氣火災(zāi)時(shí)應(yīng)首先切斷電源，或直接采用干粉滅火器。

　　(2) 干粉滅火器。目前礦用干粉滅火器是以磷酸銨粉為主藥劑的。在高溫作用下磷酸銨粉末進(jìn)行一系列分解吸熱反應(yīng)，將火災(zāi)撲滅。磷酸銨粉末的滅火作用是：切斷火焰連鎖反應(yīng);分解吸熱使燃燒物降溫冷卻;分解出氨氣和水蒸氣，沖淡空氣中氧的濃度，使燃燒物缺氧熄滅;分解出漿糊狀的五氧化二磷，覆蓋在燃燒物表面上，使燃燒物與空氣隔絕而熄滅。因此，磷酸銨粉末具有多種滅火功能，是一種新型的滅火藥劑。我國(guó)已經(jīng)生產(chǎn)的適合于煤礦井下使用的干粉滅火器有滅火手雷和噴粉滅火器。

　　(4) 用高倍數(shù)空氣機(jī)械泡沫滅火

　　高倍數(shù)空氣機(jī)械泡沫是用高倍數(shù)泡沫劑和壓力水混合，在強(qiáng)力氣流的推動(dòng)下形成的。它的形成借助于一套發(fā)射裝置。

　　泡沫劑經(jīng)過(guò)引射泵被吸人高壓水管與水充分混合形成均勻泡沫溶液。然后通過(guò)噴射端噴在錐形棉線發(fā)泡網(wǎng)上，經(jīng)扇風(fēng)機(jī)強(qiáng)力吹風(fēng)，則連續(xù)產(chǎn)生大量泡沫。這就是空氣機(jī)械泡沫。井下的有限空間——巷道很容易被大量泡沫所充滿，形成泡沫塞推向火源，進(jìn)行滅火。

　　高倍數(shù)空氣泡沫滅火作用是：泡沫與火焰接觸時(shí)，水分迅速蒸發(fā)吸熱，使火源溫度急驟下降;生成的大量水蒸氣使火源附近的空氣中含氧量相對(duì)降低，當(dāng)氧的含量低于16%，水蒸氣含量上升到35%以上時(shí)便能夠使火源熄滅;另外泡沫是一種很好的隔熱物質(zhì)，有很高的穩(wěn)定性，所以它能阻止火區(qū)的熱傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射等;泡沫能覆蓋燃燒物，起到封閉火源的作用。

　　高倍泡沫發(fā)生裝置有GBP一200型和GBP一500型。高倍空氣機(jī)械泡沫滅火速度快，效果好，可以實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離滅火，而且火區(qū)恢復(fù)生產(chǎn)容易。撲滅井下各類巷道與硐室內(nèi)的較大規(guī)?；馂?zāi)均可采用。但必須切斷火區(qū)電源，對(duì)消滅采空區(qū)和煤壁深處的火源有一定困難，不便采用。

　　1. 隔絕滅火法

　　隔絕滅火法是在直接滅火法無(wú)效時(shí)采用的滅火方法，它是在通往火區(qū)的所有巷道中構(gòu)筑防火密閉墻，阻止空氣進(jìn)入火區(qū)，從而使火逐漸熄滅。隔絕滅火法是處理大面積火區(qū)，特別是控制火勢(shì)發(fā)展的有效方法。

　　隔絕滅火法主要是構(gòu)筑防火墻。對(duì)防火墻的要求是：構(gòu)筑要快，封閉要嚴(yán)，防火墻要少，封閉范圍要小等。

　　2. 混合滅火法

　　混合滅火法就是先用防火墻將火區(qū)封閉，然后再采取其他滅火手段，如灌漿、調(diào)節(jié)風(fēng)壓和充入惰性氣體等加速火的熄滅。充入惰性氣體混合滅火的原理如下。

　　惰性氣體是一類很難同其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的氣體，它是很好的阻燃劑。煤礦用作滅火的惰性氣體有：氮?dú)狻⒍趸?、爐煙等氣體。

　　惰性氣體的滅火作用，是將它充入封閉的火區(qū)可以排擠火區(qū)空氣、降低氧含量;冷卻火源;增加火區(qū)內(nèi)氣壓，減少新鮮空氣漏入火區(qū);惰氣滲入煤、巖孔隙內(nèi)、阻止可燃物氧化，將火熄滅。由于惰性氣體撲滅的火區(qū)，恢復(fù)生產(chǎn)容易，對(duì)設(shè)備損壞少，故有廣泛的發(fā)展前途。

　　在我國(guó)1959年盛行一時(shí)的爐煙滅火，可謂惰氣滅火的雛形，后來(lái)使用的干冰滅火(即固體二氧化碳，其外觀與冰相似，能直接變成二氧化碳?xì)怏w)，液氮滅火，濕式惰氣滅火都是以惰化火區(qū)空氣窒息火源為基本原理的滅火方法。

　　液氮滅火有兩種形式，一是地面建立氮汽化系統(tǒng)。用大型液氮槽車將制氧廠運(yùn)來(lái)的液氮汽化后，借助于汽化壓力或壓縮泵通過(guò)水泵充填管路，或?qū)Ｓ媚z管送往井下火區(qū)。另一種形式是將液氮用小型槽車運(yùn)往井下，直接噴入火區(qū)滅火。

　　四、 瓦斯、煤塵爆炸的預(yù)防方法

　　根據(jù)瓦斯和煤塵爆炸的條件(瓦斯和煤塵濃度、氧氣含量、引爆溫度等)以及供電安全方面考慮，可以通過(guò)控制空氣中瓦斯和煤塵的濃度，消除引爆火源，來(lái)達(dá)到防止瓦斯和煤塵爆炸的目的。

　　對(duì)井下合理通風(fēng)，可以降低空氣中瓦斯和煤塵的含量。井下集中產(chǎn)塵地點(diǎn)噴霧灑水，定期清理巷道浮塵和巷道刷漿，凈化風(fēng)流可以降低煤塵含量。防止井下明火、電火花、電弧、電纜短路和漏電、使用失爆設(shè)備、違章放炮、井下火災(zāi)及機(jī)械摩擦火花等，可以消除引燃瓦斯和煤塵爆炸的火源。為此必須設(shè)置短路保護(hù)、漏電保護(hù)及瓦斯監(jiān)測(cè)、報(bào)警及斷電保護(hù)。

　　第一節(jié) 礦用電氣設(shè)備的分類、特點(diǎn)、及其適用范圍

　　礦用電氣設(shè)備是指使用在煤礦井下條件的各種電氣設(shè)備，為了適應(yīng)井下的不同環(huán)境礦用電氣設(shè)備又分為礦用一般型電氣設(shè)備和礦用防爆型電氣設(shè)備。

　　一、 礦用一般型電氣設(shè)備

　　礦用一般型電氣設(shè)備的外殼上，鑄有“KY”字樣。礦用一般型電氣設(shè)備具有堅(jiān)固而封閉的外殼，能防止任何人員從外部直接接觸帶電體，防止來(lái)自不同方向水滴的飛濺，并能防止機(jī)械損傷。外殼涂有防銹漆可防止生銹。外殼上的電源開(kāi)關(guān)手柄和外蓋之間有機(jī)械聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，防止帶電開(kāi)蓋。外殼有電纜引入裝置，并能防止電纜扭轉(zhuǎn)，拔脫和損傷。接線端子相互之間以及與外殼(地)之間，有增大了的漏電距離和間隙。在外殼的明顯處有接地裝置，并標(biāo)有接地符號(hào)。

　　因?yàn)榈V用一般型電氣設(shè)備不防爆，所以只適用于沒(méi)有沼氣、煤塵爆炸危險(xiǎn)的井下。如低瓦斯礦井的井底車場(chǎng)、總進(jìn)風(fēng)巷道或主要進(jìn)風(fēng)巷道等處。

　　二、 礦用防爆型電氣設(shè)備

　　礦用防爆型設(shè)備種類較多，但使用最多的是礦用隔爆型設(shè)備和本質(zhì)安全型設(shè)備。下面重點(diǎn)介紹這兩種設(shè)備。

　　1. 隔爆型電氣設(shè)備

　　隔爆型電氣設(shè)備的外殼上標(biāo)注有Ex d，可用于井下有瓦斯煤塵爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所。礦用隔爆型電氣設(shè)備的主要特點(diǎn)是采用隔爆外殼。隔爆外殼具有耐爆性和隔爆性。

　　1) 隔爆外殼的耐爆性

　　隔爆外殼的耐爆性，是指殼內(nèi)的爆炸性氣體混合物爆炸時(shí)，在最大爆炸壓力的作用下，外殼不會(huì)破裂，也不會(huì)發(fā)生永久變形，因而爆炸時(shí)產(chǎn)生的火焰和高溫氣體不會(huì)直接點(diǎn)燃?xì)ね獾谋ㄐ曰旌衔?。為此，隔爆外殼?yīng)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，能承受殼內(nèi)爆炸時(shí)產(chǎn)生的最大爆炸壓力。

　　

　　其容積之比越小，爆炸壓力越大;外殼的間隙越小，爆炸壓力越大;外殼的形狀為長(zhǎng)方形時(shí)壓力最小?？傊?，外殼內(nèi)的爆炸性混合氣體爆炸時(shí)，其最大爆炸壓力不是一個(gè)定值，而是隨外殼的間隙、凈容積和形狀的不同而異。為此，它的設(shè)計(jì)制造既要講究材料，又要講究尺寸和形狀結(jié)構(gòu)。一般采用鋼板或鑄鋼制成長(zhǎng)方體，容積不大于2.0升的隔爆外殼，可以采用塑料制造，但所用塑料應(yīng)符合防爆通用要求的規(guī)定，同時(shí)不允許直接在塑料外殼上制成緊固用的螺紋(出線口除外)。隔爆型照明燈具的保護(hù)罩應(yīng)采用鋼化玻璃，有機(jī)玻璃遇高溫會(huì)出現(xiàn)軟化，因而只適宜做外殼的觀察孔。

　　表2-1 隔爆外殼的試驗(yàn)壓力

　　外殼容積，V/LV≤0.50.5

　　試驗(yàn)壓力，MPa0.350.60.8

　　除材質(zhì)外，為保證隔爆外殼的耐爆性，在結(jié)構(gòu)上還必須防止產(chǎn)生壓力重疊。當(dāng)隔爆外殼由兩個(gè)或兩個(gè)以上空腔(如主腔和接線腔)組成，其間有小孔連通時(shí) (見(jiàn)圖2-1)，在A腔發(fā)生爆炸后，壓力波將以聲速涌入B腔，使B腔中的爆炸性氣體受到預(yù)壓。A腔中爆炸生成的火焰?zhèn)魅隑腔，因此在B腔發(fā)生爆炸時(shí)，其爆炸壓力將按B腔內(nèi)預(yù)壓力的大小成正比例增加，有時(shí)可達(dá)40個(gè)大氣壓。這一現(xiàn)象就稱作壓力重疊。為防止由此而破壞隔爆外殼，應(yīng)盡可能避免采用這種結(jié)構(gòu)。無(wú)法避免時(shí)，應(yīng)盡量增大連通孔的總面積(不小于750毫米2)，以求兩空腔中的爆炸性氣體同時(shí)爆炸。根據(jù)這一要求，隔爆電氣設(shè)備上貫穿接線盒和主腔的連接螺栓必須牢固密封，螺栓不能丟失。

　　1) 隔爆外殼的隔爆性

　　隔爆外殼的隔爆性又稱不傳爆性，即當(dāng)爆炸性混合物在殼內(nèi)爆炸時(shí)所產(chǎn)生的高溫氣體或火焰，通過(guò)外殼與外蓋各接合面處的間隙噴向殼外時(shí)能得到足夠的冷卻，使之不會(huì)點(diǎn)燃?xì)ね獾谋ㄐ曰旌衔?。這種具有隔爆性的接合面，稱為隔爆接合面。

　　試驗(yàn)表明：爆炸產(chǎn)生的高溫氣體或火焰只要通過(guò)一個(gè)狹長(zhǎng)且光潔的間隙傳到殼外，就能得到足夠的冷卻，不致點(diǎn)燃?xì)ね獾谋ㄐ曰旌衔?。因此，隔爆結(jié)合面的隔爆性主要是靠嚴(yán)格控制各接合面的間隙、長(zhǎng)度和粗糙度來(lái)達(dá)到。隔爆接合面的上述結(jié)構(gòu)參數(shù)與外殼的凈容積、接合面的形式有關(guān)，而且間隙尺寸可隨接合面有效長(zhǎng)度的增加而適當(dāng)加大，詳見(jiàn)表2-2。靜止的隔爆結(jié)合面的粗糙度須不大于6.3，操縱桿的粗糙度須不大于3.2。注：①對(duì)于操縱桿，當(dāng)直徑d不大于6.0mm時(shí)，隔爆結(jié)合面的長(zhǎng)度L須不小于6.0mm;直徑d不大于25mm時(shí)，L須不小于d;d大干25mm時(shí)，L須不小于25mm。

　　②當(dāng)軸與軸孔不同心時(shí)，最大單邊間隙須不大于w值的2/3。

　　不能滿足耐爆性和隔爆性要求的一律視為“失爆”，失爆的電氣設(shè)備嚴(yán)禁在井下有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所使用。

　　本質(zhì)安全型電氣設(shè)

試驗(yàn)證明，沼氣濃度為9.8%左右時(shí)，產(chǎn)生的爆炸壓力為最大;外殼的凈容積越大，爆炸的壓力越大。表2-1給出了不同容積以下外殼的機(jī)械強(qiáng)度要求。此外，外殼的散熱面積對(duì)

　　1. 備

　　本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的特點(diǎn)是采用本質(zhì)安全電路，因此本質(zhì)安全型電氣設(shè)備又稱為安全火花型電氣設(shè)備，采用Ex i標(biāo)志。由于它的電火花是安全的，不會(huì)點(diǎn)燃瓦斯和煤塵，因此也可以用于有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所。

　　1) 本質(zhì)安全電路

　　本質(zhì)安全電路就是要合理地選擇電路的參數(shù)，使電路在正常和故障情況下產(chǎn)生的電火花或電弧，都不能點(diǎn)燃瓦斯和煤塵，故又稱為安全火花電路。

　　通過(guò)試驗(yàn)得知，當(dāng)瓦斯?jié)舛葹?.2～8.5%時(shí)最容易爆炸，所需點(diǎn)燃瓦斯的最大能量為0.25毫焦，可見(jiàn)只要將電路中的能量限制在點(diǎn)燃瓦斯的最小能量之內(nèi)，就可實(shí)現(xiàn)安全火花。為此，在設(shè)計(jì)本質(zhì)安全電路時(shí)，常采用以下措施來(lái)降低電火花的能量：

　　(1) 在合理選擇電氣元件(繼電器)的基礎(chǔ)上，盡量降低供電電壓。

　　(1) 在電路中串接限流電阻或利用導(dǎo)線本身電阻來(lái)限制電路的電流。

　　(2) 電感元件兩端并聯(lián)二極管，消耗斷開(kāi)電路時(shí)電感元件釋放出來(lái)的磁場(chǎng)能量。

　　(3) 電容元件兩端并聯(lián)二極管或電阻，消耗斷開(kāi)電路時(shí)電容元件釋放出來(lái)的電場(chǎng)能量。

　　1) 本質(zhì)安全型設(shè)備

　　由本質(zhì)安全電路可知，本質(zhì)安全型設(shè)備只能用于低電壓小電流的電路中，如信號(hào)、儀表、控制等回路中。本質(zhì)安全型電氣設(shè)備分為單一式和復(fù)合式兩種形式。單一式本安型電氣設(shè)備是指電氣設(shè)備的全部電路都是由本質(zhì)安全電路組成的，如便攜式儀表多為單一式。復(fù)合式本質(zhì)安全型電氣設(shè)備是指電氣設(shè)備的輔助回路是本質(zhì)安全電路，主回路是非本安電路，如圖2-2所示是用于采區(qū)運(yùn)輸信號(hào)的隔爆兼本質(zhì)安全型信號(hào)裝置。

　　該信號(hào)裝置中的信號(hào)回路是本質(zhì)安全電路，信號(hào)線a,b可以采用裸導(dǎo)線或普通塑料線，按鈕可以采用普通按鈕。電鈴所在的回路為非本安電路。這種電氣設(shè)備就稱做本質(zhì)安全型關(guān)聯(lián)電氣設(shè)備。對(duì)于這種電氣設(shè)備必須十分注意兩種電路之間的相互隔離，防止出現(xiàn)故障時(shí)導(dǎo)致非本質(zhì)安全電路影響本質(zhì)安全電路的安全。除如圖2-2所示電路采用變壓器隔離外，也常采用由快速熔斷器和晶體穩(wěn)壓二極管組成的安全柵，或由晶體管組成的限能器來(lái)加以隔離，例如圖2-3就是一個(gè)最簡(jiǎn)單的穩(wěn)壓管式安全柵。其中穩(wěn)壓二極管V1、V2用于穩(wěn)定電源電壓，把電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的高電壓控制在穩(wěn)壓管的標(biāo)稱電壓值以下，保證本質(zhì)安全電路得到一個(gè)穩(wěn)定的低電壓，把本質(zhì)安全電路中的電流限制在安全火花電流的范圍之內(nèi)?？焖偃蹟嗥鱂U作為穩(wěn)壓管的過(guò)載保護(hù)，一旦安全柵上出現(xiàn)危險(xiǎn)的高電壓，穩(wěn)壓管的電流過(guò)大，則先使熔斷器熔斷，以免燒毀穩(wěn)壓管。

 

　　圖2-2 隔爆兼本安型信號(hào)裝置電路原理圖

　　

除以上隔離措施外，在本質(zhì)安全型關(guān)聯(lián)設(shè)備中，不允許將兩種電路的導(dǎo)線捆扎在一起布線或共用一根多芯電纜，除非在兩種電路的導(dǎo)線之間加裝屏蔽層。同理，兩種電路的接線端子也應(yīng)分設(shè)在各自單獨(dú)的接線盒中，若設(shè)在同一接線盒中，兩者之間必須有可靠的隔離和屏蔽措施。

 

　　本質(zhì)安全型電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、制造、維修方便、費(fèi)用低、安全可靠，是一種比較理想的防爆設(shè)備，在技術(shù)性能滿足要求的情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮選用。

　　第一節(jié) 井下過(guò)流保護(hù)裝置

　　凡是流過(guò)電氣設(shè)備的電流超過(guò)額定值，都叫做過(guò)電流，簡(jiǎn)稱過(guò)流。引起過(guò)流的原因很多，如短路、過(guò)負(fù)荷和電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)轉(zhuǎn)等。因此，過(guò)流保護(hù)通常包括短路保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)和斷相保護(hù)等。雖然都屬于過(guò)流保護(hù)，但是有本質(zhì)的區(qū)別。由于短路故障所產(chǎn)生的電流往往超過(guò)額定電流的十幾倍到幾十倍，使溫度迅速升高，如不及時(shí)排除，將導(dǎo)致電氣設(shè)備的嚴(yán)重破壞，因此短路保護(hù)動(dòng)作時(shí)間要求迅速，而動(dòng)作值設(shè)定較大;過(guò)載時(shí)所產(chǎn)生的電流只有額定電流的幾倍，溫度升高緩慢，短時(shí)過(guò)載不會(huì)立即燒壞設(shè)備，為防止短時(shí)過(guò)載而造成的停電，要求過(guò)載保護(hù)延時(shí)動(dòng)作，延時(shí)的長(zhǎng)短取決于過(guò)載程度，過(guò)載程度越大延時(shí)越短，反之延時(shí)越長(zhǎng)，我們稱之為反時(shí)限特性，此外過(guò)載的動(dòng)作值設(shè)定小于短路保護(hù)的動(dòng)作值。目前煤礦井下低壓電網(wǎng)過(guò)流保護(hù)裝置主要有熔斷器、過(guò)流繼電器、熱繼電器等。

　　一、 熔斷器

　　熔斷器是一種最簡(jiǎn)單的過(guò)電流保護(hù)裝置，用于保護(hù)供電線路和電氣設(shè)備，使其不為短路或過(guò)載所損壞。

　　1. 熔斷器的結(jié)構(gòu)和原理

　　熔斷器是由熔體和外殼組成。幾種常見(jiàn)的低壓熔斷器結(jié)構(gòu)如圖2-4～2-9所示。

　　

 

熔件通常由低熔點(diǎn)(200～420℃)的鉛、錫、鋅合金制成，串接在被保護(hù)電氣設(shè)備的電路中。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生短路或嚴(yán)重過(guò)負(fù)荷時(shí)，流過(guò)熔件的大電流使熔件的溫度急劇升高達(dá)到其熔點(diǎn)溫度后，熔體自行熔化，從而將故障電氣設(shè)備與電源分開(kāi)，達(dá)到保護(hù)的目的。額定電流小的熔體，一般做成絲狀。額定電流大的熔件，多做成變截面的片狀，如圖2-4中5和圖2-5中b所示，其目的是使熔體能在窄截面處先熔斷，形成多斷點(diǎn)，將長(zhǎng)電弧分成多段短電弧，以便加快熄滅電弧。

 

　　

外殼除用于固定熔件并實(shí)現(xiàn)與電路的連接外，還須有滅弧能力。如圖2-4中1用有機(jī)纖維材料制造的外殼，在熔件熔斷時(shí)還能分解產(chǎn)生氣體，增加殼內(nèi)的壓力，加快電弧的熄滅。圖2-5的陶瓷外殼1中和圖2-6的熔斷管3內(nèi)均填有石英砂，用來(lái)阻擋電弧的燃燒。由于熔體是在石英砂中，無(wú)法識(shí)別是否熔斷，在外殼的端頭均設(shè)有熔斷指示如圖2-5中5和圖2-6中2。

 

　　根據(jù)熔斷器的上述工作原理，使用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

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

　　(4) 切除三次大的短路電流后，纖維管被燒薄，機(jī)械強(qiáng)度和滅弧能力顯著降低，因而應(yīng)加以更換，否則會(huì)發(fā)生外殼爆炸或向外飛弧，引起嚴(yán)重事故;

　　(5)

當(dāng)熔斷器中需要并聯(lián)安裝兩個(gè)熔片時(shí)，必須選用刻有“兩片”字樣的熔件，并分別裝在接觸閘刀的兩面，不能將兩片重迭裝在一起用，更不能在熔管外附加熔絲;

 

　　(6) 井下禁止使用不合格的熔斷器，也不準(zhǔn)拆去熔管不用。

　　低壓系列的熔斷器通常使用以下系列：RC1A系列瓷插式熔斷器，多用于照明電路及小容量電動(dòng)機(jī)電路;RL1系列螺旋式熔斷器，多用于額定電壓為 500V，額定電流為200 A以下的交流電動(dòng)機(jī)控制電路;RM系列無(wú)填料封閉管式熔斷器，多用于低壓電力網(wǎng)絡(luò)和成套配電裝置的短路和過(guò)載保護(hù);RT0系列有填料封閉管式熔斷器，多用于短路電流大的電力網(wǎng)絡(luò)或配電裝置中;RLS系列螺旋式快速熔斷器，用于保護(hù)半導(dǎo)體元件。

　　2. 熔斷器的技術(shù)數(shù)據(jù)

　　

熔斷器有以下幾個(gè)主要參數(shù)：

 

　　(1) 熔斷器的額定電流。它是指熔斷器殼體的載流部分，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度下，允許長(zhǎng)時(shí)通過(guò)的最大電流。使用時(shí)，所保護(hù)的電路電流不得超過(guò)此值。

　　(7) 熔體的額定電流。它是指在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度下，長(zhǎng)時(shí)通過(guò)熔體而不使熔體熔斷的最大電流。在一定額定電流的熔斷器中，可以裝設(shè)額定電流不相同的熔體。但是熔體的額定電流絕不能大于熔斷器的額定電流值。例如，在額定電流為200A的RM10系列熔斷器中，可以分別裝設(shè)額定電流為100、125、160和200A幾種規(guī)格的熔體，須根據(jù)實(shí)際需要選配。

　　(8) 熔斷器的極限斷路電流。它是指熔斷器所能切斷的最大電流，由它的熄弧能力而定。如果流過(guò)熔斷器的電流超過(guò)了這一極限值，它將不能熄滅電弧，而引起熔斷器爆炸的危險(xiǎn)。因此選擇熔斷器時(shí)，所切斷的最大短路電流不能超過(guò)此電流。

　　常見(jiàn)的幾種熔斷器的極限分?jǐn)嗄芰σ?jiàn)表2-3

 

 

 

　　注：1.極限分?jǐn)嗄芰σ越涣?80V時(shí)的周期分量有效值表示。

　　2.括號(hào)內(nèi)有·號(hào)者是交流660V時(shí)的數(shù)值，有··者為500V時(shí)的數(shù)值。對(duì)于RMl0，500V時(shí)的數(shù)值與380V時(shí)的相同。

　　(1)

 

熔斷器的額定電壓。它是指熔斷器長(zhǎng)時(shí)所能承受的正常工作電壓。使用時(shí)所接電網(wǎng)的實(shí)際工作電壓不得超過(guò)此值。

 

　　(2) 熔體的熔斷時(shí)間。熔體的熔斷過(guò)程分弧前過(guò)程和電弧過(guò)程兩個(gè)階段?；∏斑^(guò)程是熔體被電流加熱后熔化，即熔斷器反應(yīng)故障的過(guò)程;然后是發(fā)生電弧和熄滅電弧的弧后過(guò)程。通過(guò)熔體的電流越大，弧前過(guò)程越短;熔斷器滅弧能力越強(qiáng)，電弧持續(xù)時(shí)間越短。熔斷器的熔斷時(shí)間就是這兩個(gè)過(guò)程的時(shí)間之和。 熔斷時(shí)間與通過(guò)熔體電流的關(guān)系叫熔斷器的保護(hù)特性或叫做安秒特性 ，其曲線如圖2-7所示。圖中IR 為最小熔化電流，熔斷器的額定電流IN應(yīng)小于IR。最小熔化電流與熔體額定電流之比稱為熔斷器的熔化系數(shù)。它表征熔斷器過(guò)載保護(hù)時(shí)靈敏度的指標(biāo)。熔化系數(shù)取決于熔體的材料和工作溫度以及它的結(jié)構(gòu)。

　　由保護(hù)特性曲線可知，熔斷器的動(dòng)作時(shí)限具有反時(shí)限特性，可以作過(guò)載保護(hù)。但是不適宜作電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)過(guò)載1.5倍時(shí)，要求熔斷時(shí)間不超過(guò)2分鐘，而此時(shí)熔體的熔斷時(shí)間都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)2分鐘。短路時(shí)熔體電流很大，熔斷時(shí)間很短，故熔斷器可以作電動(dòng)機(jī)的短路保護(hù)。

　　一、 過(guò)電流繼電器

　　現(xiàn)在應(yīng)用中的過(guò)流保護(hù)裝置，可以說(shuō)是種類繁多，其動(dòng)作原理有電磁式、感應(yīng)式、熱動(dòng)式、電子式等等。

　　1. 電磁式繼電器

　　1) 電磁式繼電器結(jié)構(gòu)與原理

　　

電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)如圖2-8所示，可實(shí)現(xiàn)短路和過(guò)載保護(hù)。短路保護(hù)原理如圖2-9所示。電磁線圈1串入主回路，獲取電流信號(hào);線圈繞在鐵芯2上構(gòu)成電磁鐵，作為信號(hào)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電磁力信號(hào);銜鐵3一端受反力彈簧4作用，另一端受電磁力作用，構(gòu)成信號(hào)比較環(huán)節(jié)，調(diào)節(jié)反力彈簧的拉力可以調(diào)節(jié)給定信號(hào);動(dòng)觸頭6與靜觸頭7組成信號(hào)輸出環(huán)節(jié)。由于平常動(dòng)觸頭與靜觸頭是分開(kāi)的，故稱為常開(kāi)觸頭，反之若動(dòng)觸頭與靜觸頭平常是閉合的，稱為常閉觸頭。執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以是接觸器(參見(jiàn)第三章第一節(jié))，也可以是電磁鐵脫扣器(參見(jiàn)第四章第二節(jié))。短路時(shí)，電流信號(hào)所產(chǎn)生的電磁力大于反力彈簧的拉力，銜鐵受電磁力作用被吸合，帶動(dòng)觸頭動(dòng)作，輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)，常閉觸頭(圖中未畫(huà)出)斷開(kāi)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電磁鐵(或接觸器線圈)，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)切斷主回路電源，實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)。同時(shí)繼電器的常開(kāi)觸頭接通信號(hào)燈回路，發(fā)出過(guò)流指示。

 

　　

若實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，只需增加延時(shí)環(huán)節(jié)，如圖2-10所示。延時(shí)環(huán)節(jié)由時(shí)間繼電器構(gòu)成，時(shí)間繼電器的電磁線圈通電后，其觸頭經(jīng)延時(shí)后動(dòng)作。過(guò)載時(shí)，電流繼電器動(dòng)作，其觸頭接通時(shí)間繼電器線圈，經(jīng)延時(shí)后時(shí)間繼電器觸頭動(dòng)作，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，切斷主回路電源，同時(shí)發(fā)出過(guò)載信號(hào)。

 

　　1) 電磁式繼電器的技術(shù)數(shù)據(jù)及動(dòng)作值的調(diào)整

　　(1)

繼電器的額定電流IN是繼電器長(zhǎng)期允許通過(guò)的最大工作電流。

 

　　(3) 繼電器的動(dòng)作電流IOP是使繼電器銜鐵動(dòng)作的最小電流。

　　(4) 繼電器的返回電流IRE是使繼電器銜鐵釋放的最大電流。由于繼電器銜鐵吸合后，銜鐵與鐵芯之間的氣隙被消除，使得磁路中的磁阻減小，維持繼電器銜鐵吸合的電流減小，當(dāng)略小于繼電器最小維持吸合電流時(shí)，繼電器銜鐵釋放，此電流即為返回電流?？梢?jiàn)返回電流小于動(dòng)作電流。

　　(5) 繼電器的返回系數(shù)KRE是繼電器返回電流與動(dòng)作電流的比值。返回系數(shù)小于1。

　　可通過(guò)調(diào)節(jié)繼電器反力彈簧的彈力或通過(guò)改變電磁線圈的串、并聯(lián)關(guān)系來(lái)調(diào)節(jié)繼電器的動(dòng)作電流值IOP。

　　1. 電子式繼電器

　　電子式繼電器的組成環(huán)節(jié)和保護(hù)原理與電磁式繼電器相同，只是由電子線路實(shí)現(xiàn)。由于電子電路屬于弱電，直接串入主回路(強(qiáng)電)中，會(huì)燒毀電子元件，因此需要通過(guò)電流互感器(參見(jiàn)第四章第二節(jié))獲取電流信號(hào)，經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)將電流信號(hào)經(jīng)電阻轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，送入信號(hào)比較環(huán)節(jié)的輸入端，與給定的電壓信號(hào)進(jìn)行比較，信號(hào)比較環(huán)節(jié)由晶體管開(kāi)關(guān)電路組成，調(diào)節(jié)該電路輸入端的電位器可調(diào)節(jié)給定電壓。當(dāng)輸入的信號(hào)電壓大于給定電壓時(shí)，晶體管開(kāi)關(guān)電路輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)給信號(hào)輸出環(huán)節(jié)，經(jīng)信號(hào)輸出環(huán)節(jié)進(jìn)行功率放大，推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，主回路開(kāi)關(guān)跳閘，實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。同理在電路中增加延時(shí)環(huán)節(jié)，也可以實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。一般采用輸入電壓給電容充電實(shí)現(xiàn)延時(shí)，只有經(jīng)延時(shí)后，電容的充電電壓才能大于給定電壓，方可輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)跳閘。

　　電子式過(guò)電流保護(hù)裝置以獨(dú)有的體積小、功能全、靈敏可靠和調(diào)控方便等優(yōu)點(diǎn)，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，用單片機(jī)集成電路，取代分立電子元件電路，使其優(yōu)點(diǎn)更為突出，在礦井供電和電力控制中獲得了廣泛的應(yīng)用。作為一個(gè)例子，這里介紹相敏過(guò)流保護(hù)的工作原理。

　　2) 相敏保護(hù)組成及原理

　　相敏保護(hù)主要用作短路和斷相保護(hù)?，F(xiàn)以專為DW80-200型和DW80-350型礦用隔爆自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)制作的一種新型短路、斷相保護(hù)裝置BXL1-200/400K型相敏過(guò)流保護(hù)器為例介紹。該相敏過(guò)流保護(hù)器主要由兩大部分組成，其保護(hù)原理方框圖如圖2-11所示。

　　(1)三相對(duì)稱性短路保護(hù)

　　對(duì)于三相對(duì)稱性短路故障，采用相敏保護(hù)原理。通常三相短路保護(hù)的動(dòng)作值按大于電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流整定，以防止電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)短路保護(hù)誤動(dòng)作，但同時(shí)又會(huì)使短路電流小于起動(dòng)電流的短路(如遠(yuǎn)離電源處短路)失去保護(hù)。相敏保護(hù)利用了短路時(shí)功率因數(shù)較大(近似等于1)，而啟動(dòng)時(shí)功率因數(shù)較小(約等于0.4左右)，進(jìn)行判斷，短路保護(hù)的動(dòng)作值就可按大于正常工作電流值整定，從而較好的解決了遠(yuǎn)離電源點(diǎn)短路的保護(hù)問(wèn)題。

　　因三相短路電流為對(duì)稱電流，故從三相中的任一相取出相電流信號(hào)(如圖2-11中IB)，經(jīng)電流互感器CT和I-U轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)Ui與給定電壓信號(hào)進(jìn)行信號(hào)比較，當(dāng)相電流大于正常工作電流時(shí)，即轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)Ui大于給定的電壓信號(hào)時(shí)，信號(hào)比較電路輸出Ui的反向相信號(hào)U‘i，送入相位比較電路;同時(shí)來(lái)自電網(wǎng)的線電壓UBC信號(hào)的相位超前相電壓300，經(jīng)電壓互感器PT降壓后，由移相電路移相300變?yōu)橄嚯妷合辔籙B，由相敏開(kāi)關(guān)電路輸出負(fù)半周電壓信號(hào)UB’，送至相位比較電路。相位比較電路只有在相敏開(kāi)關(guān)有輸出UB‘時(shí)方能通過(guò)U‘i信號(hào)。

　　

 

相敏保護(hù)電路波形如圖2-12所示。當(dāng)短路時(shí)，功率因數(shù)較大，電流與電壓的相位差f較小，半周內(nèi)通過(guò)的相電流轉(zhuǎn)換信號(hào)Ui’較多，如圖2-12(a)中的陰影部份，經(jīng)濾波電路輸出的平均值大于整定值，使三相鑒別電路有輸出信號(hào)，出口電路開(kāi)關(guān)動(dòng)作，主回路跳閘，實(shí)現(xiàn)三相短路保護(hù);相反，而電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，功率因素較小，電流滯后于電壓相位差f較大，半周內(nèi)只有很小部分相電流轉(zhuǎn)換信號(hào)Ui通過(guò)相位比較電路，如圖2-16(b)中的陰影部份，經(jīng)濾波電路輸出的平均值小于整定值，三相鑒別電路無(wú)輸出，保護(hù)裝置不動(dòng)作。以此可區(qū)分三相短路和正常起動(dòng)狀態(tài)。

 

　　(2)兩相短路和斷相保護(hù)

　　對(duì)于兩相短路和斷相故障，采用負(fù)序保護(hù)原理。這是由于兩相短路和斷相都會(huì)產(chǎn)生不對(duì)稱電流，出現(xiàn)負(fù)序電流信號(hào)，只是斷相時(shí)產(chǎn)生的電流小于兩相短路電流，危害較小，為防止瞬間斷相產(chǎn)生的停電，采取延時(shí)動(dòng)作，而兩相短路必須瞬間動(dòng)作。由圖2-11可見(jiàn)，A、C兩相的電流IA和IC，作為負(fù)序保護(hù)的信號(hào)源，經(jīng)負(fù)序檢測(cè)回路，給出非對(duì)稱性故障信號(hào), 在正常工作時(shí)(包括起動(dòng))和三相短路的情況下，三相電流都是對(duì)稱的，因而負(fù)序回路不會(huì)有什么反映，如果斷相時(shí)，負(fù)序檢測(cè)回路產(chǎn)生信號(hào)，大于給定信號(hào)時(shí)，經(jīng)延時(shí)和斷相鑒別后送至出口電路，實(shí)現(xiàn)斷相保護(hù);如果是兩相短路，負(fù)序檢測(cè)回路產(chǎn)生的信號(hào)遠(yuǎn)大于斷相信號(hào)，直接與兩相鑒別電路整定值比較鑒別后，送至出口電路，實(shí)現(xiàn)兩相短路保護(hù)。

　　3) 電子繼電器動(dòng)作值的調(diào)整

　　電子繼電器的過(guò)載保護(hù)動(dòng)作值可通過(guò)調(diào)節(jié)電位器的旋鈕分別進(jìn)行粗調(diào)和細(xì)調(diào)。而短路保護(hù)也通過(guò)調(diào)節(jié)電位器來(lái)實(shí)現(xiàn)。用單片機(jī)編制的程序作保護(hù)時(shí)，只需通過(guò)數(shù)碼開(kāi)關(guān)設(shè)定過(guò)載保護(hù)動(dòng)作值，其它保護(hù)動(dòng)作值由程序自行設(shè)定。

　　2. 熱動(dòng)式繼電器

　　1) 熱繼電器結(jié)構(gòu)與原理

　　

熱動(dòng)式繼電器簡(jiǎn)稱為熱繼電器。它是在井下低壓電網(wǎng)中最常用的過(guò)載和斷相保護(hù)裝置，其組成如圖2-13所示，保護(hù)原理同圖2-10所示。它的信號(hào)轉(zhuǎn)換元件是由加熱電阻13和雙金屬片1組成。加熱電阻串在主回路中，電流通過(guò)時(shí)會(huì)發(fā)熱，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱信號(hào);雙金屬片是由兩個(gè)膨脹系數(shù)不同的金屬片復(fù)合而成，受熱時(shí)雙金屬片向膨脹系數(shù)較小的一面彎曲，從而將熱信號(hào)轉(zhuǎn)換為行程信號(hào)。轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪9，可推動(dòng)軸11和叉10及連桿6一同移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)間隙6，給定行程信號(hào)。當(dāng)過(guò)載時(shí)，電流通過(guò)加熱電阻產(chǎn)生的熱量較大，雙金屬片不斷的被加熱而彎曲，推動(dòng)差動(dòng)桿4和差動(dòng)導(dǎo)板2向左移動(dòng)，并推動(dòng)補(bǔ)償雙金屬片5及連桿6，經(jīng)過(guò)一定的延時(shí)，連桿6的行程大于間隙給定行程后，推動(dòng)動(dòng)觸頭7斷開(kāi)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電磁鐵，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)切斷主回路電源，實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。為了防止環(huán)境溫度的升高使熱繼電器誤動(dòng)作，加裝了補(bǔ)償雙金屬片5，當(dāng)環(huán)境溫度增高時(shí)，兩個(gè)雙金屬片同時(shí)彎曲，從而使間隙A保持不變。

 

　　該繼電器有上、下兩個(gè)差動(dòng)導(dǎo)板3與2，可作斷相保護(hù)。例如電機(jī)發(fā)生C相斷線故障，此時(shí)C相負(fù)載為零，A、B兩相過(guò)載。則C相雙金屬片很快冷卻，恢復(fù)原位，在此過(guò)程中帶動(dòng)上差動(dòng)導(dǎo)板3向右移動(dòng)。A、B兩相雙金屬片由于過(guò)載向左彎曲更大，并帶動(dòng)下差動(dòng)導(dǎo)板2向左作更大的移動(dòng);使差動(dòng)杠桿4的下端向左轉(zhuǎn)動(dòng)，將觸頭7打開(kāi)。這就是說(shuō)，當(dāng)電機(jī)發(fā)生單相運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，繼電器三個(gè)主雙金屬片“一冷二熱”，使上下差動(dòng)導(dǎo)板“一右一左”，產(chǎn)生了差動(dòng)作用，將觸頭迅速打開(kāi)。

　　因?yàn)殡p金屬片有熱慣性，從電氣設(shè)備(如電動(dòng)機(jī))開(kāi)始出現(xiàn)過(guò)載到雙金屬片因受熱而產(chǎn)生顯著變形，以致斷開(kāi)繼電器的常閉觸點(diǎn)而起保護(hù)作用，需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，即有一段動(dòng)作延時(shí)。另一方面，電氣設(shè)備的過(guò)載程度越大，雙金屬片的溫度升高得越快，繼電器的動(dòng)作延時(shí)越短，反之，則動(dòng)作延時(shí)越長(zhǎng)。由此可知該熱繼電器也具有反時(shí)限保護(hù)特性，所以適合做過(guò)載保護(hù)裝置。

　　4) 熱繼電器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)

　　(1) 熱繼電器和熱元件的額定電流

　　熱繼電器的額定電流是指熱繼電器所允許流過(guò)的長(zhǎng)期工作最大電流。熱元件的額定電流，是指允許長(zhǎng)期通過(guò)而又不使熱繼電器動(dòng)作的最大電流。在熱繼電器額定電流一定的條件下，可裝設(shè)不同額定電流的熱元件。例如：QC810-60型隔爆電磁起動(dòng)器中的JR0-60/3D型熱繼電器，其額定電流為60A，但它所裝熱元件的額定電流卻有22、32、45、63A等幾種，可按照被保護(hù)電動(dòng)機(jī)的額定電流適當(dāng)選配。

　　(6) 熱繼電器的整定電流及其調(diào)節(jié)范圍

　　熱繼電器的整定電流，實(shí)際上就是熱元件調(diào)節(jié)刻度上所規(guī)定的電流值。在此電流長(zhǎng)期作用下，加熱元件所產(chǎn)生的熱量，不會(huì)使熱繼電器動(dòng)作。但是，假若實(shí)際電流大于其整定值，它應(yīng)當(dāng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)動(dòng)作，并且呈反時(shí)限特性。例如，當(dāng)電流增到額定值的120%，對(duì)于JR0系列熱繼電器，則應(yīng)在20分鐘內(nèi)動(dòng)作。

　　熱繼電器的整定電流調(diào)節(jié)范圍，不僅與熱繼電器的額定電流有關(guān)，而且還與熱元件的額定電流有直接關(guān)系。當(dāng)熱元件選定以后、其整定電流的調(diào)節(jié)范圍才為一定值。例如，在額定電流為60A的JR0-60/3D型熱繼電器中，若裝設(shè)了額定電流為45A的熱元件.其整定電流的調(diào)節(jié)范圍便為28～45A。

　　JR9系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(dāng)于電磁式電流繼電器，可作為電動(dòng)機(jī)的短路保護(hù);熱元件相當(dāng)于熱繼電器作過(guò)載保護(hù)之用。

　　JR0、JRl6D系列為具有差動(dòng)導(dǎo)板的三相熱繼電器，它不僅可作為電動(dòng)機(jī)的過(guò)負(fù)荷保護(hù)，還可作為斷相保護(hù)。

　　JR0和JRl5系列熱繼電器除了作電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)荷保護(hù)外，也可以保護(hù)Y形接線電動(dòng)機(jī)的斷相保護(hù)。

　　第一節(jié) 觸電的危險(xiǎn)性及其預(yù)防方法

　　一、 觸電的危險(xiǎn)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(shí)有電流流過(guò)人體而造成的事故。按電流對(duì)人體傷害的程度，觸電大致分為電擊和電傷。

　　(1) 電擊。指電流通過(guò)人體內(nèi)部器官，使心臟、呼吸和神經(jīng)系統(tǒng)受到損壞。電擊多數(shù)可致人于死地，所以是最危險(xiǎn)的。

　　(7) 電傷。指電流通過(guò)人身某一局部或電弧燒傷人體造成體表器官的破壞。當(dāng)燒傷面積不大或程度不深時(shí)，不致有生命危險(xiǎn)。

　　觸電對(duì)人體的危害程度是由多種因素決定的，但流經(jīng)人體電流的大小、頻率及其途徑是主要因素，電流的大小起決定作用。由表2-4可知，通過(guò)人體的電流在交流35～50毫安、直流50毫安以上就有生命危險(xiǎn)，為此我國(guó)規(guī)定觸電的安全極限交流值為30毫安。

　　流經(jīng)人身電流的大小與人身電阻關(guān)系密切。人身電阻包括體內(nèi)電阻和皮膚電阻，體內(nèi)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(zhì)層)電阻，其數(shù)值隨人的皮膚狀況、觸電時(shí)間及觸電電壓的不同變動(dòng)很大。若皮膚干燥無(wú)損時(shí)，人身電阻可達(dá)10千歐～100千歐，反之，人身電阻可降至0.8千歐～1千歐，由于煤礦井下特別潮濕，工人勞動(dòng)出汗多、皮膚易損，可認(rèn)為皮膚基本失去絕緣。通常以1千歐作為人身電阻計(jì)算值。 流經(jīng)人體的電流還與觸電電壓有關(guān)，根據(jù)歐姆定律和人體電阻、觸電安全極限值，可知安全觸電電壓極限值約為30～50伏，但因人體電阻與工作條件有關(guān)，我國(guó)規(guī)定安全觸電電壓，在條件較好的場(chǎng)所為65伏，條件較差的場(chǎng)所為36伏，特別危險(xiǎn)的場(chǎng)所為12伏。

　　流經(jīng)人體的電流也與觸電時(shí)間有關(guān)，隨著觸電時(shí)間的增加，人體發(fā)熱出汗增加，人身電阻會(huì)逐漸減小，使觸電電流逐漸增大。因此，我國(guó)還規(guī)定了人身與帶電部分的允許接觸時(shí)間，見(jiàn)表2-4。而且規(guī)定了人體觸電電流與觸電時(shí)間乘積不得超過(guò)30mAS。即使觸電電流是安全電流，若持續(xù)時(shí)間過(guò)久也會(huì)造成死亡事故;反之，即使觸電電流大于安全電流，若能迅速脫離電源也不致有生命危險(xiǎn)。

　　這個(gè)數(shù)值遠(yuǎn)大于安全極限值30毫安，所以是絕對(duì)危險(xiǎn)的。

　　(1) 在井下中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中加設(shè)漏電保護(hù)裝置。

　　一、 觸電的急救

　　觸電急救要求把握兩點(diǎn)，既動(dòng)作迅速和救護(hù)得法。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有人觸電時(shí)，不要驚慌失措，首先應(yīng)盡快使觸電者脫離電源。然后再根據(jù)觸電者的具體情況盡快進(jìn)行搶救。

　　1. 快速脫離電源

　　1) 脫離低壓觸電者的電源

　　(1) 如果觸電者的附近有電源開(kāi)關(guān)或插銷，可以立即把開(kāi)關(guān)拉下或把插銷拔出，斷開(kāi)電源。

　　(2) 如果觸電的地點(diǎn)沒(méi)有電源開(kāi)關(guān)和插銷，可以用帶有絕緣柄的鉗子或帶有干燥木柄工具把電線砍斷，也可以用其它帶有絕緣的器具強(qiáng)行切斷電源。

　　(3) 如果是電線落壓在觸電者的身上，或觸電者把電線壓在身下，可用干燥的木棒或木板等絕緣物把電線挑開(kāi)，或用干燥的衣服、手套等拉開(kāi)觸電者，使其脫離電源。

　　(4) 如果觸電者的衣服是干燥的，搶救者也可以用一只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和鞋等易導(dǎo)電部位，防止觸電。

　　1) 脫離高壓觸電者的電源

　　如果觸及高壓電源，應(yīng)立即通知有關(guān)部門停電，或戴上絕緣手套，穿上絕緣靴，用相應(yīng)耐壓等級(jí)的絕緣棒或絕緣鉗進(jìn)行上述脫電工作。

　　1. 正確實(shí)施救護(hù)

　　人觸電以后，總會(huì)出現(xiàn)神經(jīng)麻痹，呼吸中斷，心臟停止跳動(dòng)等現(xiàn)象，在外表上呈現(xiàn)昏迷不醒的狀態(tài)。這可能是假死，而不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是死亡.要立即進(jìn)行搶救，而且越快越好。

　　正確救護(hù)的步驟如下：脫電后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(jué)，瞳孔有無(wú)光反射，摸摸脈搏，聽(tīng)聽(tīng)心臟是否跳動(dòng)，用棉絮放在鼻孔處觀察有無(wú)呼吸，按一下指甲有無(wú)血液循環(huán)。根據(jù)傷害程度采用不同的救護(hù)方法。

　　觸電者還未失去知覺(jué)，可平臥繼續(xù)觀察;如已失去知覺(jué)，但還有呼吸，則應(yīng)解開(kāi)他的衣、帶、以利呼吸;如已停止呼吸，或呼吸不規(guī)則，但有心跳，要迅速進(jìn)行人工呼吸;如已停止呼吸和心跳，或心跳不規(guī)則，還須在人工呼吸的同時(shí)進(jìn)行體外心臟擠壓。下面著重介紹這兩種方法：

　　1) 人工呼吸法

　　人工呼吸法是一種用人工的方法，恢復(fù)觸電者的呼吸。僅介紹用于搶救觸電者的口對(duì)口吹氣法。其步驟如下：

　　(1) 迅速解開(kāi)觸電者衣扣、褲帶和緊身內(nèi)衣等(解不開(kāi)時(shí)可剪開(kāi))，讓其胸腹部能夠自由擴(kuò)張，但要注意保溫。使觸電者仰臥屈腿、腹部肌肉放松，掰開(kāi)觸電者的嘴，如牙關(guān)緊閉，可用小木片、鐵片從嘴角伸入牙縫慢慢撬開(kāi)，清除口腔中的嘔吐物，摘下活動(dòng)假牙，如舌頭后縮，應(yīng)將之拉出以不妨礙呼吸為準(zhǔn)。然后使觸電者頭部盡量后仰、鼻孔朝天，這樣舌根就不會(huì)阻塞氣流，見(jiàn)圖2-15(a)。通過(guò)上述措施，保證觸電者呼吸暢通。

　　

 

　　(a) 頭部后仰 (b) 捏鼻張口 (c) 貼近吹氣 (d) 放松換氣

　　圖 2-15口對(duì)口人工呼吸

　　(5) 救護(hù)者跪在觸電者頭部一側(cè)，一手捏緊觸電者鼻孔不要漏氣，另一手扶著觸電者的下頜使嘴張開(kāi)，如圖2-15(b)，嘴上可蓋一塊紗布或手絹。

　　(6) 救護(hù)者作深吸氣后，緊貼觸電者的嘴大口吹氣，同時(shí)注意觀察觸電者胸部是否擴(kuò)張，以胸部略有起伏為宜。胸部起伏過(guò)大，表示吹氣太多，容易吹破肺泡;胸部無(wú)起伏，表示吹氣用力過(guò)小。故應(yīng)按胸部起伏決定吹氣量的大小。參見(jiàn)圖2-15(c)

　　(7) 吹氣完畢準(zhǔn)備換氣時(shí)，應(yīng)立即離開(kāi)觸電者的嘴，并放開(kāi)捏緊的鼻孔，讓觸電者自動(dòng)向外呼氣，見(jiàn)圖2-15(d)。這時(shí)應(yīng)注意觸電者胸部復(fù)原情況，觀察有無(wú)呼吸道梗阻現(xiàn)象。

　　(8) 照此反復(fù)操作，并保持每分鐘均勻地做14～16次(吹氣約2秒呼氣約3秒共約5秒鐘一次)，直至觸電者復(fù)蘇，能自己呼吸為止。如觸電者嘴不易開(kāi)，可捏緊嘴往鼻孔里吹氣。

　　2) 體外心臟擠壓法

　　它是用人工的方法在胸外擠壓心臟，恢復(fù)心臟跳動(dòng)。其步驟如下：

　　(1) 使觸電者仰臥，保持呼吸暢通，具體要求同吹氣法(1)，背部著地處應(yīng)平整穩(wěn)固，以保證擠壓效果。

　　(9) 救護(hù)者站立或跨跪在觸電者腰兩旁，兩手交叉相疊，把下邊那只手的掌根放在觸電者左乳頭肋骨下端，劍突之上的地方，中指對(duì)準(zhǔn)凹膛，如圖2-16 (a)中箭頭所示。

　　(3)選好正確的壓點(diǎn)后，救護(hù)者肘關(guān)節(jié)伸直借助自己的體重用力沖擊性地?cái)D壓觸電者胸骨，壓陷深度3～4厘米，如圖2-16(b)所示。

　　(4)擠壓后，掌根迅速放松但不要離開(kāi)胸部，讓胸廓自行彈起，見(jiàn)圖2-16(c)。

　　(5)反復(fù)地有節(jié)律地進(jìn)行擠壓和放松，每分鐘約60—80次，直至復(fù)蘇為止。

　　操作時(shí)要特別注意：掌根定位必須準(zhǔn)確，才能達(dá)到搶救目的;擠壓時(shí)，用力不宜太大，以防肋骨骨折或引起內(nèi)臟損傷，或把胃中食物壓出堵住氣管，也不能用力太小而得不到擠壓效果。

　　

 

　　(a) 正確定位 (c) 向下擠壓 (d) 迅速放松

　　圖 2-16 體外心臟擠壓法

　　心臟擠壓有效果時(shí)，可摸到脛部動(dòng)脈和股動(dòng)脈博動(dòng)，血壓上升，瞳孔逐漸恢復(fù)正常，口唇變紅，心跳呼吸逐漸恢復(fù)正常。如摸不到脈博跳動(dòng)，應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)擠壓力并放慢速度，再觀察脈博是否跳動(dòng)。有時(shí)會(huì)有長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)小時(shí)的“假死”，因此，應(yīng)耐心進(jìn)行搶救，絕不要輕易中止。同時(shí)要立即通知調(diào)度室請(qǐng)求派醫(yī)生配合搶救，但切忌給觸電者打強(qiáng)心針。

　　第一節(jié) 井下電氣設(shè)備的保護(hù)接地

　　一、 保護(hù)接地的保護(hù)原理

　　電氣設(shè)備的金屬外殼及構(gòu)架在正常情況下是不帶電的。但如果電氣設(shè)備的絕緣損壞，其金屬外殼和構(gòu)架就要帶電。此時(shí)人若觸及它們，就會(huì)發(fā)生觸電事故，如圖2-17a所示。為了預(yù)防這一事故，重要措施之一就是對(duì)電氣設(shè)備實(shí)行保護(hù)接地。

　　所謂保護(hù)接地，就是把電氣設(shè)備的金屬外殼和構(gòu)架，用導(dǎo)線與埋在地中的接地極連接，如圖2-17b所示。

　　接地裝置與人體構(gòu)成并聯(lián)電路，根據(jù)并聯(lián)電壓相等的關(guān)系有IhRh=IERE ，整理后得：

　　由式(2-2)得知，保護(hù)接地裝置的接地電阻RE越小，通過(guò)人體的電流將越少，因而越安全。這是因?yàn)镽E越小，對(duì)人體的分流作用越大，絕大部分電流將通過(guò)保護(hù)接地裝置入地，只有很少一部分電流通過(guò)人體，所以觸電的危險(xiǎn)性減小。由此可見(jiàn)，保護(hù)接地的關(guān)鍵是將保護(hù)接地裝置的接地電阻值降低到規(guī)定的范圍內(nèi)，就可以使流過(guò)人體的電流不超過(guò)安全極限電流，達(dá)到減小觸電危險(xiǎn)的目的。

　　此外，裝設(shè)保護(hù)接地后，當(dāng)電氣設(shè)備外殼帶電時(shí)，接地漏電電流也大部分經(jīng)過(guò)保護(hù)接地裝置流入地中，只有很小一部分電流經(jīng)電氣設(shè)備的外殼入地。這樣，當(dāng)外殼與地因接觸不良而出現(xiàn)裸露的電火花時(shí)，電火花的能量也大為減小，因而引起礦井沼氣煤塵爆炸的危險(xiǎn)性減少。

　　鑒于保護(hù)接地的上述保護(hù)作用，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，36伏以上的和由于絕緣損壞，可能帶有危險(xiǎn)電壓的電氣設(shè)備的金屬外殼、構(gòu)架等，都必須有保護(hù)接地。

　　一、 井下保護(hù)接地系統(tǒng)的組成

　　根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，應(yīng)在煤礦井下指定的地點(diǎn)敷設(shè)主接地極、局部接地極，并用電纜鉛包、鎧裝外皮及接地芯線并相互連接起來(lái)，形成一個(gè)總接地網(wǎng)，稱之為保護(hù)接地系統(tǒng)。保護(hù)接地組成系統(tǒng)的好處，一是將各接地極并聯(lián)后，可降低系統(tǒng)的接地電阻，提高保護(hù)的安全性;二是各接地極互為后備，一旦某接地極斷路，可通過(guò)其他接地極實(shí)現(xiàn)保護(hù)，提高了保護(hù)的可靠性。保護(hù)接地系統(tǒng)的各個(gè)組成部分如圖2-18所示。

　　《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：接地網(wǎng)上任一保護(hù)接地點(diǎn)的接地電阻不得超過(guò)2Ω。為此，對(duì)井下總接地網(wǎng)各組成部分的要求和具體做法如下：

　　1. 主接地極

　　主、副水倉(cāng)或集水井內(nèi)必須各設(shè)一塊主接地極。若礦井有幾個(gè)水平時(shí)，各個(gè)水平都要設(shè)立主接地極。如果該水平?jīng)]有水倉(cāng)，不能設(shè)立主接地極時(shí)，則該水平的接地網(wǎng)必須與其他水平的主接地極連接。礦井內(nèi)分區(qū)從井上獨(dú)立供電者(包括鉆眼供電)，可以單獨(dú)在井下或井上設(shè)置分區(qū)的主接地極，但其總接地網(wǎng)的接地電阻也應(yīng)符合不超過(guò)2Q的要求。

　　主接地極應(yīng)采用面積不小于0.75m2、厚度不小于5mm的鋼板制成。如礦井水含酸性時(shí)，應(yīng)視其腐蝕情況適當(dāng)加大厚度，或鍍上耐酸的金屬，或采用鍋爐鋼板及其它耐腐蝕的鋼板。

　　主接地極的表面積大，而且礦井水的導(dǎo)電率高，使得接地電阻要比其他接地極的接地電阻小。又因?yàn)橹鹘拥貥O位于接地網(wǎng)的中心，因此它在整個(gè)保護(hù)接地網(wǎng)中起著非常重要的作用。

　　1. 局部接地極

　　根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，在下列地點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)局部接地極：

　　(1) 采區(qū)變電所(包括移動(dòng)變電站和移動(dòng)變壓器)

　　(1) 裝有電氣設(shè)備的硐室和單獨(dú)裝設(shè)的高壓電氣設(shè)備。

　　(2) 低壓配電點(diǎn)或裝有三臺(tái)以上電氣設(shè)備的地點(diǎn)。

　　(3) 無(wú)低壓配電點(diǎn)的采煤機(jī)工作面的運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷、集中運(yùn)輸巷(膠帶運(yùn)輸巷)以及由變電所單獨(dú)供電的掘進(jìn)工作面，至少應(yīng)分別設(shè)置一個(gè)局部接地極。

　　(4) 連接高壓動(dòng)力鎧裝電纜的連接裝置。

　　局部接地極最好設(shè)置于巷道旁的水溝內(nèi)，以減小接地電阻值。如無(wú)水溝時(shí)，則應(yīng)埋設(shè)在潮濕的地方。對(duì)于埋設(shè)在水溝的局部接地極，應(yīng)平放于水溝深處，并采用面積不小于0.6m2、厚度不小于3mm的鋼板和具有同等有效面積的鋼管制成，如礦井水含酸性時(shí)，也應(yīng)該采取與主接地極相同的措施。

　　至于埋設(shè)在其他地點(diǎn)的局部接地極，應(yīng)垂直埋入底板，并采用直徑不得小于35mm、長(zhǎng)度不得小于1.5m的鋼管，管子上至少要鈷20個(gè)直徑不小于5mm的透孔，便于往土壤里灌鹽水，以降低接地電阻值。二根鋼管并聯(lián)且埋設(shè)距離不得小于5m，埋設(shè)深度不得小于0.75m。

　　2. 接地母線和輔助接地母錢

　　井下中央變電所和水泵房均應(yīng)設(shè)置接地母線，采區(qū)變電所、配電點(diǎn)及其他機(jī)電硐室則應(yīng)設(shè)置輔助接地母線。接地母線應(yīng)采用厚度不小于4mm、斷面不小于100mm2的扁鋼(或鍍鋅鐵線)，或斷面不小于50mm2的裸銅線。采區(qū)配電點(diǎn)及其他機(jī)電硐室的輔助接地母線應(yīng)采用厚度不小于4mm、斷面不小于50mm2的扁鋼(或鍍鋅鐵線)，或斷面不小于25mm2的裸銅線。接地母線和輔助接地母線均應(yīng)分別和主接地極、局部接地極連接。

　　3. 連接導(dǎo)線和接地導(dǎo)線

　　各個(gè)電氣設(shè)備的金屬外殼，鎧裝電纜的鋼鎧和鉛包，均應(yīng)通過(guò)單獨(dú)的連接導(dǎo)線直接與接地母線或輔助接地母線連接;接地母線和輔助接地母線，通過(guò)接地導(dǎo)線與接地極相連。連接導(dǎo)線和接地導(dǎo)線均應(yīng)采用斷面不小于50mm2的扁鋼(或鍍鋅鐵線)，或斷面不小于25mm2的裸銅線。對(duì)于移動(dòng)式電氣設(shè)備，應(yīng)用橡套電纜的接地芯線進(jìn)行連接，并要求每一移動(dòng)式電氣設(shè)備與總接地網(wǎng)或局部接地極之間的接地電阻，不得超過(guò)1W。

　　此外，與漏電保護(hù)裝置配合使用的電纜屏蔽層，也應(yīng)可靠接地。低于或等于127V的電氣設(shè)備的接地導(dǎo)線和連接導(dǎo)線，可采用斷面不小于6mm2的裸銅線。

　　禁止采用鋁導(dǎo)體作為接地極、接地母線、輔助接地母線、連接導(dǎo)線和接地導(dǎo)線。

　　在礦井中禁止使用無(wú)接地芯線(或無(wú)其他可供接地的護(hù)套，如鉛皮、銅皮套等)的橡套電纜或塑料電纜。

　　

圖2-18 井下總接地網(wǎng)示意圖

 

　　l—接地母線 ; 2—輔助接地母線 ; 3—主接地極 ; 4—局部接地極; 5—漏電保護(hù)輔助接地極; 6—電纜;7—電纜接地層 ; 8—中央變電所 ; 9—采區(qū)變電 所; 10—配電點(diǎn);11—電纜接線盒; 12—連接導(dǎo)線; 13—接地導(dǎo)線 ; 14—采煤機(jī)組;15—運(yùn)輸機(jī)

　　二、 接地網(wǎng)接地電阻的檢查與測(cè)定

　　1. 接地網(wǎng)各組成部分的檢查

　　凡有值班人員的機(jī)電硐室和有專職司機(jī)的電氣設(shè)備，交接班時(shí)必須由值班人員和專職司機(jī)對(duì)保護(hù)接地進(jìn)行一次表面檢查，而其它設(shè)備的保護(hù)接地，則由維修人員每周至少進(jìn)行一次表面檢查。

　　表面檢查時(shí)，應(yīng)著重觀察整個(gè)接地網(wǎng)的連接情況，務(wù)必使其連續(xù)不斷。對(duì)于接觸不良或嚴(yán)重銹蝕等，應(yīng)立即處理，否則將使接地電阻值增大。電氣設(shè)備的保護(hù)接地裝置未修復(fù)前，禁止向其送電。

　　電氣設(shè)備在每次安裝、檢修或移動(dòng)后，應(yīng)詳細(xì)檢查電氣設(shè)備的保護(hù)接地裝置的完善情況。對(duì)那些振動(dòng)較大及經(jīng)常移動(dòng)的電氣設(shè)備，尤其應(yīng)該特別注意，隨時(shí)加強(qiáng)檢查。如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)將問(wèn)題記入記錄簿內(nèi)，并及時(shí)向有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)，把處理的結(jié)果也要記入記錄簿內(nèi)。對(duì)各部分的檢查內(nèi)容有：

　　(1) 接地母線和接地引線的導(dǎo)體是否完整、平直與連續(xù)，鐵質(zhì)導(dǎo)體有無(wú)嚴(yán)重銹蝕、斷裂或開(kāi)焊現(xiàn)象，銅導(dǎo)線有無(wú)斷絲或斷線。如發(fā)現(xiàn)有損壞達(dá)到超過(guò)規(guī)程允許截面的情況，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理或更換，并作好記錄。

　　(5) 接地母線和接地引線與電氣設(shè)備的金屬外殼、接地極、接地端子的連接是否完整可靠，如果用螺栓連接時(shí)，是否裝有彈簧墊圈、壓接是否堅(jiān)固可靠;如果采用焊接，其焊縫是否符合規(guī)定。若發(fā)現(xiàn)有連接不符合規(guī)定者，應(yīng)立即進(jìn)行處理，并做好記錄。

　　(6) 穿過(guò)墻壁或基礎(chǔ)的接地母線，其防護(hù)套管是否完好;與電纜，管道等交叉時(shí)，其遮蓋物是否完好。

　　(7) 設(shè)置在有腐蝕性環(huán)境中的接地母線與接地導(dǎo)線，還應(yīng)定期涂防腐涂料。

　　(8) 每年至少要將主接地極和局部接地極，從水倉(cāng)或水溝提出來(lái)，詳細(xì)檢查一次。兩個(gè)主接地極，應(yīng)該輪流分別檢查，不能同時(shí)提出來(lái)檢查，以免影響安全。如果礦井水含酸性較大，應(yīng)適當(dāng)增加檢查次數(shù)，如發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重銹蝕或接觸不良等情況，應(yīng)立即處理。

　　(9) 對(duì)于設(shè)置在水溝以外的管狀局部接地極，應(yīng)經(jīng)常灌注鹽水，以保持良好的導(dǎo)電狀態(tài)。

　　4. 接地電阻值的測(cè)定

　　井下總接地網(wǎng)的接地電阻值測(cè)定工作，應(yīng)有專人負(fù)責(zé)，每季至少進(jìn)行一次，并把測(cè)量結(jié)果記入登記簿，以便查閱。新安裝的接地裝置，在投入運(yùn)行前，應(yīng)對(duì)其接地電阻值進(jìn)行測(cè)量。

　　在有甲烷及煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井內(nèi)，進(jìn)行接地電阻測(cè)量時(shí)，應(yīng)用安全火花型儀表，如北京電表廠生產(chǎn)的ZC—18型安全火花接地電阻測(cè)量?jī)x。該儀表的電源，是由它內(nèi)部手搖式交流發(fā)電機(jī)提供的，輸出電壓不超過(guò)27V，輸出電流不超過(guò)13mA。當(dāng)兩接線端直接短路時(shí)，其短路電流也不超過(guò)17mA，從而滿足了安全火花的要求。如果用普通型的測(cè)量?jī)x表進(jìn)行測(cè)定時(shí)，只準(zhǔn)在沼氣濃度為1%以下的地點(diǎn)進(jìn)行，并采取一定的安全措施，報(bào)有關(guān)部門審批。

　　第一節(jié) 井下漏電保護(hù)裝置

　　當(dāng)電網(wǎng)絕緣小于一定數(shù)值時(shí)，人觸及后會(huì)產(chǎn)生觸電危險(xiǎn)。我們稱此時(shí)的電網(wǎng)絕緣為漏電，相應(yīng)的絕緣電阻值稱為危險(xiǎn)值。煤礦井下由于潮氣入侵或機(jī)械損傷，引起絕緣電阻下降，導(dǎo)致漏電事故發(fā)生。漏電不僅會(huì)使電氣設(shè)備進(jìn)一步損壞，形成短路事故，而且還可導(dǎo)致人身觸電和瓦斯煤塵爆炸危險(xiǎn)。因此，在井下供電系統(tǒng)中裝設(shè)漏電保護(hù)裝置，可以產(chǎn)生下述作用：

　　(1) 監(jiān)視絕緣。通過(guò)裝設(shè)在檢漏繼電器內(nèi)的歐姆表指示的線路對(duì)地絕緣電阻值，來(lái)監(jiān)視供電系統(tǒng)對(duì)地的絕緣情況，以便根據(jù)絕緣情況進(jìn)行預(yù)防性的檢修。

　　(10) 漏電保護(hù)。當(dāng)電網(wǎng)對(duì)地的絕緣電阻值降到危險(xiǎn)值(即檢漏繼電器整定的動(dòng)作電阻值)，或人身觸及一相帶電體時(shí)，檢漏繼電器能快速地使自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)跳閘，斷開(kāi)供電電源，以防止觸電事故，或造成其他事故。

　　(11) 補(bǔ)償流過(guò)人身的電容電流。當(dāng)人觸及電網(wǎng)中的任何一相時(shí)，由于檢漏繼電器內(nèi)的零序電抗器作用，可以補(bǔ)償通過(guò)人身的電容電流，使通過(guò)人身的總電流減小，以降低人身觸電的危險(xiǎn)性，當(dāng)電網(wǎng)一相接地時(shí)，也同樣可以減小接地故障電流，以防止由于漏電火花能量過(guò)大，而引起沼氣、煤塵爆炸，或漏電流提前引爆電雷管的事故發(fā)生。

　　漏電保護(hù)裝置的類型很多，按電壓等級(jí)分：有用于高壓6千伏電網(wǎng)的礦用隔爆高壓漏電、監(jiān)視保護(hù)裝置;也有用于低壓1140伏、660伏、380伏動(dòng)力電網(wǎng)的礦用隔爆檢漏繼電器;還有用于127伏電鉆、照明電網(wǎng)的煤電鉆(照明)綜合保護(hù)。按工作原理分：有附加直流電源的漏電保護(hù)裝置，如上述低壓漏電保護(hù);有利用零序電流的漏電保護(hù)裝置，如上述高壓漏電保護(hù)。按其保護(hù)功能分又有無(wú)選擇性的漏電保護(hù)、有選擇性的漏電保護(hù)及有漏電閉鎖的漏電保護(hù)。

　　一、 無(wú)選擇性漏電保護(hù)裝置

　　無(wú)選擇性漏電保護(hù)采用的是附加直流電源的保護(hù)原理，即給對(duì)地絕緣電阻附加直流電源，監(jiān)測(cè)其直流電流的變化，達(dá)到監(jiān)測(cè)絕緣電阻的目的。該裝置需與低壓自動(dòng)饋電總開(kāi)關(guān)配合使用。當(dāng)電網(wǎng)中任何地方發(fā)生漏電，都會(huì)使總開(kāi)關(guān)跳閘，切除全部負(fù)荷。因此稱為無(wú)選擇性漏電保護(hù)。其缺點(diǎn)是停電范圍大，而且不易判斷漏電線路，但由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，故仍在使用。下面以我國(guó)使用數(shù)量最多的一種JY82系列檢漏繼電器為例作介紹。

　　1. 電路組成及作用

　　JY82系列檢漏繼電器的原理圖如圖2-19所示。附加直流電源是由變壓器T、橋式整流電路VC組成，直流電源的正極經(jīng)歐姆表接地，相當(dāng)于接在對(duì)地絕緣電阻的地端，歐姆表實(shí)際上是一只以歐姆刻度的直流毫安表，用于監(jiān)視電網(wǎng)的絕緣狀況，主接地E1極實(shí)際上就是采區(qū)變電所的局部接地，這里用來(lái)實(shí)現(xiàn)直流電源的接地;直流電源的負(fù)極，經(jīng)直流繼電器線圈K、零序電抗器2L、三相電抗器1L、隔離開(kāi)關(guān)QS加在三相電網(wǎng)上，相當(dāng)于接在對(duì)地絕緣電阻的線路端。隔離開(kāi)關(guān)作為檢漏繼電器的電源開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)檢漏繼電器與電網(wǎng)的通斷。三相電抗器接成星形，一方面使直流順利加在電網(wǎng)上;另一方面阻止交流串入直流通路;同時(shí)還防止三相交流短路，并產(chǎn)生一個(gè)人為的中性點(diǎn)。在人為中性點(diǎn)與地之間，接入零序電抗器，零序電抗器具有較高的電抗，一方面阻止交流串入直流通路，并保證電網(wǎng)對(duì)地的絕緣水平;另一方面用來(lái)補(bǔ)償電網(wǎng)對(duì)地電容電流。直流繼電器線圈在動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生磁力，吸合其觸頭動(dòng)作，繼電器有兩對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)K1和K2， K1觸頭經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)與自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)的脫扣線圈相連，繼電器動(dòng)作時(shí)，該觸頭接通脫扣線圈，使自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)脫扣跳閘，實(shí)現(xiàn)保護(hù)(參見(jiàn)第四章第三節(jié))。為防止絕緣電阻臨界動(dòng)作值時(shí)，K1反復(fù)跳動(dòng)產(chǎn)生的電弧燒毀觸頭，而設(shè)置了K2觸頭，繼電器動(dòng)作時(shí)，K2比K1先閉合，從而短接了對(duì)地絕緣電阻，使K1可靠閉合。在電路中還設(shè)置了兩個(gè)交流旁路電容，C是將零序電抗器泄漏的交流旁路，防止其串入直流通路引起誤檢;CJ是防止檢漏繼電器合閘送電的瞬間，當(dāng)隔離開(kāi)關(guān)的三相觸頭非同時(shí)閉合，產(chǎn)生的沖擊電流經(jīng)過(guò)繼電器K，使之誤動(dòng)，特設(shè)此電容器將沖擊電流旁路。

　　為了檢測(cè)檢漏繼電器是否可靠動(dòng)作，設(shè)有試驗(yàn)回路。由試驗(yàn)電阻R2、試驗(yàn)按鈕SB和輔助接地極E2組成。試驗(yàn)電阻值即為檢漏繼電器的動(dòng)作電阻值，它的一端接電網(wǎng)上，另一端經(jīng)試驗(yàn)按鈕和輔助接地極接地。當(dāng)按下試驗(yàn)按鈕時(shí)將其接入，模擬電網(wǎng)漏電，檢漏繼電器應(yīng)動(dòng)作，使自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)跳閘;若開(kāi)關(guān)不跳閘，說(shuō)明檢漏繼電器不能可靠工作。為了檢測(cè)主接地極接地的好壞，輔助接地極應(yīng)與主接地極相距大于5m。不進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)按鈕的常閉觸頭將主接地極與輔助接地極并聯(lián)，一方面減小接地電阻，另一方面輔助接地極作為主接地極的后備。

　　此外，還設(shè)有監(jiān)視燈HL，根據(jù)它的明暗程度，可以監(jiān)視隔離開(kāi)關(guān)觸頭閉合的好壞以及有無(wú)電源。同時(shí)，此監(jiān)視燈也起照明作用，以便觀察歐姆表;設(shè)置的兩個(gè)熔斷器分別作為試驗(yàn)回路和整流電源回路的短路保護(hù)。下面分別介紹如何實(shí)現(xiàn)上述三個(gè)作用：

　　

圖2-19 JY82系列檢漏繼電器原理圖

 

　　(1) 監(jiān)測(cè)電網(wǎng)絕緣

　　當(dāng)隔離開(kāi)關(guān)閉合以后，便有直流檢測(cè)電流經(jīng)下列回路流過(guò)電網(wǎng)絕緣電阻：

　　整流器VC(十) →kΩ表→E1和E2并聯(lián)支路→大地→電網(wǎng)對(duì)地絕緣電阻RU、RV和RW→電網(wǎng)U、V、W→電抗器1L→2L→繼電器K→VC(一)。該電流的大小可按式(2-3)計(jì)算：

　　式中：I一直流繼電器K線圈中流過(guò)的電流,mA;

　　U一整流器VC輸出的直流電壓，V;

　　ΣR一歐姆表的內(nèi)阻、接地極電阻、零序電抗器線圈的電阻、三相電抗器的電阻、直流繼電器線圈的電阻之和，W;

　　R∑一三相電網(wǎng)每相對(duì)地絕緣電阻的并聯(lián)值，W。

　　當(dāng)檢漏繼電器結(jié)構(gòu)時(shí)，U和ΣR一定，直流繼電器K和歐姆表中的電流都將隨R∑變化，按照絕緣電阻與電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將其刻度到歐姆表上，就可從歐姆表中讀出電網(wǎng)對(duì)地絕緣電阻值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)絕緣的監(jiān)測(cè)。

　　(1) 漏電保護(hù)

　　當(dāng)R∑減小到危險(xiǎn)值以下時(shí)，繼電器K中的電流便超過(guò)其動(dòng)作值(5mA)。繼電器動(dòng)作以后，首先K2閉合，使上述直流檢測(cè)回路的部分電阻被短接，因而繼電器中的電流進(jìn)一步增大，而可靠動(dòng)作。其次，K1閉合，接通自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)中的脫扣線圈1YA回路，使之跳閘，切斷供電電源.達(dá)到保護(hù)的目的。

　　剛好能使繼電器動(dòng)作的絕緣電阻值，稱作檢漏繼電器的動(dòng)作電阻值。按我國(guó)的規(guī)定，對(duì)于380V的檢漏繼電器，其動(dòng)作電阻值為3.5kΩ;對(duì)于660v，為11kΩ;對(duì)于1140v則為20kΩ。

　　由于R∑和繼電器的動(dòng)作電流值固定不變，由2-3式可知，調(diào)節(jié)U的大小必然要改變整個(gè)檢漏繼電器的動(dòng)作電阻值。U升高，動(dòng)作電阻值變大;反之，則減小。因此,改變?nèi)嚯娍蛊?L二次線圈的抽頭，即可調(diào)節(jié)檢漏繼電器的動(dòng)作電阻值。應(yīng)以試驗(yàn)按鈕按下時(shí)，檢漏繼電器能夠可靠動(dòng)作為準(zhǔn)。

　　(2) 補(bǔ)償電網(wǎng)對(duì)地電容電流

　　該檢漏繼電器的零序電抗器2L有9個(gè)抽頭(L0～L9)，調(diào)節(jié)抽頭，可改變其線圈的匝數(shù)，從而改變其電感電抗值，以達(dá)到最佳補(bǔ)償。調(diào)節(jié)時(shí)，在電網(wǎng)的任一相與地之間接入一個(gè)lkΩ的電阻(模擬人體電阻)和交流毫安表，當(dāng)電流表的讀數(shù)最小時(shí)，即為最佳補(bǔ)償狀態(tài)。為了不讓自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)跳閘，應(yīng)在K1觸點(diǎn)間加入絕緣物，使之隔開(kāi)，以免脫扣線圈回路接通。實(shí)際上電網(wǎng)的對(duì)地電容是隨著線路工作狀態(tài)而改變，當(dāng)線路不工作時(shí)，長(zhǎng)度變短，分布電容變小;而線路工作時(shí)，線路變長(zhǎng)，分布電容變大。而零序電抗器的抽頭無(wú)法隨之進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而無(wú)法保證在任何情況下都能達(dá)到最佳補(bǔ)償。這一點(diǎn)與無(wú)選擇性共同構(gòu)成該繼電器的缺點(diǎn)。

　　1. 結(jié)構(gòu)及使用

　　

JY82型檢漏繼電器由隔爆外殼與可拆出的電路芯板組成。隔爆外殼如圖2-20所示，它裝在拖撬上，便于移動(dòng)。前蓋利用止口卡在外殼上，并于隔離開(kāi)關(guān)的操作手柄之間設(shè)有機(jī)械閉鎖裝置，只有切斷電源才能解除閉鎖，打開(kāi)前蓋，前蓋的上方有一個(gè)觀察千歐表的玻璃窗，窗口下方為試驗(yàn)按鈕。后蓋為接線盒，打開(kāi)后可進(jìn)行接線。接線盒的一側(cè)有兩個(gè)接線咀，一個(gè)與自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)用電纜相連，一個(gè)用電纜與輔助接地極相連。拖撬上設(shè)有接地螺栓，與局部接地極相連。

 

　　電路芯板上裝有隔離開(kāi)關(guān)、三相電抗器與零序電抗器、直流繼電器、橋式整流電路、千歐表、監(jiān)視燈、熔斷器、試驗(yàn)按鈕及電阻、電容等元件。

　　一、 有選擇性漏電保護(hù)裝置簡(jiǎn)介

　　有選擇性漏電保護(hù)采用零序電流方向原理實(shí)現(xiàn)。對(duì)于多支路的輻射式電網(wǎng)，一相漏電時(shí)，那么各個(gè)分支線路中都將有零序電流通過(guò)，而漏電電流便為各個(gè)零序電流的總和。從電源的母線端往外看，通過(guò)故障支路的零序電流，大小和方向都與非故隨支路不同。在故障支路中，總零序電流的代數(shù)和是非故障支路零序電流之和;而其它支路，則只流過(guò)本支路的零序電流。此外，故障支路的零序電流方向，由線路流向母線，而非故障支路，則由母線流向線路。選擇性漏電保護(hù)裝置就是根據(jù)故障線路零序電流大小和方向，與非故障線路不同來(lái)實(shí)現(xiàn)選擇性的。

　　

 

零序電流信號(hào)由零序電流互感器1TA~3TA取得的 。零序電流互感器結(jié)構(gòu)如圖2-22所示。零序電流互感器有一個(gè)環(huán)狀鐵芯，套在被保護(hù)的電纜上，利用電纜作為一次線圈，二次線圈繞在環(huán)狀鐵芯上。根據(jù)變壓器原理可知，二次線圈中的電流I2正比于一次線圈中的三相電流之和。當(dāng)未發(fā)生漏電時(shí)，一次側(cè)三相電流對(duì)稱，相量和為零，二次側(cè)無(wú)電流輸出;當(dāng)發(fā)生漏電時(shí)，一次側(cè)三相電流不對(duì)稱，其相量和不為零，二次側(cè)有零序電流輸出。在發(fā)生單相接地時(shí)，接地電流不僅可能沿著故障電纜的導(dǎo)電外皮流動(dòng)，而且也可能沿著非故障電纜外皮流動(dòng)。這部分電流不僅降低故障線路接地保護(hù)的靈敏度，有時(shí)還會(huì)造成漏電保護(hù)裝置的誤動(dòng)作。故此應(yīng)將電纜終端接線盒的接地線穿過(guò)零序電流互感器的鐵芯，如圖2-22所示。使鎧裝電纜外皮流過(guò)的零序電流，再經(jīng)接線盒的接地線回流穿過(guò)零序電流互感器，從而使穿過(guò)互感器的外皮流過(guò)的零序電流和為零，防止引起漏電保護(hù)的誤動(dòng)作。

 

　　選擇性漏電保護(hù)裝置與分路開(kāi)關(guān)配合使用。當(dāng)發(fā)生漏電時(shí)，故障線路的選擇性檢漏繼電器動(dòng)作，從而斷開(kāi)該支路的分路開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)有選擇性保護(hù)，減小停電范圍，易于查找故障線路，因此被越來(lái)越廣泛的使用。

　　本章小結(jié)

　　煤礦井下供電的環(huán)境條件是空間狹小、潮濕、存在瓦斯和煤塵等可燃和爆炸性氣體。

　　電火災(zāi)產(chǎn)生的主要原因是電網(wǎng)過(guò)電流，而過(guò)流又是由短路、過(guò)載和斷相引起的。因此預(yù)防電火災(zāi)的方法，就是防止過(guò)流的產(chǎn)生。

　　礦用電氣設(shè)備分為礦用一般型和礦用防爆型兩大類。前者用于沒(méi)有瓦斯和煤塵爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所，后者用于有瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所。礦用防爆型設(shè)備常用的有隔爆型和本質(zhì)安全型，前者具有耐爆性和隔爆性，后者具有本質(zhì)安全電路。前者用于主回路，后者用于通訊、監(jiān)測(cè)、信號(hào)等回路。

　　過(guò)流保護(hù)裝置又分為短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)和斷相保護(hù)。短路保護(hù)要求瞬間動(dòng)作，后兩者可以按反時(shí)限延時(shí)動(dòng)作。熔斷器是一種最簡(jiǎn)單的過(guò)流保護(hù)裝置，但對(duì)電動(dòng)機(jī)只能做短路保護(hù)。各種繼電器必須與接觸器或脫扣器配合實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)，其中熱繼電器只適用于做過(guò)載保護(hù)，電子繼電器具有功能完善、保護(hù)齊全、靈敏可靠、調(diào)控方便等優(yōu)點(diǎn)，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，用單片機(jī)集成電路，取代分立電子元件電路，使其優(yōu)點(diǎn)更為突出，在礦井供電和電力控制中獲得了廣泛的應(yīng)用。相敏過(guò)流保護(hù)就是一種靈敏度比較高的電子保護(hù)裝置，它可以有效地區(qū)分電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流和遠(yuǎn)點(diǎn)短路電流。

　　預(yù)防觸電的措施主要有避免觸及帶電體和減少觸電危險(xiǎn)。前者主要將帶電體高架或加裝外殼并采取閉鎖;后者主要從減少人體觸電電流、觸電電壓和觸電時(shí)間等著手。

　　向井下供電變壓器中性點(diǎn)采用不接地方式，系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障或者人身觸電事故所產(chǎn)生的危害程度較小，但電網(wǎng)對(duì)地電容較大時(shí)，其危害程度增加，需采用中性點(diǎn)經(jīng)電感線圈或高電阻接地方式。并采用漏電保護(hù)和保護(hù)接地措施來(lái)保證人身安全和防止漏電點(diǎn)燃瓦斯和電雷管。

　　保護(hù)接地的關(guān)鍵是接地電阻小于規(guī)定值，因此保護(hù)接地應(yīng)組成系統(tǒng)，各組成部分的規(guī)格和設(shè)置必須符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。

　　漏電保護(hù)又分為無(wú)選擇性和有選擇性的。前者采用附加直流電源的原理，后者采用零序電流方向的原理。

　　過(guò)流保護(hù)、保護(hù)接地、漏電保護(hù)組成井下三大保護(hù)。

　　復(fù) 習(xí) 題

　　(1) 電火災(zāi)的產(chǎn)生的原因是什么?如何防止其產(chǎn)生?熄滅電火災(zāi)在有哪些方法，應(yīng)注意什么問(wèn)題?

　　(3) 電氣方面引起瓦斯和煤塵爆炸的原因有哪些?

　　(4) 隔爆型電氣設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么?什么是它的隔爆性及耐爆性?對(duì)此有哪些具體要求和規(guī)定?

　　(5) 什么是本質(zhì)安全型電氣設(shè)備和本質(zhì)安全電路?如何實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全電路?試說(shuō)明本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的基本特點(diǎn)及其適用范圍。

　　(6) 什么是本質(zhì)安全型關(guān)聯(lián)電氣設(shè)備?在使用這種電氣設(shè)備時(shí)應(yīng)特別注意哪些問(wèn)題?

　　(7) 煤礦井下常見(jiàn)的過(guò)流故障有哪幾種?它們各自的危害如何?主要預(yù)防措施有哪些?

　　(8) 對(duì)短路保護(hù)裝置有哪些要求?常用的短路保護(hù)裝置有哪些?

　　(9) 試說(shuō)明熔斷器的保護(hù)工作原理。熔斷器中的熔件為什么不能用鐵絲、銅絲、鋁絲等代替?使用中還應(yīng)注意哪些問(wèn)題?

　　(10) 熔斷器有哪些主要參數(shù)?熔斷器的額定電流與熔體的額定電流二者有何聯(lián)系和區(qū)別?

　　(11) 過(guò)流繼電器有哪種幾類型?說(shuō)明它們各自的保護(hù)功能及優(yōu)缺點(diǎn)。

　　(12) 對(duì)過(guò)載保護(hù)裝置的基本要求是什么?常用的過(guò)載保護(hù)裝置有哪些?

　　(13) 熱繼電器有哪些主要參數(shù)?熱繼電器和熱元件的額定電流與整定電流應(yīng)滿足何種關(guān)系?

　　(14) 井下人體電阻、極限安全電流，安全接觸電壓各取何值?

　　(15) 預(yù)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?

　　(16) 為什么向井下供電的變壓器中性點(diǎn)禁止接地?

　　(17) 說(shuō)明保護(hù)接地的工作原理和保護(hù)接地實(shí)現(xiàn)保護(hù)的關(guān)鍵。

　　(18) 井下保護(hù)接地網(wǎng)是怎樣組成的?為什么要組成井下保護(hù)接地網(wǎng)?

　　(19) 井下電網(wǎng)的漏電有什么危害?

　　(20) 說(shuō)明檢漏繼電器的作用是什么?