井下电气设备及保护(一)

第一章井下电器三大保护煤矿井下供电系统的过流保护、漏电保护、接地保护统称为煤矿井下电器的三大保护。

井下电器系统的三大保护是保证井下供电、用电平安的可靠措施。

第一节漏电保护当电气设备或导线的绝缘损坏或人体触与一相带电体时，电源和大地形成回路，有电流流过的现象，称为漏电。

井下常见的漏电故障可分为集中性漏电和分散性漏电两类。

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

分散性漏电是指某条电缆或整个网络对地绝缘水平均匀下降或低于允许绝缘水平。

一、漏电的危害与原因１．漏电的危害漏电会给人身、设备以致矿井造成很大威胁，其危害主要有四个方面：〔１〕人接触到漏电设备或电缆时会造成触电伤亡事故。

〔２〕漏电回路中碰地碰壳的地方可能产生电火花，有可能引起瓦斯煤尘爆炸。

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

〔４〕电气设备漏电时不与时切断电源会扩大为短路故障，烧毁设备，造成火灾。

２．漏电的原因DOC〔１〕电缆和电气设备长期过负荷运行，使绝缘老化而造成漏电。

〔２〕运行中的电气设备受潮或进水，造成对地绝缘电阻下降而漏电。

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

〔４〕电气设备内部随意增加电气元件，使外壳与带电局部之间电气间隙小于规定值，造成某一相对外壳放电而发生接地漏电。

〔５〕橡套电缆受车辆或其它器械的挤压、碰砸等，造成相线和地线破皮或护套破坏，芯线裸露而发生漏电。

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

〔７〕电气设备内部遗留导电物体，造成某一相碰壳而发生漏电。

〔８〕设备接线错误，误将一相火线接地或接头毛刺太长而碰壳，造成漏电。

〔９〕移动频繁的电气设备的电缆反复弯曲使芯线局部折断，刺破电缆绝缘与接地芯线接触而造成漏电。

〔１０〕操作电气设备时，产生弧光放电造成一相接地而漏电。

井下电气设备管理井下电气设备是指安装在井下工作环境中的各种电气设备，包括电动机、发电机、配电柜、电缆等。

在井下工作环境中，电气设备的管理非常重要，不仅关系到工作人员的安全，还直接影响到井下工作的正常进行。

因此，井下电气设备的管理不容忽视。

井下电气设备的管理工作主要包括设备的定期检查、维护保养、故障处理等。

下面将重点介绍井下电气设备管理的具体措施。

首先，定期检查是井下电气设备管理的基础工作。

定期检查应按照设备的使用频率和重要性进行排定，重点检查设备的外观是否有损坏、接线是否松动、绝缘性能是否符合要求等。

检查时应注意使用专用工具，防止发生触电事故。

定期检查的频率应根据设备的使用情况确定，一般不超过一年。

其次，维护保养是井下电气设备管理的关键环节。

维护保养包括设备的清洁、润滑、紧固等工作。

设备清洁应定期进行，以防止积尘、湿气对设备的影响。

润滑工作主要是对设备的轴承、齿轮等部位进行润滑，以保证设备的正常运转。

紧固工作是指定期检查设备的螺丝、螺母等连接部位，并进行必要的紧固工作，以防止设备的松动。

另外，故障处理是井下电气设备管理的重要环节。

一旦发现设备出现故障，应立即停止使用，并进行排除故障的工作。

故障处理应由专业人员进行，根据设备的故障情况采取相应的处理措施。

故障处理过程中，要严格按照操作规程进行，以保证工作的安全性。

总之，井下电气设备管理是一项复杂的工作，需要专业的人员进行管理和操作。

通过定期检查、维护保养和故障处理等措施，可以有效确保井下电气设备的正常运转，保证工作人员的安全。

同时，管理人员应加强对操作人员的培训，提高其对电气设备管理的认识和操作技能。

只有做好井下电气设备管理工作，才能保证井下工作的顺利进行。

工业技术INDUSTRY TECHNOLOGY由于矿山开采环境恶劣，井下电气设备在潮湿的环境中极易产生故障。

影响了煤矿井下工作的安全进行，严重时还会造成雷管提前引爆等重大安全事故，给井下工作人员的生命安全造成了巨大威胁。

本文，笔者针对煤矿井下电气设备的运行问题，介绍了煤矿井下电气设备常出现的安全事故，并提出了相应的接地和漏电保护措施。

一、煤矿井下电气设备的接地保护1.接地保护的原理。

接地保护主要是将电气设备不带电部分的金属外壳同接地系统之间做良好的电气连接，将故障设备上的漏电电压控制在安全范围之内。

无接地保护人体接触漏电电气设备模型如图1所示，有接地保护人体接触漏电电气设备的模型如图2所示。

在图1情况下，未采用接地保护，当电源与电气设备的金属外壳相接触时，接地电流I d 通过人体和电网形成闭合回路，为简化计算，假设各相对地绝缘阻抗均相等，那么漏电设备对地电压U d 为U d =3UR r /|3R r +Z |。

（1）式（1）中，U 为电网相电压，R r 为人体电阻，Z 为电网每相对地绝缘阻抗。

由于绝缘阻抗是绝缘电阻与分布电流的并联阻抗，所以当电网分布范围不大，接用电气设备不多、且绝缘电阻较高时，漏电设备对地电压不高；但当电网分布范围大，接用电气设备较多时，绝缘电阻将明显下降。

在图2情况下，采用了接地保护，在电路中，接地电流通过人体电阻以及接地电阻R d 以及电网对地绝缘阻抗形成回路，其中接地电阻与人体电阻相关联，漏电设备的对地电压U d 为U d =3UR d /|3R d +Z |。

（2）式（2）中，R d <<|Z |，所以设备对地电压大大减小，只需要适当的控制R d ，就可以将漏电设备的对地电压控制在安全范围内，从而防止人体触电。

2.接地保护在煤矿井下电气设备中的应用。

对于井下的电气设备主要是通过将井下的各供电点的接地极用公共母线连接起来，形成保护接地网。

在该系统中，公共母线主要采用铠装的电缆金属钢带帮铅套，接地总线主要采用橡套电缆。

井下电气设备保护接地规定一、电压在36V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（钢丝）、铅皮（屏蔽护套）等必须有保护接地。

二、任一组主接地极断开时，井下总接地网上任一保护接地点的接地电阻值，不得超过2Ω。

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1Ω。

三、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，应当与主接地极连接成1个总接地网。

主接地极应当在主、副水仓中各埋设1块。

主接地极应当用耐腐蚀的钢板制成，其面积不得小于0.75m2、厚度不得小于5mm。

在钻孔中敷设的电缆和地面直接分区供电的电缆，不能与井下主接地极连接时，应当单独形成分区总接地网，其接地电阻值不得超过2Ω。

四、下列地点应当装设局部接地极:（一）采区变电所（包括移动变电站和移动变压器）。

（二）装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备。

（三）低压配电点或者装有3台以上电气设备的地点。

（四）无低压配电点的采煤工作面的运输巷、回风巷、带式输送机巷以及由变电所单独供电的掘进工作面（至少分别设置1个局部接地极）。

（五）连接高压动力电缆的金属连接装置。

(六）单独安装的馈电开关、各类型组合开关和双风机双电源风电闭锁瓦斯电闭锁组合开关。

局部接地极可以设置于巷道水沟内或者其他就近的潮湿处。

设置在水沟中的局部接地极应当用面积不小于0.6m2、厚度不小于3mm 的钢板或者具有同等有效面积的钢管制成，并平放于水沟深处。

设置在其他地点的局部接地极，可以用直径不小于35mm、长度不小于1.5m的钢管制成，管上至少钻20个直径不小于5mm的透孔，并全部垂直埋入底板；也可用直径不小于22mm、长度为1m的2根钢管制成，每根管上钻10个直径不小于5mm的透孔，2根钢管相距不得小于5m，并联后垂直埋入底板，垂直埋深不得小于0.75m。

五、连接主接地极母线，应当采用截面不小于50mm2的铜线，或者截面不小于100mm2的耐腐蚀铁线，或者厚度不小于4mm、截面不小于100mm2的耐腐蚀扁钢。

煤矿井下电气设备的接地与漏电保护摘要：过流保护、漏电保护和保护接地是保证矿井安全供电及矿井安全生产最重要的措施，也是最基本的电气保护措施，又称“三大保护”。

作为井下供电系统三大保护之一的接地保护，在预防和减少井下人身触电事故中起到了至关重要的作用。

为了保证煤矿的安全生产，煤矿管理人员必须充分重视井下电气设备的接地保护和漏电保护措施。

关键字：煤矿井下；电气设备；接地保护；漏电保护1.煤矿井下电气设备的接地保护接地保护是煤矿井下电气保护的一个重要环节，人体和接地电阻构成并联电路，接地装置可以发挥分流作用，有效降低人体的触电电流，保障井下工作人员人身安全，并且通过设置保护接地装置，电气设备外壳的漏电电流可以通过接地装置引入地下，减少漏电电流危害，防止发生煤尘或者瓦斯爆炸。

根据《煤矿井下继电器调试安装、运行维护和检修规范》和《矿井保护装置安装设计要求》，严格把关接地线、电气设备、接地极的连接和接地，按照相关规定，对煤矿井下接地保护装置进行检查并且做好记录，定时测定接地电阻，结合《煤矿井下安全规程》，接地网任何位置的接地电阻应小于2欧姆，接地极到手持式或者移动式电气设备之间的保护接地极电阻值应小于1欧姆，一旦超出这个界限，应仔细分析原因，有针对性地进行调整。

1.1井下保护接地装置的要求接地电阻的大小，将直接影响到电气设备金属外壳对地电压的高低，而单个接地极很难达到安全的要求，因此，井下采用保护接地网以尽量减小接地电阻的数值为好，根据《煤矿安全规程》对保护接地相关的要求，具体可以参考相关要求。

1.2 井下保护接地装置的安装检查与维护1.2.1井下保护接地装置的安装（1）主接地极两个主接地极分别安装在主、副水仓，并保证其工作时总是埋在水中。

为了检修时提升方便，应设置专用吊环和吊绳。

另外，在制作时，主接地极及其接地导线必须焊接在一起。

而安装时，接地导线和接地母线之间只好用螺栓连接，但应保证接触良好，并不承受过大的拉力。