煤礦井下電氣保護(hù)

煤礦井下電氣保護(hù)
在供電系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，往往由于電氣設(shè)備絕緣損害，操作維護(hù)不當(dāng)以及外力破壞等原因，造成短路、漏電、斷想等故障或其他不正常的運(yùn)行狀態(tài)，影響礦井的正常生產(chǎn)，甚至危及人身安全或造成大的瓦斯、煤塵爆炸事故。因此，供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，必須及時(shí)采取有效的電氣保護(hù)措施排除隱患，以免產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。
一、井下保護(hù)接地
在煤礦井下由于工作條件惡劣，造成對(duì)地絕緣電阻降低，人體接觸帶電體時(shí)，很有可能發(fā)生危險(xiǎn)，為此，井下供電設(shè)備采取了保護(hù)接地的措施。
在井下變壓器中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備正常情況下不帶電的金屬外殼和構(gòu)架用導(dǎo)線(xiàn)與埋在地下的接地極連接起來(lái)，成為保護(hù)接地。這樣，人身觸及這種帶電的設(shè)備金屬外殼時(shí)，由于接地連接導(dǎo)線(xiàn)；接地極和土壤三者的總電阻比人身電阻要小幾十倍，因此，漏電故障電流大部分將通過(guò)接地極流入大地，通過(guò)人身的電流就很小了，對(duì)人身不會(huì)有傷害。因此，《煤礦安全規(guī)程》第482條規(guī)定：電壓36伏以上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，鎧裝電纜的鋼帶(或鋼絲)、鉛皮或屏蔽護(hù)套等，都必須有保護(hù)接地。
為了保證人身安全，對(duì)井下設(shè)置的所有接地連接導(dǎo)線(xiàn)、接地母線(xiàn)、接地極、電纜的接地芯線(xiàn)等保護(hù)接地

部件，人人都要愛(ài)護(hù)，保證它們連接可靠，正常發(fā)揮安全保護(hù)作用。
如某礦井下一電工，受命給原來(lái)故障局通電纜接線(xiàn)，安裝好后送電，發(fā)現(xiàn)局通不轉(zhuǎn)，電工向前檢查局通，當(dāng)手觸及到局通時(shí)，電工倒地身亡。這是一起在沒(méi)有接地保護(hù)的情況下，因一相觸及外殼帶電，人員觸及帶電設(shè)備外殼而造成的觸電傷亡事故。
二、井下漏電保護(hù)
當(dāng)井下采用中性點(diǎn)不接地的供電系統(tǒng)和保護(hù)接地措施提高了電網(wǎng)的安全程度，但仍存在一些缺點(diǎn)，如：電網(wǎng)對(duì)地絕緣電阻下降過(guò)大，當(dāng)人體觸電時(shí)，流經(jīng)人體的電流仍將達(dá)到危險(xiǎn)值；電網(wǎng)一相接地故障常常不易發(fā)覺(jué)，這將對(duì)人身觸電及瓦斯爆炸造成更大的危險(xiǎn)；當(dāng)人體直接觸及帶電體時(shí)，保護(hù)接地也不起作用等等。為此井下供電系統(tǒng)還必須裝設(shè)漏電保護(hù)裝置。
（一）漏電保護(hù)的作用
（1）防止人身觸電。漏電保護(hù)可以縮短人身觸電的時(shí)間，降低通過(guò)人身的電流，從而保證人身的安全。
（2）防止漏電流燒毀電氣設(shè)備。在電網(wǎng)中出現(xiàn)漏電故障后，漏電保護(hù)裝置先動(dòng)作，將故障排除，避免漏電流長(zhǎng)期存在。
（3）防止漏電電流引起礦井瓦斯，煤塵爆炸的危險(xiǎn)。
（4）對(duì)于由短路引起的接地故障，漏電保護(hù)還可起短路保護(hù)的后備保護(hù)作用，一旦短路保護(hù)裝置拒動(dòng)，漏電保護(hù)裝置還可使開(kāi)關(guān)跳閘。
（二）檢漏繼電器
1、漏電保護(hù)裝置：檢漏保護(hù)裝置又叫檢漏繼電器一般裝設(shè)在井下變電所，低壓總饋電開(kāi)關(guān)的負(fù)荷側(cè)。為保證工作可靠，應(yīng)水平安置在特制的架子上。檢漏裝置應(yīng)靈敏可靠，嚴(yán)禁甩掉不用。
2、檢漏繼電器的主要保護(hù)功能有兩條：第一是當(dāng)系統(tǒng)漏電，并且其火花能量達(dá)到能夠引起爆炸性瓦斯爆炸時(shí)，在瓦斯還沒(méi)有來(lái)得及爆炸之前，就自動(dòng)將故障電源切斷；第二是人身觸及一相火線(xiàn)或帶電的設(shè)備金屬外殼時(shí)，如果流過(guò)人身的電流大小有可能使人觸電傷亡，在人身還沒(méi)有觸電感覺(jué)之前，它就將人身觸及部分的電源切斷了。它既可防止漏電火花引起瓦斯爆炸，又可防止人身觸電傷亡，確實(shí)是一種與煤礦井下工人的安全和礦井安全直接有關(guān)的重要安全保護(hù)器。
如某礦回風(fēng)巷，作業(yè)人員帶電移動(dòng)開(kāi)關(guān)和干式變壓器，由于干式變壓器電源電纜芯線(xiàn)外絕緣磨破，芯線(xiàn)接觸外殼，而采區(qū)變電所內(nèi)漏電繼電器觸點(diǎn)燒壞，系統(tǒng)在無(wú)漏電保護(hù)狀態(tài)下運(yùn)行，使干式變壓器外殼一直帶電，兩名工人手扶外殼觸電死亡。
《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：井下低壓饋電線(xiàn)上，必須裝設(shè)帶有檢漏保護(hù)裝置或有選擇性的漏電保護(hù)裝置保證自動(dòng)切斷漏電的饋電線(xiàn)路。
（三）井下常見(jiàn)的漏電故障
1、運(yùn)行中的電氣設(shè)備絕緣部分受潮或進(jìn)水、電纜長(zhǎng)期浸泡在水中，使相與地之間的絕緣電阻下降到危險(xiǎn)值或以下，造成一相接地漏電。
2、鎧裝電纜受機(jī)械或其它外力的擠壓、砍砸、過(guò)度彎曲等而產(chǎn)生裂口或縫隙，長(zhǎng)期受潮氣或水分侵蝕，使絕緣損壞而漏電。
3、礦用橡套電纜因砍砸、擠壓或針刺，造成火線(xiàn)與地線(xiàn)直接接通或火線(xiàn)通過(guò)屏蔽層與地線(xiàn)接通，或者是通過(guò)潮氣形成漏電通道，甚至使導(dǎo)電芯線(xiàn)裸露。
4、電纜與電氣設(shè)備連接時(shí)，由于火線(xiàn)接頭壓接不牢、封堵不嚴(yán)、接線(xiàn)嘴壓板不緊，移動(dòng)時(shí)接頭脫落，造成一根火線(xiàn)與外殼搭接或接頭發(fā)熱燒壞而漏電。
5、電氣設(shè)備內(nèi)部的連接線(xiàn)頭脫落、長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷運(yùn)行等使絕緣損壞造成一相火線(xiàn)接外殼而漏電。這種故障在電動(dòng)機(jī)內(nèi)比較多見(jiàn)。
6、維修電氣設(shè)備時(shí)，由于停錯(cuò)電、送錯(cuò)電或施工不慎造成人身觸及一相火線(xiàn)而漏電。
7、維修電氣設(shè)備時(shí)，由于工作馬虎，將工具、導(dǎo)電材料、導(dǎo)電物件遺留在設(shè)備內(nèi)，造成一相火線(xiàn)接外殼而漏電。
8、電氣設(shè)備內(nèi)部任意增設(shè)其它部件，使帶電部分與外殼之間的電氣距離小于規(guī)定值，造成火線(xiàn)對(duì)外殼漏電接地。
9、電纜與電氣設(shè)備連接時(shí)，由于接錯(cuò)線(xiàn)．使一相火線(xiàn)接外殼而漏電。
從上述故障可見(jiàn)，只要按章作業(yè)，加強(qiáng)維護(hù)和巡回檢查，漏電故障是完全可以避免的。
三、井下低壓電網(wǎng)的過(guò)流保護(hù)
井下低壓電網(wǎng)上除采用保護(hù)接地和裝設(shè)漏電保護(hù)裝置外，還須裝設(shè)過(guò)流保護(hù)裝置，當(dāng)?shù)蛪弘娋W(wǎng)發(fā)生短路、過(guò)載斷相故障時(shí)，能迅速切斷電源，防止更大事故的發(fā)生。
（一）短路
在三相供電系統(tǒng)中有兩根或三根火線(xiàn)直接碰接在一起；在直流系統(tǒng)中兩根電源線(xiàn)直接碰接在一起，用電設(shè)備就被碰接點(diǎn)“短路”了。這時(shí)從碰接點(diǎn)到電源之間將流通強(qiáng)大的短路電流，這種電流要比正常工作電流大幾十倍。上述故障都叫短路。
短路狀態(tài)下，電流不經(jīng)過(guò)負(fù)載，而直接流回電源，此時(shí)電路電流將比正常狀態(tài)增大幾十以至幾百倍。此種電流稱(chēng)短路電流，短路電流危害極大，可燒毀電氣設(shè)備，引起火災(zāi)；造成瓦斯煤塵爆炸；使供電電網(wǎng)電壓下降，影響電網(wǎng)其它部分正常工作。
所以說(shuō)，短路是最危險(xiǎn)的電氣事故，必須采取各種有效措施，防止發(fā)生短路事故。萬(wàn)一發(fā)生短路事故時(shí)，必須有可靠的短路保護(hù)裝置，保證切斷電源，防止事故范圍擴(kuò)大。
（二）過(guò)負(fù)荷
過(guò)負(fù)荷是指電動(dòng)機(jī)或變壓器等的工作電流長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)額定值的現(xiàn)象。長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)負(fù)荷會(huì)使電動(dòng)機(jī)急劇發(fā)熱，當(dāng)溫升超過(guò)絕緣材料的允許值時(shí)，在一定的時(shí)間 內(nèi)會(huì)導(dǎo)致絕緣損壞，造成電動(dòng)機(jī)燒毀，若不及時(shí)切出故障，會(huì)引起更大事故。在煤礦井下，尤其采掘工作面由于電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)，電網(wǎng)電壓過(guò)低，超載運(yùn)行（如運(yùn)輸機(jī)壓煤過(guò)多）等客觀原因都容易造成過(guò)負(fù)荷。
（三）斷相
斷相是指三相交流電動(dòng)機(jī)的一根相線(xiàn)或一相繞
組斷線(xiàn)的現(xiàn)象。
四、變壓器
發(fā)電廠(chǎng)輸送的低電壓變成高電壓或高電壓變成低電壓的設(shè)備統(tǒng)稱(chēng)為變壓器。
電力變壓器主要是由鐵芯、套在同一鐵芯上的高、低壓線(xiàn)圈和外殼三大件組成。變壓器所以能改變電壓，主要是高壓線(xiàn)圈的匝數(shù)多，低壓線(xiàn)圈的匝數(shù)少。變壓器的一次電壓和二次電壓之比，等于兩個(gè)線(xiàn)圈的匝數(shù)之比。這一比值就叫做變壓器的變壓比。因此，只要改變高壓線(xiàn)圈和低壓線(xiàn)圈的匝數(shù)之比，即可改變電壓。
井下供電用的變壓器都是礦用一般型或隔爆型變壓器。礦用一般型變壓器的外殼(油箱)符合對(duì)礦用一般型電氣設(shè)備的要求，油箱內(nèi)充有變壓器油。隔爆型變壓器的外殼具有隔爆性能，而且內(nèi)部沒(méi)有變壓器油，是干式變壓器。
思考題
1、什么叫保護(hù)接地？
2、為什么必須安裝檢漏繼電器？
3、什么叫短路、過(guò)負(fù)荷、斷相？