煤矿综采实用电工13章.docx
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煤矿综采实用电工13章
煤矿综连采实用电工
第0章煤矿瓦斯与煤尘爆炸概述
我国煤炭资源丰富,但是人均占有量与国外相比相对较少,煤炭生产和管理水平及不平衡,国有煤矿机械化程度较高,管理比较完善;而地方煤矿机械化程度较低,管理较差。
从回收率来看,国有煤矿约占30%,而地方煤矿约占10%,资源浪费严重。
我国煤矿瓦斯灾害同世界各主要产煤国家相比,较为严重,高瓦斯矿井和突出危险的矿井占矿井总数的44%左右,随着开采深度的增加,瓦斯灾害显得越来越突出。
我国政府非常重视瓦斯灾害的预防和治理工作,特别是80年代以来,每年都召开一次防治瓦斯工作的专业会议,多次研究防治瓦斯事故的对策,制定了一整套制度和各项管理规定。
至2005年止,《煤矿安全规程》历经8次修订,其内容是随着煤炭行业的技术进步和体制改革而不断完善,是生产实践中成功经验和失败教训的总结,尤其是失败的教训,更是煤矿职工生命和鲜血换来的。
全国煤炭产业工人队伍庞大,人数较多,生产一线工程技术人员较少,地方煤矿更少,甚至部分地方煤矿根本没有工程技术人员。
职工队伍整体素质较低,蛮干、胡干司空见惯。
煤矿安全投入严重不足,煤矿井下特大事故的发生就不足为奇。
0.1我国煤矿瓦斯与煤尘爆炸概述
1949年至1995年全国重特大瓦斯煤尘爆炸事故发生的基本情况:
从事故发生地点看,1949年~1995年,国有重点矿务局一次死亡3人以上的瓦斯事故361次,死亡6931人。
这些事故发生在掘进工作面的156次,占43.21%,死亡2691人,占38.83%;发生在采煤工作面的131次,占36.29%,死亡2271人,占31.99%;发生在巷道和其它地点的74次,占20.50%,死亡1969人,占24.88%。
1960年5月9日13时45分,大同矿务局白洞矿发生重大煤尘爆炸事故,死亡684人,是建国以来最大的一起事故。
从瓦斯煤尘积聚原因看,在前述361次瓦斯事故中,由于通风系统问题的53次,占14.68%;由于局部通风机停风的56次,占15.51%;由于风量不足的56次,占15.51%;由于巷道局部无风的26次,占7.2%;由于盲巷积存瓦斯的24次,占6.65%;由于采空区积存瓦斯的39次,占10.8%,由于放炮后积聚瓦斯的27次,占7.48%;由于违章排放瓦斯的13次,占3.6%;由于打循环风的7次,占1.94%;由于地质条件变化涌出瓦斯的6次,占1.66%;由于其它原因引起瓦斯积聚的54次,占14.96%。
从引爆火源看,由于电气火花的150次,占41.55%;由于放炮火源的108次,占29.92%;由于摩擦撞击的31次,占8.59%;由于吸烟明火的7次,占1.94%;由于其它火源的65次,占18.01%。
从企业性质看,1949年~1995年全国煤矿共发生一次死亡3人以上瓦斯事故3343次,死亡28140人。
其中,乡镇煤矿2102次,占62.49%,死亡13555人,占48.16%。
可以看出,乡镇煤矿的瓦斯事故占有相当大的比重。
0.2瓦斯煤尘爆炸的原因
1.违反技术政策和法律法规开采。
有的矿井通风系统不合理,降尘措施不完善;有的矿井风量不足;有的矿井采空区和盲巷封闭和处理不及时,形成瓦斯库。
2.通风管理不善。
有的矿井掘进作业工作面没有严格执行“三专两闭锁”的要求;有的风筒口距离掘进工作面太远,导致掘进工作面风量过小,微风作业,瓦斯积聚;有的矿井配风不合理,漏风或风流短路,形成瓦斯积聚。
3.瓦斯检查制度执行不严。
有的矿瓦斯检查员责任心不强,业务素质不高,甚至做假记录;有的矿瓦斯监测遥控系统安装不合理或检修不及时,没有发挥其应有的作用;有的矿井瓦斯检查工人数不足,有空班漏检现象。
4.瓦斯抽放没有达到技术要求值。
部分有煤与瓦斯突出的矿井,没有采取预抽卸压、开采解放层等措施,导致煤与瓦斯突出事故的发生;有的矿抽放瓦斯效果不佳,开采时瓦斯超限。
5.供电系统及设备管理不善。
有的地方煤矿电气设备失爆,隔爆接合面严重锈蚀,甚至有的磁力起动器可从动力电缆喇叭看到接线柱;漏电保护装置整定不准确,动力电缆带病运行,接地点产生危险的火花;现代综合机械化采煤工作面设备装机功率之大,控制设备采用先进的电子保护装置或微电脑控制,检修电工技术水平欠佳,经常出现甩掉保护装置的情况,埋下了电缆短路的隐患;违反操作规程,带电检修,产生火花。
6.机械设备摩擦产生火花,引起瓦斯爆炸。
7.浮游煤尘是煤尘爆炸的直接原素,而沉积煤尘是局部煤尘爆炸引起采区内连续爆炸的最大隐患。
8.煤尘治理工作基础较差,欠帐较多。
有的矿未采取防尘措施或措施不力,使浮游煤尘达到了爆炸浓度,具备了爆炸条件。
9.煤矿井下的采煤、掘进、运输等各生产过程中,煤尘的生产量也急剧增加。
10.违章爆破。
炮眼少装或不装炮泥,甚至用煤粉替代;电缆漏电超前引爆电雷管;最小抵抗线小于规定值,爆破时生成高温高压冲击波及火焰,引燃瓦斯和煤尘。
11.着火引起瓦斯煤尘爆炸。
采空区或旧巷道未及时封闭,残煤自燃发火;密闭管理不严,火区复燃;违章电焊;井下吸烟等。
0.390年代以来国有重点煤矿发生特大瓦斯爆炸的特点及问题
1991年~1999年国有重点煤矿累计发生87起一次死亡10人以上的特大瓦斯爆炸事故;
1.特点
(1)多发生在一些大局、老局、甚至一些现代化矿井。
如1993年10月27日10时32分,山西大同矿务局晋化宫煤矿南山井7号层303盘区8317工作面皮带巷,发生一起瓦斯爆炸事故,死亡28人;1999年2月14日6时10分,黑龙江省七台河矿业精煤(集团)有限责任公司新建煤矿九采区406采煤队废机道巷,发生一起特大瓦斯爆炸事故,死亡48人;1999年8月24日17时许,河南省平顶山市韩庄矿务局二矿发生特别重大瓦斯煤尘爆炸事故,造成55人死亡。
(2)一些事故出现扩大化。
如2002年6月20日,黑龙江省鸡西矿业集团城子河煤矿发生特大瓦斯爆炸事故,死亡124人;2003年10月14日江西省丰城矿务局建新煤矿发生特大瓦斯爆炸事故,死亡49人;2004年11月20日22时40分,河南省郑州煤业(集团)大平煤矿井下一掘进工作面发生瓦斯爆炸事故,死亡147人;2004年11月28日7时许,陕西省铜川矿务局陈家山煤矿发生特大瓦斯爆炸事故,死亡166人。
(3)在发生事故地点中,回采工作面所占的比例上升。
(4)一些低瓦斯矿井也发生特大瓦斯爆炸事故。
2.暴露出的问题
(1)一些老矿、大型矿井进行改扩建或转入深部开采,瓦斯涌出量明显增加,客观上增加了通风瓦斯管理的难度。
(2)一些煤矿从开采设计到组织生产过程中,没有认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针,生产和安全出现不协调现象。
(3)前几年由于煤炭市场疲软,煤炭生产单位经济效益不好,严重影响了煤矿安全投入。
(4)煤矿生产一线的工程技术人员严重短缺。
由于招生困难,一些矿业学院纷纷改头换面或被合并,煤矿工程类的专业招生人数锐减,煤矿企业要不来人员,毕业的学生也不愿意从事煤炭行业。
(5)目前在防治瓦斯技术上,还有许多课题需要科研攻关解决。
如低透性煤层瓦斯抽放、煤与瓦斯突出预测预报问题等。
0.4防治瓦斯煤尘爆炸事故的措施
1.重用人才,加强培训,科学管理。
吸引学有成就、敬业爱岗的煤炭工程技术毕业生到生产一线来,发挥他们长处。
加强培训,提高职工防治瓦斯、煤尘事故的素质和意识,要坚持“管理、装备、培训并重”的原则,要树立以人为本的观念,以搞好“一通三防”为中心,建立建全各项规章制度,责任到人,科学管理。
2.加强技术装备,提高抗御瓦斯煤尘灾害的能力。
依靠科技进步,提高“一通三防”的现代化水平。
具体地讲,一是要装备瓦斯遥测仪、瓦斯断电仪、风电瓦斯闭锁;二是高瓦斯和突出的矿井,采掘工作面、回风巷、机电峒室重要场所都要安装瓦斯传感器、温度传感器及一氧化碳传感器,将采集的数据送往矿井监测监控系统进行控制;三是瓦斯检查工、爆破工、区队长、班组长都应配备便携式瓦斯检测仪或瓦斯报警矿灯;四是高瓦斯和瓦斯突出的矿井要装备移动式瓦斯抽放泵站和对旋式局部通风机。
3.加强“一通三防”工作的领导,做到责任落实,管理到位。
保证“一通三防”所需要的人、财、物。
4.加强通风管理,防止瓦斯积聚。
改造不合理的通风网络,降低风阻,堵塞漏风,提高风量。
加强对掘进工作面的通风管理,严格执行“三专两闭锁”。
5.加强机电设备的维护,提高设备的防爆性能,严禁带电检修,严禁甩掉保护装置,确保短路、漏电、接地三大保护运行正常。
6.严格遵守放炮管理制度,坚持“一炮三检”制度和“三人连锁”放炮制度。
7.加强瓦斯抽放和瓦斯管理。
8.关闭小规模矿井,由大矿兼并,因为地下资源属于国家所有。
第1章煤矿井下安全用电
煤矿井下安全用电是保证矿井安全生产的关键之一。
井下环境恶劣,容易发生各种电气事故,工作人员可能触电,电火花可能点燃瓦斯和煤尘,形成特大事故。
因此,需要采取各种预防措施和设置必要的保护装置,才能提高矿井生产的安全水平。
本章主要介绍漏电与触电及其预防措施。
1.1漏电与触电
1.漏电
《煤矿安全规程》第443条“严禁井下配电变压器中性点直接接地。
严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。
”
对于煤矿中性点绝缘的供电系统中,发生单相接地(包括直接接地和经过渡阻抗接地)或两相、三相对地的总绝缘阻抗下降到危险值的故障叫做漏电故障,简称漏电。
在这种供电系统中,人身触及一相带电导体的情况,属于单相经过渡阻抗接地,对人来说发生了触电,对整个供电系统来说发生了漏电。
根据煤矿井下电网的实际情况,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,是指发生在电网中的某一处或某一点,而其余部分的对地绝缘水平仍然正常的漏电;分散性漏电,是指整条线路或整个电网的对地绝缘水平均匀下降到低于允许水平的漏电。
煤矿井下电网中,集中性漏电又分为长期集中性漏电、间歇集中性漏电和瞬间集中性漏电三种类型。
长期集中性漏电是指电网中的某一设备或电缆,由于某种原因使绝缘击穿或带电导体碰壳而造成漏电故障,如果没有相应的保护装置,或保护装置拒动,则这种漏电故障将长期存在;间歇集中性漏电,是指电网内某台控制设备的负荷端,由于某种原因使绝缘击穿、带电导体碰壳而发生漏电故障。
如磁力起动器负荷侧的电缆和所控制的电动机回路发生间歇性漏电时,其现象为,磁力起动器合闸后,这部分电缆就发生漏电,磁力起动器跳闸后,漏电故障消失;瞬间集中性漏电,是指其他接地的导体或人员偶尔触及设备的带电部分后,立刻又分开或摆脱的情况。
漏电可分为单相漏电、二相漏电和三相漏电三类,单相漏电和二相漏电属于不对称性故障,三相漏电属于对称性故障。
下面以煤矿低压供电系统单相漏电为例,做一说明。
设L1相经过渡电阻接地,漏电电流回路如图1-1所示。
此时,漏电电流Ile经过渡电阻Rtr入地,经过L2、L3两相对地分布电容和绝缘电阻流回电网,再经L2、L3线路和变压器绕组回到中性点。
若用人体电阻Rma代替过渡电阻Rtr,则电流Igr就是通过人身的触电电流Ima;当过渡电阻Rtr=0时,电网发生直接接地故障,此时,漏电电流Igr最大。
图1-1漏电电流回路示意图
2.漏电的原因
煤矿井下供电系统中发生漏电的原因,大致分为以下几个方面。
1)电气设备或电缆绝缘损坏引起漏电
(1)开关设备。
由于煤矿井下环境潮湿,开关设备在长期使用过程中,绝缘底板及绝缘套管受潮,造成漏电;设备内部元器件连接导线绝缘老化,金属导线碰壳,发生漏电。
(2)电动机。
长期使用的电动机,工作时绕组发热膨胀,停机后冷却收缩,热胀冷缩使绝缘形成缝隙,潮气侵入,长时间绝缘老化,造成漏电;电动机过载运行,温度升高,绝缘老化,长时间造成漏电或烧毁电动机;电动机内部引线焊接头脱落,碰壳产生漏电。
(3)电缆。
长期运行的电缆,由于绝缘老化或潮气侵入,绝缘电阻降低,发生漏电;在运行中由于过电压的冲击,绝缘水平较低的部位击穿,发生集中性的漏电;长期运行的电缆,由于过负荷,绝缘老化,发生漏电。
2)电缆的接线安装不当引起漏电
对矿用屏蔽电缆接线时,由于屏蔽层(线)压在动力回路接线柱上,通电后造成漏电;接线操作不规范,接头松动或“毛刺”与金属外壳相碰发生漏电;
3)管理不完善造成电缆漏电
向移动式设备供电电缆,在工作过程中电缆被卡,拉力大于电缆的机械强度,造成绝缘损坏而漏电;悬挂违反规定,如悬挂在铁丝或铜丝上,长时间,绝缘损坏,发生漏电;外力作用使电缆绝缘损坏,发生漏电;长时间浸泡在水中,绝缘受潮,发生漏电;长时间散热不良,绝缘老化,发生漏电;短路电流的热效应,使电缆绝缘老化,发生漏电等。
3.煤矿井下电网发生漏电的危害
1)发生人身触电事故
运行中的电气设备漏电,若漏电保护装置拒动时,其设备外壳带电,工作人员因工作的需要接触设备的外壳时,发生人身触电事故,当流过人体电流大于30mA·s时,人身有生命危险。
煤矿井下取人体电阻Rma=1000Ω作为计算值,流过人体电流的安全极限值为30mA·s。
2)引起瓦斯和煤尘爆炸
煤矿井下空气中瓦斯浓度或煤尘在空气中悬浮的浓度达到爆炸浓度时,而漏电电流产生的火源能量达到0.28mJ或700~800℃时,即发生瓦斯或煤尘爆炸。
瓦斯爆炸往往伴随着煤尘爆炸,带来毁灭性的灾难。
3)使电雷管提前引爆
漏电电流在通过的路经上会产生电位差,漏电电流越大,所产生的电位差越大。
如果待引爆的电雷管两角线不慎与漏电回路上具有一定电位差的两点相接触,就可能使电雷管提前引爆,造成人身伤亡事故。
4)引起短路事故
长期的漏电电流,使电缆及设备的绝缘进一步损坏,最后造成短路事故。
5)烧毁电气设备,引起火灾
长期存在的漏电电流,尤其是经过渡电阻接地的漏电电流,在通过设备绝缘损坏处时,发出大量的热,使绝缘进一步损坏,甚至使可燃性材料,如非阻燃性橡胶电缆着火燃烧。
1.2预防漏电与触电的措施
煤矿井下环境恶劣,电气设备容易受潮,电气设备漏电故障经常发生,人身触电的概率较大。
因此,必须采取安全可靠的措施,来预防触电事故的发生。
(1)井下配电变压器或由地面向井下供电的变压器或发电机中性点严禁接地。
(2)井下电网采用安全可靠的漏电保护装置。
(3)井下电气设备采用保护接地。
(4)《煤矿安全规程》第446条规定:
“非专业人员或非值班人员不得擅自操作电气设备;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;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”。
《煤矿安全规程》第445条规定:
“井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线”。
(5)对于接触机会非常多的电气设备,采用较低的额定电压。
如手持式电钻、井下照明灯及信号装置等的额定电压不超过127V;井下各种控制回路的额定电压不超过36V。
(6)电机车用的架空导线,应安装在一定的高度,以避免人员误接触。
(7)将带电导体、电气元件和电缆接头等,都封闭在坚固的外壳内。
在电气设备的外壳与盖子之间应有可靠的机械闭锁装置,以保证在接通电源之后,不能打开外盖;未合上外盖之前不能接通电源,便可防止带电检修,发生触电事故。
(8)加强对电气设备的运行维护,定期对电气设备进行检修、检查和试验,性能指标达不到要求值时,应立即更换。
1.3漏电保护
为了防止人身触电伤亡,漏电电流引爆瓦斯、煤尘。
对于煤矿井下中性点绝缘的供电方式,漏电保护有多种方式,如附加电源直流检测式、零序电压式、零序电流式、零序功率方向式保护、旁路接地式等。
1.对漏电保护的要求
漏电保护应满足全面、安全、可靠、动作灵敏及具有选择性的基本要求。
1)保护全面
煤矿井下低压电网,绝大多数是一台动力变压器为一个供电单元,漏电保护范围应覆盖整个低压供电单元,没有动作死区,低压电网在运行中,无论该单元内何处发生什么类型(对称或不对称)漏电故障,都能起到作用,切断动力电源,称为漏跳闸。
开关在合闸前,如果被控制的线路发生漏电故障时,闭锁馈电开关,使之不能对已漏电的线路或设备送电。
2)安全
煤矿井下低压电网人身触电电流应小于等于30mA·s,也就是说,从最严重的触电事故发生到电源被切除的时间乘以流过人身的电流,其乘积不超过30mA·s。
所以,提高保护装置动作的速度和降低流过人身的电流对人身安全有重要的作用。
对于单相接地或其他集中性的漏电故障,从不引起瓦斯煤尘爆炸的角度看,应保证在切断电源或发生间歇性漏电时,接地点的漏电火花能量应小于0.28mJ。
3)动作可靠
动作可靠,一是保护装置自身应有较高的可靠性,不出现故障;二是保护性能可靠。
即当本供电单元发生漏电故障时,它一定动作,而不拒动;而当本供电单元内发生非漏电故障或本供电单元外发生任何故障时,它一定不动作,即不误动。
4)动作灵敏
动作灵敏是指漏电保护装置对漏电故障的反应能力。
对临界漏电故障也必须具有较强的反应能力。
5)漏电保护的选择性
设置漏电保护的选择性,其目的是将漏电故障时的停电范围尽可能的减小。
其要求是,在煤矿井下供电单元中只切除故障部分的电源,而不切除非故障部分的电源。
2.漏电保护原理概述
1)附加电源直流检测式
JY82检漏继电器直流检测回路如图1-2所示。
在运行中,交流电网上有直流检测电流通过。
也就是说,在三相电网对地的绝缘电阻上有一直流电流流通,该电流来监视电网对地绝缘电阻的数值。
图1-2JY82检漏继电器直流回路
未发生漏电时,动力回路对地绝缘电阻r1=r2=r3,且数值大于要求值,动力回路对地的分布电容C1、C2、C3大小相等。
对运行中的三相电网而言,相当于电源带有对称的星形接线“负载”,该“负载”称为对地阻抗,对地阻抗的中性点(大地)与电源的中性点N等电位。
对直流检测电流来讲,直流检测电流I的通路为:
L+→大地→电网对地绝缘电阻r1、r2、r3(三相并联)→电网→三相电抗器1L→零序电抗器2L→kΩ表→直流继电器KD线圈→L-。
由于电网对地绝缘电阻数值大于规定值,直流检测电流数值很小,继电器KD不动作,供电单元馈电开关不跳闸,电网运行正常。
在运行中发生人身触电或漏电时,对三相电网来说,对地阻抗不对称,大地与电源中性点不等电位,流过人身的触电电流(交流有效值)大于30mA时,有生命危险;接地点的漏电火花能量大于0.28mJ时,可能引燃瓦斯或煤尘,形成大事故;或者超前引爆电雷管。
对于直流回路,等效的绝缘电阻数值减小,直流检测电流增大,直流继电器动作,其常开接点闭合,接通供电单元中馈电开关跳闸线圈的电源使其跳闸,切除漏电故障的电源,起到保护作用。
直流检测电流多大时,继电器才动作。
它是根据人身触电时,流过人身交流电流的安全极限值为30mA而计算求得。
对于直流回路,三相电网对地的绝缘电阻是并联的,因此低压电网的单相、二相、三相漏电的动作电阻值,应为1∶2∶3。
不同的电压等,其漏电压动作电阻值不相同,我国煤矿井下低压电网现行的直流检测型检漏继电器的动作电阻值如表1-1所示。
表1-1漏电保护动作电阻值
漏电种类
电压/V
动作电阻值/kΩ
单相
二相
三相
380*
660
1140
3.5
11
20
7
22
40
10.5
33
60
*以30mA安全电流计算
煤矿井下人身触电电流可用下式求得
(1-1)
是人身触电电流(A);
为电源相电压(V);
为人体电阻,煤矿井下取人身电阻
=1kΩ作为计算值;
是每相电网对地的绝缘电阻(kΩ);
是交流电源的角频率,
(rad/s);C为电网对地的分布电容(F)。
低压电网对地的分布电容C(几µF~几十µF)的大小主要取决于电缆的长度、截而、绝缘材料的厚度和电介质的性质,而长度变化对C的影响最大,电缆长度越长,电网对地分布电容就越大,电容抗就越小。
接地电容器C的作用:
为了防止交流电流流入直流继电器线圈回路,引影响其工作性能,所以加一接地电容器C,见图1-2。
三相电抗器1L的作用是直流检测回路与三相交流电网连接起来的元件。
零序电抗器2L有两个作用,一是本身具有较大的电抗值(100kΩ),保证三相电抗器星形点对地绝缘水平,二是通它的电感电流来补偿漏电、人身触电时的分布电容电流。
又如JJ系列检漏继电器漏电检测电路为一桥式比较电路,如图1-3所示。
电网对地的绝缘电阻Rx构成电桥的一个桥臂,当运行中电网对地绝缘电阻大于表1-1所列数据时,Uab≥1.4V电压,后续触发电路不动作,馈电开关不跳闸;运行中电网对地绝缘电阻小表1-1的数据时,Uab<1.4V,后续触发电路动作,馈电开关跳闸,称为漏动作或漏电跳闸;当馈电开关在合闸前,继电器K1吸合,其常开接点K1-1闭合,电位器RP1与(RP2+R15)并联,仍然维持后续电路不动作时,即Uab≥1.4V时,则要求电网对地绝缘电阻RX增大,其阻值的大小为表1-1所示数值的2倍,该电阻值即为漏电闭锁电阻值。
图1-3JJ系列检漏继电器桥式比较电路
2)零序电压式漏电保护
利用漏电时产生零序电压的大小,来反应电网对地的绝缘程度,当零序电压大到一定程度时,使馈电开关跳闸。
这种漏电保护装置的缺点是动作电阻值不固定、无选择性、不能保护对称性的漏电故障等,一般用于6kV以上电网的绝缘监视装置中。
3)零序电流式漏电保护
电网中发生了非对称漏电故障时,就会产生零序电压,此时如果存在零序电流回路,则在该回路中将出现零序电流,该电流用零序电流互感器检测出来,经过信号处理电路,使继电器动作,切断故障线路。
如图1-4所示
图1-4零序电流保护装置原理图
在多个支路的辐射式电网中,如果某一个支路发生了人身触电或单相漏电故障,各个分支线路都将有零序电流通过,而人身触电电流或漏电电流便等于这些零序电流的总和。
从电源的母线端往外看,通过故障支路的零序电流,不仅大小,而且方向都和非故障支路不同。
故障支路的零序电流互感器中流过的是非故障支路零序电流之和,而其它支路的零序电流互感器中,只流过本支路的零序电流。
根据它们的大小不同,可以做到选择性保护,这就是零序电流保护原理。
如图1-5所示。
图1-5选择性漏电保护原理
故障支路的零序电流方向,是由线路流向母线,而非故障支路,则由母线流向线路,它们的方向不同。
零序电流漏电保护的缺点是,动作电阻值不固定,而是随绝缘电阻和分布电容值的大小而变化;不能保护对称性漏电故障;不能补偿分布电容电流。
零序电流保护装置既可用在变压器中性点不接地的供电系统中,也可以在中性点接地系统中使用。
4)零序功率方向式漏电保护
利用零序电流或零序电压的幅值大小来判断供电线路是否发生了漏电;同时,利用各支路的零序电流与零序电压的相位关系来判断故障支路,实现有选择性的漏电保护。
零序功率方向保护原理如图1-6所示。
当电网中某支路发生漏电故障或人身触电时,由传感电路分别从电网中取出零序电压和各支路的零序电流信号,经放大整形后,由相位比较电路来判别故障支路,最后起动执行电路,切断故障支路电源,实现保护。
零序功率方向式漏电保护具有较强的横向选择性,当供电系统某支路发生故障时,停电范围小;其缺点是动作值不固定,不能保护对称性漏电故障,不能补偿电容电流等。
零序功率方向保护可用于中性点绝缘的供电系统、中性点经高阻抗接地的供电系统、中性点直接接地的低压供电系统中。
图1-6零序功率方向式漏电保护原理
5)旁路接地式漏电保护
我国煤矿井下低压电网现行漏电保护原则是保证人身触在安全值30mA·s以下。
井下低压电网某一供电单元,电网对地电容电流的补偿调定后,当起动和停止电气设备时,就改变了电网的长度,分布电容电流也改变,补偿效果随之下降,当电网对地电容减小到一定数值,会出现过补偿状态,甚至使通过人体的感性电流要大于未补偿时的电容性电流,这是不允许的;从漏电保护装置动作时间来看,
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