新版 矿山电工 第四章 chapter2

第四章
安全用电及保护 作业:P224
1,
5 , 10 , 11
第四章
知识要点
安全用电及保护
1.三大保护（漏电保护、接地保护、过流保护）； 2.过流保护整定。 技能目标： 1.掌握漏电保护工作原理； 2.掌握接地保护工作原理及接地保护系统组成； 3.了解过流保护整定计算 。
第四章 安全用电及保护 P163 安全用电是保证矿井安全生产的关键之一。 由于井下环境恶劣，容易发生漏电、人身触电、 短路、过负荷、电火灾、电雷管提前引爆等电 气事故，所以必须采用各种预防措施和设置必 要的保护装置如：漏电保护、保护接地和过流 保护，即井下三大保护以防止各种电气事故的 发生。一旦发生电气事故，保护装置迅速切断 故障电源，防止事故的扩大和恶化，确保人员、 矿井和设备的安全。
第一节 漏电与触电 P163 漏电是一种电网对地发生电能泄漏的电气故障， 其特征是电网对大地的绝缘阻抗降低、泄漏入地的电 流增大。触电在一般情况下是电网发生漏电故障的一 种特殊形式，它直接威胁工作人员的生命安全，研究 并确定人身安全电流或触电安全值等对人员、矿井的 安全和漏电保护系统的设计有重要意义。
带j算式的有效值 = (实数项2 + 虑数项2)再根号 =
a 2 b c d 2
）ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
公式1-4演算
Vl1 I ma Rma Zin

Rma
V L1 1 / j 3c r / 3 1 / j 3c r / 3


VL1 1 / j3c r / 3 1 / j3c r / 3 Rma 1 Rma 1 / j3c r / 3 1 / j3c r / 3


Vl1 1 /(9 2c 2 ) r / 3 1 / j3c (r 2 / 9) Rma 1 2 2 2 R 1 /( 9 c ) r / 9 ma





j2 = －1
Vl1 1 /(9 2c 2 ) r / 3 1 / j3c (r 2 / 9) 27 2c 2 Rma 1 2 2 2 2 2 R 1 / 9 c r / 9 27 c ma
3)因管理不当引起漏电
4)因维修操作不当引起漏电
5)因意外事故引起漏电 总的来讲： 绝缘下降所至
2.漏电危害 ①、 使人触电。 ②、引起短路故障，烧坏电气设备，引发火灾; ③、引起瓦斯、煤尘爆炸、电雷管爆炸; ④、严重影响生产。按规程要求：一但发生漏电， 就必须停电处理。 二. 触电及影响触电程度的因素 P166
人体触及带电导体或因绝缘损坏而带电的电气 没备金属外壳，甚至接近高压带电体而成为电流通 路的现象叫触电。 1.触电对人体伤害形式： ①、电击 ②、电伤
2. 影响触电程度的因素
①、触电电流： 发生人身触电时流过人
身的电流叫触电电流。触电电流越大，对人体组织的 破坏作用也就越大，因而也就越危险。 （感知电流、反应电流、摆脱电流、极限电流） 电 流
Ima =
380660 / 3 Vcl / 3 = 3 1000 35 10 / 3 Rma r / 3
∴安全
= 17.3mA（30mA）< 30mA ②.当电缆线路 > 1KM时C = 0.5μ f Vl1
I ma =
r (r 6 Rma ) Rma 1 2 9 Rma (1 2C 2 r 2 )
2).向井下供电的变压器、发电机及井下变压器，禁止中性点 接地。（05煤炭安全规程-443）
3).井下电气设备的外壳等必需进行保护接地，形成接地网。接 地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2Ω（ 05煤炭安全 规程-482-483-484）
4.预防漏电、触电的主要措施 4).井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线。（05煤炭安全规程-445） 5).非专职人员或非值班电气人员不得擅自操作电气设备。（05煤炭安全 规程-446） 6).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。（05-446） 7).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。（05 煤炭安全规程-446) 8).容易碰到的、裸露的带电体及机械外露的转动和传动部分必须加装护罩或 遮栏等防护设施。（05-447） 9).在低压馈电线上必须装设检漏继电器控制故障发生后的跳闸时间（434条） 10).带电裸体架空线（如电机车）与地面保持一定高度。大巷 >2.米，井低 车场 > 2.2米。 11).常用电气设备采用低压。
I ma =
r (r 6 Rma ) Rma 1 2 9 Rma (1 2C 2 r 2 )
∴不安全
= 88.7mA（154mA）> 30mA

= 2Л f =2*3.14*50 = 314
③ 能否增大r，降低Ima a) .电网长度<1km 时， 可不考虑电容影响C=0
Vl1 从公式2-8可知： Ima = R r / 3 ma
Ima
解: 电流回路： 电网 →人体 →大地→ 接地极 →电网
Ima =
VCL
3RMa = 3 1000
380660
= 220(380)mA > 30 (mA) 不安全
2).当电网一相落地（单相短路）：情况很危险，产生 短路电流IS，引发火灾，瓦斯、煤尘爆炸等事故。
复习2.
变压器中性点绝缘的供电系统
1 / j3c 2 r / 3 1 / j3c r / 32 Rma 1 2 2 Rma 1 / j3c (r / 9) Vl1

分母：同乘 Rma 1 / j3c r / 3 Rma 公式： a2-b2 =（a+b）*（a-b）
一、 漏电
在电力系统中，当带电导体对地绝缘下降至一定程 度时，有电流经该阻抗流入大地，这个电流大到一是程 度时 (30mA) 称为漏电。该电流称为漏电电流.
380V→3.5KΩ , 660 V→11KΩ, 1140V→20KΩ;
1.产生漏电原因 ：P163 1)电缆或电气设备本身的原因
2)因施工安装不当引起漏电
Zin = R o =( r1∥r2∥r3)∥(C1∥C2∥C3)
r 3
r jX 3c 3 r jX 3c 3
1 r j 3c 3 1 r j 3c 3
=
∥（-j3Xc） =
=
=
M
⑤、外电路阻抗Zex： Zex=Rma=1000Ω
E
I ma
Vl1 ( E ) Rma R0
5.触电急救 P177 人工呼吸、心脏按摩法
五。 井下低压电网的漏电分析 1.井下低压供电系统的基本特点 1 ) 煤矿井下采用变压器中性点绝缘(不接地)或 中性点经高电阻接地的运行方式. 地面采用变压器中性点可靠接地供电系统。 2)．以一台动力变压器为一个相对独立的供电 单元. 3)．低压动力电压等级为660、1140V. 4)．低压线路全部由电缆组成 .P169图4-3





上式中负号提出(-/-) 消掉，“分母”中 同 乘27ω2c2

Vl1 1 / r jc Rma 2 2 2 3 R 1 / r c ma

VL1 1/ r c Rma 1 j 2 2 2 2 2 2 3 R 1 / r c 1 / r c ma
②、接触电压：
mA
③、频率：
（安全电压65、36、12V）、
P168 图4-2触电电流与接触电压的关系
④、人身电阻：
一般为500Ω--1MΩ，在井下规定为：(800-1200) Ω 取1000Ω
触电持续时间，是指从触电瞬间开始到人体脱离电源或 ⑤ 、触电持续时间： 电源被切断的时间。触电持续时间越长，对人越危险。
VL1
1).在该系统(P94图2-3)中人体单相触电时,触电电流Ima = ?
L1
L2 Ima L3
r1 r2 r3 c1 c2 c3
N
VL2 VL3
复习2. 变压器中性点绝缘的供电系统
1).在该系统(P94图2-3)中人体单相触电时,触电电流Ima = ?
解:（1）画出等效电路图 ①、取出Ima分支（MN）；

4 21





对上式取有效值
I ma
Vl1 r (r 6 Rma ) Rma 1 2 9 Rma (1 2C 2 r 2 )
4 21
(2).对公式2-6讨论 ：
I ma
Vl1 r (r 6 Rma ) Rma 1 2 9 Rma (1 2C 2 r 2 )
∴不安全
= 88.7mA（154mA）> 30mA

= 2Л f =2*3.14*50 = 314
1.2矿山供电系统
解： ①.当电缆长 < 1KM时 C = 0μf
Ima =
380660 / 3 Vcl / 3 = 3 1000 35 10 / 3 Rma r / 3
∴安全
= 17.3mA（30mA）< 30mA ②.当电缆线路 > 1KM时C = 0.5μ f Vl1
(运用戴维南定律）
M
②、其余部份可看作一 有源二端网络 → 简化为一个等效 电源 = 理想电动势 E +串联内阻R0；
③.电动势E (M、N之间开路电压V oc.MN)
有源二 端网络
Rma
N
E = V oc.MN = V L1
④.内阻R0
( M、N之间入端阻抗Zin )
R o= Zin =除去有源二端网络电源后的等效电阻