煤矿电工学第七章 矿井供电安全技术

一、漏电与触电的机理
（一）、漏电故障的发生原因、种类和危害 1、漏电故障的基本概念 在中性点绝缘的低压供电系统中，发生单相接地 或两相、三相对地的总绝缘阻抗下降到危险值的 电气故障就叫做漏电故障，简称漏电。
2、漏电故障的种类 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。 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。
（2）跨步电压触电 当中的电气设备因绝缘损坏漏电时，接地电流通 过接地体向人地散流，以接地体为圆心，形成分 布电位。如有人在接地故障点周围走过，其两脚 之间的电位差称为跨步电压。由于跨步电压的作 用，电流从人的一只脚经下身，通过另一只脚流 入大地形成回路，造成触电事故。由于跨步电压 而造成的触电称为跨步电压触电。
横向选择性是指漏电故障不在该保护器所保 护的支路上，而是在电网的其它支路上，该保 护器不应动作，否则叫误动，失去横向择性。 而当故障发生在该保护器所保护的支路上时， 要求能可靠动作。否则叫拒动。
纵向选择性是指若故障点在下级电磁起动器 的保护范围内，该保护器就不应再动作，否则 叫越级跳闸。
（三）可靠性 漏电保护的可靠性主要包括两个方面的内容： 一是不拒动。即要求漏电保护装置或漏电保护系 统对各种漏电故障有足够的反映能力。 二是不误动。即在系统没有发生漏电或不在自己 的保护范围发生漏电时，漏电保护装置不应动作。
（三）触电对人体的影响 （1）电流对人体的影响 通过人体的电流越大，人体的生理反应越明显，感 觉越强烈，从而引起心室颤动所需要的时间越短， 致命的危险程度就越大。 分类：感觉电流、摆脱电流、致命电流。
（2）电压对人体的影响 实际上通过人体的电流与作用于人体上的电压 成正比，电压越高，通过人体的电流越大。随 着作用于人体电压的升高，人体电阻急剧下降， 致使电流迅速增加而对人体的伤害更为严重。
（三）零序电压的保护原理 利用漏电零序电压的大小反应电网各相对地绝缘损坏的情
况，当零序电压大到一定程度，使馈电开关跳闸，这就是 零序电压的保护原理。 （四）零序电流的保护原理
在三相电网中，如果发生了非对称的漏电故障，必然要 产生零序电压。有了零序电压后，如果又有零序电流通路， 则将产生零序电流。该电流可以用零序电流互感器或零序 电流滤序器反映出来，使继电器动作，这就是零序电流保 护原理。
（3）电源频率对人体的影响 工频交流电(50Hz)对人体的伤害程度最为严重， 频率偏离工频越远，交流电对人体的伤害程度越 轻。在直流和高频的情况下，人体可以承受更大 的电流值，但高压电流对人体依然是十分危险的。
（4）人体电阻的影响 人体电阻，基本上按表皮角质层电阻大小而定，但由于 皮肤状况、触电时与带电体的接触情况不同，故电阻值 亦有所不同。如皮肤厚薄不同，皮肤是否潮湿多汗，有 无损伤，有无导电粉尘，触电时皮肤与带电体的接触面 积及接触压力大小等，均会影响人体电阻的大小。人体 的电阻主要包括人体内部电阻和皮肤电阻。
2、 特点及注意事项 1)这种漏电保护装置结构简单，不需要附加直流电源，
就可获得附加直流电源的保护原 理所具有的保护特性， 并且具有较高的直流电压，能够较好地反映电网的真实 绝缘水平。
2)随着电网电压的波动，整流后的平均电压必然发生变 化，因而动作也变化。另外由于电网电压较高，因此在选 择整流管时，应采用反向电压较高者，为了防止整流管烧 坏，有必要在整流管中串接限流电阻进行保护。
3)观察触电者有无呼吸存在，摸一摸颈部的颈动脉 有无搏动。 4)将触电者仰天平卧，颈部枕垫软物，头部偏向一 侧，松开衣服和裤带，清除触电者口 中的血块、假 牙等异物。抢救者跪在病人的一边，使触电者的鼻孔 朝天头后仰。对“有心跳而呼吸停止”的触电者，应 采用“口对口人工呼吸法”进行急救。
对“有呼吸而心跳停止”的触电者，应采用“胸 外心脏挤压法”急救。对“呼吸和心跳都已停止” 的触电者，应同时采用“口对口人工呼吸法”和“ 胸外心脏 挤压法”进行急救。
三、触电的预防与急救
（一）预防触电的措施 1、线路设备质量合格是保障安全用电根本性的措施； 2、安全用电常识要普及； 3、安装合格的漏电保护开关。
（二）触电急救 1、使触电者脱离电源的具体操作处理方法 1)附近有电源开关或插座时，应立即拉下开关或 拔掉电源插头； 2)若一时找不到断开电源的开关时，应迅速用绝 缘良好的钢丝钳或断线钳剪断电线，以断开电源； 3)对于由导线绝缘损坏造成的触电，急救人员可用 绝缘工具、干燥的木棒等将电线挑开；
坚固的外壳内，并且在电气设备的外壳与盖之间，设 置可靠的机械闭锁装置，保证不合上外盖，不能接通 电源，或者在给上电源之后，便不能打开外盖。 （2）对于那些不能封闭在外壳内的裸露导体，如电机 车用的架空线的悬挂高度应符合《煤矿安全规程》中的 规定。
（3）加强手持式电动工具操作手柄的绝缘，以防 漏电时手柄带电，引起触电事故。 （4）对于人身接触机会较多的电气设备，应采用 低压供电，以减少触电的危险性。 （5）井下变压器中性点严禁接地，禁止由地面上 中性点接地的变压器或发电机直接向井下供电。 （6）采用灵敏可靠的漏电保护装置。 （7）采用保护接地措施。
二、漏电保护原理
漏电保护的主要目的是在井下低压电网发生漏电时， 通过保护装置切断电源回路，防止人身触电和引起 瓦斯、煤尘爆炸以及电气雷管的提前爆发。
（一）附加直流检测式漏电保护 1、保护原理
2、动作值整定 我国煤矿井下低压电网现行的附加直流电源式漏电保 护继电器的动作电阻值如下表：
（二）利用三个整流管的保护原理 1、保护原理 利用三个整流管构成的漏电保护装置原理图如图 7-11 所示。
器确认故障相并输出动作指令，使执行继电器将故障 相旁路接地，利用专设的接地极接地电阻的分流作用 降低人身触电电流或 经漏电处入地的电流，而不影响 电网的正常运行。这就是旁路接地的保护原理。
本节小结
1、我国现行规定的安全电流是30mA。 2、漏电故障可分为集中性漏电和分散性漏电两类。 3、为了防止整流管烧坏，有必要在整流管中串接 限流电阻进行保护。 4、安全电流与人身电阻的乘积称为安全电压。
3、漏电故障发生的原因 1)运行中的电气设备因绝缘受潮或进水，造成相与地之间 的绝缘下降到危险值。 2)铠装电缆在运行中受机械或其他外力的挤压、砍砸、过 度弯曲等而产生裂口或缝隙，长期受潮气的侵蚀造成绝缘 损坏，从而发生漏电故障。 3)电缆与设备连接时，由于芯线接头不牢、封堵不严，接 线嘴压板不紧，在运行或移动时造成接头脱落，或接头松
（五）零序功率方向的保护原理 利用零序电流或零序电压的幅值大小来判断供电系统内 是否发生漏电，同时利用各支路 的零序电流和零序电压 的相位关系来判断故障支路，而后动作跳闸。达到选择 性保护的目的。这就是零序功率方向的保护原理。
（六）旁路接地的保护原理 当发生电网单相漏电或人身触及一相时，由检测选相
（二）触电对人体的伤害 触电对人体的伤害，可以分为电击和电伤两种。 （1）电击 人体触电后，由于通过人体的各部位而造成内部器官的生理 变化，如呼吸中枢麻痹、呼吸停止、肌肉痉挛、心室颤动等， 称为电击。 （2）电伤 当人体触电时，电流对人体外部造成的伤害称为电伤。如电 灼伤、电烙印、皮肤金属化等。如人体接近高压带电体时， 高压电弧对人体的放电。
思考题
3、导致漏电故障发生的原因有哪些？ 4、产生触电的原因有哪些？
第三节 漏电保护技术
一、对漏电保护系统的基本要求 二、JJKB30型矿用隔爆型检漏继电器 三、选择性漏电保护系统 四、监视保护
一、对漏电保护系统的基本要求
衡量或设计一个漏电保护系统是否合理，应遵循 以下几个条件。 （一）安全性 漏电保护的首要任务就是保证安全供电。安全性 包括人身安全、设备安全和矿井安全等。 （二）选择性 漏电保护系统的选择性有两个方面的内容：横向选择性 和纵向选择性。
（5）人体的健康状况 人体的健康状况和精神正常与否是决定触电伤害 程度的内在因素。一个患有心脏病、结核病、精 神病、内分泌器官或酒醉的人，由于自身的抵抗 能力差，并可能诱发原来的疾病，在同一条件下 触电时其后果比一个身体健康、经常从事体力劳 动或体育锻炼的人触电的后果更为严重。
二、触电的类型
（二）直接接触触电 电气设备正常运行时，人体与带电部分接触造成的 触电事故称直接接触触电。这种触电是相当危险的。 （1）单相触电 当人站在地面上，碰触带电设备中的某一相线时，电 流通过人体流人大地。这种触电的情况称单相触电。
4)急救人员可戴上手套或在手上包缠干燥的衣服 等绝缘物品拖拽触电者；也可站在干燥的木板、 橡胶垫等绝缘物品上用一只手将触电者拖拽开； 5)如果电流通过触电者人体，并且触电者紧握导 线，可设法用于木板塞到触电者身下，使其与地 隔离。
2、对触电人员采取的急救方法及简单诊断，其中人 工呼吸和胸外心脏挤压是现场急救的基本方法。 1)将脱离电源的触电者迅速移至通风、干燥处，将其 仰卧，松开上衣和裤带。 2)观察触电者的瞳孔是否放大。当处于假死状态时， 人体大脑细胞严重缺氧，处于死亡边缘，瞳孔自行放大。
第七章 矿井供电安全技术
第一节 人身触电的危险及预防方法 第二节 漏电保护原理 第三节 漏电保护技术 第四节 保护接地与接零 第五节 电气设备的防爆原理
第一节 人身触电的危险及预防方法
一、触电概述 二、触电的类型 三触电的原因 由于人的身体能传电，大地也能传电，如果人 的身体碰到带电的物体，电流就会通过人体传 人大地，于是就引起触电。
3、安全电压 安全电流与人身电阻的乘积称为安全电压。 在我国，对于人员可能经常接触的电气设备，在没 有高度危险的条件下(如干燥洁净的场所)，安全电 压采用65V；在有高度危险的条件下(如潮湿的场所)， 安全电压采用36V；在特别危险的条件(如潮湿酸性 场所)，安全电压采用12V。
（四）预防漏电、触电的措施 （1）将带电导体、电器元件、电缆接头等都封闭在
（3）感应电压触电 由于大气变化(如雷电活动)会产生感应电荷，
还有一些停电后可能产生感应电压的设备未挂临 时接地线，这些设备和线路对地都存在感应电压。 人触及这些带有感应电压的设备和 线路时会造成 触电事故，这种触电称为感应电压触电。
（4）剩余电荷触电 检修人员在检修中，由于检修、遥测后没有对其充分 放电，这些设备的导体上留有一定数量剩余电荷；另 外，并联电容器因其放电电路故障而不能及时放电， 电容器退出运行后又未进行人工放电，电容器的极板 上将带有大量的剩余电荷。带电荷的设备将通过人体 放电，造成触电事故。这种触电事故称为剩余电荷触电。
本节小结
1、触电是指人体直接接触到带电部分或者接触到 原来不带电但绝缘损坏后可能带电的电气设备的金 属外壳、底座等。 2、触电对人体的伤害，可以分为电击和电伤两种。 3、人体的电阻主要包括人体内部电阻和皮肤电阻。
思考题
1、触电对人体的影响有哪些? 2、触电的类型有哪些？
第二节 漏电保护原理
一、漏电与触电的机理 二、漏电保护原理
动，使相线与金属外壳直接搭接，或者是接头发热过度， 使绝缘、损坏而接地漏电。 4)电气设备内部的相线绝缘老化损坏或接头脱落，使一 相火线接金属外壳。这种漏电故障在电动机内部常见。 5)因维护或操作不当引起漏电故障。 6)井下电缆因短路故障造成局部对地绝缘损坏，当处 理短路故障后未经对地绝缘电阻测 定而恢复送电时， 就会发生漏电。
7)大气过电压沿下井电缆入侵，击穿其对地绝缘而 发生漏电。 8)由于管理不严格而引起漏电故障。
4、漏电可能造成的危害 1)造成人身触电； 2)漏电可能引起瓦斯及煤尘爆炸； 3)漏电使电气雷管意外引爆； 4)漏电易烧损电气设备，造成火灾； 5)漏电可进一步恶化为短路故障。
（三）人身安全电流 1、安全电流 安全电流是发生触电时不会使人致死、致伤的通 过人体的最大触电电流。我国现行规定是30mA。 2、允许安秒值 在触电电流与触电持续时间的乘积小于30mA·s 的情况下，触电者将是安全的。