“三大保护”的作用

1、过电流保护的作用当供电线路中发生短路事故时，由短路保护装置起作用来切断电源，可防止事故的发生。

发生过电流事故时由过电流继电器或过流--过热继电器动作来实现过电流保护，或者在功率较大的设备上安装软启动装置来降低启动电流，以达到保护电动机的目的。

熔断器有一相熔断；电缆与电动机开关的接线端子连接不牢而松动脱落；电缆芯线一相断线；电动机定子绕组与接线端子连接不牢而脱落都能造成断相事故，防止这类事故的措施是采用晶体管断相过载保护装置，由断相保护电路来实现保护。

2 、漏电保护的作用（1）当系统漏电时能迅速切断电源；（2）当人体接触一相火线或带电物体时，在人体还未受到损伤前，即切断电源；（3）可以防止电气设备及供电线路的绝缘因受潮或者受到损伤时，发生漏电甚至发展到相间短路事故的发生；（4）对电网对地的电容电流进行有效的补偿，以减少漏电电流的危害；能不间断地监视被保护电网的绝缘状态。

3、保护接地的作用（1）当人身触及带电的设备外壳时，人体与接地装置构成并联电路，由于保护接地电阻小，而人体电阻值大得多，所以大部分漏电电流通过接地装置流入大地，大大的减少了通过人体的直接漏电电流，这样降低了对人体的触电电流，就降低了对人体的触电危险。

（2）能减少直接漏电电流，从而减少了因漏电电流产生的电火花能量，因而也就减小了电火花引爆瓦斯、煤尘的可能性。

（3）对于无选择性的漏电保护装置，保护接地可使一相接地故障易于查找。

过电流保护（一）概念、原因与危害所谓过电流是指流过电气设备和电缆的电流超过了它们的额定值。

电气设备和电缆出现过电流后，一般会引起它们过热，严重时会将它们烧毁，甚至引起电火灾和瓦斯、煤尘爆炸，对煤矿井下危害极大，必须加以预防。

煤矿井下常见的过电流故障有短路、过负荷、断相。

短路——是指电流不流经负载，而是经过电阻很小的导体直接形成回路，特点是电流很大。

能够在极短的时间内烧毁电气设备，甚至引起火灾或引燃井下瓦斯、煤尘，造成瓦斯、煤尘爆炸事故。

短路电流还会产生很大的电动力，使电气设备遭到机械性损坏，短路还会引起电网电压急剧下降，影响电网中的其它用电设备的正常工作。

由此可见，短路故障是最危险的过电流。

特别是煤矿井下，电气设备和电缆的绝缘容易遭到破坏，所以发生短路的可能性比地面大得多，因而应加强对电气设备和电缆绝缘的维护及检查，并设置短路保护装置。

过负荷——是指流过电气设备和电缆的实际电流超过其额定电流，而且过电流的延续时间超过了允许时间。

电气设备和电缆出现过负荷后，它们的温度将超过所用绝缘材料的最高允许温度，损坏它们的绝缘，如不及时切断电源，将会发展成漏电和短路事故。

过负荷是井下烧毁中、小型电动机的主要原因之一。

引起电气设备和电缆过负荷的原因主要有以下几方面：第一，电气设备和电缆的容量选择过小，致使正常工作时负荷电流超过了额定电流。

第二，对生产机械的误操作；例如在刮板输送机机尾压煤的情况下，连续点动起动，就会在起动电流的连续冲击下引起电动机过热，甚至烧毁。

第三，电压过低或电动机机械性堵转都会引起电动机过负荷。

断相——是指三相交流电供电线路的一相供电线路断线。

此时，运行中的电动机叫单相运行，由于其转矩比三相运行时小得多，在其所带负载不变的情况下，必然形成过负荷，甚至烧毁电动机。

造成断相的原因：熔断器有一相熔断；电缆与电动机或开关的接线端子连接不牢而松动脱落；电缆芯线一相断线；电动机定子绕组与接线端子连接不牢而脱落等。

综上所述，由于过电流井下发生的机会多、造成的危害大，所以对电气设备和电缆都必须加装相应的过流保护装置。

（二）低压电网过电流保护装置的整定计算生产矿井低压电网的过电流保护，逐步取消传统的熔断器和热继电器的保护方式，基本实现了电子过流保护装置。

下面主要介绍一下目前常用的电磁式过流继电器和电子过电流保护装置的整定计算。

1、电磁式过流继电器的整定在矿用隔爆型自动馈电开关中装设的过流继电器，是一种直接动作的一次式过流继电器，作为变压器二次侧总的或配出线路的短路保护装置。

它的动作电流整定值，是靠改变弹簧的拉力进行均匀调节的，其调节范围一般是开关额定电流的1～3倍。

当继电器的动作电流一经整定好后，只要流过继电器线圈的电流达到或超过整定值时，继电器就迅速动作。

（1）、对于交流电动机保护支线按下式计算：Iz≥IQe（式5-1-1）式中：Iz——电磁式过流继电器的整定动作电流，A；IQe——电动机的额定起动电流，A；（2）、对于交流电动机保护干线电缆按下式计算：Iz≥IQem+ΣIe （式5-1-2）式中：IQem——容量最大的一台电动机额定起动电流，A；ΣIe——其余电动机的额定电流之和，A；（3）、灵敏度校验：（式5-1-3）式中：——被保护范围末端的最小两相短路电流，A；Iz——过流继电器动作电流整定值，A；1.5——保护装置的可靠动作系数。

2起动器中电子保护的过流整定（1）过负荷保护整定值：Iz≤Ie（式5-1-4）（2）短路保护整定值：一般为（6-8）×Ie（3）灵敏度校验：≥1.2（式5-1-5）式中：——被保护范围末端的最小两相短路电流，A；Iz——电子保护器的过流整定期值，取电动机额定电流近似值，A；Ie——电动机的额定电流A；8Iz——电子保护器短路动作值；1.2——保护装置的可靠动作系数。

(三)、采区低压电网短路电流的近似计算为正确整定电气设备的过电流保护，使之在过流故障发生时能准确可靠地动作，需要计算短路电流值。

短路电流的计算有公式法和图表法两种，下面主要介绍公式法。

1、短路电流的计算公式（1）两相短路时（式5-1-6）式中 Id(2)——两相短路电流，A；Ue——变压器二次侧的额定电压V；(对127、660和1140V电网，分别取133、690 和1190V)。

∑R——短路回路内一相电阻值的总和，Ω。

∑X——短路回路内一相电抗值的总和，Ω。

（2）三相短路时（式5-1-7）式中 Id(3)——三相短路电流，A。

其它符号意义同上。

2、短路回路内的电阻和电抗包括变压器和电缆线路的电阻和电抗。

对于千伏级供电系统，还应包括高压侧至井下中央变电所的铠装电缆折算到千伏级侧的电阻和电抗。

3、两相短路与三相短路电流的换算关系：Id(2)≈0.87Id(3)，Id(3)≈1.15 Id(2)。

四、漏电保护（一）、漏电的基本概念在电力系统中，如果带电导体对大地的绝缘阻抗降低到一定程度，会使经该阻抗流入大地的电流大大增加，这就是漏电电流，那么这种现象的存在说明该带电导体发生了漏电故障。

在电缆线路和电气设备正常运行时，由于存在对地分布电容，也有微小的电流流入大地，但这种电流属于正常的泄漏电流，它与漏电电流不同。

如果由于某种原因使入地电流增加到数十毫安、数安培甚至数十安培时，线路或电气设备就发生了漏电故障。

当入地电流增至数百安培以上时，就超过了漏电故障的范围，进入过流（短路）故障的范围。

漏电故障分为：单相漏电、两相漏电、三相漏电三种。

按照漏电故障存在的区域特征，可以把漏电故障分为集中性漏电和分散性漏电两处。

集中性漏电是指漏电故障发生在电网中的某一处或某一点，而电网其余部分的对地绝缘水平保持正常。

分散性漏电是指整个电网或整条线路的对地绝缘水平均匀下降并低于允许水平的漏电。

(二)、漏电的原因漏电的原因归纳起来有以下几方面原因：第一，电缆的原因。

敷设在井下巷道内的电缆，由于环境潮湿，在运行多年后会出现绝缘老化或潮气入浸，引起绝缘电阻下降，造成电网对地的绝缘偏低而导致漏电。

第二，电缆和电气本身的原因。

长期使用的电动机，由于绝缘受潮、绕组散热不良等原因使绝缘材料变质老化而造成漏电。

此外，电动机内部接头脱落，使一相导线接触金属外壳而产生的漏电也较为常见。

第三，因管理不当而引起漏电。

1、由于管理不严，电缆滑落被埋压或浸泡于水沟中。

2、对已经受潮或遭水淹的电气设备，未经严格的干燥处理和对地绝缘电阻耐压试验，又投入运行，极可能发生漏电或其它电气故障。

3、电气设备长期过负荷运行，造成绝缘老化损伤而漏电。

第四，维修操作不当引起漏电。

1、井下人员工作时，劳动工具（锹、镐等）易将电缆割伤或碰伤，导致漏电。

另外，采掘机械移动时，由于有关人员疏忽，使供电电缆受到拉、挤、压等作用，造成漏电。

2、开关检修后，残留在开关内的线头、金属碎片等未清扫干净，或螺钉、垫圈、电工工具等忘记在开关内。

当这些东西碰到相线，送电后就会发生漏电。

3、关分、合闸时，由于灭弧机构有故障，造成灭弧困难，电弧接触到外壳而漏电。

第五，施工安装不当引起漏电。

1、电缆与设备连接时，由于芯线接头不牢、压板不紧或移动时造成接头脱落，使相线与设备外壳接触，导致漏电。

2、电气设备内部接线错误，在合闸送电时发生漏电。

第六，因意外引起漏电。

1、因矿车出轨，支柱倾倒等意外机械事故，使电缆受到损伤而导致漏电。

2、大气过电压沿下井电缆入浸，击穿绝缘而发生漏电。

综上所述，《煤矿安全规程》规定：“在井下低压馈电线路上，必须装设检漏保护装置或有选择性的漏电保护装置，保证自动切断漏电的馈电线路。

”“每天必须对低压装置的运行情况进行一次跳闸试验。

”“煤电钻必须使用设有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离起动和停止煤电钻功能的综合保护装置。

每班使用前，必须对煤电钻保护装置进行1次跳闸试验。

”。