1、煤矿井下用电安全及保护煤矿井下用电安全及保护一、煤一、煤矿供供电系系统简介介二、二、矿用用电气气设备三、漏三、漏电与触与触电 四、井下四、井下变压器中性点禁止接地的分析器中性点禁止接地的分析 五、漏五、漏电保保护六、六、接地与接零接地与接零七、七、过流保流保护学学 习习 提提 纲纲一、煤一、煤矿供供电系系统简介介:1、煤、煤矿电力力负荷荷对供供电的要求的要求:可靠性可靠性：保：保证不不间断供断供电；安全性安全性：不：不发生触生触电、引爆瓦斯煤、引爆瓦斯煤尘等事故；等事故；优质性性：电压、频率率稳定，定，谐波含量不超波含量不超过允允值；经济性性：在保：在保证前三前三项的前提下力求低成本。的前提下2、力求低成本。2、煤、煤矿常用常用电压等等级:地地 面：面：0.22，0.38，6.0，10，35，110kV 井下高井下高压：6kV；10kV 井下低井下低压：380V；660V；1140V；井下照明、井下照明、电钻等等：127V；控制控制线路：路：36V。3、供、供电系系统的的结线方式方式:放射式放射式:(单源源单放放、单源双回、双源双回源双回、双源双回)干干线式式:(直直联、贯穿穿)环状式状式:4、矿山山变电所常用的所常用的结线方式方式:母母线式式:(单母不分段母不分段、单母分段、双母母分段、双母)桥式式:(内内桥、外、外侨、全、全桥)线路路-变压器器组式式:5、煤、煤矿典型供典型供电系系3、统分析分析:A、煤、煤矿供供电系系统的流程的流程图(图0)B、典型煤典型煤矿地面地面供供电系系统（图1）C、典型煤、典型煤矿井下井下供供电系系统（图2）井下中央变电所采区变电所 6KV6KV通风机房通风机房压风机房压风机房大绞车房大绞车房地面地面6KV负荷负荷工作面配电点6kV/0.66kV区域变电所区域变电所区域变电所区域变电所 （35KV35KV35KV35KV）矿井变电所（矿井变电所（矿井变电所（矿井变电所（35/6KV35/6KV35/6KV35/6KV）图图0移动变电站移动变电站移动变电站移动变电站 6/0.66kv 6/1.14kv6/3.3kv水泵房水泵房井底场附近的负荷井底场附4、近的负荷 其它负荷其它负荷图1图2 6、对电源与供源与供电系系统的的规定定:（煤（煤矿安全安全规程程09年版）年版）双回路供双回路供电，不得分接不得分接负荷荷，10kV 及以下及以下不得共杆架不得共杆架设，不准装不准装负荷定量器荷定量器。两路两路电源源线应分列运行分列运行，若一用一，若一用一 备则必必须带电备用用。井下供井下供电严禁中性点接地禁中性点接地。高高压电网网单相接地相接地电流流应20A。高高压下井下井电缆严禁装禁装设自自动重合重合闸。井上下井上下必必须装装设防雷防雷电装置装置。电气操作气操作实行工作票制度行工作票制度,包括工作票的内容、包括工作票的内容、签发与与执行行.高高压停、送停5、送电制度制度,要遵守：要遵守：停停电验电放放电装装设接地接地线设置遮置遮栏警示等程序，警示等程序，严禁禁带电作作业。任任何何供供电电系系统统都都除除技技术术和和功功能能上上满满足足要要求求外外，还还要要确确保保其其使使用用和和运运行行的的安安全全，这这里里的的安安全全指指的的是是人人身身安安全全；设设备备安安全全；煤煤矿矿井井下下由由于于电电气气事事故故引引起起的的瓦瓦斯斯爆爆炸炸。所所有有我我们们学学习习的的重重点点是是井井下下电电气气上上的的防防爆爆原原理理和和三三大大保保护护(漏漏电电保护、保护接地、过流保护保护、保护接地、过流保护)。二、矿用电气设备二、矿用电气设备:(一一)矿用电气6、设备的要求矿用电气设备的要求:1、井下巷道硐室和采掘工作面的空间狭窄。要、井下巷道硐室和采掘工作面的空间狭窄。要 求求电气设备体积小、重量轻。电气设备体积小、重量轻。2、由于顶板压力及放炮的影响，电气设备及电、由于顶板压力及放炮的影响，电气设备及电缆易受损伤，缆易受损伤，要求电气设备有坚固的外壳、内部要求电气设备有坚固的外壳、内部之件有较强的抗震能力。之件有较强的抗震能力。3、井下空气潮湿，有滴水，电气设备易受潮，、井下空气潮湿，有滴水，电气设备易受潮，要求电要求电气设备防潮性能和绝缘水平要高。气设备防潮性能和绝缘水平要高。4、井下有瓦斯、煤尘，在一定条件下可以点燃和爆炸，、井下有瓦斯、煤尘，7、在一定条件下可以点燃和爆炸，要求电气设备具有防爆性能。要求电气设备具有防爆性能。5、井下电气设备启动频繁，负荷变化较大，容易过载。、井下电气设备启动频繁，负荷变化较大，容易过载。要求电气设备有较强的过负荷能力和起动力矩。要求电气设备有较强的过负荷能力和起动力矩。(二二)电气设备的防爆原理电气设备的防爆原理:1、隔爆性和耐爆性：、隔爆性和耐爆性：隔爆性隔爆性：外壳内爆炸后，高温和火焰通过接合面喷出：外壳内爆炸后，高温和火焰通过接合面喷出 时，受到足够的冷却（防爆面）。时，受到足够的冷却（防爆面）。耐爆性耐爆性：外壳内爆炸后，外壳不至于破坏（外壳的机械：外壳内爆炸后，外壳不至于破坏（外壳的机械强度8、）。强度）。2、隔爆面的三要素：、隔爆面的三要素：间隙、宽度、光洁度间隙、宽度、光洁度(见下图见下图)(三三)常常见矿用防爆用防爆电气气设备:(六种六种)增安型：增安型：采用适当措施，工作采用适当措施，工作时不不产生生电弧、火花、弧、火花、高温的部件，高温的部件，ExeI隔爆型：隔爆型：外壳具有耐爆和隔爆性能，外壳具有耐爆和隔爆性能，ExdI 充油型充油型：将可能：将可能产生火花、生火花、电弧、高温的部件浸在弧、高温的部件浸在油中，油中，ExoI本本质安全型：安全型：工作工作时所所产生的生的电火花和火花和热均不能点均不能点燃瓦斯和煤燃瓦斯和煤尘，ExibI正正压型：型：利用新利用新鲜空气、惰性9、气体，在外壳内保持空气、惰性气体，在外壳内保持一定的正一定的正压，IxpI特殊型特殊型：除以上外，均属：除以上外，均属这一种（国家确一种（国家确认）ExsI防爆电气设备（Ex防爆总标志）设备类型 标 志 设备类型 标 志隔爆型dI无火花型nI本质安全型iI浇封型mI增安型eI气密型hI正压型pI防爆特殊型sI充油型oI充砂型qI (四四)防爆防爆电气气设备的的选择与管理与管理:1、类型型选择:按按煤煤矿安全安全规程程第第444条的要求条的要求选用。用。2、管理制度、管理制度:执行行验证采采购制度制度，要求，要求“两两证齐全全”，安全安全标志准用志准用证（MA），），产品合格品合格证。3、按技、10、按技术参数参数选择:额定定电压应等于接入等于接入电网的网的额定定电压；额定定电流流应大于其大于其长时最大工作最大工作电流流；按最大三相短路按最大三相短路电流流校校验其其动、热稳定定。三、三、漏漏电与触与触电 （一）漏（一）漏电：1、什么是漏、什么是漏电：广：广义上上讲，漏，漏电是一种是一种电网网对地地发生生电能泄漏能泄漏的的现象，特征是象，特征是电网网对大地的大地的绝缘阻抗阻抗降低降低，流入大地的，流入大地的电流增大流增大，该现象称象称为漏漏电。(该电流流为漏漏电电流流)2、分、分类：集中性漏集中性漏电:（某一（某一处或某一点）机械、某点老化、或某一点）机械、某点老化、处界；界；分散性漏分散性11、漏电：（老化）（整条：（老化）（整条线路或整个路或整个电网）；网）；3、漏点、漏点电流回路：如流回路：如图3所示所示图3变压器IRC4、漏、漏电的危害：的危害：人身触人身触电（外壳（外壳带电）引起爆炸（煤引起爆炸（煤尘、沼气）、沼气）电雷管无准雷管无准备引爆引爆烧损电气气设备（发热）引起短路（更大的事故）引起短路（更大的事故）影响影响产生（停生（停电处理）理）（二）触（二）触电：1、什么是触、什么是触电：人身：人身接触接触带电体体或或接近高接近高压带电体体时，使人身成，使人身成为电流通路的一部分，叫做流通路的一部分，叫做触触电。触触电是前面是前面讲过的漏的漏电的一种特殊情况，只是的一种特殊情况12、，只是过渡渡电阻阻变成了人身成了人身电阻。阻。触触电对人体人体组织的破坏大体可分的破坏大体可分为两种：两种：电击和和电伤。电击：是指触：是指触电后后电流通流通过人体，使人体主要器官人体，使人体主要器官（如心（如心脏）受到）受到损伤，有生命危，有生命危险，这是是最危最危险的的触触电。电伤：是指：是指电弧或弧或强电流瞬流瞬时通通过人体某一局部，人体某一局部，造成人体外表器官的破坏（造成人体外表器官的破坏（烧伤），），一般不至于有一般不至于有生命危生命危险。2、影响触、影响触电危害程度的有关因素：危害程度的有关因素：通通过人身的人身的电流大小：流大小：根据根据实验得，得，交流交流在在1520mA以下13、，直流在以下，直流在50mA以下，一般以下，一般对人体人体伤害害较轻，如果，如果长期通期通过工工频交流交流3050mA就有生命危就有生命危险，超，超过50mA对人的生人的生命是命是绝对有危有危险的。的。触触电时间：根据根据实验测定的数据，触定的数据，触电时间在在0.2s以下和以下和0.2s以上，以上，电流流对人体的危害人体的危害程度是有程度是有较大差大差别的。如的。如0.2s以下以下，400mA能使心能使心脏损伤，0.2s以上，以上，25mA能使心能使心脏损伤。电流性流性质：直流和交流直流和交流对人体的危害程度是不同人体的危害程度是不同的，而以的，而以50100Hz的交流的交流电流流对人体的危14、害最人体的危害最为严重。重。电流路径：流路径：主要取决于心主要取决于心脏受受损的程度，的程度，电流从流从手到脚特手到脚特别是通是通过心心脏对人最人最为危危险。体重和健康状况：健康和有病不同，情体重和健康状况：健康和有病不同，情绪好和不好和不好不同，胖和搜好不同，胖和搜。人身人身电阻：阻：主要是人体表面皮肤主要是人体表面皮肤层和体内的和体内的电阻，阻，它随人的皮肤状况（它随人的皮肤状况（损伤、潮湿）、触、潮湿）、触电时间、触、触电电压高低等因素而高低等因素而变动，当皮肤完整干燥，当皮肤完整干燥时，人，人身身电阻可达阻可达10100千欧触千欧触电时相相对安全；当皮肤潮安全；当皮肤潮湿或有湿或有损伤15、，人身，人身电阻降低到阻降低到1000欧左右，触欧左右，触电时相相对危危险（以后人身（以后人身电阻取最小阻取最小值1000欧欧）。）。触触电电压：作用于人身的作用于人身的电压越高，越高，则通通过人体人体的的电流越大，也就越危流越大，也就越危险。3、安全、安全电流、安全流、安全电压及安全及安全值：安全安全电流：流：也就是人体触也就是人体触电后不会使人致死、致后不会使人致死、致伤的最大的最大电流，称流，称为安全安全电流。根据上述的因素分流。根据上述的因素分析，触析，触电危危险性取决于通性取决于通过人体的人体的电流与作用流与作用时间的乘的乘积。通。通过对动物的物的实验，我国提出，我国提出发生心室生心16、室颤动的的电流流50mA与与时间乘乘积的安全的安全值为50mAS，取，取1.67倍安全系数，倍安全系数，规定定为30mA、美国、美国为10 mA、英国英国为50mA等。等。安全安全电压：安全安全电流和人身流和人身电阻的乘阻的乘积，称，称为安安全全电压。经常接触的常接触的电气气设备，在没有高度危，在没有高度危险的的条件下，采用条件下，采用65v电压，有高度危，有高度危险的条件，采用的条件，采用36v，在特，在特别危危险的条件下，采用的条件下，采用12v。安全安全值：安全安全电流与触流与触电时间的乘的乘积，称安全，称安全值。我国我国为30 mAS。4、触、触电的的预防防办法：法：由于由于矿井的情况17、特殊，触井的情况特殊，触电的可能性的可能性较大。因此，必大。因此，必须采取有效措施，防止触采取有效措施，防止触电事故事故发生。我国从生。我国从实践中践中总结出来出来预防触防触电的方法主要有以下几点：的方法主要有以下几点：变压器中性点禁止接地器中性点禁止接地（后面分析）（后面分析）井下井下电气气设备采用保采用保护接地接地（后面分析）（后面分析）井下井下电网采用漏网采用漏电保保护装置装置（后面分析）（后面分析）把把带电裸裸导线安装在一定的安装在一定的高度高度，如井下，如井下电机机车的架空的架空线（大巷（大巷2米以上，井底米以上，井底车场2.2米以上）米以上）将各种将各种矿用用电器器设备、电缆接接头18、等都封等都封闭在在坚固的外壳固的外壳内，内，并加并加闭锁装置装置（电气气闭锁、机械、机械闭锁）加加强电动工具把手的工具把手的绝缘 对于接触机会非常多的于接触机会非常多的电气气设备，采用，采用较低的工作低的工作电压（煤（煤电钻127v控制控制36v）加加强管理和管理和维护，发现问题及及时解决。解决。四、四、井下供井下供电的的变压器中性点禁止接地的分析器中性点禁止接地的分析:（一）中性点接地方式分（一）中性点接地方式分类及要求及要求:前面在介前面在介绍漏漏电和触和触电时，常提到中性点接地，常提到中性点接地或不接地的或不接地的问题，因此，因此，这里里对中性点中性点问题进行分行分析。析。1、分、分类：19、一般分：一般分为以下四以下四类：不接地方式不接地方式：又称中性点：又称中性点绝缘系系统 直接接地方式直接接地方式：中性点直接与接地装置：中性点直接与接地装置连接接 阻抗接地方式阻抗接地方式：中性点：中性点经过不同数不同数值的的电阻与接阻与接地装置地装置连接，接，电阻在数十欧姆阻在数十欧姆时，为低阻接地低阻接地（100 以下）；以下）；电阻在数百欧姆阻在数百欧姆时，为高阻接地高阻接地方式（方式（100 以上）以上）消弧消弧线圈接地方式圈接地方式：中性点：中性点经电抗抗线圈与接地装圈与接地装置置连接。接。后两种是后两种是为了减小接地点的了减小接地点的电流，使流，使电弧的能量弧的能量减弱。减弱。2、20、要求：、要求：在供在供电系系统中，什么情况（条件）下中，什么情况（条件）下采用何种接地方式呢？我国有以下要求：采用何种接地方式呢？我国有以下要求：*363kv系系统，采用中性点不接地方式；，采用中性点不接地方式；*110kv及以上和及以上和220380v的低的低压系系统，采，采用中性点直接接地方式；用中性点直接接地方式；*3-10KV电网当接地网当接地电容容电流大于流大于30A或或20KV以上以上电网当接地网当接地电容容电流大于流大于10A时，采用中性点采用中性点经阻抗或消弧阻抗或消弧线圈接地方式。圈接地方式。(二二)中性点接地方式分析中性点接地方式分析:1、中性点接地系、中性点接地系统：人触21、及一相人触及一相带电导体体时（忽略分布忽略分布电容容）：）：如如图4所示，所示，这时人体承受人体承受电网相网相电压，通，通过人体人体的的电流可根据欧姆定律求出：流可根据欧姆定律求出：当取当取Rma=1000，线电压为660V时，通，通过人体的人体的电流流为：可可见，无，无论是是线电压是是660v供供电系系统，当，当中性点接地中性点接地时，通，通过人体的人体的电流都流都远远超超过30mA，所以是，所以是绝对危危险的。的。图4变压器IRC电网一相接地：网一相接地：如如图4所示，所示，这时系系统为单相短路故障，相短路故障，短路点将短路点将产生一个大生一个大电弧，足以引起瓦斯、弧，足以引起瓦斯、煤煤尘22、爆炸，也是非常危爆炸，也是非常危险的。的。2、中性点不接地系、中性点不接地系统：如如图5所示，若人体触及一相所示，若人体触及一相带电导体体时，则通通过人体的人体的电流的途径是从流的途径是从电网一相网一相经过人体入地，再人体入地，再经过其他两相其他两相线路路对地地绝缘分分布布电阻阻r和和对地分布地分布电容容c回到其他相，分布回到其他相，分布电容的大小决定于容的大小决定于电网的网的总长度，度，较短短时，c可忽略，可忽略，较长时，c不能忽略。不能忽略。图5变压器IRC根据基根据基尔霍夫第一定律得：霍夫第一定律得：a、当、当电容忽略容忽略时，Rma=1000，r=35000，Ux=660V，可可见是安23、全的是安全的。b、当、当电容不忽略容不忽略时，Rma=1000，r=35000，Ux=660V，C=0.5f 可可见当当电容不忽略容不忽略时，同，同样不安全，但比中性不安全，但比中性点接地系点接地系统通通过人体的人体的电流要小的多，故流要小的多，故相相对安全安全。3、结论：中性点中性点绝缘比中点接地的人身比中点接地的人身触触电电流要小得多流要小得多，比，比较安全。安全。入地入地电流很小流很小，从而使引燃瓦斯、煤，从而使引燃瓦斯、煤尘的可能性大大减少。的可能性大大减少。不影响不影响线电压（可运行（可运行2个小个小时）。）。以上三大以上三大优点就是井下点就是井下变压器禁止中性点接地的原因。器禁止中24、性点接地的原因。然而，也存在一些缺点：然而，也存在一些缺点：A、当、当电网一相接地网一相接地时，往往不易，往往不易发觉，易易烧电动机机（并不影（并不影响三相响三相设备的短的短时运行）；运行）；B、如果没有漏、如果没有漏电指示，一相接地可能指示，一相接地可能长期存在，再此情况下，期存在，再此情况下，如人站在地上又触及另一相如人站在地上又触及另一相带电导体，体，人身跨接人身跨接电网网线电压，这时通通过人身的触人身的触电电流流较中性点接地的供中性点接地的供电系系统还要大要大0.73倍倍(660mA)，这是非常危是非常危险的。的。C、其他两相其他两相电压将升高将升高3倍倍，容易使，容易使绝缘差的地方被25、差的地方被击穿。穿。为克服以上缺点，井下克服以上缺点，井下电网网必必须装装设漏漏电保保护装置装置。五、漏五、漏电保保护装置装置:（一）（一）对漏漏电保保护的要求：的要求：1、保保护全面全面：是指保：是指保护范范围应覆盖整个供覆盖整个供电单元，没有死角，元，没有死角，什么什么类型的漏型的漏电，保，保护都都应动作。另外，有条件的作。另外，有条件的话，无，无论电气气设备处在什么状在什么状态，都，都应起到保起到保护作用（漏作用（漏电闭锁）。）。2、安全性安全性：从人：从人员触触电的角度考的角度考虑，要，要满足足30mAS的要求，的要求，动作要速度快（不光跳作要速度快（不光跳闸，还要能减小人身触要能减小26、人身触电电流的作用流的作用时间）。3、可靠性可靠性：一是自身的可靠性（元件：一是自身的可靠性（元件质量、制造工量、制造工艺），二是），二是保保护性能的可靠性（性能的可靠性（该动就就动、不、不该动就不就不动），不能），不能误动和拒和拒动。4、灵敏性灵敏性：是指保：是指保护装置装置对故障的反故障的反应能力，要求最能力，要求最轻的漏的漏电，保保护也能可靠也能可靠动作（使用整定作（使用整定值的的调节，不受，不受电网网电压波波动的影响）。的影响）。5、选择性性：要求只切除故障：要求只切除故障线路而不切除非故障路而不切除非故障线路，目的是路，目的是为了停了停电范范围尽可能减小。尽可能减小。（二）漏（二）漏27、电保保护原理原理:漏漏电保保护有很多方法来有很多方法来实现。目前用的最多的。目前用的最多的有以下三种：有以下三种：附加附加电流直流流直流检测方式、三相半波整方式、三相半波整流式、零序参数式流式、零序参数式等。等。1、附加、附加电流直流流直流检测方式：方式：保保护原理原理：如如图6所示所示。电网如果网如果发生漏生漏电，就意味着，就意味着电网网对地地绝缘电阻的下降。怎阻的下降。怎样检测这个个电阻呢？可阻呢？可以以设想在三相想在三相电网中加上一个独立的直流网中加上一个独立的直流电源，作源，作用于用于电网三相和大地之网三相和大地之间，这样在在电网的网的绝缘电阻阻上将有一直流上将有一直流电流流流流过，该28、电流的大小流的大小变化直接反化直接反映了映了电网网对地地绝缘电阻的阻的变化，有效地化，有效地检测和利用和利用这一一电流，就构成附加流，就构成附加电流直流流直流检测式地漏式地漏电保保护。图6变压器RCZJZJ 动作作值的确定的确定:由于保由于保护是根据是根据电网网对地地绝缘电阻的降低来阻的降低来动作的，所作的，所以，必以，必须以以r为动作作值并加以整定，再利用由并加以整定，再利用由r、V所决定所决定的的I来来调整整KD的的动作作电流。由于流。由于人身安全人身安全电流流为30mA，故，故r的整定要的整定要满足使人身触足使人身触电电流流Ima30mA的条件。的条件。根据戴根据戴维南定理（不考南定理（29、不考虑分布分布电容）得：容）得：设：ImA=30mA VL1=380v Rma=1k 代入上式后求得：代入上式后求得：r=35k 这表明表明对于于660v线电压电网中，当网中，当电网各相网各相对地地电阻阻低于低于35k时，人身触，人身触电电流将大于流将大于30mA，故，故电网网绝缘水平水平必必须保持再保持再35k以上，以上，这样就可以方便地确定就可以方便地确定单相、两相、相、两相、三相漏三相漏电保保护装置地装置地动作作电阻阻值。我国我国实际规定定值为：11、22、33k。电容容电流流补偿：（如（如图6所示）所示）前面是以前面是以Im30mA为前提得到的，那么怎前提得到的，那么怎样使使Im30m30、A呢？呢？由于由于电网网对地地电容越大（容越大（长度），人身触度），人身触电电流流越大。因此，只有把越大。因此，只有把电容的影响基本消除，前面的整容的影响基本消除，前面的整定定值才能合理（前面忽略的内容）。才能合理（前面忽略的内容）。为了解决了解决这个个问题，在，在电网与大地之网与大地之间加上一个感性元件，用它加上一个感性元件，用它产生生的的电感感电流与流与电容容产生的生的电容容电流相抵消（因相位相流相抵消（因相位相反），就能解决反），就能解决这个个问题。优、缺点、缺点（附加（附加电流直流流直流检测方式）：方式）：优点：点：a保保护全面全面 b触触电电流小流小 c整定整定简单 d可靠性可靠性高31、高 缺点：缺点：a无无选择性性 b属静属静态补偿 c动作作时间长50ms d无漏无漏电闭锁 2、三相半波整流式：、三相半波整流式：这种漏种漏电保保护原理很原理很简单，这里只作里只作简单的介的介绍。如。如图7所示，所示，U1U3接于三相接于三相电网构成三相半波整流，其网构成三相半波整流，其负载电阻就只有阻就只有Rlo+r,由于由于Rlo的的电阻很小，所以回路的直阻很小，所以回路的直流同流同样取决于取决于r的大小，的大小，这表明表明这种方法的种方法的原理与前面原理与前面讲的直流的直流检测式是完全一式是完全一样的，的，只是只是无直流附加无直流附加电源源。但。但动作作值受受电网网电压波波动的影响的影响32、较大，大，对整流管的反向整流管的反向电压要求要求较高高，故只用在，故只用在电压低的地方低的地方,如如127v煤煤电钻综合保合保护中。中。图7变压器RCZJ（三）（三）选择性漏性漏电保保护装置装置:1、定、定义：是指保：是指保护装置装置动作作时仅将将发生漏生漏电故障故障线路的路的电源切断源切断，保障系，保障系统其余部分正常工作。其余部分正常工作。2、分、分类：纵向向选择性性：是指上下：是指上下级线路之路之间的关系，用的关系，用动作作时限差来限差来实现的（上的（上长下短）。下短）。横向横向选择性性：是指同一：是指同一级线路之路之间的关系，用零的关系，用零序参数（零序序参数（零序电流、零序流、零序电33、压或功率方向）的原理或功率方向）的原理来来实现的。的。3、选择性漏性漏电保保护原理：原理：如如图8所示所示 图8变压器RCU。I。比比比比较较较较电电电电路路路路 六、接地与接零六、接地与接零:前面我前面我们分析可知，分析可知，电网网对地如果有分布地如果有分布电容存在，容存在，人体触人体触电的触的触电电流流远大于大于30mA（154mA）,而而电容容补偿也是有限的，也是有限的，为了人身的安全，采用保了人身的安全，采用保护接地可接地可进一一步减小人体触步减小人体触电电流，将其限制在安全流，将其限制在安全值以内。以内。(一一)分分类:在供在供电系系统中，各种中，各种电气气设备的接地按照其作用的的接34、地按照其作用的不同可以分不同可以分为：工作接地、保工作接地、保护接地、保接地、保护接零三大接零三大类。工作接地是指工作接地是指变压器或互感器等根据工作的需要而采用器或互感器等根据工作的需要而采用的的绕组或中性点接地；保或中性点接地；保护接地是指三相三接地是指三相三线制的制的电网，网，将将设备正常正常时不不带电的金属外壳与接地装置相的金属外壳与接地装置相连接。保接。保护接零是指三相四接零是指三相四线制制电网，将网，将设备外壳好与零外壳好与零线相相连接。它接。它们是防止人身触是防止人身触电的重要措施。的重要措施。安全安全规程程第第431条条规定：定：36V以上由于以上由于绝缘损坏可能坏可能带有危有35、危险电压的的电气气设备金属外壳和构架，都必金属外壳和构架，都必须设保保护接地接地。(二二)接地有关接地有关电压:1、对地地电压Vtg:如下如下图9所示，所示，纵坐坐标表示接地极表示接地极电压V，横坐横坐标表示离开接地极的距离。当表示离开接地极的距离。当电气气设备发生生单相碰壳。相碰壳。实际上就是上就是单相相经Rgr接地的漏接地的漏电故故障障时，入地，入地电流流Igr经接地极呈半球状流向大地接地极呈半球状流向大地深深处，再，再设法回到法回到电源。源。这就是在接地附近的大就是在接地附近的大地表面和土壤中形成一定的地表面和土壤中形成一定的电位分布，位分布，显然离接然离接地极越近，地极越近，电流通流通36、过的半球表面的半球表面积越小，所以越小，所以电阻越大，阻越大，压降越大，降越大，电位越高。而离接地极位越高。而离接地极20m以外的地方，由于半球面已以外的地方，由于半球面已经很大，土壤很大，土壤电阻近阻近似似为零。故任意两点零。故任意两点间几乎没有几乎没有电位差。位差。这就是就是电气上的气上的“地地”，而，而设备外壳等外壳等对“地地”的的电位位差叫做差叫做对地地电压。图9电气设备VtgVssVcoVspIgrRgr 2、接地接地电阻阻Rgr:接地接地电阻是指阻是指电气气设备接地部分（外壳）接地部分（外壳）的的对地地电压与入地与入地电流之比，即流之比，即Rgr=Utg/Igr。再忽略接地再忽略接37、地线电阻的情况下，它近似等于接阻的情况下，它近似等于接地极的地极的电阻。阻。该电阻就是土壤在通入入地阻就是土壤在通入入地电流流时所呈所呈现的的电阻。它与接地极的材料、形阻。它与接地极的材料、形状和土壤的状和土壤的电阻率有关。在工程阻率有关。在工程实际中接地中接地极的接地极的接地电阻是用阻是用ZC-18型接地型接地电阻阻测量量仪来来测定。（有一定的要求）井上定。（有一定的要求）井上5（工作、（工作、保保护、防雷）、井下、防雷）、井下2（任何一点）。（任何一点）。3、接触接触电压Vco 接触接触电压是指人体触是指人体触电部分与站立点之部分与站立点之间的的电位差位差Vco。由由图可可见Vco=Vtg38、 Vsp,可可见离接地极离接地极越越远触触电电压越高越高，这就是接地极不能就是接地极不能设在在离离设备太太远的道理。的道理。4、跨步跨步电压Vss 跨步跨步电压是指在入地是指在入地电流的流流的流动范范围内，内，人两脚人两脚间的的电位差。由位差。由图可可见Vss=V1-V2,离离接地极越近跨步接地极越近跨步电压越高越高。(三三)接地保接地保护原理原理:(如如图10所示所示)1.无保无保护接地接地时：电流流经人体入地，再人体入地，再经其他两其他两项的的绝缘阻抗阻抗回到回到电源，源，这里的关里的关键是是电流全部流流全部流经人体人体。2.有保有保护接地接地时：电流将通流将通过人体人体电阻和接地阻和接地39、电阻所阻所组成的并成的并联支路入地支路入地，再，再经过其他的两相其他的两相绝缘阻抗回到阻抗回到电源。源。这就很大程度的减小了通就很大程度的减小了通过人身的人身的电流。流。3、要求要求：一般井下保一般井下保护接地接地电阻小于阻小于2，而人体，而人体电阻阻为1000。这使通使通过人身的触人身的触电电流降流降为无保无保护接地的五接地的五百分之一，甚至更小，完全可以限制在安全百分之一，甚至更小，完全可以限制在安全电流以下，流以下，另外，当另外，当设备漏漏电时，其漏，其漏电电流流绝大部分大部分经埋在地中埋在地中的接地极入地，而使的接地极入地，而使设备表面的表面的电火花能量被限制到最火花能量被限制到最小，40、有利于井下的安全。小，有利于井下的安全。4、不足：不足：没有断没有断电功能功能。电网网发生生单相直接接地相直接接地时，无分流作用无分流作用。人接触人接触单相相电网，无分流作用网，无分流作用。所以。所以漏漏电保保护和保和保护接地二者缺一不可接地二者缺一不可。图10变压器RCM机机Igr2Ima1kI（四）保（四）保护接零：接零：如如图11所示所示,保保护接零主要用于中性点直接零主要用于中性点直接接地的供接接地的供电系系统中，一般中，一般为低低压三相四三相四线制系制系统，由中性点引出的，由中性点引出的线叫零叫零线，也就是，也就是第四根第四根线。将将电气气设备外壳与零外壳与零线连接后，当接后，当设备41、发生生单相碰壳故障相碰壳故障时，便形成，便形成单相短路，而相短路，而保保护装置很快装置很快动作，切断作，切断电源，源，缩短故障存短故障存在的在的时间，减少触，减少触电的机率，的机率，这就是就是保保护接接零零。图11变压器RCM机机Igr5Ima1kIN 保保护接零分析接零分析:1.无保无保护接零接零时（如（如图11所示）所示），如果，如果发生生单相碰壳而人又触及相碰壳而人又触及该设备外壳，外壳，则触触电电流流经人体人体电阻（阻（1000）、大地、工作接地极）、大地、工作接地极电阻（阻（5）构）构成回路，由于人体成回路，由于人体电阻阻远大于工作接地极大于工作接地极电阻，故阻，故接触接触电压近似等42、于相近似等于相电压，对人是人是非常危非常危险的。的。2.有保有保护接零接零时，情况就不一，情况就不一样了。它了。它为电流流回路提供了一条更回路提供了一条更为顺利的路径，外壳利的路径，外壳零零线电源中性点。源中性点。实际上此漏上此漏电故障被故障被变成了成了单相短路故相短路故障，障，过流保流保护会很快会很快动作，切断作，切断电源。又因源。又因为零零线短接了人体短接了人体电阻和接地阻和接地电阻，使接触阻，使接触电压大大减小，大大减小，对人人相相对安全安全。其作用如下：。其作用如下：变漏漏电为单相短路；相短路；降低人触降低人触电的机率。的机率。3.有保有保护接零和保接零和保护接地共存接地共存,以免零以43、免零线断开断开,形成无保形成无保护状状态.当当发生零生零线断开断开时,保保护接零就接零就转变成了保成了保护接地接地,避免了无保避免了无保护状状态的的发生生.4.零零线上不上不许加装任何开关和熔断器加装任何开关和熔断器,以以免人免人为断开零断开零线,造成某一相用造成某一相用电设备的的损坏坏.七、七、过流保流保护:1、过流保流保护概概论:实际电流流超超过容容许工作工作电流流时的故障叫的故障叫过流流故障。故障。有有短路、短路、过载和断相和断相三种三种类型，其中型，其中短路短路是是最最严重重的一种。的一种。能在能在发生生过流故障流故障时切断切断电源的装置叫源的装置叫过流保流保护。2、对过流保流保护的要44、求的要求:（1）选择性性:只切除故障部分的保只切除故障部分的保护特性。特性。（2）快速性快速性:从故障从故障发生到完全断生到完全断电的的时间 越短越好。越短越好。（3）灵敏性灵敏性:对故障的反故障的反应能力，越大能力，越大动作越可靠。作越可靠。灵敏系数：灵敏系数：（4）可靠性可靠性:发生故障生故障时不拒不拒动，值班期班期间不不误动的能力。的能力。3、对过流保流保护的的规定定:高、低高、低压设备与与线路路须设短路保短路保护，并用，并用最小两相短路最小两相短路电流校流校验其灵敏度。其灵敏度。高、低高、低压电机，机，变压器高器高压侧须设过载保保护。低低压电动机机须设断相保断相保护。定期定期检查设备的的绝缘和和保保护整定整定值.4、过流保流保护的元件与原理的元件与原理:熔断器熔断器:串接于串接于电路中，短路路中，短路时熔断而断熔断而断电，熔断，熔断时间与与通通过电流的大小具有反流的大小具有反时限性。限性。过流流继电器器:(直接和直接和间接式两种接式两种)线圈串接于圈串接于电路中，短路路中，短路时产生生电磁力使接点磁力使接点转换，瞬，瞬时使开关跳使开关跳闸。电子式子式过流保流保护:电流互感器流互感器信号信号变换幅幅值鉴别跳跳闸。具有短路瞬具有短路瞬动，过载反反时限，断相保限，断相保护和漏和漏电闭锁等功能。等功能。谢谢大家大家