煤矿井下电钳工课件.ppt
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煤矿电气安全技术煤矿电气安全技术（培训提纲）（培训提纲） 第一节第一节 防爆电气设备及原理防爆电气设备及原理 第二节第二节 漏电保护漏电保护 第三节第三节 井下保井下保护护接地接地 第四节第四节 过过流保流保护护 第五节第五节 快速断快速断电电技技术术 …………………………………………………… -1- 1煤矿井下电钳工 第一节 防爆电气设备及原理第一节 防爆电气设备及原理 一、瓦斯的爆炸特点一、瓦斯的爆炸特点 1. 瓦斯爆炸的两个必要条件瓦斯爆炸的两个必要条件 浓度：浓度：5～～16%；存在；存在650～～750℃的点火源的点火源 2. 点火源的类型点火源的类型 灼热导体，电火花，机械火花，雷击电弧灼热导体，电火花，机械火花，雷击电弧 3. 煤尘影响煤尘影响 瓦斯与煤尘同存，爆炸浓度下限明显降低瓦斯与煤尘同存，爆炸浓度下限明显降低 二、防爆电气设备的类型与原理二、防爆电气设备的类型与原理 1. 类型及原理类型及原理-2-2煤矿井下电钳工 ⑴⑴ 隔爆型（标志隔爆型（标志“d”）） 具有隔爆外壳，外壳具具有隔爆外壳，外壳具 有耐爆性和隔爆性。
有耐爆性和隔爆性 ⑵⑵ 增安型（标志增安型（标志“e”）） 正常无危险点火源，再正常无危险点火源，再 加强绝缘、使之更加安全的设备加强绝缘、使之更加安全的设备⑶⑶ 本安型（标志本安型（标志“i”－－ia，，ib）即使产生电火）即使产生电火花花 也弱得点燃不了瓦斯的设备也弱得点燃不了瓦斯的设备⑷⑷ 正压型（标志正压型（标志“p”）具有正压外壳，壳内气）具有正压外壳，壳内气 体压力高于壳外，瓦斯不能进入体压力高于壳外，瓦斯不能进入⑸⑸ 油浸型（标志油浸型（标志“o”）导电部件浸在油中，与）导电部件浸在油中，与 危险气体隔离危险气体隔离3- 3煤矿井下电钳工 ⑹⑹ 充砂型（标志充砂型（标志“q”）外壳内部充填砂粒）外壳内部充填砂粒 材料，具有泄压散热作用材料，具有泄压散热作用 ⑺⑺ 无火花型（标志无火花型（标志“n”）正常运行条件没）正常运行条件没 有电火花和危险温度产生有电火花和危险温度产生 ⑻⑻ 浇封型（标志浇封型（标志“m”）导电部件浇封在浇）导电部件浇封在浇 封剂中，与危险气体隔离封剂中，与危险气体隔离。
⑼⑼ 气密型（标志气密型（标志“h”）完全密封的金属外）完全密封的金属外 壳，与危险气体隔离壳，与危险气体隔离 ⑽⑽ 特殊型（标志特殊型（标志“s”）其它经试验证明具）其它经试验证明具 有防爆性能的类型有防爆性能的类型 2. 防爆电气设备的标志防爆电气设备的标志 总标志：总标志：Ex-4-4煤矿井下电钳工 防爆型式：防爆型式：d，，e，，i （（ia，，ib）） ，，p，，o，，q，， n，，m，，h，，s类别：类别：I类（煤矿用），类（煤矿用），II类（工厂用）类（工厂用） 危险级别：危险级别：A，，B，，C（仅（仅II类分三级）类分三级） 温度组别：温度组别：T1～～T6 （（450℃，，300℃，，200℃，，135℃，，100℃，， 85℃））防爆标志举例：防爆标志举例： ExdⅠ －－－－ Ⅰ类隔爆型电气设备类隔爆型电气设备 ExdⅡBT3－－－－Ⅱ类类B级级T3组隔爆型电气设备组隔爆型电气设备 ExepⅡBT4－－－－Ⅱ类类B级级T4组主体增安，并组主体增安，并 有正压部件的电气设备有正压部件的电气设备-5- 5煤矿井下电钳工 三、选用原则三、选用原则 1. 选用选用 严格按《煤矿安全规程》严格按《煤矿安全规程》2005年版年版444条所条所 规定的表选用。
规定的表选用 2. 执行验证采购制度执行验证采购制度 要求要求“三证齐全三证齐全”：： 防爆合格证，安全标志准用证（防爆合格证，安全标志准用证（MA），产），产 品合格证品合格证 -6-6煤矿井下电钳工 第二节第二节 漏电保护漏电保护 一、漏电概论一、漏电概论 1.漏电故障的概念漏电故障的概念 漏电是一种电网对地发生电能泄漏的电气漏电是一种电网对地发生电能泄漏的电气 故障，流入大地的电流叫漏电电流故障，流入大地的电流叫漏电电流 特征：电网对大地的绝缘阻抗降低，入地特征：电网对大地的绝缘阻抗降低，入地 电流增大电流增大 2.漏电故障的种类漏电故障的种类 集中性（长期、间歇、瞬间）漏电；分散集中性（长期、间歇、瞬间）漏电；分散 性漏电性漏电 -7-7煤矿井下电钳工 3.发生原因与危害发生原因与危害 原因：绝缘受潮、老化、外力、接线操作原因：绝缘受潮、老化、外力、接线操作 不当、过电压侵入等。
不当、过电压侵入等 危害：人身触电，引爆瓦斯、引起电火灾，危害：人身触电，引爆瓦斯、引起电火灾， 发展为短路等发展为短路等 4 .基本漏电电流回路基本漏电电流回路 由漏电相由漏电相A经过渡电阻经过渡电阻Rtr入地，经其它两入地，经其它两 相的对地绝缘阻抗回到电网，再经变压器二次相的对地绝缘阻抗回到电网，再经变压器二次 绕组到中性点绕组到中性点N -8-8煤矿井下电钳工 图图2-1 漏电电流回路示意图漏电电流回路示意图 -9-9煤矿井下电钳工 5.人身触电人身触电⑴⑴ 概念概念 触电是人接触了带电导体而成为触电是人接触了带电导体而成为 电流通路的现象，人通过大地而构成回路的触电流通路的现象，人通过大地而构成回路的触 电是电网漏电的特殊形式电是电网漏电的特殊形式⑵⑵ 触电电流的计算公式触电电流的计算公式 （（2-1）） 电网绝缘良好时，电网绝缘良好时，r→∞ （（2-2））-10- 10煤矿井下电钳工 电网对地电容小时，电网对地电容小时，C→0 （（2-3）） 二、两种常用的漏电保护原理二、两种常用的漏电保护原理 1. 1.附加电源直流检测式漏电保护附加电源直流检测式漏电保护 在三相电网与大地之间附加一直流电源，在三相电网与大地之间附加一直流电源， 监测电流流经电网对地总绝缘电阻监测电流流经电网对地总绝缘电阻r r∑∑，并近，并近 似与似与r r∑∑成反比。
成反比 保护无选择性，动作电阻值稳定保护无选择性，动作电阻值稳定11-11煤矿井下电钳工 图图2-2 附加直流电源的保护原理图附加直流电源的保护原理图 -12-12煤矿井下电钳工 2. 零序功率方向式漏电保护零序功率方向式漏电保护 同时检测、比较零序电流、电压的大小和同时检测、比较零序电流、电压的大小和 相位，确认漏电支路相位，确认漏电支路 用于高、低压电网，动作电阻值不固定，用于高、低压电网，动作电阻值不固定， 具有选择性对称漏电不动作具有选择性对称漏电不动作13-13煤矿井下电钳工 图图2-3 零序功率方向式漏电保护零序功率方向式漏电保护 -14-14煤矿井下电钳工 第三节第三节 井下保护接地井下保护接地 一、保护接地的作用原理－－分流作用一、保护接地的作用原理－－分流作用 保护接地是用导体把电气设备中所有正常保护接地是用导体把电气设备中所有正常不带电的外露金属部分与埋在地下的金属接地不带电的外露金属部分与埋在地下的金属接地装置连接起来装置连接起来。
1. 无保护接地（参阅图无保护接地（参阅图3-1））漏电电流基本上全部经人体入地低压电漏电电流基本上全部经人体入地低压电网，网，Ima＞＞＞＞30mA）） -15-15煤矿井下电钳工 图图3-1 装有保护接地的井下电网装有保护接地的井下电网 -16-16煤矿井下电钳工 2. 有保护接地有保护接地 漏电电流经漏电电流经RE E和和Rma并联支路入地，并联支路入地，Ima 降为＜降为＜1mA 二、井下接地网的必要性二、井下接地网的必要性 1. 消除分流死区当两设备分别发生消除分流死区当两设备分别发生 异相碰壳时，每台设备外壳的对地电压为异相碰壳时，每台设备外壳的对地电压为1/2 线电压，危及人身安全）线电压，危及人身安全） 2. 因并联支路多使总的接地电阻降低因并联支路多使总的接地电阻降低 -17-17煤矿井下电钳工 图图3-2 接成接地网后形成两相对地短路接成接地网后形成两相对地短路 -18-18煤矿井下电钳工 第第 四四 节节 过过 流流 保保 护护一、过流保护概论一、过流保护概论 1、、 过流故障过流故障 电网及设备中的实际电流超过容许的工作电电网及设备中的实际电流超过容许的工作电 流时的故障，短路是其中最严重的一种。
流时的故障，短路是其中最严重的一种 2、对过流保护的要求、对过流保护的要求 （（1）选择性只切除故障部分的保护特性只切除故障部分的保护特性 （（2）快速性从故障发生到完全断电的时间）快速性从故障发生到完全断电的时间 越短越好越短越好 （（3）灵敏性对故障的反应能力，越大动作）灵敏性对故障的反应能力，越大动作 越可靠19-19煤矿井下电钳工 （（4）可靠性发生故障时不拒动，值班期）可靠性发生故障时不拒动，值班期 间不误动的能力间不误动的能力 二、过流保护原理二、过流保护原理 1. 两种简单的保护元件两种简单的保护元件 ⑴⑴ 熔断器熔断器 原理：串接于电路中，短路时熔断而断电原理：串接于电路中，短路时熔断而断电 特点：熔断时间与通过电流的关系，反时限特点：熔断时间与通过电流的关系，反时限 特性⑵⑵ 电磁式过流继电器电磁式过流继电器-20- 20煤矿井下电钳工 原理：线圈串接于电路中，短路时产生电磁原理：线圈串接于电路中，短路时产生电磁 力使接点转换，导致开关跳闸。
力使接点转换，导致开关跳闸 特点：单一性，瞬时动作特点：单一性，瞬时动作 2.电子式过流保护电子式过流保护 原理：电流互感器原理：电流互感器→信号变换信号变换→幅值鉴别幅值鉴别→跳闸指令跳闸指令 特点：特点： 综合性，有短路瞬动，过载反时限，综合性，有短路瞬动，过载反时限，断相保护和漏电闭锁等齐全的功能断相保护和漏电闭锁等齐全的功能3. 相敏过流保护相敏过流保护 原理：据电动机起动时功率因数低，线路短原理：据电动机起动时功率因数低，线路短路时功率因数高的特点，采用同时检测电流的幅路时功率因数高的特点，采用同时检测电流的幅值和相位而构成的保护值和相位而构成的保护21-21煤矿井下电钳工 图图4-1 相敏过流保护原理相敏过流保护原理 -22-22煤矿井下电钳工 特点：适用于井下长距离、重负荷低压电网，特点：适用于井下长距离、重负荷低压电网， 保护灵敏度高，但电路较复杂保护灵敏度高，但电路较复杂 4. 低电压式过流保护低电压式过流保护 原理：基于短路点后对应的相间电压为零的原理：基于短路点后对应的相间电压为零的特点，由终端检测电路鉴别低电压确认短路故障，特点，由终端检测电路鉴别低电压确认短路故障，传至首端保护装置动作于跳闸。
传至首端保护装置动作于跳闸 特点：电路简单、灵敏度高且与线路长短、特点：电路简单、灵敏度高且与线路长短、短路点位置、导线截面无关，保护距离长至线路短路点位置、导线截面无关，保护距离长至线路供电能力所及供电能力所及 -23-23煤矿井下电钳工 图图4-2 低电压式过流保护原理低电压式过流保护原理-24-24煤矿井下电钳工 思考题及参考答案思考题及参考答案 1、煤矿常用三种防爆电气设备是：隔爆型、、煤矿常用三种防爆电气设备是：隔爆型、 增安型、本安型增安型、本安型 2、对过流保护的四个基本要求是：、对过流保护的四个基本要求是： 选择性、快速性、灵敏性、可靠性选择性、快速性、灵敏性、可靠性 3、中点不接地电网发生单相漏电时，漏电、中点不接地电网发生单相漏电时，漏电 电流如何构成回路？电流如何构成回路？ 答：答：由漏电相经过渡电阻入地，经其它两相由漏电相经过渡电阻入地，经其它两相 的对地绝缘阻抗回到电网，再经变压器绕组到的对地绝缘阻抗回到电网，再经变压器绕组到 中性点中性点。
-25-25煤矿井下电钳工 4、井下、井下 为什么有保护接地还要设置漏电为什么有保护接地还要设置漏电 保护？保护？ 答：答：①① 保护接地无断电功能，而发生漏电故保护接地无断电功能，而发生漏电故 障必须断电障必须断电 ②② 电网发生单相直接接地时，保护接地电网发生单相直接接地时，保护接地 无分流作用无分流作用 ③③ 人触及刺穿电缆而外露的带电芯线或人触及刺穿电缆而外露的带电芯线或 触及设备内带电导体时，保护接地无分流作用触及设备内带电导体时，保护接地无分流作用26-26煤矿井下电钳工 第五节第五节 快速断电技术快速断电技术一、快速断电概论一、快速断电概论1、瓦斯爆炸的感应期、瓦斯爆炸的感应期瓦斯、煤尘从接触点火源起到发生爆炸所需瓦斯、煤尘从接触点火源起到发生爆炸所需时间 瓦斯爆炸感应期：瓦斯爆炸感应期：≥10ms ；； 煤尘爆炸感应期：煤尘爆炸感应期：40～～250ms 。
2、快速断电保护、快速断电保护能在发生电气故障后能在发生电气故障后5～～8ms内切断供电电源内切断供电电源的装置27-27煤矿井下电钳工 -28- 3、实现快速断电的技术关键与途径、实现快速断电的技术关键与途径（（1）利用电网载频保护实现快速检测）利用电网载频保护实现快速检测 振荡器输出高频检测信号耦合到三相电网上，振荡器输出高频检测信号耦合到三相电网上，利用电网短路时利用电网短路时 高频阻抗的突变取得检测信号，高频阻抗的突变取得检测信号，时间时间≤1ms2）半导体快速中性点开关）半导体快速中性点开关利用三相整流桥的导通和截止来闭合或打开利用三相整流桥的导通和截止来闭合或打开 供电变压器二次中性点，实现供电和快速断电供电变压器二次中性点，实现供电和快速断电 的功能，断电时间的功能，断电时间≤2ms 28煤矿井下电钳工 （（3）其他）其他 利用电流变化率实现快速检测；利用电流变化率实现快速检测； 电动直线驱动快速水银开关电动直线驱动快速水银开关 二、快速断电在煤电钻综合装置中的应用二、快速断电在煤电钻综合装置中的应用 载频快速检测与半导体中性点开关配合，载频快速检测与半导体中性点开关配合，可在煤电钻综合装置中实现可在煤电钻综合装置中实现≤5ms的快速断电的快速断电保护。
保护29-29煤矿井下电钳工 图图5-1 煤电钻快速断电保护原理煤电钻快速断电保护原理 -30-30煤矿井下电钳工 。
