矿井安全供电及用电课件.ppt

1、第二章第二章 矿井安全供电及用电技术矿井安全供电及用电技术v人身触电及其预防措施人身触电及其预防措施v井下供电系统中性点不接地分析井下供电系统中性点不接地分析v井下保护接地井下保护接地v井下电网漏电保护井下电网漏电保护第一节第一节 触电的危险性及预防措施触电的危险性及预防措施 v触电事故触电事故v人身触及带电体或接近高压带电体时，将会有电流人身触及带电体或接近高压带电体时，将会有电流通过人体通过人体v触电对人体组织的破坏性很复杂触电对人体组织的破坏性很复杂v电击：电击：触电后电流通过人体，使人体内部器官受到触电后电流通过人体，使人体内部器官受到损伤和破坏，多数情况下会致人死亡，是最危险的损伤和

2、破坏，多数情况下会致人死亡，是最危险的v电伤：电伤：强电流瞬时通过人体的某一局部，或电弧烧强电流瞬时通过人体的某一局部，或电弧烧伤人体，造成人体外表器官的破坏，一般容易治愈，伤人体，造成人体外表器官的破坏，一般容易治愈，严重时可能使人致残，但不会有生命危险严重时可能使人致残，但不会有生命危险v触电对人体的危害程度是由多种因素决定的触电对人体的危害程度是由多种因素决定的v电流强度电流强度、电流的类型及频率电流的类型及频率、电流通过人体路径电流通过人体路径v触电持续时间触电持续时间、电压的高低电压的高低、人的体质状态等人的体质状态等跨步电压触电跨步电压触电两相触电两相触电单相触电单相触电电流电流5

3、0Hz交流交流直流直流0.61.5始有感觉，手指有麻刺感始有感觉，手指有麻刺感无感觉无感觉23手指有强烈麻刺感，颤抖手指有强烈麻刺感，颤抖无感觉无感觉57手部痉挛手部痉挛感觉痒、刺痛、灼热感觉痒、刺痛、灼热810手难以摆脱带电体，手指到手腕手难以摆脱带电体，手指到手腕有剧痛有剧痛热感增加热感增加2025手迅速麻痹，不能摆脱带电体，手迅速麻痹，不能摆脱带电体，剧痛，呼吸困难剧痛，呼吸困难热感觉增强较大，手部肌肉热感觉增强较大，手部肌肉不强烈收缩不强烈收缩5080呼吸麻痹心室开始震颤呼吸麻痹心室开始震颤有强烈热感觉，手部肌肉收有强烈热感觉，手部肌肉收缩，痉挛，呼吸困难缩，痉挛，呼吸困难90100呼

4、吸麻痹，持续呼吸麻痹，持续3s以上则心脏麻以上则心脏麻痹，心室颤动痹，心室颤动呼吸麻痹呼吸麻痹100300时间时间0.1s以上则呼吸心脏麻痹，以上则呼吸心脏麻痹，肌体受电流热破坏肌体受电流热破坏通过人体的电流及其对人体组织的危害 人体电阻人体电阻v流经人体电流值的大小与人体电阻有密切关系流经人体电流值的大小与人体电阻有密切关系v人体电阻人体电阻主要是人体表面皮肤角质层的电阻，数值变动很大主要是人体表面皮肤角质层的电阻，数值变动很大与人的皮肤有无损伤以及潮湿等程度有关与人的皮肤有无损伤以及潮湿等程度有关范围：范围：8001500规定：规定：1000v我国规定：我国规定：通过人体的最大安全电流为通

5、过人体的最大安全电流为30mA允许安秒值（即电流与时间的乘积）为允许安秒值（即电流与时间的乘积）为30mAs&30mA电流作用于人体电流作用于人体1s及以内，对人体无伤害作用及以内，对人体无伤害作用510152025306543210200406080ab电流（mA）ab潮湿的手干燥的手电压（V）触电电流与触电电压的关系触电电流与触电电压的关系触电的预防措施触电的预防措施 v防止人身触及或接近带电导体防止人身触及或接近带电导体v裸露导体必须有高度和距离裸露导体必须有高度和距离v闭锁装置闭锁装置v带电部件全部封闭在外壳内带电部件全部封闭在外壳内v采取相应的技术措施，防止人身触电采取相应的技术措施

6、，防止人身触电v变压器中性点不接地变压器中性点不接地v漏电保护和漏电闭锁装置漏电保护和漏电闭锁装置v设置保护接地设置保护接地v对易造成触电危险的系统，除应加强绝缘外，对易造成触电危险的系统，除应加强绝缘外，尽量采用尽量采用较低电压较低电压v严格执行严格执行煤矿安全规程煤矿安全规程中的有关规定和安中的有关规定和安全作业制度全作业制度井下供电的变压器中性点禁止接地分析井下供电的变压器中性点禁止接地分析 中性点直接接地中性点直接接地rxrxarRURUI3380mA38.010003660IrA220mA22.010003380IrA1.人触及一相带电导体时人触及一相带电导体时变压器中性点接地的供电

7、系统变压器中性点接地的供电系统 无论是无论是380V供电系统还是供电系统还是660V供电系统，当变供电系统，当变压器中性点接地，人触及带电导体一相时，通过压器中性点接地，人触及带电导体一相时，通过人体的电流都远远超过人体的电流都远远超过30mA，所以是绝对危险，所以是绝对危险的的！2电网一相接地电网一相接地 在变压器中住点接地的供电系统中，电网一相接在变压器中住点接地的供电系统中，电网一相接地即为单相短路，短路点将产生一个大电弧，足地即为单相短路，短路点将产生一个大电弧，足以引起瓦斯、煤尘爆炸。以引起瓦斯、煤尘爆炸。变压器中性点绝缘的供电系统变压器中性点绝缘的供电系统L1L2L3NC3r3C2

8、r2C1r1RtrIma单相漏电电流回路示意图。单相漏电电流回路示意图。变压器中性点绝缘的供电系统变压器中性点绝缘的供电系统若人体触及一相带电导体时，则通过人身的电流的途径是若人体触及一相带电导体时，则通过人身的电流的途径是从电网一相经过人身入地，再经过其他两相线路对地绝缘从电网一相经过人身入地，再经过其他两相线路对地绝缘分布电阻分布电阻r和对地分布电容和对地分布电容C回到其它两相。回到其它两相。1忽略电网对地电容忽略电网对地电容1忽略电网对地电容忽略电网对地电容1）在正常状态下：）在正常状态下：电源电压是对称的，电源电压是对称的，同时，各相对地的绝缘电阻值也是相等的，即：同时，各相对地的绝缘

9、电阻值也是相等的，即：ra=rb=rc=r。绝缘电阻绝缘电阻ra、rb、rc相当于一个假想的星形负载，在上述条相当于一个假想的星形负载，在上述条件下，这个假想负载是对称的，其中性点为地。在未发生件下，这个假想负载是对称的，其中性点为地。在未发生人身触电或单相接地时，每相绝缘电阻中流过的电流也是人身触电或单相接地时，每相绝缘电阻中流过的电流也是对称的，即对称的，即 0UUUUUUUcbaxacba0IIIIIIcbacba1忽略电网对地电容忽略电网对地电容可见，这时各相对地电压与电源相电压相等，也是可见，这时各相对地电压与电源相电压相等，也是对称的。因而，假想负载的中性点与变压器中性点对称的。因

10、而，假想负载的中性点与变压器中性点之间没有电位差。也就是说，变压器中性点对地电之间没有电位差。也就是说，变压器中性点对地电压为零，即：压为零，即：；aaarIUcccbbbrIUrIU；0U01忽略电网对地电容忽略电网对地电容2）当人触及一相时）当人触及一相时触及触及a相导体时，便有电流通过人身。该电流是经相导体时，便有电流通过人身。该电流是经过其它两相的绝缘电阻过其它两相的绝缘电阻rb和和rc形成通路；而形成通路；而a相的绝相的绝缘电阻缘电阻ra与人身电阻与人身电阻Rr并联，结果使并联，结果使a相对地电阻相对地电阻变为：变为：这就破坏了上述假想负载的对称性，于是电网对地这就破坏了上述假想负载

11、的对称性，于是电网对地电压和电流将发生新的变化，假想的中性点与变压电压和电流将发生新的变化，假想的中性点与变压器中性点间便出现了电位差。器中性点间便出现了电位差。arararRrRr0U01忽略电网对地电容忽略电网对地电容 假想负载中性点由假想负载中性点由“0”移到移到“0”点，即点，即为为 。各相对地（即各相对地（即0点）的电压便不再对称了。点）的电压便不再对称了。但电源线电压仍保持对称，故对负载运行但电源线电压仍保持对称，故对负载运行并无影响。并无影响。0cc0bb0aaUUUUUUUUU；0U1忽略电网对地电容忽略电网对地电容c0ccccb0bbbba0aaaarUUrUIrUUrUIr

12、UUrUIr0ararRUURUI各相绝缘电阻中流过的电流各相绝缘电阻中流过的电流 人身触电电流值人身触电电流值 1忽略电网对地电容忽略电网对地电容0IIIIrcba0RUUrUUrUUrUUr0ac0cb0ba0a0RURUrU3rUUUr0ra0cbar3RrUUra0根据基尔霍夫第一定律根据基尔霍夫第一定律 当当r=ra=rb=rc时时1忽略电网对地电容忽略电网对地电容r3RU3RUUIrar0arr3RU3r3R3UIrxrar人身触电电流人身触电电流 取绝对值取绝对值1忽略电网对地电容忽略电网对地电容例：在井下例：在井下660V低压电网中，低压电网中，若每相对地绝缘为若每相对地绝缘为

13、35000，通过人身的电流是多少？通过人身的电流是多少？设人身电阻设人身电阻Rr1000。30mA03.0350001000336603r3R3UIrxarA在忽略电容的情况下，当绝缘电阻值等于或大于在忽略电容的情况下，当绝缘电阻值等于或大于35k时，就能够防止人身触电；反之，若低于时，就能够防止人身触电；反之，若低于35k，则可能发生危险。由此可见，提高电网对地，则可能发生危险。由此可见，提高电网对地的绝缘电阻，便能保证人身安全。的绝缘电阻，便能保证人身安全。1忽略电网对地电容忽略电网对地电容人身触电电流值的大小与电源的相电压成正人身触电电流值的大小与电源的相电压成正比，电压越高，人身触电电

14、流值也就越大。比，电压越高，人身触电电流值也就越大。如果电源电压升高了，而人身触电电流值仍如果电源电压升高了，而人身触电电流值仍要求不超过要求不超过30mA，那么，就只好提高电网，那么，就只好提高电网对地的绝缘电阻值。对地的绝缘电阻值。对于对于1140V电压，绝缘电阻值就必须大于或等于？电压，绝缘电阻值就必须大于或等于？63k；对于对于380V电压，绝缘电阻值却只要大于或等于？电压，绝缘电阻值却只要大于或等于？19k。2考虑电网对地电容考虑电网对地电容下图为中性点绝缘的井下低压供电单元原理图。下图为中性点绝缘的井下低压供电单元原理图。T为动为动力变压器力变压器，Rma为人体电阻，为人体电阻，r

15、=r1=r2=r3为各相对地为各相对地绝缘电阻，绝缘电阻，rRma，C=C1=C2=C3为各相对地电容，为各相对地电容，C约为约为01uF。L1L2L3NC3r3C2r2C1r1ImaMNRmaT利用戴维南等效定理求人身触电电流。利用戴维南等效定理求人身触电电流。求求M、N之间的开路电压之间的开路电压M、N间开路，相当于电网没有发生单相漏间开路，相当于电网没有发生单相漏电故障，因此三相电网仍然对称，变压器电故障，因此三相电网仍然对称，变压器二次绕组中性点二次绕组中性点N的电位为零，则的电位为零，则 2考虑电网对地电容考虑电网对地电容MNocV.1.lVVVMNMNoc输入阻抗即不看外部电路，且

16、内电路中的电压输入阻抗即不看外部电路，且内电路中的电压源按短接，电流源按开路考虑时，从源按短接，电流源按开路考虑时，从M、N两两点测得的阻抗。此时相当于点测得的阻抗。此时相当于L1、L2、L3及及N各点短接，三相对地电阻合对地电容为并联关各点短接，三相对地电阻合对地电容为并联关系。有系。有 ri=r/3 Ci=3C 总的输入阻抗总的输入阻抗Zin为为ri与与Ci的并联，为：的并联，为：3/3/33rjXrjXZinCC2.求求M、N间的输入阻抗间的输入阻抗Zin 对人身触电情况，对人身触电情况，外电路的阻抗即为外电路的阻抗即为人身电阻。故有人身电阻。故有：Zex=Zma。则电网发生人身则电网发

17、生人身单相触电等效电路单相触电等效电路如右图如右图：Rma3Cr/3MNImaVl13.外电路阻抗外电路阻抗Zex根据电路原理，人身触电电流为根据电路原理，人身触电电流为3/3/11133rjXrjXRmaVlZinRmalVZlVmaICC人身触电电流人身触电电流将将X3C=1/3C带入得带入得：)/1(3)/1(3/11 13/)3/1(3/)3/1(1222222CrRmaCjCrRmarRmaVlrCjrCjRmalVmaI人身触电电流人身触电电流取取有效值有效值，得：，得：其中其中=2f=2=2f=23.143.1450=31450=314)1(9)6(112222rCRRmarrR

18、maVlmaIma人身触电电流人身触电电流例：设电网每相对地电容例：设电网每相对地电容C C0.5uF0.5uF，每相对地，每相对地电阻为电阻为r=35k,r=35k,电网电压电网电压V V660V660V，求人身单，求人身单相触电电流。人体电阻取相触电电流。人体电阻取1k1k。解：根据公式有解：根据公式有：mAmAmaI30154)35000)105.0(3141(10009)1000635000(35000110003/66022622由于电网对地电容的影响，使通过人身的触电电由于电网对地电容的影响，使通过人身的触电电流有较大的增加。流有较大的增加。2考虑电网对地电容考虑电网对地电容通过上

19、面的分析可以看出，通过上面的分析可以看出，变压器中性点绝缘变压器中性点绝缘的的供电系统比供电系统比中性点接地中性点接地的供电系统，的供电系统，在人触及一相带电导体时，通过人身的电流要小得多。在人触及一相带电导体时，通过人身的电流要小得多。在中性点绝缘的供电系统中，当发生一相接地时，入在中性点绝缘的供电系统中，当发生一相接地时，入地电流也很小，从而使引燃瓦斯、煤尘的可能性大大地电流也很小，从而使引燃瓦斯、煤尘的可能性大大减少。这些就是井下变压器禁止中性点接地的原因。减少。这些就是井下变压器禁止中性点接地的原因。（入地电流？入地电流？）单相接地不破坏电源电压的对称性，并不立即对设备单相接地不破坏电

20、源电压的对称性，并不立即对设备造成损坏，不会造成断路器掉闸，按规程允许运行两造成损坏，不会造成断路器掉闸，按规程允许运行两小时。小时。变压器中性点绝缘的供电系统变压器中性点绝缘的供电系统 变压器变压器中性点绝缘中性点绝缘的供电系统也存在一些缺点，的供电系统也存在一些缺点，当电网一相接地时，往往不易发觉，如果没有漏电指当电网一相接地时，往往不易发觉，如果没有漏电指示，一相接地可能长期存在。示，一相接地可能长期存在。如人站在地上又触及另一相带电导体，则人身跨接于如人站在地上又触及另一相带电导体，则人身跨接于电网线电压。电网线电压。这时通过人身的触电电流较之变压器中这时通过人身的触电电流较之变压器中

21、性点接地的供电系统还要大性点接地的供电系统还要大0.73倍，这是非常危险的。倍，这是非常危险的。即使对中性点绝缘的低压供电系统，人身单相触即使对中性点绝缘的低压供电系统，人身单相触电电流也是非常危险的。电电流也是非常危险的。那么，通过提高电网对地绝缘水平，是否就可以降那么，通过提高电网对地绝缘水平，是否就可以降低人身触电电流呢低人身触电电流呢？令令则有则有：r结论：单纯通过提高对地绝缘水平，不一定能降结论：单纯通过提高对地绝缘水平，不一定能降低人身触电电流，有时可能相反。低人身触电电流，有时可能相反。mAmAaCRmaCVlaCjRmaVlmaI154162)105.0(314100091)3

22、/660(105.03143Im9113Im31126226222.如果通过改变电网对地电容，对人身触电电流有何影响？如果通过改变电网对地电容，对人身触电电流有何影响？令公式中令公式中C=0，则有：，则有：mArRmaVlmaI303/3500010003/6603/1结论：通过减小电网对地电容，即减小电网容性结论：通过减小电网对地电容，即减小电网容性电流，对降低人身触电电流是有效的办法。电流，对降低人身触电电流是有效的办法。对地分布电容为对地分布电容为0.5uF时，对地绝缘电阻从时，对地绝缘电阻从30k到到100k时人身接地电流变化情况时人身接地电流变化情况对地绝缘电阻为对地绝缘电阻为35k

23、时，对地分布电容由时，对地分布电容由0uF到到1uF时时人身触电电流变化情况。人身触电电流变化情况。人身触电电流值随绝缘电阻和电容的变化规律人身触电电流值随绝缘电阻和电容的变化规律1uf1uf0.5uf0.5uf0.4uf0.4uf0.3uf0.3uf0.2uf0.2uf0.1uf0.1ufR(k)Ir(mA)Ir(mA)中性点接地方式的再讨论中性点接地方式的再讨论v为了弥补中性点绝缘供电系统中存在的问题，为了弥补中性点绝缘供电系统中存在的问题，井下电网必须装设漏电保护装置井下电网必须装设漏电保护装置v井下供电系统中，中性点的工作方式井下供电系统中，中性点的工作方式中性点直接接地中性点直接接地

24、中性点经低阻抗接地中性点经低阻抗接地中性点经高阻抗接地（英国）中性点经高阻抗接地（英国）中性点不接地（我国、苏联、德国）中性点不接地（我国、苏联、德国）v井下采用中性点不接地方式不一定是最好的或井下采用中性点不接地方式不一定是最好的或唯一的唯一的不同接地方式的分析比较不同接地方式的分析比较u 从人身触电危险的角度看从人身触电危险的角度看中性点绝缘中性点绝缘可以通过提高电网对地绝缘电阻和减少电容的方法可以通过提高电网对地绝缘电阻和减少电容的方法来降低人身触电电流值。来降低人身触电电流值。中性点直接接地中性点直接接地触电电流很大，远远超过了安全极限值，比较危险。触电电流很大，远远超过了安全极限值，

25、比较危险。在中性点绝缘的供电系统中，必须装设漏电保护装置。在中性点绝缘的供电系统中，必须装设漏电保护装置。不同接地方式的分析比较不同接地方式的分析比较u从瓦斯、煤尘爆炸危险的角度看从瓦斯、煤尘爆炸危险的角度看中性点绝缘中性点绝缘单相接地电流值小，此时电火花能量较小，从点燃单相接地电流值小，此时电火花能量较小，从点燃瓦斯、煤尘的角度看，更安全。如果漏电保护装置瓦斯、煤尘的角度看，更安全。如果漏电保护装置再和屏蔽电缆配合使用，进一步降低危险程度。再和屏蔽电缆配合使用，进一步降低危险程度。中性点直接接地中性点直接接地电网的一相接地，能形成电网的一相接地，能形成单相短路单相短路。单相短路电流。单相短路

26、电流将产生较大的电弧：可能引爆瓦斯、煤尘；电弧的将产生较大的电弧：可能引爆瓦斯、煤尘；电弧的高温高温可能使绝缘进一步损坏，形成相间短路，甚至可能使绝缘进一步损坏，形成相间短路，甚至电气火灾。电气火灾。不同接地方式的分析比较不同接地方式的分析比较u从电网运行的角度看从电网运行的角度看中性点绝缘中性点绝缘单相接地不破坏电源电压的对称性，并不立即对设备单相接地不破坏电源电压的对称性，并不立即对设备造成损坏，不会造成断路器掉闸，按规程允许运行两造成损坏，不会造成断路器掉闸，按规程允许运行两小时。如果电网中没有装设漏电保护装置，这种故障小时。如果电网中没有装设漏电保护装置，这种故障是不容易被发现的。极易

27、发展成为其他事故。是不容易被发现的。极易发展成为其他事故。中性点直接接地中性点直接接地由于变压器的中性点接地，电位与大地相等，电网每由于变压器的中性点接地，电位与大地相等，电网每相对地的电压固定，不会出现上述电压升高现象，绝相对地的电压固定，不会出现上述电压升高现象，绝缘材料也就不会承受比相电压高出很多的电压。缘材料也就不会承受比相电压高出很多的电压。不同接地方式的分析比较不同接地方式的分析比较u从继电保护的角度看从继电保护的角度看中性点绝缘中性点绝缘单相接地电流值很小，不可能使过流保护装置动作。单相接地电流值很小，不可能使过流保护装置动作。因而需另外采用一套复杂得多的保护装置，即漏电因而需另

28、外采用一套复杂得多的保护装置，即漏电保护装置，才能反映漏电或接地故障。保护装置，才能反映漏电或接地故障。中性点直接接地中性点直接接地一相导体碰地，会造成很大的单相短路电流，足以一相导体碰地，会造成很大的单相短路电流，足以使熔断器的熔体熔断，或使过电流保护装置动作，使熔断器的熔体熔断，或使过电流保护装置动作，让开关跳闸。让开关跳闸。不同接地方式的分析比较不同接地方式的分析比较u从杂散电流的角度看从杂散电流的角度看中性点绝缘中性点绝缘 入地电流小。入地电流小。中性点直接接地中性点直接接地 发生单相接地故障时，有大量的电流入地，发生单相接地故障时，有大量的电流入地，形成杂散电流。此杂散电流若流过电气

29、雷管，形成杂散电流。此杂散电流若流过电气雷管，可能使其提前引爆，威胁工人生命安全。杂可能使其提前引爆，威胁工人生命安全。杂散电流还可造成其它更为严重的事故。散电流还可造成其它更为严重的事故。第二节第二节 井下保护接地井下保护接地 漏电保护的侧重点漏电保护的侧重点是故障发生后的跳闸时间，一是故障发生后的跳闸时间，一旦发生漏电或人身触电，应尽快切断电源，将故旦发生漏电或人身触电，应尽快切断电源，将故障存在的时间减少到最短。障存在的时间减少到最短。（被动保护）（被动保护）井下保护接地的侧重点井下保护接地的侧重点，在于限制裸露漏电电流，在于限制裸露漏电电流和人身触电电流的大小，最大限度的降低故障的和人

30、身触电电流的大小，最大限度的降低故障的严重程度。严重程度。（主动保护）（主动保护）两种保护在井下电网中相辅相成，缺一不可两种保护在井下电网中相辅相成，缺一不可，对，对井下电网的安全运行有重要作用。井下电网的安全运行有重要作用。保护接零保护接零主要用于地面低压三相四线制中性点直主要用于地面低压三相四线制中性点直接接地的供电系统中，对防止人身触电有重要作接接地的供电系统中，对防止人身触电有重要作用。用。一、保护接地及其作用原理一、保护接地及其作用原理 保护接地保护接地，就是用导体把电气设备中所有，就是用导体把电气设备中所有正常不带电、当绝缘损坏时可能带电的外正常不带电、当绝缘损坏时可能带电的外露金

31、属部分（电动机、变压器、电器、测露金属部分（电动机、变压器、电器、测量仪表的金属外壳、配电装置的金属构件、量仪表的金属外壳、配电装置的金属构件、电缆终端盒与金属外壳等），和埋在地下电缆终端盒与金属外壳等），和埋在地下的接地极连接起来。是预防人身触电的一的接地极连接起来。是预防人身触电的一项极其重要的措施。项极其重要的措施。保护接地及其作用原理保护接地及其作用原理 没有装保护接地时的情况。没有装保护接地时的情况。当电气设备内部绝缘损坏当电气设备内部绝缘损坏而使一相带电体碰壳时，而使一相带电体碰壳时，若人接触此外壳，则电流若人接触此外壳，则电流经过人体入地，在经过其经过人体入地，在经过其它两相对地

32、绝缘阻抗回到它两相对地绝缘阻抗回到电源。当电网对地绝缘阻电源。当电网对地绝缘阻抗较低时，则通过人身的抗较低时，则通过人身的电流将远超过安全值（见电流将远超过安全值（见前面的计算）。同时，碰前面的计算）。同时，碰壳处出现的漏电电流还可壳处出现的漏电电流还可能引起沼气煤尘爆炸。能引起沼气煤尘爆炸。保护接地及其作用原理保护接地及其作用原理 有保护接地时的情况。有保护接地时的情况。这时，当电气设备内这时，当电气设备内部绝缘损坏而使一相部绝缘损坏而使一相带电体碰壳时，若人带电体碰壳时，若人接触外壳，电流将通接触外壳，电流将通过人体电阻与接地装过人体电阻与接地装置的接地电阻所构成置的接地电阻所构成的并联支

33、路入地，在的并联支路入地，在通过其它两相对地绝通过其它两相对地绝缘阻抗回到电源。由缘阻抗回到电源。由于接地装置的分流作于接地装置的分流作用，通过人身的电流用，通过人身的电流便大大减少。便大大减少。保护接地及其作用原理保护接地及其作用原理 通过人身的电流与通过接地的电流有如下关系：通过人身的电流与通过接地的电流有如下关系：Rd接地极的接地电阻，对于井下，接地极的接地电阻，对于井下，Rd=2；Ih流过人身的电流，流过人身的电流，A。dhdhdhhdIRRIRRII保护接地及其作用原理保护接地及其作用原理 对于中性点绝缘的对于中性点绝缘的660V660V低压电网，单相接低压电网，单相接地电流不大于地

34、电流不大于1A1A。可得可得 Ih=21000/1000=2mA20m20mABCIgrT2FU1FUQSL1L2220最简单的测量方法有电流、最简单的测量方法有电流、电压表法。图中电压表法。图中A A为被测的为被测的接地极；接地极；B B为第一辅助接地为第一辅助接地极（金属探针），用于测极（金属探针），用于测定定A A与大地零电位的电压；与大地零电位的电压；C C为第二辅助接地极（金属为第二辅助接地极（金属探针），使测量电流能在探针），使测量电流能在A A、C C和大地之间形成回路。合和大地之间形成回路。合上开关上开关QSQS，测取电压表和，测取电压表和电流表的读数（电流表的读数（VtgVt

35、g和和IgrIgr），则接地极），则接地极A A的接地的接地电阻电阻RgrRgr=Vtg=Vtg/Igr/Igr。电流、电压表法电流、电压表法用用ZC-18ZC-18型本质安全性接地电阻测量仪测量型本质安全性接地电阻测量仪测量用于具有沼气煤尘用于具有沼气煤尘爆炸危险的矿井中，爆炸危险的矿井中，测量矿井内各种电测量矿井内各种电气设备的接地电阻气设备的接地电阻值，以及低电阻导值，以及低电阻导体的电阻值。体的电阻值。20m20mEPCIgrES03RPSAPC第三节第三节 井下低压电网漏电保护井下低压电网漏电保护 在中性点绝缘的低压供电系统中，发生单相接地在中性点绝缘的低压供电系统中，发生单相接地（

36、包括直接接地和经过渡阻抗接地）或两相、三（包括直接接地和经过渡阻抗接地）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相对地的总绝缘阻抗下降到危险值的电气故障就叫作漏电故障，简称叫作漏电故障，简称漏电漏电。人身触及一相带电导体的情况，属于单相经过渡人身触及一相带电导体的情况，属于单相经过渡阻抗接地，对人来说是发生了阻抗接地，对人来说是发生了触电触电，对整个供电，对整个供电系统来说就是发生了漏电。系统来说就是发生了漏电。集中性漏电集中性漏电：指发生在电网中某一处或某一点，而其：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。余部分的对地绝缘水平仍然正常的漏电。分散性漏

37、电分散性漏电：指整条线路或整个电网的对地绝缘水平：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。均匀下降到低于允许水平的漏电。第三节第三节 井下低压电网漏电保护井下低压电网漏电保护 集中性漏电又分为集中性漏电又分为 长期集中性漏电长期集中性漏电 间歇性集中漏电间歇性集中漏电 瞬间集中漏电瞬间集中漏电 从理论分析的角度，漏电可分为单相漏电、从理论分析的角度，漏电可分为单相漏电、两相漏电和三相漏电。其中前两种为两相漏电和三相漏电。其中前两种为不对不对称漏电故障称漏电故障，后者为，后者为对称性漏电故障对称性漏电故障。漏电的危害漏电的危害1）人身触电）人身触电2）引起沼气、煤尘爆炸）

38、引起沼气、煤尘爆炸3）使电雷管无准备引爆）使电雷管无准备引爆4）烧损电气设备，引起火灾）烧损电气设备，引起火灾5）引起短路事故）引起短路事故6）严重影响生产）严重影响生产7）造成经济损失）造成经济损失一、对漏电保护的要求：一、对漏电保护的要求：全面、安全、可靠、灵敏、有选择性全面、安全、可靠、灵敏、有选择性1.全面全面：指保护范围应覆盖整个供电单元，没有动：指保护范围应覆盖整个供电单元，没有动作死区，无论供电单元内何处发生何种类型的漏作死区，无论供电单元内何处发生何种类型的漏电故障（对称或不对称的），都能起到保护跳闸电故障（对称或不对称的），都能起到保护跳闸作用。另一个要求是，无论设备或电网处

39、于什么作用。另一个要求是，无论设备或电网处于什么状态（合闸前、合闸后、合闸过程中），当发生状态（合闸前、合闸后、合闸过程中），当发生漏电故障应能起相应的保护作用，或切断电源，漏电故障应能起相应的保护作用，或切断电源，或闭锁送电开关，禁止对故障设备或线路送电。或闭锁送电开关，禁止对故障设备或线路送电。井下低压电网漏电保护井下低压电网漏电保护一、对漏电保护的要求一、对漏电保护的要求2.安全安全：即要求满足：即要求满足30mAs安秒值的规定。安秒值的规定。从最严重的触电事故发生到电源被切除的从最严重的触电事故发生到电源被切除的时间乘以流过人体的电流，其乘积应时间乘以流过人体的电流，其乘积应不超不超过

40、过30mAs。因此一方面要提高保护装置的。因此一方面要提高保护装置的动作速度，另一方面降低通过人身的触电动作速度，另一方面降低通过人身的触电电流。应保证在切断电源或发生间歇性漏电流。应保证在切断电源或发生间歇性漏电时，接地点的漏电火花能量电时，接地点的漏电火花能量小于小于0.28mJ。一、对漏电保护的要求一、对漏电保护的要求3.保护可靠保护可靠：一指保护装置本身有较高的可靠性，：一指保护装置本身有较高的可靠性，二指保护性能要可靠，当本供电单元发生漏电故二指保护性能要可靠，当本供电单元发生漏电故障时，它一定动作，而本单元以外的任何故障，障时，它一定动作，而本单元以外的任何故障，它一定不动作。它一

41、定不动作。4.动作灵敏动作灵敏：指保护装置对故障的反应能力，在发：指保护装置对故障的反应能力，在发生最轻的漏电故障时也能可靠的动作，即灵敏度生最轻的漏电故障时也能可靠的动作，即灵敏度高。高。5.选择性选择性：是保护系统的一个重要参数，要求在供：是保护系统的一个重要参数，要求在供电单元中只切除故障部分的电源，而不切除非故电单元中只切除故障部分的电源，而不切除非故障部分的电源。确保在发生故障时停电的范围尽障部分的电源。确保在发生故障时停电的范围尽可能小。可能小。二、漏电保护原理二、漏电保护原理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1）保护原理：）保护原理：电网发生漏电故障，最容易

42、电网发生漏电故障，最容易检测到电网各相对地绝缘电阻的下降。检测到电网各相对地绝缘电阻的下降。通过在电网上附加一直流电源的方式，通过在电网上附加一直流电源的方式，检测电网对地的绝缘阻抗，判断是否发检测电网对地的绝缘阻抗，判断是否发生漏电故障。生漏电故障。CCBAN1L2LkKDC3r3C2r2C1r1-+TI附加电源直流附加电源直流检测式漏电保检测式漏电保护电气原理图护电气原理图1、附加直流电源检测漏电保护、附加直流电源检测漏电保护 直流电源直流电源V通过三相电抗通过三相电抗器器1L所组成的人所组成的人为中性点（也可通过变压器中性点）加在为中性点（也可通过变压器中性点）加在三相电网与大地之间，直

43、流电流三相电网与大地之间，直流电流I由电源正由电源正极流出入地，经绝缘电阻极流出入地，经绝缘电阻r1,r2,r3进入三相进入三相线路，再由三相电抗器线路，再由三相电抗器1L、零序电抗、零序电抗器器2L、千欧表千欧表K（直流毫安表）和直流继电器（直流毫安表）和直流继电器KD返回电源负极。返回电源负极。对于稳定的直流电源，电容对于稳定的直流电源，电容C和电网对地和电网对地电容电容C1、C2、C3相当于开路，不会由电相当于开路，不会由电流通过，则电流流通过，则电流I为：为：1、附加直流电源检测漏电保护、附加直流电源检测漏电保护rRRRRRVIgrkDkll213/321/1/1/11rrrr1、附加

44、直流电源检测漏电保护、附加直流电源检测漏电保护 对直流回路，对直流回路，r相当于三相电网各相对地的绝缘电相当于三相电网各相对地的绝缘电阻并联。若一相绝缘电阻降低，其余两相为正常或阻并联。若一相绝缘电阻降低，其余两相为正常或无限大，则无限大，则rr；若；若L1、L2两相绝缘电阻同时下降，两相绝缘电阻同时下降，且且r1=r2=r，而，而L3相为正常，则相为正常，则rr/2;若三相对地若三相对地绝缘电阻同时下降，且绝缘电阻同时下降，且r1=r2=r3=r，则，则rr/3。设设R=RKD+R K+R2l+R1l/3为保护装置内阻，则为保护装置内阻，则当当V和和R 一定时，直流继电器一定时，直流继电器K

45、D和千欧表中的电流值和千欧表中的电流值将随将随r的变化而变化。而直流继电器选定后，动作的变化而变化。而直流继电器选定后，动作电流即确定。当电流即确定。当r下降到一定程度，当电流下降到一定程度，当电流I大于继大于继电器动作电流时，电器动作电流时，KD便动作，通过自动馈电开关便动作，通过自动馈电开关跳闸，达到漏电保护的目的。跳闸，达到漏电保护的目的。直流继电器动作值的确定直流继电器动作值的确定直流继电器的动作值应根据线路对地绝缘直流继电器的动作值应根据线路对地绝缘r的大的大小小 来确定，线路对地绝缘低到危险值后动作。来确定，线路对地绝缘低到危险值后动作。考虑到人身安全电流为考虑到人身安全电流为30

46、mA，因此，因此，r的整定的整定值要满足使人身触电电流小于值要满足使人身触电电流小于30mA的条件的条件。在不考虑电网对地电容时，有在不考虑电网对地电容时，有1、附加直流电源检测漏电保护、附加直流电源检测漏电保护3/1rRmaVlmaI直流继电器动作值的直流继电器动作值的整定整定 代入代入Ima=30mA,Vl1=380V（相电压）（相电压）,Rma=1000,可得可得r35 k.即对于井下即对于井下660V低低压电网，相对地实际绝缘水平必须压电网，相对地实际绝缘水平必须在在35k以上以上，否则在发生人身触电时就可能危及人身安全。因否则在发生人身触电时就可能危及人身安全。因此可以确定单相漏电保

47、护装置的动作电阻应为：此可以确定单相漏电保护装置的动作电阻应为：r r/311.7 k 低压电网的单相、两相、三相漏电的动作电阻值低压电网的单相、两相、三相漏电的动作电阻值应为应为1：2：3关系，关系，即即11.7：23.4：35 k的关系的关系。直流继电器动作值的整定直流继电器动作值的整定 三相电网交流对装置的影响三相电网交流对装置的影响：当电网对地绝缘阻：当电网对地绝缘阻抗不对称时，即使电源电压正常，也会有交流电抗不对称时，即使电源电压正常，也会有交流电流流经三相电抗器、零序电抗器进入直流回路，流流经三相电抗器、零序电抗器进入直流回路，使保护装置受到交流电流的干扰，因而动作值不使保护装置受

48、到交流电流的干扰，因而动作值不再保持再保持1：2：3的关系。同时电网的对地电容电流的关系。同时电网的对地电容电流也对动作值产生影响。也对动作值产生影响。为消除交流电流对直流回路的影响，在零序电抗为消除交流电流对直流回路的影响，在零序电抗器与大地之间接入一个大电容器与大地之间接入一个大电容C0（几个微法至几（几个微法至几十微法），构成交流通路（电容具有隔直流通交十微法），构成交流通路（电容具有隔直流通交流的特性），通过流的特性），通过C0的滤波作用的滤波作用，消除了交流电，消除了交流电流的影响。流的影响。电容电流的补偿电容电流的补偿 由于电网对地电容的存在，会使漏电电流由于电网对地电容的存在，会

49、使漏电电流和人身触电电流显著增大。和人身触电电流显著增大。在电容电流完在电容电流完全被补偿的情况下，漏电电流或人身触电全被补偿的情况下，漏电电流或人身触电电流才可能为最小。电流才可能为最小。利用零序电抗器的电感电流与对地电容电利用零序电抗器的电感电流与对地电容电流的反相特点，实现电容电流的补偿流的反相特点，实现电容电流的补偿。3）电容电流的补偿）电容电流的补偿 电容电流补偿后的等效图电容电流补偿后的等效图 等效内阻为：等效内阻为：Rtr3Cr/3MNIleVl1LIzs31/3)1/(323LCLjrJXjXrZzsCL3）电容电流的补偿）电容电流的补偿 当电容电流与电感电流完全相等时，即电容

50、当电容电流与电感电流完全相等时，即电容电流被全部补偿时，漏电电流最小。即电流被全部补偿时，漏电电流最小。即 L=1/32C.或或 XL=X3C 当当XLX3C时漏电电流呈容性即时漏电电流呈容性即欠补偿欠补偿状态；状态；当当XLX3C时漏电电流呈感性即时漏电电流呈感性即过补偿过补偿状态；状态；当当XL=X3C时即时即完全补偿完全补偿或或最佳补偿最佳补偿状态；状态；4）附加直流电源检测式漏电保护的优点）附加直流电源检测式漏电保护的优点附加直流电源检测式漏电保护的优点附加直流电源检测式漏电保护的优点：线路设计简单线路设计简单 能反映单相、两相及三相漏电，也就是说无论是能反映单相、两相及三相漏电，也就