1、1 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 井下保护接地井下保护接地 第四节第四节 过流保护过流保护 第五节第五节 快速断电技术快速断电技术 -1-234 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。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。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
2、，与危险气体隔离。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。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-4-5 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：T1T6 （450，300，200，135，100，85）防爆标志举例：防
3、爆标志举例：Exd 类隔爆型电气设备类隔爆型电气设备 ExdBT3类类B级级T3组隔爆型电气设备组隔爆型电气设备 ExepBT4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-5-6 三、选用原则三、选用原则 1.选用选用 严格按严格按煤矿安全规程煤矿安全规程2019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。-6-7 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
4、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 -7-8 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
5、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。-8-9 图图2-1 漏电电流回路示意图漏电电流回路示意图-9-105.人身触电人身触电 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。触电电流的计算公式触电电流的计算公式 （2-1）电网
6、绝缘良好时，电网绝缘良好时，r （2-2）-10-)1(9)6(12222rCRRrrRUImamamama193222CRCUImama11 电网对地电容小时，电网对地电容小时，C0 （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-rRUImama3312 图图2-2
7、附加直流电源的保护原理图附加直流电源的保护原理图-12-13 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。-13-14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-14-15 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
8、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，Ima30mA）-15-16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-16-1718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-18-1920 （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
9、种简单的保护元件 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。特性。电磁式过流继电器电磁式过流继电器-20-dzdlIIK/)2(min.21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
10、，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。-21-22图图4-1 相敏过流保护原理相敏过流保护原理-22-23 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
11、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。-23-24图图4-2 低电压式过流保护原理低电压式过流保护原理-24-252627 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
12、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。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：40250ms。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58ms内切断供电电源内切断供电电源的装置。的装置。-27-28 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
13、1ms。（2）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。29 （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。30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-
