第2章矿山供电系统故障选读.ppt

第二章 矿山供电系统故障分析 本章重点： 分析两个常见故障：漏电故障和短路故障。 回答一个重要问题：为什么“向井下供电的电网不允许直接接地”。 重点介绍两种故障计算：人身触电电流（含单相接地电流）计算和短路电流计算。 分析矿井电网发生单相漏电和单相接地故障时电网中零序电流的分布。 第一节 漏电电流及其危害 泄漏电流：正常情况下除用电负荷工作电流以外的电流。 漏电电流：发生漏电故障流入大地的电流。 漏电故障：电网对地绝缘阻抗下降，泄漏电流增加到危及人身和电气设备安全的故障形式。 包括单相接地、两相及三相对地绝缘下降、人身触电等。 第一节 漏电电流及其危害 电网漏电故障等值示意电路 图中：Ua、Ub和Uc是三相电源电压，ZL为负荷阻抗，Ca、Cb、Cc和ra、rb、rc分别是a、b和c相导线对地电容和绝缘电阻，ZN为变压器中性点接地元件（若中性点不接地，ZN=∞，若中性点经电抗接地，则ZN为接地电抗的阻抗），Rr是漏电故障电阻（若单相直接接地，则Rr=0）。 第一节 漏电电流及其危害 漏电电流的危险： (1)增加人身触电伤亡的可能。 (2)引燃或引炸瓦斯和煤尘。 (3)烧损电气设备。 (4)引起电气雷管的无准备引爆。 造成人体触电危害的最主要因素有： 通过人体的触电电流的大小。电流越大越危险。 人身触电的持续时间。时间越长越危险。 电流对人体的影响 第一节 漏电流及其危害 通过人体的触电电流大小影响： 1、感知电流：平均值为1.1mA，女性约为0.7mA。 2、反应电流：能引起预料不到的不自主反应，并有可能造成事故。 3、摆脱电流：人体能忍受的最大电流，在这一电流作用下，人体受刺激的肌肉能摆脱带电体。反复经受不会对人体有不良后果；不用借助于他人的帮助而自主脱离危险。是一个人身触电的绝对安全的极限电流。正常男性为9mA，女性6mA。 4、心室颤动电流。心室颤动除电流大小因素外，触电时间的影响也很大。 第一节 漏电流及其危害 人体的电气安全参量 9mA摆脱电流是绝对安全电流，是最为保险的。 我国一直延用的30mA极限安全电流。 30mA·s是人体触电的极限电气安全参量，是国标。 取人体电阻为l000Ω为计算参考值。 第一节 漏电流及其危害 人身触电的预防 人身接触到正常情况下不带电，由于绝缘损坏可能带电的各种电气设备的金属外壳。采用保护接地解决。 人身接触到正常带电的导体。有6条预防措施： (1)将带电导体、电器元件和电缆的接插头等，都封闭在坚固的外壳内。并在电气设备的外壳与盖之间设置可靠的机械闭锁装置。从而保证末合上外盖时，不能送上电；当给上电源时，便不能打开外盖，暴露带电体。 (2)对于那些不能被封闭在外壳内的裸露带电导体，如电机车用的架空线，应将其悬挂在一定高度，勿使人身触电。按照《煤矿安全规程》规定，在一般的行人巷道内，高度不得低于2m；在井底车场，从井底到乘车场的巷道内，不得低于2．2m。 第一节 漏电流及其危害 (3)加强手持式电动工具（如煤电钻等)手柄的绝缘，以免带电时引起触电事故。 (4)对于人身触电机会较多的电气设备，应采用较低的供电电压，以减少触电的危险。例如，控制电源等的额定电压为36V。 (5)按照《煤矿安全规程》规定：向井下供电的变压器的中性点禁止直接接地，以减小人身触电电流。同时，也禁止使用地面上中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。 (6)装设灵敏可靠的漏电保护装置，一旦发生漏电或人身触电事故，立即切除故障线路电源，以保证人身的安全。 第二节 井下供电的变压器中性点禁止直接接地分析 向井下供电的变压器中性点接地方式是影响人身触电电流、漏电故障电流和单相接地故障电流大小的最重要因素之一，进而也是影响人身触电危险程度和井下电火灾与瓦斯、煤尘爆炸危险程度的最重要因素之一，因此，很有必要对向井下供电的变压器中性点接地方式作一分析。 变压线中性点直接接地的供电系统 人触及一相带电导体时 电网单相接地故障 变压器中性点绝缘的供电系统 忽略电网对地电容 变压器中性点绝缘的供电系统 考虑电网对地分布电容 变压器中性点采用电感接地 全补偿 变压器中性点采用电感接地 电网单相接地故障 不考虑电网分布电容，取Rr=1Ω 考虑电网分布电容，取Rr=1Ω 全补偿，取Rr=1Ω 分析结论 1、变压器中性点直接接地方式比中性点不接地和电感接地方式的人身触电电流或单相接地故障电流要大得多，人身触电电流大会增大人的生命安全的威胁，漏电流和单相接地故障电流大会增大点燃瓦斯、煤尘的可能。并且，煤矿井下空气湿度大，巷道狭窄，大的人身触电电流和单相接地故障电流对人身和设备的安全