井下电钳工教案(井下电钳工第三章).ppt

第一章 矿井供电系统及采区供电安全 第一节 矿井供电系统 第二节 采区供电安全 第三节 井下电气设备的完好标准及检测质量标准 第四节 杂散电流 第五节 “三专两闭锁” 电能是煤炭生产的主要动力来源，保证对煤矿运行安全、可靠、经济、合理的供电，保证安全生产，提高经济效益有着十分重要的意义。 第一节 矿井供电系统 1.矿井供电电压等级 根据国家标准的规定，并结合煤矿的特殊生产条件，目前煤矿井下常用的电压等级及用途见表1-1。 表1-1 煤矿井下常用电压等级及用途 《煤矿安全规程》规定井下供电电压应符合下列要求： 高压不超过10000v。 低压不超过1140v。 照明、信号、电话和手持式电气设备的供电额定电压不超过127v。 远距离控制线路的额定电压不超过36v。 采区电气设备使用3300v供电时，必须制定专门的安全措施。 2. 矿井供电系统 矿井供电系统：由矿井地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、工作面配电点按照一定方式相互连接起来的一个整体。 根据矿井的井田范围、埋藏深度、地质条件，矿井供电系统分为深井和浅井供电系统。煤层埋藏深度大于150m应采用深井供电系统，小于150m应采用浅井供电系统。 1) 深井供电系统 图3-1是典型的深井供电系统。电源从矿区变电站35kv母线上取得，由两回路架空线直接将高压深入到矿井的负荷中心---地面变电所，用两台35/6kv主变压器配电给地面的主要高压设备，如主、副井提升机、空压机、主通风机等。地面总变电所另设两台6/0.38kv配电变压器构成三相四线制系统向地面低压动力及照明设备供电。 图3—1 典型深井供电系统 3. 变压器的中性点运行方式 在交流供电系统中，变压器的中性点运行方式有三种，即直接接地、不接地和经消弧线圈（或限流阻抗）接地。变压器的不同运行方式，对井下供电的安全有直接影响，下面就不同的运行方式的特点做简要的分析。 （1）变压器中性点直接接地的危害。中性点直接接地的危害有两个方面：一是人体触电时大大增加了人体的触电电流；二是单相接地时形成了单相短路。因此中性点直接接地对人身安全和矿井安全都极为不利。如图3-3所示是在变压器中性点直接接地的供电系统中，人触及一相带电体时的情况。当人体触及一相带电体时，跨接于人体的是相电压（人身电阻定为1000欧） ，通过计算，当电源电压为380v时通过人体电流为220mA，660v时为380mA，1140v时为660mA。此时的电流路径为：电源a相→人身→大地→接地体→电源中性点。 图3—3 变压器中性点直接接地时人体触电及一相带电体的情况 当人体通过5mA电流时，就有触电感觉，通过30—50mA电流时，就有生命危险，通过50mA以上电流时绝对有生命危险。设计漏电保护时，假定人身电阻为1000欧，通过人体的触电电流不超过30mA为安全电流。当电网一相接地时，由于变压器中性点直接接地，电流没有经过阻抗而直接回到了电源，形成了单相短路。单相短路电流很大，在接地点将产生很大的电弧，有可能引起瓦斯和煤层爆炸或人员伤亡。因此，《煤矿安全规程》规定：严禁井下配电变压器中性点直接接地，严禁有地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。 （2）变压器中性点不接地运行方式。如图3—4所示，ra、rb、rc分别是电缆三相芯线的绝缘电阻，Ca、Cb、Cc为三相芯线的对地电容。假如忽略电缆的对地绝缘电容，此时人触及一相带电体，则人身的触电电流通过路径为：电源a相→人体→大地→ b相c相绝缘→ b相→ c相芯线→电源中性点。 图3—4 变压器中性点不接地的情况 设电网每相绝缘电阻在380v时为90000欧，660v时为35000欧，而人身电阻仍为1000欧，通过计算，其触电电流分别为7mA和30mA。由此可知，在中性点不直接接地时，通过人体的电流是安全的。 由于分布电容不应忽略，目前采用在漏电继电器中加零序电抗线圈来补偿对地电容电流。 （3）变压器中性点采用消弧线圈接地运行方式。从图3—5看出，变压器中性点经消弧线圈接地后，当人触及一相带电导体时，通过人体的电流将增加一个流过消弧线圈的电流分量IL，因而此时流过人体的电流是Ir、 Ic 和IL 的向量和，即Ib =Ir +Ic +IL ，因为消弧线圈的电阻很小，可忽略不计，所以可以把消弧线圈看成是一个纯电感线圈， IL 是纯电感电流，在相位上与电容电流Ic 相差180°，从而可以根据向量图，变成代数和形式，从而可以求得流过人体的电流： 由上式可知，此时流过人体中的