煤礦井下供電的三大保護(hù)細(xì)則

煤礦井下供電的三大保護(hù)細(xì)則

煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護(hù)裝置的整定細(xì)則第一章一般規(guī)定第一節(jié)短路電流的計(jì)算方法選擇短路保護(hù)裝置的整定電流時(shí)，需計(jì)算兩相短路電流值，可按公式(1)計(jì)算：I_k=U_k/Z_k其中，I_k為短路電流，U_k為短路點(diǎn)電壓，Z_k為短路阻抗。需要注意的是，在計(jì)算兩相短路電流時(shí)，不考慮短路電流周期分量的衰減，短路回路的接觸電阻和電弧電阻也忽略不計(jì)。若需計(jì)算三相短路電流值，可按公式(2)計(jì)算。兩相短路電流還可以利用計(jì)算圖(表)查出。此時(shí)可根據(jù)變壓器的容量、短路點(diǎn)至變壓器的電纜換算長度及系統(tǒng)電抗、高壓電纜的折算長度，從表中查出。電纜的換算長度可根據(jù)電纜的截面、實(shí)際長度，可以用公式(3)計(jì)算得出。第二節(jié)短路保護(hù)裝置饋出線的電源端均需加裝短路保護(hù)裝置。低壓電動(dòng)機(jī)應(yīng)具備短路、過負(fù)荷、單相斷線的保護(hù)裝置。當(dāng)干線上的開關(guān)不能同時(shí)保護(hù)分支線路時(shí)，則應(yīng)在靠近分支點(diǎn)處另行加裝短路保護(hù)裝置。各類短路保護(hù)裝置均應(yīng)按本細(xì)則進(jìn)行計(jì)算、整定、校驗(yàn)，保證靈敏可靠，不準(zhǔn)甩掉不用，并禁止使用不合格的短路保護(hù)裝置。第二章電纜線路的短路保護(hù)第一節(jié)電磁式過電流繼電器的整定1200V及以下饋電開關(guān)過電流繼電器的電流整定值，按下列規(guī)定選擇。對(duì)保護(hù)電纜干線的裝置按公式(4)選擇：I_k=1.5*I_n/Z_k對(duì)保護(hù)電纜支線的裝置按公式(5)選擇：I_k=2*I_n/Z_k需要注意的是，目前某些隔爆磁力起動(dòng)器裝有限流熱繼電器，其電磁元件按上述原則整定，其熱元件按公式(7)整定。煤礦井下常用電動(dòng)機(jī)的額定起動(dòng)電流和額定電流可以從電動(dòng)機(jī)的銘牌或技術(shù)資料中查出，并計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的額定起動(dòng)電流近似值。對(duì)鼠籠式電動(dòng)機(jī)，其近似值可用額定電流值乘以6；對(duì)于繞線型電動(dòng)機(jī)，其近似值可用額定電流值乘以1.5；當(dāng)選擇起動(dòng)電阻不精確時(shí)，起動(dòng)電流可能大于計(jì)算值，在此情況下，整定值也要相應(yīng)增大，但不能超過額定電流的2.5倍。在起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，如繼電器動(dòng)作，則應(yīng)變更起動(dòng)電阻，以降低起動(dòng)電流值。第13條規(guī)定了動(dòng)力變壓器在低壓側(cè)發(fā)生兩相短路時(shí)的保護(hù)措施。采用高壓配電裝置中的過電流保護(hù)裝置來保護(hù)，對(duì)于電磁式保護(hù)裝置，其一次電流整定值IZ按公式(13)選擇。對(duì)于電子式高壓綜合保護(hù)器，按電流互感器二次額定電流值(5A)的l、2、3、4、5、6、7、8、9倍分級(jí)整定，其整定值按公式(14)選擇。整定值應(yīng)取最接近計(jì)算值的數(shù)值。第14條討論了動(dòng)力變壓器的過負(fù)荷保護(hù)。該保護(hù)反映變壓器正常運(yùn)行時(shí)的過載情況，通常為三相對(duì)稱。高壓配電裝置中保護(hù)裝置整定原則如下：1.電子式過流反時(shí)限繼電保護(hù)裝置，按變壓器額定電流整定；2.電磁式動(dòng)作時(shí)間為10--15s，起動(dòng)電流按躲過變壓器的額定電流來整定。第15條強(qiáng)調(diào)了高壓配電裝置的額定電流值的選擇。除了考慮其實(shí)際可能的最大負(fù)載電流外，還應(yīng)從其遮斷能力出發(fā)，以其出口端處可能發(fā)生的三相短路電流來校驗(yàn)。必須選擇既能承擔(dān)長期的實(shí)際最大負(fù)載電流，又能安全可靠地切斷其出口處的三相直接短路的最大短路電流。配電裝置出口處的三相短路電流值應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定。為了提高保護(hù)性能，最好能算出實(shí)際的短路電流值。實(shí)際短路電流值一般比用最大允許的短路容量(50MVA或l00MVA)所計(jì)算出來的數(shù)值要小。第16條討論了照明、信號(hào)綜合保護(hù)裝置和煤電鉆綜合保護(hù)裝置中變壓器的一次側(cè)用熔斷器保護(hù)時(shí)，其熔體的額定電流選擇。對(duì)保護(hù)照明綜保變壓器按公式(17)選擇，對(duì)保護(hù)電鉆綜保變壓器按公式(18)選擇。所選用的熔體額定電流應(yīng)接近于計(jì)算值，按公式(19)進(jìn)行校驗(yàn)。第17條規(guī)定了礦(井)或采區(qū)應(yīng)有專人負(fù)責(zé)低壓電氣設(shè)備和高壓配電裝置過電流保護(hù)裝置的整定和管理工作。礦機(jī)電管理部門要加強(qiáng)對(duì)此項(xiàng)工作的檢查和指導(dǎo)，要做好對(duì)機(jī)電維修工和負(fù)責(zé)整定工作人員的培訓(xùn)工作。第18條要求在新投產(chǎn)的采區(qū)作采區(qū)供電設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)保護(hù)裝置的整定值進(jìn)行計(jì)算、校驗(yàn)。機(jī)電工按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行安裝、整定、調(diào)整。當(dāng)電氣設(shè)備涉及的電網(wǎng)及負(fù)荷狀況發(fā)生變化時(shí)，專管人員應(yīng)及時(shí)進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)電氣技術(shù)人員審批后，由專責(zé)的電氣維修人員負(fù)責(zé)調(diào)整。第7條規(guī)定，選擇性檢漏保護(hù)裝置必須配套使用，包括總開關(guān)和所有分支開關(guān)。帶延時(shí)的總檢漏保護(hù)裝置不能單獨(dú)使用。在第二章下井前的檢驗(yàn)中，第8條規(guī)定了檢漏保護(hù)裝置在地面要進(jìn)行仔細(xì)檢查、試驗(yàn)，并列出了檢查試驗(yàn)的內(nèi)容，如檢查隔爆外殼是否符合規(guī)定，核對(duì)檢漏保護(hù)裝置內(nèi)部接線是否正確，測量各直流電源的電壓值及執(zhí)行繼電器的動(dòng)作電流值等。第三章安裝中，第9條規(guī)定檢漏保護(hù)裝置在井下裝卸、搬運(yùn)過程中，應(yīng)免受劇烈的震動(dòng)。第10條規(guī)定檢漏繼電器、選擇性的檢漏保護(hù)裝置應(yīng)接在饋電開關(guān)的負(fù)荷側(cè)。如果用兩臺(tái)饋電開關(guān)作總開關(guān)時(shí)，可合用一臺(tái)檢漏保護(hù)裝置，但要注意饋電開關(guān)的跳閘線圈必須連接在同一相電源上。2.兩臺(tái)饋電開關(guān)的跳閘線圈聯(lián)絡(luò)線間需要串接一個(gè)隔爆型停止按鈕或開關(guān)。當(dāng)?shù)谝慌_(tái)開關(guān)運(yùn)行，第二臺(tái)開關(guān)停止時(shí)，需要按下按鈕或斷開開關(guān)，并鎖住不讓其返回，以避免停止運(yùn)行的開關(guān)負(fù)荷側(cè)仍然帶電。否則不允許停止一臺(tái)開關(guān)，而讓另一臺(tái)繼續(xù)運(yùn)行。3.檢漏保護(hù)裝置的電源只需要與第一臺(tái)開關(guān)連接。如果需要停止第一臺(tái)開關(guān)，而讓第二臺(tái)繼續(xù)運(yùn)行，則需要將檢漏保護(hù)裝置的電源改接到第二臺(tái)開關(guān)上。第11條對(duì)檢漏保護(hù)裝置的接地裝置有以下規(guī)定：1.主接地線（即其外殼的保護(hù)接地線）需要可靠地與采區(qū)變電所的輔助接地母線或局部接地極相連。如果煤電鉆、照明綜合保護(hù)裝置只設(shè)輔助接地極能夠滿足要求，則不需要另外設(shè)立主接地極。2.供檢漏保護(hù)裝置作檢驗(yàn)用的輔助接地線應(yīng)該采用芯線總斷面不小于10mm2的橡套電纜。檢漏保護(hù)裝置的輔助接地極應(yīng)該單獨(dú)設(shè)置，規(guī)格要求與局部接地極相同，并且距離局部接地極的直線距離不小于5m。煤（巖）電鉆、照明信號(hào)綜合保護(hù)裝置的輔助接地極可以采用直徑不小于22mm、長不小于500mm的鋼管進(jìn)行埋設(shè)。3.當(dāng)同一地點(diǎn)裝有兩臺(tái)或兩臺(tái)以上檢漏保護(hù)裝置時(shí)，可以共用一個(gè)輔助接地極及一根輔助接地導(dǎo)線。第12條規(guī)定在由地面變電所直接向采區(qū)低壓供電的特殊情況下，地面變電所必須設(shè)立檢漏保護(hù)裝置。第13條規(guī)定為確保檢漏保護(hù)裝置動(dòng)作可靠，安裝時(shí)應(yīng)該將它水平放置于特設(shè)的架上，或吊架于硐室墻壁上。放置的高度應(yīng)該便于檢查，并避免水淋或受潮。第14條規(guī)定在安裝前，需要對(duì)配合檢漏保護(hù)裝置使用的開關(guān)的跳閘機(jī)構(gòu)進(jìn)行如下檢查：1.跳閘線圈的絕緣電阻應(yīng)符合以下要求：1140V的用1000V搖表搖測不低于10MΩ；660V的用1000V搖表搖測不低于10MΩ；380V的用500V搖表搖測不低于5MΩ；127V的用250V搖表搖測不低于2MΩ；42V的用250V搖表搖測不低于0.5MΩ。2.跳閘機(jī)構(gòu)需要靈活可靠。3.開關(guān)的操作機(jī)構(gòu)應(yīng)該沒有過位或卡阻現(xiàn)象。第15條規(guī)定檢漏保護(hù)裝置安裝完畢后，應(yīng)該進(jìn)行跳閘試驗(yàn)。如果不跳閘，則應(yīng)該立即切斷電源進(jìn)行全面檢查，合格后方可投入使用。具有對(duì)電網(wǎng)對(duì)地電容電流進(jìn)行補(bǔ)償?shù)母黝悪z漏保護(hù)裝置，在供電系統(tǒng)安裝完畢后，均應(yīng)在正常負(fù)荷下進(jìn)行電容電流的最佳補(bǔ)償調(diào)節(jié)。第16條規(guī)定在安裝時(shí)，電網(wǎng)系統(tǒng)總的絕緣電阻值應(yīng)符合以下要求：1140V不低于80kΩ；660V不低于50kΩ；380V不低于30kΩ；127V不低于15kΩ。保護(hù)接地是為了避免人身觸電事故的發(fā)生。雖然保護(hù)接地裝置的接地電阻越小越好，但要實(shí)現(xiàn)每臺(tái)電氣設(shè)備各自的接地電阻均小于規(guī)定值，還是非常困難的。此外，保護(hù)裝置的接地電阻越小，通過它流人大地中的漏電電流就越大，引起瓦斯、煤塵爆炸或電氣雷管引爆的危險(xiǎn)就越大。為了解決這一問題，有效措施是將井下的各種保護(hù)接地裝置通過接地導(dǎo)線連接起來，組成保護(hù)接地網(wǎng)。圖1為井下保護(hù)接地網(wǎng)示意圖。井下保護(hù)接地網(wǎng)利用供電的高、低壓鎧裝電纜的金屬外皮和橡套電纜的接地芯線，將分布在井下中央變電所、井底車場、運(yùn)輸大巷、采區(qū)變電所以及工作面配電點(diǎn)的電氣設(shè)備的金屬外殼在電氣上連接起來，并與安設(shè)于井下中央變電所附近主、副水倉中的主接地極、各配電點(diǎn)或電纜連接器的局部接地極、接地母線、輔助接地母線、連接導(dǎo)線和接地導(dǎo)線連接起來組成的。當(dāng)井下構(gòu)成保護(hù)接地網(wǎng)后，其總接地電阻就很小(20以下)，人身觸及困一相漏電帶電的設(shè)備金屬外殼時(shí)，其漏電電流便從總接地網(wǎng)流人地中，流過人身的電流就很小了，因此對(duì)人身便能起到很好的保護(hù)作用。工作面無局部接地極的移動(dòng)電氣設(shè)備，經(jīng)電纜的接地芯線與總接地網(wǎng)連接后，從工作面流人地中的漏電電流很小，從而大大降低了瓦斯、煤塵爆炸或電氣雷管引爆的危險(xiǎn)性。根據(jù)第1條和第2條規(guī)定，電氣設(shè)備的金屬外殼，凡絕緣損壞可能帶有危險(xiǎn)電壓者，必須接地。36v以上的電氣設(shè)備的金屬外殼、構(gòu)架，鎧裝電纜的鋼帶(或鋼絲)、鉛皮和橡套(塑料)電纜的接地芯線或屏蔽護(hù)套等均必須接地。在礦井中禁止使用無接地芯線(或無其他可供接地的護(hù)套，如鉛皮、銅皮套等)的橡套電纜或塑料電纜。根據(jù)第3條規(guī)定，所有必須接地的設(shè)備和局部接地裝置，都要和總接地網(wǎng)連接。而根據(jù)第4條規(guī)定，主接地極應(yīng)浸入水倉中；主、副水倉必須各設(shè)一塊。礦井有幾個(gè)水平時(shí)，每個(gè)水平的總接地網(wǎng)都要與主、副水倉中的主接地極連接。在下列地點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)局部接地極：1．每個(gè)采區(qū)變電所(包括移動(dòng)變電站和移動(dòng)變壓器)。2．每個(gè)裝有電氣設(shè)備的硐室和單獨(dú)裝設(shè)的高壓電氣設(shè)備。3．每個(gè)低壓配電點(diǎn)或裝有3臺(tái)以上電氣設(shè)備的地點(diǎn)。4．無低壓配電點(diǎn)的采煤工作面的機(jī)巷、回風(fēng)巷、集中運(yùn)輸巷(膠帶運(yùn)輸巷)以及由變電所單獨(dú)供電的掘進(jìn)工作面，至少要分別裝設(shè)一個(gè)局部接地極。將進(jìn)口電纜頭的接地部分與底架上的接地螺釘相連接，然后再連接到接地母線或輔助接地母線上。如果無法集中到一處連接或連接不牢固，也可以直接與接地母線相連。除了通過電纜的鎧裝層、屏蔽套或接地芯線與總接地網(wǎng)相連外，井下各機(jī)電硐室、各采區(qū)變電所和各配電點(diǎn)的電氣設(shè)備的接地，還必須設(shè)置輔助接地母線。所有設(shè)備的外殼都要用獨(dú)立的連接導(dǎo)線接到輔助接地母線上，并用接地導(dǎo)線與局部接地極連接。井下中央變電所的所有設(shè)備的接地，除與電纜的接地部分連接外，其外殼均分別用獨(dú)立的連接導(dǎo)線直接與連接主、副水倉中主接地極的接地母線相連接。電纜接線盒的接地，應(yīng)將接地螺釘直接用接地導(dǎo)線與局部接地極相連接。接線盒兩端的鎧裝電纜的接地，要用綁扎方法或用特備的鍍鋅卡環(huán)通過與接地導(dǎo)線相連接的連接導(dǎo)線把兩端電纜的鉛皮層和鋼帶(鋼絲)層連接起來。在接線盒處能采用鉛封的盡量鉛封；其接線盒仍照上述方法接地。鐵卡環(huán)的寬度不得小于30mm。如用裸銅線綁扎時(shí)，沿電纜軸向綁扎長度不得小于50mm。移動(dòng)電氣設(shè)備的接地，是利用橡套電纜的接地芯線實(shí)現(xiàn)的。接地芯線的一端和移動(dòng)電氣設(shè)備進(jìn)線裝置內(nèi)的接地端子相連，另一端和起動(dòng)器出線裝置中的接地端子相連。起動(dòng)器外殼應(yīng)與總接地網(wǎng)或局部接地極相連。移動(dòng)變電站的接地，應(yīng)先將高、低壓側(cè)橡套電纜的接地芯線分別接到進(jìn)線裝置的內(nèi)接地端子上，用連接導(dǎo)線將高壓側(cè)電纜引入裝置上的外接地端子與高壓開關(guān)箱的外接地端子連接牢固；再將高、低壓側(cè)開關(guān)箱和干式變壓器上的外接地螺釘分別用獨(dú)立的連接導(dǎo)線接到接地母線或輔助接地母線上。在連接和加固接地線時(shí)，需要注意接地芯線長度，以免承受機(jī)械拉力。同時(shí)，鉛皮層和鋼帶層的連接應(yīng)采用綁扎方法或特備的鍍鋅卡環(huán)，鐵卡環(huán)的寬度不得小于30mm。如用裸銅線綁扎時(shí)，沿電纜軸向綁扎長度不得小于50mm。28.接地母線和主接地極的連接應(yīng)使用焊接。如果條件不允許，可以使用直徑不小于10mm的鍍鋅螺栓加防松裝置(彈簧墊、螺帽)擰緊連接。連接處應(yīng)鍍錫或鍍鋅。裸銅線綁扎時(shí)，沿接地母線軸向綁扎的長度不得小于100mm。29.在混凝土及料石砌碹的機(jī)電硐室里，接地母線(或輔助接地母線)應(yīng)使用鐵鉤或卡子固定在接近地面的碹墻上。鐵鉤與卡子的構(gòu)造及連接方法可參照?qǐng)D15。30.在木架的巷道中，可以使用U形鐵釘固定接地母線(或輔助接地母線)。固定方法可參照?qǐng)D16。第三章接地裝置的檢查和測定第一節(jié)保護(hù)接地的檢查31.有值班人員的機(jī)電硐室和有專職司機(jī)的電氣設(shè)備的保護(hù)接地，每班必須進(jìn)行一次表面檢查(交接班時(shí))。其他電氣設(shè)備的保護(hù)接地，由維修人員進(jìn)行每周不少于一次的表面檢查。發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)及時(shí)記錄并向有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)。32.每次安裝或移動(dòng)電氣設(shè)備后，應(yīng)詳細(xì)檢查接地裝置的完善情況。對(duì)于震動(dòng)性較大及經(jīng)常移動(dòng)的電氣設(shè)備，應(yīng)特別注意，隨時(shí)加強(qiáng)檢查。33.發(fā)現(xiàn)接地裝置有損壞時(shí)，應(yīng)立即修復(fù)。在修復(fù)前，禁止電氣設(shè)備使用保護(hù)接地裝置。34.每年至少要對(duì)主接地極和局部接地極進(jìn)行一次詳細(xì)檢查。其中主接地極和浸在水溝中的局部接地極應(yīng)提出水面檢查，如發(fā)現(xiàn)接觸不良或嚴(yán)重銹蝕等缺陷，應(yīng)立即處理或更換，并應(yīng)測量其接地電阻值。主、副水倉中的主接地極不得同時(shí)提出檢查，必須保證一個(gè)工作。在礦井水酸性較大時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加檢查的次數(shù)。第二節(jié)接地電阻的測定35.井下總接地網(wǎng)的接地電阻的測定，應(yīng)由專人負(fù)責(zé)，每季至少一次。在新安裝接地裝置投入運(yùn)行前，應(yīng)測量其接地電阻值，并將測定數(shù)據(jù)記錄在表格中。36.在有瓦斯及煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井內(nèi)進(jìn)行接地電阻測定時(shí)，應(yīng)使用本質(zhì)安全型接地?fù)u表。如果使用普通型儀器，只能在瓦斯?jié)舛鹊陀?%的地點(diǎn)使用，并采取一定的安全措施，報(bào)有關(guān)部門審批。本細(xì)則主要名詞解釋：-主接地極：設(shè)置在井底主、副水倉或集水井內(nèi)的接地極。-局部接地極：為加強(qiáng)接地系統(tǒng)的可靠性，保證總接地網(wǎng)接地電阻不超過2Ω，在裝有電氣設(shè)備的地點(diǎn)(如各機(jī)電硐