浅谈煤矿井下供电三大保护

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【摘要】安全供电是保证矿井安全生产的重要条件。与井上条件相比，井下环境恶劣，容易发生各种电气事故，因此，需要采取必要的安全措施，设置可靠的保护装置，才能提高矿井生产的安全水平。煤矿井下最重要的电气保护是过流保护，漏电保护和保护接地，即井下三大保护。

【关键词】煤电矿井；供电保护；故障原因

1过流保护

过电流故障是指实际通过电气设备或电缆的工作电流超过了额定电流值。常见的过电流故障有短路、过负荷、断相三种。

1.1短路的危害与原因

在煤矿井下发生的短路故障有两相短路和三相短路。短路属于最严重的过电流故障，对故障点周围的其他设备的正常运行造成很大的影响，短路点电弧中心温度达2500—4000摄氏度，短时间可能会烧毁设备或电缆，引起电气火灾，甚至引起瓦斯、煤尘爆炸。造成短路原因主要有：绝缘击穿；机械损伤；误操作。

1.2过负荷的危害与原因

过负荷是指电气设备或电缆的实际工作电流超过了额定电流值，而且超过了允许的过负荷时间。在煤矿井下，过负荷主要针对电动机，长时间的过负荷会导致绝缘性能下降，进而影响电动机的使用寿命，它是造成井下中小型电动机烧毁的主要原因。造成电动机过负荷的主要原因有：电源电压过低；机械性堵转；载启动。

1.3断相的危害及原因

断相是指三相供电线路或设备出现一相断线，以电动机断相多见。电动机在运行中断相后，仍会运转，由于机械负载不变，电动机的工作电流会比正常的工作电流大，引起过负荷。为与三相对称过负荷区别，故称为断相或单相断线故障。造成断相的主要原因有：熔断器一相熔断；电缆与电缆或电缆与设备没有可靠连接；电缆芯线中有一相断电。

2漏电保护

随着煤矿井下用电设备数量的增多和电压的升级，供电与用电的安全问题日益突出。其中漏电故障具有危害大、发生率高、突发性强、分布范围广、不易察觉等特点，成为影响电力系统安全运行的重要因素。漏电保护设施可以监测电力系统的运行状况，一旦漏电发生，保护设施可以有效控制故障的发展和事态的恶化。

2.1导致漏电的原因

（1）电缆电气设备自身原因。现象有：电缆在井下长期运行中，绝缘老化、受潮，导致绝缘性能下降；电动机工作时，绕组绝缘受热膨胀，停机后的绕组绝缘冷却收缩，长期使用的结果是绝缘材料出现缝隙，潮气容易侵入，导致对地绝缘电阻降低。

（2）操作、维修不当。现象有：采掘机械迁移时，对电缆防护不财，导致电缆受到挤、压等外力，影响其绝缘性能；对检修后的电气设备送电时，由于内部残留有多余的零部件或遗留金属工具，导致带电部分和外壳之间的电气距过小，或二者直接接触；过载保护的动作值整定不适，导致过载长期存在而使绝缘受损。

（3）施工、安装不当。现象有：电缆与设备连接时，相线与地线接反；电缆冷补或热补时，操作工艺有误或使用的材质低下，影响绝缘性能；将电气设备安设在淋水或其他易使设备受潮的地方。

（4）管理不当。现象有：购入并使用质量低劣的设备、电缆，其绝缘性能往往不能满足要求；电缆长期浸泡在水中或埋压，没有及时处理。

2.2预防漏电故障的措施

（1）严禁电气设备及电缆长期过负荷运行。

（2）导线连接要牢固，无毛刺，防松装置要完好，连接方式要正确。

（3）维修电器设备时要按规程操作，检修结束要认真检查，严禁将工具和材料等导体遗留在电气设备中。

（4）避免电缆、电器设备浸泡在水中，防止电缆受挤压、碰撞、过度弯曲、划伤、刺伤等机械损伤。

（5）不在电气设备中增加额外部件，若必须设置时，要符合有关规定的要求。

（6）设置保护接地装置。

3接地保护

3.1保护接地的作用

从触电安全保护和直接短路两个方面来解释保护接地的重要作用。

（1）有保护接地和没有保护接地情形下，设备外壳带电，如果人触及带电外壳的情形分析：没有保护接地：这是触电电流全部经过人体流入大地，形成回路，非常危险，可能导致触电身亡。有保护接地：人体电阻为1000欧姆，规程规定接地电阻不得超过2欧姆，由于人体电阻远远大于接地极的电阻，因此只有接地电流的一小部分流经人体，大部分则从接地装置流过。两者比较可以看出，有保护接地的情况下，人体在触及带电设备时相对安全多了。

（2）若两台井下电气设备碰壳漏电，两相对地短路，如果短路电流不能使继电器动作，就存在危险电压。若将所有的电器设备的接地极都连接起来，形成接地网，此时就不是接地短路，而是直接短路，短路电流增大，从而使保护装置动作，切除故障。

3.2接地装置的安装

（1）主接地极的安装。主接地极应在主、副水仓中各埋设一块，采用耐腐蚀的钢板制成，其面积不得小雨0.75m?，厚度不得小于5mm。考虑井下水呈酸性，应视腐蚀情况适当的加大厚度或镀上耐酸金属。主接地极与接地导线必须焊接。

（2）局部接地极的安装。除了在主、副水仓中设置的主接地极外，在其他地点设置的接地极统称局部接地极。局部接地极可设置与巷道水沟内或其他就近的潮湿处。设置在水沟内的局部接地极应用面积不小于0.6m?、厚度不小于3mm的钢板或具有同等有效面积的钢管制成，并应平放于水沟深处。设置在其他地点的局部接地极，可用直径不小于35mm、埋在地下部分的长度不小于1.5m的钢管制成，管上应至少钻20个直径不小于5mm的透孔，并垂直埋于底板；也可用直径不小于22mm、长度为1m的两根钢管制成，没根管上应钻10个直径不小于5mm的透孔，两根钢管相距不得小于5m，并联后垂直埋入底板，垂直埋深不得小于0.75m。双接地极提高了局部接地极的安全作用，特别是在狭窄的巷道中，敷设更简单易行。

（3）接地线的连接。

1）接地母线。接地母线用来连接主接地极，应采用截面不小于50mm?的铜线，或截面不小于100mm?的镀铅铁线，或厚度不小于4mm、截面不小于100mm?的扁钢。

2）接地导线、连接导线。电气设备的外壳与接地母线或局部接地极的连接，电缆连接装置两头的铠装、铅皮的连接，应采用截面不小于25mm?的铜线，或截面不小于50mm?的镀铅铁线，或厚度不小于4mm、截面不小于50mm?的扁钢。

3.3接地装置的检查