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矿井高压电网,必须采取措施限制单相接地电容电流不超过20A。 地面变电所和井下中央变电所的高压馈电线上,必须装设有选择性的单相接地保护装置;

作者:煤矿安全网 2022-10-09 09:35 来源:煤矿安全网 矿井 措施 单相 电容 电流 20A 地面 变电所 中央 高压 选择性 装置
矿井高压电网,必须采取措施限制单相接地电容电流不超过20A。
地面变电所和井下中央变电所的高压馈电线上,必须装设有选择性的单相接地保护装置;供移动变电站和高压馈电线上,必须装设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置。
井下低压馈电线上,必须装设检漏保护装置或有选择性的漏电保护装置,保护自动切断漏电的馈电线路。
每天必须对低压检漏装置的运行情况进行1次跳闸试验。
煤电钻必须使用设有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离起动和停止煤电钻功能的综合保护装置。每班使用前,必须对煤电钻综合保护装置进行1次跳闸试验。
 
【解读】本条是关于限制高压电网单相接地电容电流和高、低压馈电线上装设漏电保护装置的规定。
 
矿井高压电网中的变压器都采用中性点不接地的运行方式,此种运行方式当变电容量过大进将产生较大的单相接地电容电流。单相接地电流过大可能引起电气火灾和电雷管超前引爆等故障。《规程》规定,接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2Ω。而单相接地电流应限制在42V/2Ω=21A以下。《规程》规定:矿井高压电网,必须采取措施限制单相接地电容电流不超过20A。对于大中型矿井,当高压电网的单相接地电容电流超过20A时,可采取变压器中性点经消弧电抗线圈接地或缩短供电网络距离等补偿措施
井下配电变压器中性点不接地的供电系统;如果三相电压对称(相电压值相等,相们相差120°),三相对地绝缘电阻相等,忽略三相对地分布电容,则人身触电电流为:

式中  Ir——人身触电时通过人体的触电电流,A;
      UΦ——电源的相电压,V;
      r——人身电阻,由于井下空气潮湿,计算时可取1000Ω。
从上式可以看出,漏电电流只与电网对地的绝缘电阻有关,绝缘电阻越高,漏电电流越小。我国规定通过人体的极限安全电流为30mA·s。根据电火花引爆瓦斯的实验功率,计算出井下电网各种电压等级的极限安全电流值见表2-9-2。
 
表2-9-2  极限安全火花电流值
电网额定电压/V 127 220 380 660
安全火花电流/A
1.在线电压下
2.在相电压下
 
0.24
0.41
 
0.41
0.24
 
0.08
0.14
 
0.05
0.08
 
 
若使煤尘爆炸,其所需电火花功率则比引爆瓦斯所需功能高得多。通过上述分析对比,防止人体触电的极限电流值30mA·s远远小于引爆瓦斯、煤尘的极限安全电流。因此,只要将煤矿井下低压电网的实际电流限制在30mA以下,即可防止人身触电伤亡和漏电火花引爆瓦斯煤尘爆炸事故。因为上述结论是在电网三相对绝缘电阻箱等,忽略电网对地分布电容的条件下成立的,所以要求漏电保护装置必须具有以下功能:
⑴连续监视电网对地的绝缘电阻;
⑵补偿电网对地分布电容的电容电流;
⑶当电网对地绝缘电阻小于表2-9-3数值时,自动切断电网电源。
井下低压网各等级电压的漏电跳动作电阻值、动作时间及补偿效率见表2-9-3。
漏电闭锁是开关分闸断电情况下,负载侧网络绝缘电阻降低到整定定及以下时,检出其故障并闭锁开关使其不能合闸送电。
 
表2-9-3  漏电保护基本参数
额定电压/V 单相漏电动作
电阻值/kΩ
三相漏电动作
电阻值/kΩ
经1kΩ电阻单相接地运行时间/ms 网路电容为0.22~1.0μF/相补偿效率,μ%
380 3.5 10.5 ≤100 ≥60
660 11 33 ≤80
1140 20 60 ≤50
 
 
漏电闭锁电阻整定值可取供电系统检漏继电器动作整定值的2~3倍。解锁电阻值应不大于整定的漏定闭锁电阻值的150%。
漏电保护装置是采用附加直流的工作原理,电网对地绝缘电阻越小,附加检测电流越大,当绝缘电阻下降到漏电保护装置动作电阻值时,漏电保护装置动作,切断由变压器供电的全部设备电源。这种保护没有选择性,停电范围大。设置漏电闭锁装置后,可以检测并闭锁不送电线路和设备的漏电故障,减少了漏电保护的动作次数,缩小了漏电故障的停电范围。
煤电钻是直接工作在环境恶劣,瓦斯、煤尘最大最容易积聚的采煤工作面或掘进工作面。煤电钻是手持式电气设备,振动大、移动频繁,最容易发生触电、短路和引起瓦斯和煤尘爆炸事故的电气设备。煤电钻综合保护有适应煤电钻短时工作的自动停送电功能,即不工作时自动断电,这就使煤电钻大部分时间处于停电安全状态。煤电钻综合保护还有短路、过负荷、漏电等保护功能,所以《规程》规定,煤电钻必须使用煤电钻综合保护装置。
根据大量的煤矿事故分析,由电火花引起井下瓦斯、煤尘爆炸事故占有很大比重,为了确保作业人员和矿井的安全,防止人体触电伤亡和因漏电流引起瓦斯、煤尘爆炸事故,规程要求:
(1)每天必须对低压检漏装置的运行情况进行1次跳闸试验。
(2)每班使用前,必须对煤电钻综合保护装置进行1次跳闸试验。
 
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