煤矿供电设备接地细则

煤矿供电设备接地细则培训内容第一部分：接地与保护接地的概念第二部分：保护接地的原理第三部分：煤矿保护接地的规定和作用第四部分：煤矿保护接地细则管理第一部分接地与保护接地的概念接地和接地方式•接地：出于不同的目的将电气装置中某一部位经接地线和接地体与大地作良好的电气连接。•分类：工作接地和保护接地。1.工作接地：为运行需要而将电力系统或设备的某一点接地。如变压器中性点接地，避雷器的接地等。2.保护接地：为安全目的在设备、装置或系统上设置的一点或多点接地；•中性点接地方式1.中性点不接地系统—适用于3~60kV系统；2.中性点经消弧线圈接地系统—适用于3~60kV，可避免电弧过电压的产生；（当系统容量大，线路距离较长，致使单相接地短路电流大于某一数值时，接地电弧不能自行熄灭。为了降低单相接地电流，常采用消弧线圈接地方式。3.中性点直接接地系统—适用于11kV以上，380V以下低压系统。名词解释•中性导体N―引自电源中性点的导体。其功能：1.通过单相负载的工作电流;2.通过三相电路中的不平衡电流;3.使不平衡三相负载上的电压均等；4.当设备金属外壳与之相连之后，能防止人体间接触电；•保护导体PE―以防触电为目的的而用来与设备或线路的金属外壳、接地母线、接地端子、接地极、接地金属部件等作电气连接的导线或导体称之为保护导体。•保护中性导体PEN―当中性导体N与保护导体PE共为一体，同时具有中性导体和保护导体两种功能的导体。系统接地的型式•系统接地型式以拉丁字母作代号，其意义为：第一个字母表示电源端与地的关系：T―电源端有一点直接接地；I―电源端所有带电部分不接地或有一点通过阻抗接地。第二个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系：T―电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点；N―电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。短横线（-）后的字母用来表示中性导体与保护导体的组合情况：S―中性导体和保护导体是分开的；C―中性导体和保护导体是合一的；•1.TN系统电源端有一点直接接地，电气装置的外露可导电部分通过保护中性导体或保护导体连接到此接地点。根据中性导体和保护导体的组合情况，TN系统的型式有以下三种：1）TN-S系统2）TN-C系统3）TN-C-S系统2.TT系统电源端有一点直接接地，电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点。3.IT系统电源端的带电部分不接地或有一点通过阻抗接地，电气装置的外露可导电部分直接接地。第二部分电气设备保护接地的原理TN系统漏电→单相短路→单相短路电流ISS→单相短路保护元件动作→迅速切断电源→实现保护。错误做法TT系统电源端有一点直接接地，电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点。（其实也就是TN系统中的错误做法），一般情况下是不安全的。IT系统人体触及带电设备外壳时，人体所承受的电压很低，不会有危险。结论•保护（直接）接地主要应用于中性点不接地或不直接接地的电网中（IT系统）。•保护（通过PE或PEN）接地，主要低压中性点直接接地的电网中（TN系统）。保护接地及其作用原理•保护接地，就是用导体把电气设备中所有正常不带电、当绝缘损坏时可能带电的外露金属部分（电动机、变压器、电器、测量仪表的金属外壳、配电装置的金属构件、电缆终端盒与金属外壳等），和埋在地下的接地极连接起来。是预防人身触电的一项极其重要的措施。保护接地及其作用原理•没有装保护接地时的情况。当电气设备内部绝缘损坏而使一相带电体碰壳时，若人接触此外壳，则电流经过人体入地，在经过其它两相对地绝缘阻抗回到电源。当电网对地绝缘阻抗较低时，则通过人身的电流将远超过安全值。同时，碰壳处出现的漏电电流还可能引起沼气煤尘爆炸。保护接地及其作用原理•有保护接地时的情况。这时，当电气设备内部绝缘损坏而使一相带电体碰壳时，若人接触外壳，电流将通过人体电阻与接地装置的接地电阻所构成的并联支路入地，在通过其它两相对地绝缘阻抗回到电源。由于接地装置的分流作用，通过人身的电流便大大减少。保护接地及其作用原理•通过人身的电流与通过接地的电流关系：Rgr——接地极的接地电阻，一般Rgr=2Ω；Igr——流过接地极的电流，A。gImImIrRmaRgraIgraRgrRma保护接地及其作用原理•对于中性点绝缘的660V低压电网，单相接地电流不大于1A。•据公式可得Ima=2×1000mA/1000=2mA30mA•可见，保护接地对人身触电安全是非常重要的。另外，接地电阻Rgr越小，则流经人体的电流Ima就越小，电流大部分由接地极入地。将接地电阻的数值控制在规程规定的范围以内，就可以使通过人身的电流降到反应电流以内，确保人身安全。由于装设了保护接地装置，碰壳处的漏电电流大部分将经接地极入地。即使设备外壳与大地接触不良而产生火花，但由于接地装置的分流作用，使电火花能量大大减小，从而避免引爆瓦斯、煤尘的危险。保护接地及其作用原理•电气设备发生单相碰壳，接地电流经接地极入地。距接地极越近，电流越小，反之越大。•在电流扩散的方向上选同长的一段，可见距接地极越近，半球面表面积越小，电阻越大，反之越小。离接地极20m以外的地方，近似为零。•电流通过电阻时产生压降，距接地极越近的地方，单位长度上的电压降越大；反之也就越小。在20m以外的土壤中，几乎没有电压降，因而认为该处的电位为零，即通常所说的电气上的“地”。接地回路中任何一点对“地”的电位差称为对地电压。保护接地及其作用原理•接地极附近土壤中的电位分布曲线如图MVVspVcd=Vtg-VspRgrVtg=RgrIgrV1V2VssIgr接地极的对地电压与经接地极流入地中的接地电流之比称为接地极的流散电阻；电气设备接地部分的对地电压与接地电流之比称为接地装置的接地电阻，它等于接地线的电阻与接地极的流散电阻之和。因为接地线的电阻很小，可略去不计，故一般认为接地电阻等于流散电阻。保护接地及其作用原理•跨步电压的概念：当接地极有电流流过时，在离接地极20m的圆内，地面上具有不同的电位分布。当人的两脚站在这种带有不同电位的地面时，两脚间的电位差叫做跨步电压。在计算时，一般取步距0.8m，即取0.8m间的电位差为跨步电压。由图可知，距接地极越近，跨步电压越大，反之越小。保护接地及其作用原理第三部分煤矿保护接地系统煤矿安全规程相关规定《煤矿安全规程》第482条规定：电压在36V以上和由于绝缘破坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架，铠装电缆的钢带（或钢丝）、铅皮或屏蔽护套等必须有保护接地。煤矿安全规程规定•483条：接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2欧姆。移动或手持电气设备至局部接地极的电阻值不得超过1欧姆.煤矿安全规程规定第484条：所有电气设备的保护接地装置（包括电缆的铠装、铅皮、接地芯线）和局部接地装置，应与主接地极连接成1个总接地网。主接地极应在主、副水仓中各埋设1块。主接地极应用耐腐蚀的钢板制成，其面积不得小于0、75㎡、厚度不得小于5mm。在钻孔中敷设的电缆不能与主接地极连接时，应单独形成一分区接地网，其接地电阻值不得超过2Ω。《煤矿安全规程》规定•第485条：下列地点应装设局部接地极：•（一）采区变电所（包括移动变电站和移动变压器）。•（二）装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备。•（三）低压配电点或装有三台以上电气设备的地点。•（四）无低压配电点的采煤工作面的运输巷、回风巷、集中运输巷（胶带运输巷）以及由变电所单独供电的掘进工作面，至少应分别设置1个局部接地极。•（五）连接高压动力电缆的金属连接装置。《煤矿安全规程》规定•局部接地极可设置于巷道水沟内或其他就近的潮湿处。设置在水沟中的局部接地极应用面积不小于0.6平方米、厚度不小于3毫米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35毫米、长度不小于1.5米的钢管制成，管上应至少钻20个直径不小于5毫米的透孔，并垂直全部埋入底板；也可用直径不小于22毫米、长度为1米的2根钢管制成，每根管上应钻10个直径不小于5毫米的透孔，2根钢管相距不得小于5米，并联后垂直埋入底板，垂直埋深不的小于0.75米。煤矿安全规程•第486条：连接主接地极的接地母线，应采用截面不小于50平方毫米的铜线，或截面不小于100平方毫米的镀锌铁线，或厚度不小于4毫米、截面不小于100平方毫米的扁钢。•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25平方毫米的铜线，或截面不小于50平方毫米的镀锌铁线，或厚度不小于4毫米、截面不小于50平方毫米的扁钢。煤矿安全规程•第487条：橡套电缆的接地芯线，除用作监测接地回路外，不得兼做他用。井下保护接地系统•井下各种电气设备装设了单独的保护接地装置，并不能完全消除触电的危险。L3L2L1TM1M2•当电动机M1发生单相碰壳（如L3相），则其外壳带电；如电网没有绝缘监视或绝缘监视失灵，这一接地故障将长期存在。此时假设电动机M2的另一相（如L1相）绝缘击穿碰壳，这时电网就发生了两相对地短路，短路电流如图所示。L3L2L1TIs(2)Is(2)M1M2•如果这一短路电流不足以使过流保护装置动作，这一故障将长期存在下去，这时电气设备外壳将带有危险的电压。•两电动机外壳对地电压的大小，与两电动机的接地电阻成正比。若电动机M1和M2的接地电阻大小相等，则两电动机外壳对地电压相等，为电网电压的一半，即380V电网对地电压为190V；660V电网对地电压为330V。这时如果人触及该电动机外壳时，是非常危险的。井下保护接地系统•解决方案：通常利用供电的高、低压铠装电缆的金属外皮（铅包和金属铠装层）和橡套（塑料）电缆的接地芯线或屏蔽护套，把分布在井底车场、运输大巷、采区变电所以及工作面配电点的电气设备（36V以上）的金属外壳在电气上连接起来，这样就使各处埋设的接地极（或称局部接地极）也并连起来，形成一个井下保护接地系统（或称总接地网）。这样做既降低接地电阻，也可防止不同电气设备的不同相同时碰壳（接地）所带来的危险。井下保护接地系统•如图所示。因为接地网电阻远远小于接地极电阻，这时两相短路电流主要通过接地网流通，因而提高了两相短路电流的数值，保证过流保护装置可靠动作。NL3L2L1TIs(2)Is(2)井下保护接地系统•井下保护接地系统有主接地极、局部接地极、接地母线、辅助接地母线、接地导线和连接导线组成。•设置在井底主、副水仓或集水井内的接地极称为主接地极。主接地极要用面积不小于0.75m2，厚度不小于5mm的钢板做成。如矿井水为酸性时，应视其腐蚀性情况适当加大其厚度，或镀上耐酸金属，或采用其它耐腐蚀钢板。一般在主、副水仓内各设一个主接地极，以保证一个水仓清理或检修接地极时，另一个起保护作用。有几个水平的矿井，每个矿井的总接地网都要与主接地极连接。•矿井内分区从井上独立供电者（包括钻眼供电）,可以单独在井下或井上设置分区的主接地极。•为加强接地系统的可靠性，在装有电气设备的地点独立埋设的接地极成为局部接地极。需要装设局部接地极的地点煤矿安全规程的相关规定已经介绍过，不再重复。井下保护接地系统•局部接地极可用面积不小于0.6m2，厚度不小于3mm的钢板；如矿井水为酸性时，应采取与主接地极相同的措施。局部接地极应放在巷道的水沟中。无水沟的地方埋设局部接地极时，可以用直径不小于35mm，长度不小于1.5m的镀锌钢管，钻直径不小于5mm的透孔20个以上，钢管必须埋设于潮湿的地方。井下保护接地系统•连接井底主、副水仓内主接地极的母线成为接地母线。井下各机电峒室、配电点、采区变电所内与局部接地极、电气设备外壳、电缆的接地部分连接的母线称为辅助接地母线。接地母线及变电所辅助接地母线应采用截面不小于100mm2的镀锌扁钢（或镀锌钢绞线）或截面不小于50mm2的裸铜线。采区配电点及其他机电峒室的辅助接地母线应采用截面积不小于50mm2的镀锌扁钢（或镀锌钢绞线），或截面积