第四章

第二節(jié)漏電保護主要內(nèi)容安全用電是保證礦井安全生產(chǎn)的關(guān)鍵之一。井下環(huán)境條件惡劣，容易發(fā)生各種電氣事故，需要采取各種預(yù)防措施和設(shè)置必要的保護裝置，提高礦井生產(chǎn)的安全水平。煤礦井下最重要的電氣保護（三大保護）：漏電保護保護接地過流保護一、對漏電保護的要求定義：漏電保護是指當(dāng)電網(wǎng)漏電時，通過切斷電源來防止人身觸電傷亡和漏電電流所引爆瓦斯、煤塵的一種措施。1、保護全面：是指保護范圍應(yīng)覆蓋整個供電單元；2、安全性：要滿足30mA·S，動作要速度快；3、可靠性：一是自身的可靠性，二是保護的可靠性（不拒動、不誤動）；4、靈敏性：是指保護裝置對故障的反應(yīng)能力，要求最輕的漏電，保護也能可靠動作；5、選擇性：要求只切除故障線路而不切除非故障線路。二、漏電保護原理常見類型：附加直流電源檢測式、三相半波整流式、零序電壓式、零序功率方向式、旁路接地式等。

1、附加直流電源檢測式：①保護原理：如圖4－10所示；②動作值的確定：我國實際規(guī)定值（50mA安全電流）為：11、22、33k?，其他電壓等級的規(guī)定見表4－2所示。③電容電流補償：利用零序電流流過2L所產(chǎn)生的電感電流與電網(wǎng)對地電容電流相抵消。見圖（4-12）④優(yōu)、缺點：優(yōu)點：a、保護全面；b、觸電電流??；c、整定簡單；d、可靠性高；缺點：a、無選擇性；b、屬靜態(tài)補償；c、動作時間長＞50ms；d、無漏電閉鎖。二、漏電保護原理2、利用三個整流管的漏電保護

：①原理：如圖4－13（a）所示，U1～U3接于三相電網(wǎng)構(gòu)成三相半波整流，其負載電阻就只有Rl0+r∑,由于Rl0的電阻很小，所以回路的直流同樣取決于r∑的大小，這表明這種方法的原理與前面講的直流檢測式是完全一樣的，只是無直流附加電源。②優(yōu)缺點優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，不需要另設(shè)直流電源。由于它具有較高的直流電壓，所以能夠較真實地反應(yīng)電網(wǎng)的絕緣水平。缺點：但動作值受電網(wǎng)電壓波動的影響較大，對整流管的反向電壓要求較高，故只用在電壓低的地方如127v煤電鉆綜合保護中。二、漏電保護原理3、零序電壓式漏電保護

：①原理：利用零序電壓反映電網(wǎng)絕緣程度。②優(yōu)缺點:動作值不固定，無選擇性，不能保護對稱性故障，只能用在中性點非直接接地電網(wǎng)。二、漏電保護原理4、零序電流式漏電保護

：①原理：電網(wǎng)發(fā)生不對稱故障，如有零序回路，則回路中將出現(xiàn)零序電流。利用零序電流互感器檢測該電流，使繼電器動作?？梢詫崿F(xiàn)放射式電網(wǎng)的選擇性漏電保護。②優(yōu)缺點:動作值不固定，不能保護對稱性故障，不能補償電容電流。二、漏電保護原理5、零序功率方向式漏電保護

原理：利用零序電流或零序電壓的幅值大小來判斷供電單元內(nèi)是否發(fā)生了漏電，同時，利用各支路的零序電流與零序電壓的相位關(guān)系來判斷故障支路，而后動作，有選擇地切除故障支路的電源，這種保護方案就稱為零序功率方向式漏電保護，簡稱方向保護。它之所以稱為“零序功率”，是因為它同時利用了零序電流和零序電壓兩個參量(不一定是幅值相乘的關(guān)系)的緣故(借用地面功率方向過流保護的稱呼)。方向保護的原理如圖4-16所示。當(dāng)電網(wǎng)中某支路發(fā)生漏電故障或人身觸電事故時，由取樣電路分別從電網(wǎng)中取出零序電壓和各支路的零序電流信號，經(jīng)放大整形后，由相位比較電路來判別故障支路，最后啟動執(zhí)行電路，切斷故障支路的電源，從而實現(xiàn)了有選擇性的漏電保護。簡言之，就是對零序電壓和零序電流進行幅值和相位綜合處理以判斷故障支路，進而切除故障支路的原理。圖4-16返回6.

旁路接地式漏電保護（圖4-17）

原理：當(dāng)發(fā)生電網(wǎng)單相漏電或人身觸及一相時，由檢測選相器確認故障相并輸出動作指令，執(zhí)行繼電器1kd~3kd迅速將故障相旁路接地，利用專用接地板接地電阻Rgr的分流作用降低人身觸電電流或漏電出入地電流，而不影響電網(wǎng)正常運行，故障之路跳閘后，旁路接地復(fù)位。

特點：安全性較高，保護范圍單純（單相漏電和人身觸電），電路較為復(fù)雜。為了避免兩相或三相誤接地，電路中還必須設(shè)置電氣閉鎖。旁路接地式漏電保護在一定條件下，能有效地削弱斷電后電動機反電勢和電網(wǎng)電容儲能對觸電人員的危害，此外，對反電勢和電容向漏電點的饋送能量，也同樣有著削弱作用。返回三、JY82型型礦用隔隔爆檢漏漏繼電器器1、功能能特點：：①功能：：a、隨時時監(jiān)視電電網(wǎng)的絕絕緣電阻阻（歐姆姆表）；；b、當(dāng)電電網(wǎng)漏電電時，能能使低壓壓總開關(guān)關(guān)跳閘；；c、能補補償電網(wǎng)網(wǎng)對地的的電容電電流（人人身觸電電和電網(wǎng)網(wǎng)單相接接地）。。②優(yōu)、缺缺點：缺點：a、動作時間間長（50ms（保護護動作時時間）＋＋100ms（（開關(guān)動動作時間間））；b、無選擇性性（一處處漏電所所有與其其有關(guān)的的開關(guān)都都跳閘））；c、無漏電閉閉鎖。優(yōu)點：簡單可靠靠，動作作值準確確，所以以一直用用到今天天。無選擇性性漏電保保護三、JY82型型礦用隔隔爆檢漏漏繼電器器2、電電路中主主要元件件和作用用：如圖4－18所示。3、各保保護功能能的動作作過程：（原理））①監(jiān)視電電網(wǎng)的絕絕緣水平平：（監(jiān)視回回路）VC(+)→→K?→1PE（2PE）→→大地→→r∑→→電網(wǎng)→QS→1L→2L→KD→VC(－)K?就可可以持續(xù)續(xù)指示電電網(wǎng)對地地絕緣水水平:②漏電（（觸電））保護回回路動作作情況：VC(+)→→K?→1PE（2PE）→→大地→→Rma并r∑→電電網(wǎng)→QS→1L→2L→KD→VC(－)L2→QA→YA→→QS→→KD1→QS→QA→L3于是總開開關(guān)QA跳閘，，實現(xiàn)了了漏電和和觸電保保護。三、JY82型型礦用隔隔爆檢漏漏繼電器器③可靠性性試驗：主要是用用模擬的的漏電故故障來試試驗繼電電器的動動作可靠靠性，當(dāng)當(dāng)按下試試驗按鈕鈕SB時時，便接接通了實實驗回路路。即：：VC（+）→K?→1PE(局部)→2PE→→SB→R3→2FU→L2→→1L→→2L→→KD→→VC(－)我國規(guī)程程規(guī)定每每個班應(yīng)應(yīng)試驗一一次。④電網(wǎng)對對地電容容電流的的補償：：電網(wǎng)→（（r∑＋C∑）→大地地→1PE（2PE））→C2→2L→1L→→電網(wǎng)上述回路路中主要要是C∑和2L在在起作用用。補償效果果較差（（分級調(diào)調(diào)整）這種繼電電器是國國內(nèi)上個個世紀80年代初初期的的新產(chǎn)產(chǎn)品，，主要要是千千伏級級綜采采電氣氣設(shè)備備配套套而設(shè)設(shè)計研研制的的。它相對對于JY82型而言言，有如下下較大大的改改進：①動作作值準準確；；②動作作時間間短；；③無級級調(diào)感感補償償；④自身身具有有漏電電跳閘閘的功功能；；⑤具有有漏電電閉鎖鎖的功功能。。以上兩兩種漏漏電保保護裝裝置均均無選選擇性性。四、JJKB30型型檢漏漏繼電電器（（補充充）五、選選擇性性漏電電保護護裝置置1、定定義：：是指保保護裝裝置動動作時時僅將發(fā)發(fā)生漏漏電故故障線線路的的電源源切斷斷，保障障系統(tǒng)統(tǒng)其余余部分分正常常工作作。2、分分類（漏電電保護護的選選擇性性含義義）①縱向向選擇擇性：：是指上上下級級線路路之間間的關(guān)關(guān)系，，用動動作時時限差差來實實現(xiàn)的的（上上長下下短））。②橫向向選擇擇性：：是指同同一級級線路路之間間的關(guān)關(guān)系，，用零零序參參數(shù)（（零序序電流流或零零序功功率））的原原理來來實現(xiàn)現(xiàn)的。。③選擇擇性分分級：：可分三級和兩級，煤礦礦井下下一般般多采采用三三級選選擇性性漏電電保護護裝置置（總總饋電電開關(guān)關(guān)、分分支饋饋電開開關(guān)、、配電電點磁磁力啟啟動器器）。。見圖4-21三級：：三級選選擇性性漏電電保護護系統(tǒng)統(tǒng)是指指在供供電系系統(tǒng)的的三級級上都都裝設(shè)設(shè)有選選擇性性漏電電保護護裝置置。兩級：：兩級選選擇性性漏電電保護護系統(tǒng)統(tǒng)是指指在供供電系系統(tǒng)的的三級級中的的兩級級裝設(shè)設(shè)有選選擇性性漏電電保護護裝置置。（（我國采采用一一級和和二級級）圖2-19返回五、選選擇性性漏電電保護護裝置置3、XL-I型型礦用用低壓壓選擇擇性漏漏電保保護裝裝置（（兩級級選擇擇性保保護）①組成成：KXL-I-DW和和KXL-I-JY組件件形成成分支支總開開關(guān)和和總開開關(guān)兩兩級選選擇性性漏電電保護護裝置置。②組件件介紹紹：a、KXL-I-DW（（裝于于分支支饋電電開關(guān)關(guān)）如如圖4-22所示b、KXL-I-JY（（加裝裝于JY82型型檢漏漏繼電電器中中）如如圖4-23所示③工作作原理理：a、選擇性性漏電電保護護由安裝裝在各各分路路饋電電開關(guān)關(guān)中的的KXL-I-DW組件件實現(xiàn)，采采用零零序電電流方方向原原理判判斷故故障支支路；；b、漏電閉閉鎖KXL-I-DW組組件實實現(xiàn)，，采用用附加加直流流電源源檢測測原理理；分支開關(guān)關(guān)DW跳閘閘后，，漏電電閉鎖鎖回路路工作作，漏漏電情情況無無法合合閘。。d、總漏電電保護護，由裝裝設(shè)于于總饋饋電開開關(guān)QA的的JY82型檢檢漏繼繼電器器中的的KXL-I-JY組組件實實現(xiàn)，，采用用附加加直流流電源源檢測測原理理。欲對井井下低低壓供供電單單元設(shè)設(shè)置具具有全全面、、安全全、可可靠及及有選選擇性性的漏漏電保護系系統(tǒng)，，要考考慮數(shù)數(shù)種漏漏電保保護方方式配配合使使用，，以吸吸取各各種保保護方方式的優(yōu)點點，如如直流檢檢測式式的全全面性性、旁路接接地式式的安安全性性、零序功功率方方向保護護式的的選擇擇性等，并并使之之有機機地結(jié)結(jié)合起起來，，才能能獲得得理想想的保保護效果。。①系統(tǒng)統(tǒng)組成成：針對本本章圖圖4-3列列出的的井下下低壓壓供電電單元元電氣氣模型型，旁旁·直直·零零式選選擇性性漏電保保護系系統(tǒng)的的組成成與保保護設(shè)設(shè)置如如圖4-24所示。。②組件件介紹紹：該系統(tǒng)統(tǒng)共設(shè)設(shè)置了了以下下5種種保護護單元元或插插件:C—附附加三三相接接地電電容器器組;PL——旁路路接地地式漏漏電繼繼電器器;JY——直流流檢測測式漏漏電保保護插插件;UI——零序序功率率方向向式漏漏電保保護插插件;JB——直流流檢測測式漏漏電閉閉鎖插插件。。4、旁旁、直直、零零式低低壓選選擇性性漏電電保護護系統(tǒng)統(tǒng)方案案：②組件介紹紹：C—附加三三相接地電電容器組作用：配合零序功功率方向式式選擇性漏漏電保護。。每相取值值為0.2~0.25uF，，它裝設(shè)于于總開關(guān)1DW內(nèi)內(nèi)(負荷側(cè)側(cè))，其星星形點聯(lián)于于接地網(wǎng)。。PL—旁路路接地式漏漏電繼電器器（<50ms）作用：保證系統(tǒng)的的安全性，，使任何情情況下人身身觸電的動動作安秒值值都不超出出30A.S。的規(guī)規(guī)定。并顯顯著降低單單相漏電處處入地電流流，使得靠靠延時的縱縱向選擇性性得以實現(xiàn)現(xiàn)。4、旁、直直、零式低低壓選擇性性漏電保護護系統(tǒng)方案案：②組件介紹紹：JY—直流流檢測式漏漏電保護插插件根據(jù)傳統(tǒng)漏漏電保護理理論設(shè)計，，但要取消消電容電流流補償電路路，并增設(shè)延時電路路，其動作作分成啟動動和跳閘兩兩步，延時時1.2~2s，即即一旦有漏漏電故障發(fā)生生，就延時時1.2~2s，，再發(fā)出跳跳閘指令。。設(shè)置地點：：總開關(guān)1DW內(nèi)作用：（1）主要用來彌彌補方向式式漏電保護護的動作死死區(qū)(對稱稱性漏電)。此時，，動作不延延時，以提提高安全性性（2）作為為整個漏電電保護系統(tǒng)統(tǒng)的總后備備，以提高高其可靠性性。4、旁、直直、零式低低壓選擇性性漏電保護護系統(tǒng)方案案：②組件介紹紹：UI—零序序功率方向向式漏電保保護插件原理：根據(jù)方向保保護的基本本原理設(shè)計計，采用零序電壓、、電流的絕絕對值比較作出口口，采用““零壓零流起起動、零壓壓維持”方式，其其漏電啟動動時間＜20ms，但跳閘閘指令的發(fā)發(fā)出有不同同的延時:1QC~10QC為0.3~0.5DW為0.6~1.0s,2DW~4DW為：：0.9~1.5s。這樣既能能保證任何何開關(guān)的跳跳閘都在旁旁路接地繼繼電器動作作之后，又又能滿足系系統(tǒng)的縱、、橫向均有有選擇性的的要求。JB—直流流檢測式漏漏電閉鎖插插件當(dāng)開關(guān)與起起動器合閘閘前負荷側(cè)側(cè)有漏電故故障存在時時，它的出出口繼電器器閉鎖各自自控制的饋饋電開關(guān)與與磁力起動動器，使之之合不上閘閘。4、旁、直直、零式低低壓選擇性性漏電保護護系統(tǒng)方案案：③保護原理理及配合：旁，直·零零式選擇性性漏電保護護系統(tǒng)的保保護性能比比較完善，，漏電跳閘閘對于供電電單元縱向向和橫向都都有選擇性性;各種情情況下的漏漏電故障切切除均滿足足30mA.s的要要求，使人人身觸電電電流小于10mA，，并能消除除斷電后電電動機反電電勢和電網(wǎng)網(wǎng)電容放電電對人身及及礦井的危危害，具有有較高的安安全性;由由于在總開開關(guān)處設(shè)置置了直流檢檢測式漏電電保護插件件，因而各各級開關(guān)、、起動器中中的方向式式漏電保護護至少獲得得一級后備備保護，并并使得整個個漏電保護護系統(tǒng)消除除了動作死死區(qū)。舉例說明：（1）支線L9發(fā)生單相相漏電故障障(2)干線L14發(fā)生單相相漏電故障障（不能實現(xiàn)選選擇性跳閘閘）(3)在供電單元元某處發(fā)生生對稱漏電電此時所有UI插件和和PL繼電電器均不啟啟動，只有有靠JY插插件來保護護，其動作作不經(jīng)延時時直接使總總開關(guān)1DW跳閘閘，保護無無選擇性。。4、旁、直直、零式低低壓選擇性性漏電保護護系統(tǒng)方案案：舉例說明：(4)送電(合閘閘)前某處處有漏電此時PL及及所有的的UI插件件均不動作作，因為電電網(wǎng)無電，，若從總開開關(guān)開始逐逐級合閘送送電，則當(dāng)當(dāng)電送到該該漏電支路路控制開關(guān)關(guān)的電源側(cè)側(cè)后，該開開關(guān)的JB插件就有有電工作，，檢測出漏漏電故障的的存在。并并閉鎖該開開關(guān)，這就就是漏電閉閉鎖。4、旁、直直、零式低低壓選擇性性漏電保護護系統(tǒng)方案案：一、漏電保保護的要求求二、漏電保保護原理三、JY82型礦用用隔爆檢漏漏繼電器四、JJKB30型型檢漏繼電電器五、選擇性性漏電保護護裝置本節(jié)小結(jié)：：習(xí)題5動作值的確確定作為直流檢檢測型的漏漏電保護裝裝置(或繼繼電器)，，它的動作作值應(yīng)能直直接反應(yīng)電電網(wǎng)對地的的絕緣狀態(tài)態(tài)，所以不不能以KD的動作電電流Ise,r作為為動作值，，而必須以以rΣ為動動作值并加加以整定。。由于人身身安全電流流為30mA，故rΣ的整定定一定要滿滿足使人身身觸電電流流Ima≤≤30mA的條件。。在不考慮慮電容(C=0)的情情況下，，有：令I(lǐng)ma=30mA,Vl1=380V，Rma=1000Ω有：r=35KΩ說明：對對于660v電電網(wǎng)，各各相實際際絕緣水水平必須須保持在在35kΩ以上上。故單相漏漏電（人人身觸電電）時保保護裝置置動作電電阻的整整定值：：見P28,式1-3動作值的的確定對于直流流回路，，三相電電網(wǎng)對地地的絕緣緣電阻是是并聯(lián)的的，因此此低壓電電網(wǎng)的單單相、兩兩相和三三相漏電電的動作作電阻值值，應(yīng)為為1：2：3的的關(guān)系。。即返回單相漏電電rΣ=r/3=11.7兩相漏電電rΣ=r/