高压用电安全常识

项目七 供电安全技术

内容一

触电的预防

内容描述

触电对人体的破坏程度很复杂，在实际工作中由于电气设备安装或维护不当以及工作人员的疏忽大意或违反操作规程，很容易造成人身触电事故．为了有效的防止触电事故的发生．必须采取触电的预防和急救措施。

内容分析

通过触电对人体伤害的分析，研究；结合井下环境提出在煤矿供电中防止人身触电的预防方法和急救措施。

知识点

触电的原因、危害性和预防方法、触电事故的处理方法

技能点

处理触电事故方法

一、触电的原因、危害性和预防方法

原因：缺乏安全用电知识

疏忽大意

设备漏电

危害：电击与电伤

电击是指电流通过人体内部，造成人体内部器官的损伤和破坏。 电伤是指强电流瞬间通过人体的某一局部或电弧对人体表面的烧伤。 在触电死亡事故统计中多数是由电击造成的。

流过人体的电流越大，对人体组织的破坏程度也就越大，因而也就越危险。一般规定：工频交流的极限安全电流值为30 mA。

人体电阻：人体电阻包括体内电阻和皮肤电阻。通常人体电阻取1 kΩQ作为计算依据。

人体接触电压：极限安全电流和人体电阻的乘积，称为安全接触电压， GB 3805-83规定其有效值最大不超过50 V，安全额定电压等级为42 V、36 V、24 V、12 V、6 V。一般工矿企业安全电压采用36 V。

预防方法：

使人体不能接触和接近带电导体

人体接触较多的电气设备采用低电压

设置保护接地或接零装置

设置漏电保护装置

井下及向井下供电的变压器中性点严禁直接接地

二、触电事故的处理方法

触电的处理方法：

快速切断电源；

快速进行抢救；

坚持对失去知觉的触电者进行人工呼吸与心脏挤压

人工呼吸：每分钟约12次。

心脏挤压：成人每分钟挤压60次。

慎重使用药物

小 结

触电的原因、危害性和预防方法

触电事故的处理方法

思考题

触电的原因、危害性和预防方法.

触电事故的处理方法。

内容二 漏电保护装置的选择、安装、使用和维护

内容描述

在电力系统中当导体对地的绝缘阻抗降低到一定程度时流入大地的电流也将增大到一定程度：说明该供电系统发生了漏电故障，为了防止漏电故障对企业造成的严重后果，必须对漏电保护装置进行正确的安装，选择，使用和维护。

内容分析

通过对人体触电和燃爆瓦斯煤尘电流大小的研究以及井下电缆布线电容对漏电电流的影响结合井下电气设备布置的实际情况，

漏电保护装置的重要性因素

的分析来确定漏电保护装置的选择、安装、使用和维护的具体方法措施。

知识点

漏电保护装置类型、结构、组成和工作原理：

安装、调整、维护和检修电气设备的注意事项：

漏电点的查找方法。

技能点

会选择、安装、调、维护漏电保护装置；

会查找和处理漏电故障

一、漏电保护装置类型、结构、组成和工作原理

1、地面低电压电网的漏电保护

漏电保护器的种类

按结构和保护功能划分：分装式漏电保护器、组装式漏电保护器、漏电保护插座。

按动作原理划分：电压动作型、电流

动作型、交流脉冲型、直流动作型。

DZ15-LE系列漏电断路器：

结构：电流动作型组装式漏电保护

器。

组成：零序电流互感器、电子漏电保

护、带有过载和短路保护的断路器及塑料

外壳。

作用：电网的漏电保护、线路和电动

机的过载及短路保护等。

工作原理：采用零序电流互感器作为检测元件。当被保护线路发生漏电或有人触电时，三相电流的矢量和不为零，当零序电流互感器二次线圈上产生的感应电流达到漏电保护器的动作整定值时，跳闸线圈YR动作，使断路器迅速切断电源，从而起到触、漏电保护作用。

2、矿用漏电保护装置

3、矿用漏电设备保护装置原理图

作用：监视电网对地绝缘水平;

当电网对地绝缘水平下降至一定程度时与馈

电开关配合切断电源;对电网对地电容电流进行补偿。

结构：外壳、芯架、壳内有前腔和后腔、外壳与隔离开关的操纵手柄间装有机械闭锁装备。

工作原理

（1）视电网对地的绝缘水平

采用附加直流电源作为漏电信号的检测电源。当隔离开关QS合闸后，电源变压器二次测的24 V交流电压经2VC单相桥式整流，电容器C1滤波后的直流电压作为绝缘检测电源，开始对电网的对地绝缘进行检测。

回路中检测电流的大小只与三相电网对地绝缘电阻有关。

欧姆表的读数直接反映了电网对地的绝缘水平。

（2）触电保护

当人触及电网任一相导体或电网对地绝缘电阻下降到危险值时(380 V为3.5 kΩ，660 V为11 kΩ)，则检测电流增大，单结晶体管导通，触发晶闸管VT。执行继电器2K吸合，接通自动馈电开关中的跳闸线圈YR，切断电源，实现了触、漏电保护作用。

（3）对地电容电流的补偿

如图所示。

磁放大器M串接在三相电抗器L的中性点与地之间。当人触及一相导体时，流过人体电流有电容电流、电感电流和电阻性电流。适当调整磁放大器的电感量，可使电容电流、电感电流两者相互抵消。

还有 JL系列、BJJ系列、JJKB30型等

二、矿用漏电保护装置的安装、调整、维护和检修

1、安装

下井前的检查与试验：

（1）防爆性能

（2）部安装接线是否正确，元器件有无损坏，额定电压是否与电网电压相符

（3）压试验

（4）直流电源电压值,动作电阻值和动作时间

（5）电容电流补偿性能的检漏继电器进行模拟试验

（6）动馈电开关或电磁起动器，进行漏电保护跳闸或闭锁试验。

安装时对设备进行如下的检查：

（1）圈的绝缘电阻值；

（2）圈的活动衔铁灵活可靠；

（3）闸转轴应转动灵活，动作板应调整好；

（4）应调整好；

（5）关的操作机构有无过位或卡住现象。

2、行、维护与检修

每天一次检查的内容：

观察欧姆表指示的绝缘电阻值；

安放平稳可靠，周围应清洁干燥，无淋水现象；

局部接地极和辅助接地极的安设应良好；

检查检漏继电器的防爆性能；

进行跳闸试验。

每月一次检查的内容：

各处导线是否良好，有无破损或受潮；

闭锁装置和执行继电器的动作是否灵活可靠；

各处接头、触点有无松动、脱落或烧损现象；

内部元件、熔断器以及指示灯等有无损坏；

观察零序电抗器，是否达到最佳补偿状态；

检查检漏继电器的隔爆性能。

其它检查内容：

远方人工漏电跳闸试验；

维护与检修工作应严格按照产品使用说明书。

三、漏电点的查找方法

电网设置一台总检漏继电器时根据设备和电缆的新旧程度、下井使用时间的长短、周围条件(如潮湿、积水和淋水等)和设备的运转情况，首先判断漏电性质，估计漏电大致范围，然后仔细进行检查，找出漏电点。

将各分路开关分别单独合闸。如果跳闸，则为集中性漏电，如不跳闸，但各分路开关全部合上时却跳闸，一般为分散性漏电。

小 结

漏电电流及保护措施

低压电网漏电保护的种类、结构、用途、原理

矿用漏电保护装置的种类、作用、结构、原理

漏电点的查找方法

思考题

漏电保护装置类型．结构．组成和工作原理。

安装．调整．维护和检修电气设备的过程和注意事项。

漏电故障的查找和处理方法。

内容三 与接零保护装置的安装、使用、维护和检修

内容描述

电气设备或线路的一部分与大地间良好的电气连接，对供电系统的正常工作安全运行和防止意外电气事故造成的危害程度都有很大的关系。

内容分析

通过不同供电系统对供电的方式的具体要求和煤矿企业特殊环境对供电的基本要求，引出工作接地，保护接地，防雷接地，防静电接地和重复接地等接地类型，进一步分析了各类型接地的特点和作用．为了保证保护接地装置发挥良好作用、安装、维护和维修就显得非常重要。

知识点

1、接地和接零的基本知识：

2、地面接地和接零保护装置组成和保护原理

3、井下接地保护装置的作用、结构、组成和保护原理：

4、接地电阻值的测量方法

技能点

1、会安装、维护和检修地面接地与接零保护装置：

2、会制作、安装井下接地保护装置：

3、会测量接地电阻值

一、接地和接零的基本知识

1、接地的基本概念

接地和接地装置：接地、接地体、接地线、接地装置、接地网、散流电阻、接地电阻。

接地电流和对地电压：接地电流、电气上的“地”、接地部分的对地电压。 接触电压和跨步电压

2、保护接地

（1）TT系统

①接法：金属外壳接地、中性点接地。

②作用及保护原理。

如果将设备的金属外壳直接接地，则当设备发生一相碰壳接地故障时，通过接地装置形成单相短路。这一短路电流通常可使电网的过电流保护装置动作，迅速切除故障设备，从而大大降低了人体触电的危险性。

③应用：功率不大的设备或精密电子仪器设备的屏蔽接地。

（2）TN系统

①接法：金属外壳接零、中性点接地。

设备金属外壳与保护零线连接的方式称为保护接零。

②作用及保护原理。

当某一相线直接连接设备金属外壳时，即形成单相短路。短路电流促使线路上的短路保护装置迅速动作。

③应用：地面380\220伏供电系统

（3）IT系统

①接法：中性点不接地（或阻抗接地）、金属外壳接地。

②作用及保护原理。

当人触及碰壳接地的设备外壳时，接地电流将同时通过人体和接地装置流入大地，经另外两相的对地绝缘电阻和对地分布电容流回电源。由于接地电阻比人体电阻小得多，所以接地装置有很强的分流作用，使通过人体的触电电流大大减小，从而降低了人体触及带电外壳时的触电危险性。

③应用：煤矿井下。

3、重复接地

重复接地：在三相四线制供电系统中，将零线上的一处或多处通过接地装置与大地再次连接的措施称为重复接地。

在保护接零系统中重复接地是不可缺少的。

要求：设置地点要求、阻值要求不得大于2欧姆。

充分利用自然接地体。

二、地面接地和接零保护装置组成和保护原理

1、绝缘监视装置

作用：监视电网的对地绝缘；

工作原理；正常运行时，电网三相对地电压对称，无零序电压产生，三个电压表读数相同且指示的是电网的相电压，接在开口三角处电压继电器的电压接近零值，电压继电器不动作。

当电网出现接地故障时，接地一相的对地电压下降，其他两相对地电压升高，这可从三个电压表的读数上看出，同时出现零序电压，使电压继电器动作，发出接地故障信号。

组成：一个三相五柱式电压互感器、三个电压表和一个电压继电器。

2、零序电流保护

零序电流保护原理：零序电流保护是利用故障线路零序电流比非故障线路零序电流大的特点，实现有选择性的保护。

对于电缆线路，在发生单相接地时，接地电流不仅可能沿着故障电缆的导电外皮流动，而且也可能沿着非故障电缆外皮流动。这部分电流，不仅降低故障线路接地保护的灵敏度，有时还会造成接地保护装置的误动作。

应将电缆终端接线盒的接地线穿过零序电流互感器的铁心，使铠装电缆外皮流过的零序电流，再经接线盒的接地线回流穿过零序电流互感器，防止引起零序电流保护的误动作。

保护装置的动作电流整定必须保证选择性。在较复杂的电网中，当装设零序电流保护不能满足选择性要求时，或某些情况下灵敏度不够时，可装设零序功率方向保护装置。

三、井下接地保护装置的作用、结构、组成和保护原理

井下保护接地系统的概念

保护接地与短路保护和漏电保护一起构成了井下的三大保护。

井下保护接地系统由主接地极、局部接地极、接地母线、辅助接地母线、连接导线和接地线等组成。如图所示。

主接地极装设在井底车场的主、副水仓中各设一个，以保证在清理水仓或检修接地极时，有一个主接地极仍起接地作用。

主接地极一般采用面积不小于0.75 rn，厚度不小于5 mm的钢板制成。 局部接地极可用面积不小于0.6 rn2，厚度不小于3 mm的钢板，放在巷道的水沟中。

连接主接地极的母线称为接地母线。

其他地点的接地母线称辅助接地母线。

接地极和电气设备外壳通过接地导线接在接地母线上。

井下保护接地系统的接地电阻必须定期测量。根据《煤矿安全规程》的规定：接地网上任一保护接地点测得的接地电阻值，不得超过2 Ω；每一移动式或手持式电气设备同接地网之间的电缆接地芯线的电阻值，都不得超过1Ω。

四、接地电阻值的测量方法

接地电阻测定示意图

S0——零位调节器；

Ss——电位器Rs的调节旋钮；

Ks——量限转换开关

接地电阻值的测量步骤：

1)自被测接地极E’起，使电位探针P’和辅助接地极C’按直线彼此相距20米以上，并且应将电位探针P’插于被测接地极E’和辅助接地极c’之间.

2)用导线将E’和仪表的端子E，P’和端子P，c’和端子c相连接；

3)将仪表放置在水平位置，并检查检流计的指针是否指在零位，否则应用零2

位调节器s。进行调整.

4)转动量限转换开关K。，将倍率标度盘拨于“×10”倍数档，然后慢慢转动发电机的摇把，此时检流计的指针必然离开零位，向一侧偏转。与此同时，应转动电位器R。的调节旋钮s。(其刻度盘也随之转动)，使检流计的指针逐渐返回零位.

5)当检流计的指针接近零位时，应加快发电机摇把的转速．使其达到每分钟120转以上，然后继续调节电位器R。的旋钮，让指针完全指在零位为止。此时指针所指刻度盘上的数字即为测量所得的读数。

6)若将倍率标度盘置于r。×10”档所测得的读数小于1时，则应将倍率标度盘转换至“r×1”档，然后再重新调节电位器R。的旋钮，使指针重又指零，才能得到更为准确的读数。

小 结

工作接地：定义、作用

保护接地：类型、作用和应用

保护接零：分类、特点、注意事项

重复接地：作用和要求

绝缘监视装置：作用、原理、接线

零序电流保护：作用、原理、整定、校验

思考题

地面接地和接零保护装置组成和保护原理。

井下接地保护装置的作用．结构．组成和保护原理。

如何测量接地电阻值。

如何安装、维护和检修地面接地与接零保护装置。

如何制作．安装井下接地保护装置。

内容四 过电压保护

内容描述

由于某种原因造成设备的电压异常升高．其数值大大超过设备的额定电压．使设备绝缘击穿或闪络而损坏：不同的电气设备和建筑物都应有相应的过电压预防措施加以保护。

内容分析

通过对过电压产生的原因和电气设备、建筑物的具体情况分析来选择和安装电气设备预防大气过电压和内部过电压的设施。

知识点

大气过电压类型和保护；

内部过电压产生的原因及防护；

阻容吸收装置的组成和过电压保护原理。

技能点

选择和安装防雷保护装置；

选择阻容吸收装置。

一、过电压类型和保护

1、过电压的分类

过电压：超过正常工作要求的电压

内部过电压：2.5～4倍电网的额定电压

大气过电压：直接雷击过电压：采用避雷针或避雷线进行防护

感应雷过电压：采用避雷器进行防护

反击雷过电压：应使避雷针、避雷线与配电装置带电部分或接地网之间的距离符合要求

2、避雷针和避雷线的保护作用

避雷针：普通避雷针 、优化避雷针、放电避雷针、提前放电避雷针 作用：防止建筑物免遭直接雷击的侵袭。

组成：接闪器、接地引下线、接地极。

避雷线：

作用：防止架空线路免遭直接雷击。

设置：位于架空导线的上方

材质：35mm2镀锌钢绞线。

避雷针和避雷线的保护范围

避雷针的保护范围：能防护直击雷的空间；

确定保护范围的方法：“滚球法”

3、避雷器

（1）保护间隙

（2）管行避雷器

（3）阀型避雷器

4、变电所的防雷保护

（1）直接雷的防击

1)防护方法：避雷针

2)避雷针的设置要求

独立避雷针与被保护物之间，应保持一定距离，以免在避雷针上落雷时，雷电流在避雷针上产生的电压降，向被保护物放电，产生反击过电压。为了避免发生反击，避雷针与被保护设备之间的距离不得小于5 m，而避雷针接地极与被保护物接地极之间的距离不得小于3m，且避雷针的冲击接地电阻不得大于10Ω。

（2）雷电入侵波的防护

1)防护方珐：母线段上的阀型避雷器

2)避雷器的设置要求：避雷器有一定的有效保护距离

（3）进出线的防类保护

35 kV～110 kV变电所进线段的防雷保护：在变电所的进线段上装设防雷装置。如图为35 kV～110 kV变电所进线段的标准保护方式。图中1 km～2 km的避雷线用于防止进线段遭直接雷击及削雷电入侵波的陡度。若线路绝缘水平较高，其进线段首端应装设管型避雷器1F，用以限制进线段以外沿线路侵入的雷电冲击波的幅值。

对于进线回路的断路器或隔离开关，应装设管型避雷器2F,，

阀型避雷器F用以保护变压器及其他电气设备的。

3 kV～10 kV配出线的防雷保护：在每组母线上和每路架空线上应装设阀型避雷器，如所示。对于有电缆段的架空线路，避雷器应装在电缆与架空线的连接处，其接地端应与电缆金属外皮相连。若配出线上有电抗器时，在电抗器和电缆头之间，应装一组阀型避雷器，以防电抗器端电压升高时损害电缆绝缘。

二、内部过电压产生的原因及防护

内部过电压产生的原因

1）操作过电压

2）电弧接地过电压

3）谐振过电压

内部过电压的防护措施

1）阀型避雷器

2）压敏电阻

3）阻容吸收装置

4）调节电路参数

5）装设电容器破坏谐振

三、阻容吸收装置的组成和过电压保护原理

图中：

电容C1、C2、C3不仅可以减缓过电压的上升陡度，而且可以降低负荷回路的

波阻抗；

电阻R1～R3用来增强线路的绝缘；

电阻R4～R6用来消耗过电压的能量，减少电弧重燃和对感性负荷绝缘的影

响。

为防止真空断路器或真空接触器切断感性负荷时产生的操作过电压，可采取调整电路参数或装设电容器，破坏其谐振条件，防止这种操作过电压的发生。 小 结

过电压的原因、危害、分类及预防措施

雷击过电压防护、避雷针及避雷器

内部过电压防护措施

阻容吸收装置的组成

思考题

说出过电压的类型与防护措施。 大气过电压类型和保护。

内部过电压产生的原因及防护。

说出过电压防护装置选择的具体步骤。 阻容吸收装置的组成和过电压保护原理。 选择和安装防雷保护装置。