【正文】 遠(yuǎn)距離照明綜合保護(hù)裝置 _大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 1 頁 遠(yuǎn)距離照明綜合保護(hù)裝置 摘要 目前國內(nèi)煤礦井下 127V 照明網(wǎng)絡(luò)綜合保護(hù)的保護(hù)距離絕大多數(shù)在 650m 以內(nèi)，而且大中礦井井下皮帶運(yùn)輸巷已達(dá)千米以上，而傳統(tǒng)的采用電流取樣的短路保護(hù)，從原理上就達(dá)不到千米以上的保護(hù)距離，因而必須研究新的取樣方式；此外，原有的綜合保護(hù)沒有斷線保護(hù)，而據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，照明網(wǎng)絡(luò)整根電纜被砸斷、扯斷、脫空的故障時有發(fā)生，經(jīng)常是前段線路燈亮著，后段線路燈全滅，產(chǎn)生嚴(yán)重的不安全隱患。所以有必要在新研制的遠(yuǎn)距離照明綜合保護(hù)中架設(shè)斷線保護(hù)功能，使之更為完善。而本次設(shè)計的任務(wù)就是設(shè)計出集漏電，斷線保護(hù)于 一體并采用新的取樣方式的遠(yuǎn)距離照明綜合保護(hù)裝置。 關(guān)鍵詞 ：漏電保護(hù) 斷線保護(hù) 閉鎖 直流繼電器 三端集成穩(wěn)壓管 取樣信號 集成運(yùn)算放大器 SUMMARY Domestic colliery 127V lighting protection that work protect synthetically distance most within 650 ms in the pit at present, and largeandmiddlescale mine belt transport lane reach kilometers of the above already, and traditional adoption short circuit that electric current take a sample protect in the pit, can39。t reach one kilometer of protections distance of the above from the principle, therefore must study the new sample way。 In addition, already existing prehensive protection has not broken and is protected, and investigate according to the scene, Lighting work whole root cable bungle and break, tear and break, trouble that e to nothing take place occasionally, Sections of circuit light on before being often, back sections of circuit light all put out, produced the serious hidden danger. So necessary to erect and break to protect the function of protecting synthetically in remote illumination that develop newly, Make it more perfect. And the task that design to design and collect and leak electricity , break and protect on an anic whole and adopt new sample remote lighting prehensive protector of way. KEYWORD: The electric leakage protecting , Break and protect ,Lock, the direct current relay, three end integrated steady voltage is managed, Signal that take a sample ,Integrated operation amplifier 遠(yuǎn)距離照明綜合保護(hù)裝置 _大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 2 頁 目 錄 第一章 : 引言 ……………………………………………………………… 3 下井場的照明供電電源 ……………………………………… ...…… .3 中央泵房的照明供電系統(tǒng) …… ..…………… ……… ...……………… 4 工作面的照明電源來自移動變電站或采區(qū)變電所 …………… ..… .……… .4 第 二 章 : 低 壓 照 明 網(wǎng) 絡(luò) 故 障 分析 ……………………………….……………… 6 漏電的定義與起因 ……………………………………… ..………… 6 對漏電保護(hù)的要求 …………………… .……… .……… ..……… ..… 6 漏電故障的理論分析 …………………………… .…… .………… .… 7 第三章 : 幾種井下照明網(wǎng)絡(luò)短路保護(hù)方案析 …………………………… .……… 11 附加電源直流檢測 …………… .………… …………… ..……… ..… 11 其他的漏電保式 ……………………………………… ...…… .…… 15 斷線故障的分析和保護(hù) ……………………………… ...…………… 18 第四章 : 漏電、斷線保護(hù)一體化電路設(shè)計 …………………… ..………… .…… ..21 設(shè)計思路 ……………………………………………………… .… 21 電路及原理分析 ………………………… .…..……… ....……… ,… 21 性能介紹 ……………………………………… .…...……….… 21 保護(hù)原理 ……………… ……………………………...… ..…. ...22 各部分電路介紹與原理分析 …………………………...… .…….… 23 參數(shù)的選擇與計算 ……………………………………………….… 39 綜合取樣電路的參數(shù)選擇與計算 ………………… .….………….… 39 鑒別回路的參數(shù)選擇與計算 ………………………………….…… 40 第五章 : 設(shè)計電路的整機(jī)調(diào)試 :……………………………………... ..……… 44 總結(jié)與心得 …………………………………………………… ...………… 45 參考文獻(xiàn) … ………………………………………………… ..…………… 46 遠(yuǎn)距離照明綜合保護(hù)裝置 _大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 3 頁 第一章 引言 礦井照明，包括煤礦企業(yè)的地面照明和井下照明。是礦井供電系統(tǒng)的重要組成部分。照明電網(wǎng)工作是否正常，不僅對于提高勞動生產(chǎn)率，保證煤炭質(zhì)量有很大影響，而且對于減少人身事故，保持工作人員健康安全有重大作用。良好的礦井照明是安全生產(chǎn)的保障，也是煤礦井下文明生產(chǎn)的重要標(biāo)志之一。 煤礦企業(yè)的生產(chǎn)相對其他參也有其特殊性。礦井開采是地下作業(yè)，由于受地質(zhì)條件的制約，生產(chǎn)環(huán)境往往十分惡劣，生產(chǎn)條件比較危險，場地狹窄，生產(chǎn)過程中不僅要受自然災(zāi)害的 威脅，而且也有其他工業(yè)普遍存在的事故因素。據(jù)統(tǒng)計，全世界每年煤礦事故死亡人數(shù)占所有產(chǎn)業(yè)工人因工死亡人數(shù)的 35%。鑒于這種嚴(yán)峻的現(xiàn)實，煤礦企業(yè)的生產(chǎn)必須堅持安全第一的方針。這就對礦井照明提示了越來越高的要求。良好的礦井照明，是在確保安全生產(chǎn)的前提條件下，根據(jù)煤炭生產(chǎn)和職工生活的需要，同時考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的合理性與可行性，設(shè)置的照明系統(tǒng)應(yīng)適合煤礦生產(chǎn)的特點和要求，安全可靠，靈活經(jīng)濟(jì)。 本設(shè)計是以井下低壓電網(wǎng)照明網(wǎng)絡(luò)為研究對象來研究井下照明網(wǎng)絡(luò)的漏電、斷線保護(hù)電路。因此，有必要對井下照明網(wǎng)絡(luò)的特點作進(jìn)一步的了解，以 便根據(jù)生產(chǎn)實際制定合理的保護(hù)方案。 照明電網(wǎng)供電方式的選擇，根據(jù)《煤礦電工手冊》應(yīng)符合下列原則：（ 1）必須符合安全及防火要求；（ 2）到最遠(yuǎn)端燈具的電壓損失值不應(yīng)超過規(guī)定值；（ 3）供電形式靈活可靠；（ 4）供電器材省，電能損失小，節(jié)約投資和運(yùn)行費(fèi)用；（ 5）施工簡單，維護(hù)方便。基于這些原則，目前井下照明網(wǎng)絡(luò)多采用放射式供電系統(tǒng)。 下井場的照明供電電源，一般來自中央變電所，向各工作處所的照明變壓器供電，如下圖所示：（圖 11） 遠(yuǎn)距離照明綜合保護(hù)裝置 _大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 4 頁 圖 11 井下照明供電。井的車場 供電系統(tǒng) 圖中， 1 來自中央變電所低垂配電盤； 2 為防爆手動起動器； 3 為照明變壓器； 4 為防爆插銷； 5 為低壓（ 127v）照明線。 中央泵房的照明供電系統(tǒng)，供電方式同井低車場，供電系統(tǒng)如下圖所示 :（ 圖12） 圖 12 井下照明供電。中央泵房供電系統(tǒng) 工作面的照明電源來自移動變電站或采區(qū)變電所。已電纜送至距工作面大約 30米處的順槽配電點，以專用的照明變壓器或與 127v 動力合用一臺變壓器向工作面照明電網(wǎng)供電。 照明電網(wǎng)屬于井下低壓供電系統(tǒng) ，根據(jù)煤炭工業(yè)部 1980 年頒布實施的《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：“ …… 井下照明，手持式電氣設(shè)備，如煤電鉆得額定電壓和電話，信號裝置的額定工作電壓不得超過 127v。 …… ”基于這些原則，井下照明由中央變電所以電纜送至各配電點，采用二次側(cè)為 127v 的照明變壓器單獨(dú)向各照明網(wǎng)絡(luò)供電，或者，在工作面也可與 127v 動力，如煤電鉆等裝置合用一臺變壓器供電。 遠(yuǎn)距離照明綜合保護(hù)裝置 _大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 5 頁 127v 照明電網(wǎng)由于屬低壓供電，故電纜供電距離一般不超過 300500 米，但是，隨著日光燈的逐步推廣使用，供電長度已達(dá) 1000 米以上。這也對維護(hù)工作和電網(wǎng)的保護(hù)工作提示了新 的更高的要求。 照明電網(wǎng)的供電設(shè)備一般包括照明變壓器，照明燈具和照明電纜。由于《規(guī)程》的規(guī)定，井下照明網(wǎng)絡(luò)必須采用的或與煤電鉆共用的 KSG 型礦用隔爆型干式變壓器，經(jīng)井下中央變電所，采區(qū)變電站，移動變電站送來的 380v,660v,1140v 電壓變成 127v 照明電壓，照明燈具一般分為三類：礦用一般型；礦用安全型，礦用防報型（又分為防爆安全型 KA 和隔爆型 KB 燈具）。井下低壓照明供電線路全部由電纜組成。照明電纜多采用橡套電纜，對固定設(shè)備，則采用鎧裝電纜。對于井下想到和井底車場控室等處的固定照明，普遍采用三芯低壓鎧裝 電纜，例如采用 ZQ205003*4~3*16 油浸紙絕緣銅芯鋼帶鎧裝電纜作為照明用干線電纜，采用 3* 三芯軟電纜（其中一芯接地用）作為照明線路支線電纜。對與采掘工作面的移動照明，則采用 UZ5004*4~4*6 電鉆電纜作為照明干線電纜等等?？傊?，照明設(shè)備的選擇應(yīng)根據(jù)具體情況而定，做到既安全可靠又經(jīng)濟(jì)合理。 隨著煤炭事業(yè)的發(fā)展，對于礦井照明的要求也在日益提高。采掘的機(jī)械化成都日益提高，隨之而來的生產(chǎn)率提高，生產(chǎn)方式的遠(yuǎn)方監(jiān)控，井下各種測試的不斷增多和工業(yè)電視的廣泛應(yīng)用，都要求提高其安全可靠性。照明網(wǎng)絡(luò) 的保護(hù)也隨之提出了更高的要求。如何提高保護(hù)的可靠性，研究出更為先進(jìn)的綜合性的保護(hù)裝置，就成為擺在我們面前的一項重要任務(wù)。本設(shè)計將討論的就是井下照明網(wǎng)絡(luò)常見的漏電，斷線故障并設(shè)計出綜合的漏電，斷線一體化保護(hù)裝置。 第二章 低壓照明網(wǎng)絡(luò)故障分析 遠(yuǎn)距離照明綜合保護(hù)裝置 _大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 6 頁 漏電和斷線故障時井下照明電網(wǎng)中最常發(fā)生的故障。也是保護(hù)設(shè)備的主要防護(hù)對象。電網(wǎng)中一旦發(fā)生漏電，不僅會引起人身觸電，造成人身傷亡，而且還可能導(dǎo)致瓦斯及煤塵的爆炸，甚至可能使電雷管提前引爆。此外，大量的漏電電流還可能使絕緣材料發(fā)熱著火，造成火災(zāi) 或其他更為嚴(yán)重的事故。我們在制定保護(hù)方案，研究保護(hù)裝置前，應(yīng)對這種故障起因和危害作進(jìn)一步的分析和討論。 漏電的定義與起因 漏電，使之在電力系統(tǒng)中，當(dāng)某一部分帶電導(dǎo)體對大地的絕緣阻抗下降到一定程度是，經(jīng)該阻抗流入大地的電流增加到一定成度，足以威脅人身和設(shè)備安全，那么該導(dǎo)體就發(fā)生了漏電故障。也就是說，該供電系統(tǒng)發(fā)生了漏電事故。 對于本設(shè)計來說，我們關(guān)心得失井下照明電網(wǎng)的漏電故障。照明電網(wǎng)屬井下低壓電網(wǎng)，我國井下低壓電網(wǎng)供電采用的式變壓器中性點不接地系統(tǒng)，即變壓器中性點對的絕緣。則其漏電的定義是：中型點絕 緣系統(tǒng)中，發(fā)生單相漏電（包括兩相接地和經(jīng)過渡阻抗接地）或兩相，三相對地的總絕緣阻抗下降到位限制以下的電氣故障。 漏電產(chǎn)生的原因 低壓供電系統(tǒng)發(fā)生漏電的原因大致有以下幾方面： 1)、電纜或電氣設(shè)備本身的原因 這主要是井下環(huán)境潮濕，電氣設(shè)備運(yùn)行多年，絕緣老化或潮氣入侵，引起絕緣電阻下降。同時還存在由于偶然侵入的過電壓沖擊使絕緣擊穿，產(chǎn)生漏電。 2)、施工安裝不當(dāng)引起漏電 3）、管理維修不當(dāng)引起漏電 4)、因意外事故引起漏電 總之，由于井下惡劣的生產(chǎn)環(huán)境，而低壓電網(wǎng)有大多集中在工作人員和生產(chǎn)機(jī)械比較集中 的地方。這些工作條件，使電氣設(shè)備極易受損而發(fā)生漏電故障 、對漏電保護(hù)的要求 漏電保護(hù)是井下三大保護(hù)之一，屬于繼電保護(hù)的范圍，應(yīng)滿足下列基本要求： 全面性要求 保護(hù)范圍應(yīng)能覆蓋整個供電單元，無動作死區(qū)； 安全性要求 安全性是從保護(hù)人身觸電的要求出發(fā)，即必須滿足 安秒值得規(guī)定。 可靠性要求 一是保護(hù)裝置本身的可靠性，二是保護(hù)性能要可靠。 遠(yuǎn)距離照明綜合保護(hù)裝置 _大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 7 頁 選擇性