【正文】 化而變化。 若 一相絕緣電阻降低為 r，其余兩相為正常或無限大，則 rΣ＝ r； 若 L L2兩相絕緣電阻同時(shí)下降 ，且 r1=r2=r，而L3相為正常，則 rΣ＝ r/2。 CCBAN1L2Lk ΩKDC3r3C2r2C1r1+TI 附加電源直流檢測式漏電保護(hù)電氣原理圖 2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 78 附加直流電源檢測漏電保護(hù) (2) 直流電源 V通過三相電抗器 1L所組成的人為中性點(diǎn)（也可通過變壓器中性點(diǎn)）加在三相電網(wǎng)與大地之間，直流電流 I由電源正極流出入地，經(jīng)絕緣電阻 r1,r2,r3進(jìn)入三相線路，再由三相電抗器 1L、零序電抗器 2L、千歐表 KΩ（直流毫安表）和直流繼電器KD返回電源負(fù)極。 2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 76 二、漏電保護(hù)原理 1. 附加電源直流檢測式漏電保護(hù) 1）保護(hù)原理：電網(wǎng)發(fā)生漏電故障，最容易檢測到電網(wǎng)各相對地絕緣電阻的下降。 5. 選擇性 ：是保護(hù)系統(tǒng)的一個(gè)重要參數(shù)，要求在供電單元中只切除故障部分的電源，而不切除非故障部分的電源。 2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 75 一、對漏電保護(hù)的要求 (4) 3. 保護(hù)可靠 ：一指保護(hù)裝置本身有較高的可靠性，二指保護(hù)性能要可靠，當(dāng)本供電單元發(fā)生漏電故障時(shí)，它一定動(dòng)作，而本單元以外的任何故障，它一定不動(dòng)作。因此一方面要提高保護(hù)裝置的動(dòng)作速度，另一方面降低通過人身的觸電電流。從最嚴(yán)重的觸電事故發(fā)生到電源被切除的時(shí)間乘以流過人體的電流，其乘積應(yīng) 不超過 30mA 24 漏電保護(hù) (1) 2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 74 一、對漏電保護(hù)的要求 (2) 2. 安全 ：即要求滿足 30mA另一個(gè)要求是，無論設(shè)備或電網(wǎng)處于什么狀態(tài)（合閘前、合閘后、合閘過程中），當(dāng)發(fā)生漏電故障應(yīng)能起相應(yīng)的保護(hù)作用，或切斷電源，或閉鎖送電開關(guān)，禁止對故障設(shè)備或線路送電。 24 漏電保護(hù) 漏電保護(hù)的 目的 是通過切斷電源的操作來防止人身觸電傷亡和漏電電流引爆沼氣煤塵。因此井下低壓電網(wǎng)漏電故障研究主要針對單相漏電。 2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 71 漏電分析 工程實(shí)際中，井下低壓電網(wǎng)發(fā)生兩相漏電的幾率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于單相漏電，其故障程度也比單相漏電輕。 2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 70 兩種漏電分析比較 （ 4） 當(dāng)兩相漏電過渡電阻 Rtr?0時(shí) ，電網(wǎng)就發(fā)生兩相接地短路， 成為短路加漏電的復(fù)合型故障 。2222 2 39。Z z sZ z sZ z sZ z sZ z sZ z sZ z sZ z sZ z slZ z slZ z sllllNNNNVVVVVVVVV z s????????????????????????????將 Zzs’=Zzs//Rtr帶入，得到： R t rZzslVZzsZ z s R t rzsZlVzsZlVZ z s R t rR t rZzsR t rZzsZzsR t rZzsR t rZzslVZzslVV NN321)1(321)1(1)1(211)1(22222239。/1112139。/1/339。/139。 零序電壓為： 39。1139。 1 / 1 /2NN N Nl z s l z s l z sl z s l z s l z sz s z sV zs V VV Z V Z V ZZ zs Z zs Z zsV Z V Z V ZZZ??? ? ????????????001 2 0 2 2 4 01 3 1 3e e2 2 2 2jj jj??? ? ? ? ? ? ? ?將 Zzs’=Zzs//Rtr帶入，得到： 1. 單相漏電分析 (5) R t rZzslVZzsZ z s R t rzsZlVzsZlVZ z s R t rR t rZzsR t rZzsZzsR t rZzsR t rZzslVlVZzslVV NN31311)1(2)11(1222239。39。 2 321 1 39。39。 L1相 Zzs’=Zzs//Rtr。三相對地只有較小的對稱的各相對地泄漏電流，在大地中達(dá)到平衡。 1. 單相漏電分析 (1) 井下低壓供電單元發(fā)生單相漏電電路圖如圖： Rtr為 L1相漏電過渡電阻，變化范圍在 0～ 11K Ω L3L2L1TC1r1C2r2C3r3VzsNV 1 3V 1 2V 1 1gIg3 Ig2Ig1Rtr3IzsVg1 Vg3Vg2Igr等效電路圖 Vl 1Vl2Vl3L1L2L3RtrZzsZzsZzsN N’V N’ NIg3Ig2I ”g 1Ig1Vg3Vg2Vg11. 單相漏電分析 (2) 1. 單相漏電分析 (3) N點(diǎn)為變壓器的中性點(diǎn)， N’為大地，在 L1相發(fā)生單相漏電時(shí)，過渡電阻為 Rtr。 660V電網(wǎng) ， C的數(shù)值在 0～ 1uF， r在 60～300kΩ。 在電路分析過程中不能忽略電網(wǎng)對地的電容 。 其中 660V和 1140V電壓等級(jí)應(yīng)用最多 ， 綜采礦井一般為 1140V， 一些更高等級(jí)的電壓正在試驗(yàn)中 。 只要對一個(gè)小供電系統(tǒng)單元能設(shè)置一套完善的漏電保護(hù)系統(tǒng) ， 就可以解決所有電網(wǎng)的漏電保護(hù)問題 。 對中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生人身單相觸電時(shí)，人身觸電電流為： 380mA30mA，足以危及人身和礦井安全，如果發(fā)生單相直接接地，短路電流更大。 23 井下低壓電網(wǎng)的漏電分析 一、井下低壓供電系統(tǒng)的基本特點(diǎn) 。 加強(qiáng)手持式電動(dòng)工具的把手絕緣 對人員接觸機(jī)會(huì)較多的電氣設(shè)備采用較低的電壓如手電鉆、照明設(shè)備采用 127V電壓，控制電壓在 12～ 42V以內(nèi)。 2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 50 人身觸電電流值隨絕緣電阻和電容的變化規(guī)律 1ufR(k Ω )Ir(mA)2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 51 五、預(yù)防漏電、觸電的措施 加強(qiáng)井下電氣設(shè)備的管理和維護(hù)，定期對電氣設(shè)備進(jìn)行檢查和試驗(yàn)，性能指標(biāo)達(dá)不到要求的，應(yīng)立即更換； 將帶電導(dǎo)體、電氣元件和電纜接頭，都封閉在堅(jiān)固的外殼內(nèi)，在設(shè)備外殼與蓋子間設(shè)置可靠的機(jī)械閉鎖，強(qiáng)制斷電源后開蓋。 那么，通過提高電網(wǎng)對地絕緣水平，是否就可以降低人身觸電電流呢？ 令 則有： ??r 結(jié)論：單純通過提高對地絕緣水平，不一定能降低人身觸電電流，有時(shí)可能相反。人體電阻取 1k Ω。故有： Zex=Rma。此時(shí)相當(dāng)于 L L L3及N’各點(diǎn)短接，三相對地電阻合對地電容為并聯(lián)關(guān)系。 ? 求 M、 N之間的開路電壓 M、 N間開路，相當(dāng)于電網(wǎng)沒有發(fā)生單相漏電故障，因此三相電網(wǎng)仍然對稱，變壓器二次繞組中性點(diǎn) N’的電位為零，則 四、井下低壓電網(wǎng)人身觸電電流分析 MNocV .?139。 T為動(dòng)力變壓器， Rma為人體電阻， r=r1=r2=r3為各相對地絕緣電阻， rRma， C=C1=C2=C3為各相對地電容， C約為 0～ 1uF。 2. 允許安秒值： 國際通用規(guī)定為： 30mA?s 3. 安全電壓： 通過安全電流推算出，規(guī)定： 在沒有高度危險(xiǎn)的條件下 65V，在高度危險(xiǎn)的條件下為 36V，在特別危險(xiǎn)條件下，采用 12V。 1. 安全電流： 發(fā)生觸電時(shí)不會(huì)致死、致傷的通過人體的最大觸電電流。 ： 電流類型（直流危險(xiǎn)小于交流）、頻率（ 50～ 60Hz危害最大）、電流途徑（局部、體表較輕）、人的體質(zhì)狀態(tài)、心理狀態(tài)等。與觸電電流一樣是影響觸電程度的重要因素。 3. 接觸電壓： 觸電時(shí)人體接觸帶電部分與站立點(diǎn)之間的電位差稱為接觸電壓，最大值為設(shè)備對地的相電壓。根據(jù)人體對電流的感受程度，觸電過程分為四個(gè)階段： （ 1）感知電流 男： 女： （ 2）反應(yīng)電流 ～ 5mA （ 3）擺脫電流 男： 9mA 女： 6mA （ 4）極限電流 30mA 30mA?s 二、觸電及影響觸電程度的因素 電流 mA 50Hz交流 直流 ～ 始有感覺，手指有麻刺感 無感覺 2～ 3 手指有強(qiáng)烈麻刺感，顫抖 無感覺 5～ 7 手部痙攣 感覺癢、刺痛、灼熱 8～ 10 手難以擺脫帶電體，手指到手腕有劇痛 熱感增加 20～ 25 手迅速麻痹，不能擺脫帶電體，劇痛，呼吸困難 熱感覺增強(qiáng)較大，手部肌肉不強(qiáng)烈收縮 50～ 80 呼吸麻痹心室開始震顫 有強(qiáng)烈熱感覺，手部肌肉收縮，痙攣，呼吸困難 90～ 100 呼吸麻痹，持續(xù) 3s以上則心臟麻痹，心室顫動(dòng) 呼吸麻痹 100～300 時(shí)間 ，肌體受電流熱破壞 2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 37 2. 人體阻抗： 觸電電流流經(jīng)人體各部分阻抗之和，包括體內(nèi)電阻和皮膚電阻。 2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 35 影響觸電程度的因素： 1. 觸電電流： 人身觸電時(shí)流過人身的電流，是直接影響人身安全的重要因素。對低壓電網(wǎng)，大部分為電擊事故。電擊也稱內(nèi)傷。 觸電對人體的危害分為 電擊 和 電傷 。設(shè)備移動(dòng)時(shí)電纜容易受到擠壓等造成漏電； （ 2）冷熱補(bǔ)的橡套電纜或澆灌的電纜接頭，由于芯線連接不牢，絕緣膠澆灌不均勻等造成運(yùn)行期間接頭容易發(fā)熱，最終造成漏電； （ 3）開關(guān)設(shè)備檢修后，殘留在設(shè)備內(nèi)的線頭、金屬碎片、小零件、電工工具等遺留在設(shè)備內(nèi)容易發(fā)生漏電； （ 4）修理電氣設(shè)備時(shí)停送電操作錯(cuò)誤造成漏電； （ 5）開關(guān)分合閘，滅弧機(jī)構(gòu)故障等造成漏電 2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 32 2. 產(chǎn)生漏電的原因 5）因意外事故造成漏電 （ 1）電纜因頂板脫落砸傷、礦車出軌、支柱傾倒等意外機(jī)械事故使電纜絕緣破損發(fā)生漏電； （ 2）井下電纜因短路造成局部對地絕緣損壞，恢復(fù)送電時(shí)容易發(fā)生漏電； （ 3）大氣過電壓侵入井下供電系統(tǒng)，擊穿電纜對地絕緣而發(fā)生漏電。 2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 30 2. 產(chǎn)生漏電的原因 3）因管理不嚴(yán)引起漏電 （ 1）管理不嚴(yán)，電纜被埋或脫落浸泡水中而引起漏電故障； （ 2）電氣設(shè)備長期過負(fù)荷運(yùn)行造成絕緣老化而發(fā)生漏電； （ 3）電機(jī)長期被矸石堵塞風(fēng)道，造成通風(fēng)不良發(fā)熱使絕緣受損而漏電； （ 4）對已經(jīng)發(fā)生受潮或水淹的電氣設(shè)備未經(jīng)過嚴(yán)格的干燥處理和對地絕緣電阻、耐壓測試又投入運(yùn)行，而發(fā)生漏電。電機(jī)內(nèi)接頭脫落導(dǎo)致一相導(dǎo)線接觸外殼形成單相漏電故障。 （ 2）開關(guān)設(shè)備長期使用，接線板潮濕可能造成漏電；內(nèi)部元件或?qū)Ь€絕緣老化或?qū)Ь€頭碰殼也會(huì)造成漏電；自動(dòng)饋電開關(guān)中的過流繼電器，當(dāng)調(diào)整螺桿過低時(shí)也會(huì)因相對地放電造成漏電。 L 1L 2L 3NC 3r 3C 2r 2C 1r 1R t rI m a2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 27 2. 產(chǎn)生漏電的原因 1） 電纜或電氣設(shè)備本身的原因 （ 1）敷設(shè)在井下巷道的電纜由于井下環(huán)境潮濕，且運(yùn)行多年，其絕緣老化或潮氣入侵，引起絕緣電阻下降，使正常運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)對地的絕緣阻抗偏低或發(fā)生漏電。其中前兩種為 不對稱漏電故障 ，后者為 對稱性漏電故障 。 集中性漏電又分為長期集中性漏電、間歇性集中漏電和瞬間集中漏電。 人身觸電 屬于其中的單相經(jīng)過過渡電阻接地的漏電故障 。 中性點(diǎn)經(jīng)高阻抗接地或消弧線圈接地的供電系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生單相直接接地或經(jīng)過渡阻抗接地，入地電流也不大，屬于漏電故障。但是如果 是發(fā)生單相經(jīng)過較大的過渡阻抗接地，如地電流一般不會(huì)超過幾個(gè)安培，則屬于漏電故障。 2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 22 是正常的泄漏電流，還是漏電電流的判斷一般根據(jù)電流的大小、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、電壓等級(jí)、中性點(diǎn)接地方式等各種因素綜合