【正文】 的停工時(shí)間，防止事故蔓延，限制故障的破壞范圍.(2)選擇性：對設(shè)備對地漏電或線路單相接地保護(hù)要具有選擇性，也稱動(dòng)作的選擇性。漏電保護(hù)裝置必須具備下列性能，保障系統(tǒng)的可靠性、安全。磁力啟動(dòng)器是礦井供電系統(tǒng)中控制電動(dòng)機(jī)的電控設(shè)備，其性能優(yōu)劣直接關(guān)系著電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的可靠性和安全性。特別是工作面的電纜，由于移動(dòng)、被砸、碰、擠壓的機(jī)會(huì)較多，極易損壞，漏電的可能性就更大。選擇性漏電保護(hù)作為一門綜合性學(xué)科隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步在不斷地發(fā)展。選擇性漏電保護(hù)系統(tǒng)是漏電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢，是防止人身觸電的重要保護(hù)措施。70年代又研制生產(chǎn)了JJKB30型隔爆檢漏繼電器，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 和礦井電網(wǎng)電壓等級的升高，我國自行研制了多種類型的漏電保護(hù)裝置。隨著煤炭生產(chǎn)機(jī)械化程度的提高，這種產(chǎn)品就逐漸不能 適應(yīng)生產(chǎn)的要求。我 國在20世紀(jì)50年代初，引進(jìn)了蘇聯(lián)的漏電保護(hù)裝置，并在礦井中推廣應(yīng)用。1949年前蘇聯(lián)開始研制中性點(diǎn)不接地供電系統(tǒng)使用的 漏電保護(hù)裝置(PYB型防爆漏電繼電器)，采用的是附加直流源的原理。早在20世紀(jì)30年代，英國就在磁力啟動(dòng)器中裝設(shè)了漏電保護(hù)裝置，但這種漏電保護(hù)裝置只適用于變壓器中性點(diǎn)直接接地的供電系統(tǒng)。它已成為我國礦井安全供電的不可缺少的組成部分。我國對漏電保護(hù)的研究是從煤礦井下低壓電網(wǎng)的漏電保護(hù)開 始的，至今已有四十余年的歷史。另一方面，停電使局部通風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)，通風(fēng)惡化，瓦斯積聚，反過來又威脅了礦井的安全。(5)產(chǎn)重影響生產(chǎn)按規(guī)程要求，一旦電網(wǎng)發(fā)生漏電，就必須停電處理，因而嚴(yán)重影響生產(chǎn)，降低煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。(4)引起短路事故據(jù)統(tǒng)計(jì)，約有3a%的單相接地故障發(fā)展為短路的原因是很簡單的。(3)燒損電氣設(shè)備，引起電火災(zāi)長期存在的漏電電流，尤其是兩相經(jīng)過渡電阻接地的漏電電流，在通過設(shè)備絕緣損壞處時(shí)將散發(fā)出大量的熱，使絕緣進(jìn)一步損壞，甚至使可徽性材料(如非阻燃性橡套電纜)著火燃燒。(2)引起瓦斯及煤塵爆炸我國大部分煤礦都有瓦斯和煤塵爆炸的危險(xiǎn)，當(dāng)井下空氣中瓦斯或煤塵達(dá)到爆炸濃度且有能量達(dá)到D. 28 m1的點(diǎn)火源時(shí)，就會(huì)發(fā)生瓦斯或煤塵爆炸。 (1)人身觸電當(dāng)電氣設(shè)備因絕緣損壞而使外殼帶電，而工作人員又接觸此外殼時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致人身觸電事故，此時(shí)人地電流的一部分將要從人體流過，其數(shù)值大到一定程度就會(huì)造成工作人員的傷亡。大氣過電壓沿下共電纜人侵，擊穿其對地絕緣而發(fā)生漏電。(5)因意外事故引起漏電井下電纜常因頂板失落、礦車出軌、支柱傾倒等意外機(jī)械事故所損傷而導(dǎo)致漏電。開關(guān)分、合閘時(shí)，由于滅弧機(jī)構(gòu)有故障，造成電弧熄滅困難，電弧接觸外殼而漏電。開關(guān)設(shè)備檢修后，殘留在開關(guān)內(nèi)的線頭、金屬碎片等未能清掃干凈，或?qū)⑿×慵c電工工具等忘在開關(guān)內(nèi)，如果這些東西碰到相線，送電后就會(huì)發(fā)生漏電。此外，采掘機(jī)械移動(dòng)時(shí)，由于司機(jī)人員照顧不到，使供電電纜受到拉、擠、壓、絞等作用，也可能造成漏電。對已受潮或遭水淹的電氣設(shè)備，未經(jīng)嚴(yán)格的于燥處理和對地絕緣電阻、耐壓試驗(yàn)，又投人運(yùn)行，極有可能發(fā)生漏電或其他電氣故障。電氣設(shè)備長期過負(fù)荷運(yùn)行造成絕緣老化損壞而漏電。電纜被埋壓后其熱量不易散發(fā)，時(shí)間一久將使絕緣老化而漏電。開關(guān)或其他電氣設(shè)備的內(nèi)部接線錯(cuò)誤，或接線頭松脫碰殼，當(dāng)合閘通電時(shí)便發(fā)生漏電。從保護(hù)絕緣的愿望出發(fā)，要求電纜在轉(zhuǎn)彎或盤繞時(shí)，其曲率半徑不得小于電纜外徑的15倍，否則就容易把電纜內(nèi)部的絕緣層折裂。電纜與設(shè)備連接時(shí)，由于芯線接頭不牢，封堵不嚴(yán)、壓板不緊，運(yùn)行或移動(dòng)時(shí)造成接頭脫落或接頭松動(dòng)，使相線與金屬外殼直接搭接而漏電，或者是因接頭發(fā)熱過度使絕緣損壞而漏電口橡套電纜懸掛方法違反規(guī)定，采用鐵絲或銅絲懸掛，時(shí)間一長因橡套強(qiáng)度低使鐵絲或銅絲嵌人絕緣層內(nèi)，接觸芯線而產(chǎn)生漏電。 (2)因施工安裝不當(dāng)引起漏電電纜施工接線錯(cuò)誤，如誤將相線與地線相接，通電后就會(huì)發(fā)生漏電。 長期使用的電動(dòng)機(jī)，工作時(shí)發(fā)熱膨脹，繞組有一定的范性形變，停機(jī)后冷縮而形成縫隙，井下潮氣、煤塵容易侵人，久而久之，就會(huì)因絕緣受潮、繞組散熱不良等原因使絕緣材料變質(zhì)、老化而造成漏電。其內(nèi)部元件(主要是控制變壓器、接觸器、繼電器、線圈等)或?qū)Ь€，因某種原因使絕緣惡化、導(dǎo)線頭碰殼也會(huì)造成漏電。在這種供電系統(tǒng)中，還會(huì)因偶然的過電壓沖擊，使絕緣水平較低處發(fā)生擊穿，產(chǎn)生集中性漏電。 井下低壓供電系統(tǒng)中發(fā)生漏電的原因，大致有以下幾個(gè)方面。 本論文的研究對象是井下中性點(diǎn)不接地的低壓電網(wǎng)系統(tǒng)，研究重點(diǎn)主要放在 發(fā)生單相漏電故障時(shí)。但是，隨著礦井規(guī)模的擴(kuò)大，供電系統(tǒng)復(fù)雜性的提高，對漏電保護(hù)提出了更高的要求。前三種保護(hù)原理為 非選擇性漏電保護(hù)，供電電網(wǎng)的任何地方出現(xiàn)漏電故障，保護(hù)裝置即動(dòng)作并切除整個(gè)工作面電網(wǎng)，且無法確定故障支路。我國煤礦井下低壓電網(wǎng)的中性點(diǎn)全部為不接地方式，漏電是井下低壓電網(wǎng)的主要故障形式之一，約占其總故障的70%左右，它不但會(huì)導(dǎo)致人身觸電事故，還會(huì)形成單相接地，進(jìn)而發(fā)展成為相間短路，由此引發(fā)的電弧會(huì)造成瓦斯和煤塵爆炸。但是由于漏電流長期存在，電氣設(shè)備局部發(fā)熱使其絕緣局部老化加劇，必將大大縮短電氣設(shè)備的壽命，而漏電保護(hù)則使電網(wǎng)不可能長時(shí)間地存在漏電流。尤其是橡膠電纜，如果單相 漏電故障不及時(shí)處理，則其漏電流可能會(huì)使電纜的絕 緣受損而發(fā)展成兩相短路，使故障事態(tài)擴(kuò)大。(2)防止漏電流燒損電氣設(shè)備對于高壓電路，由于電網(wǎng)分布電容大、電壓高、漏電流大。由于瓦斯的可能點(diǎn)燃能量很低。當(dāng)電纜受損后，由于絕緣被破壞，便有漏電流。因此，裝設(shè)漏電保護(hù)裝置對礦井安全生產(chǎn)尤為重要主要體現(xiàn)在：(1)防止漏電流引燃瓦斯和煤塵，當(dāng)空氣中的瓦斯?jié)舛仍?%～15%，氧氣濃度適當(dāng)，并遇上點(diǎn)火源時(shí)，便會(huì)引起爆炸。我國礦井下的工作環(huán)境比較潮濕，相對濕度往往高達(dá)95%以上，為此，對其使用的電氣設(shè)備和電纜的絕緣提出較高的要求。瞬間集中性漏電，主要指人員或其他接地的導(dǎo)體偶爾觸及設(shè)備的帶電部分后，立刻又?jǐn)[脫或分開的情況。長期集中性漏電是指電網(wǎng)中的某一設(shè)備或電纜，由于某種原因使絕緣擊穿或帶電導(dǎo)體碰殼而造成的漏電故障，如果沒有相應(yīng)的保護(hù)裝置，或者保護(hù)裝置拒動(dòng)，這種漏電故障將長期存在。所謂分散性貓電，是指整條線路或整個(gè)電網(wǎng)的對地絕緣水平均勻下降到低于允許水平的漏電。 漏電的種類：根據(jù)煤礦井下電網(wǎng)的實(shí)際情況，漏電故障可分為集中性漏電和分散性漏電兩類。 對于目前國內(nèi)井下廣泛采用的變壓器中性點(diǎn)絕緣的供電系統(tǒng)，漏電故障的明確定義:在中性點(diǎn)絕緣的供電系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地(包括直接接地和經(jīng)過渡阻抗接地)或兩相、三相對地的總絕緣阻抗下降到危險(xiǎn)值的電氣故障就叫做漏電故障，簡稱漏電。由于電網(wǎng)對地阻抗很大，故入地電流也常不足1A，過流保護(hù)裝置不動(dòng)作，這種情況屬于漏電故障。但是，若在該系統(tǒng)中發(fā)生一相帶電導(dǎo)體經(jīng)一定數(shù)值的過渡阻抗接地(如人體電阻等)，人地電流就小多了，其值常不足1A，此時(shí)過流保護(hù)裝置根本不會(huì)動(dòng)作，而漏電保護(hù)裝置則應(yīng)該動(dòng)作，所以說，這種故障又屬于漏電故障的范圍。 在中性點(diǎn)直接接地的低壓供電系統(tǒng)中，如果一相帶電導(dǎo)體直接與大地接觸，這時(shí)流入地中的電流通過大地，接地極、供電變壓器繞組及導(dǎo)線構(gòu)成回路，由于元件的阻抗都很小，因而回路中將產(chǎn)生很大的電流，可達(dá)數(shù)百、數(shù)千安培，此時(shí)，有關(guān)的過流保護(hù)裝置將動(dòng)作，切斷故障線路的電源。漏電保護(hù)裝置的動(dòng)作值往往就是這種界限的標(biāo)志。當(dāng)入地電流增大至數(shù)百安培及以上時(shí)，它又超出了漏電故障的范圍，進(jìn)人過流(短路)故障的范圍。電纜線路和各種電氣設(shè)備與架空線路一樣，正常運(yùn)行時(shí)也有微小的泄漏電流人地，同樣不能說它們發(fā)生了漏電故障。流入大地的電流，叫做漏電電流。智能磁力起動(dòng)器主要用于煤礦井下一些小型設(shè)備,控制電機(jī)的啟動(dòng)和停止，如小水泵、風(fēng)扇和小型刮板運(yùn)輸機(jī)等,作為短路保護(hù)。如果配的熱繼電器帶有斷相保護(hù)裝置，則電磁起動(dòng)器還起斷相保護(hù)作用。接觸器兼起欠壓和失壓保護(hù)作用。用以對籠型電動(dòng)機(jī)作直接起動(dòng)或正反轉(zhuǎn)控制。從而減小故障停電范圍，便于尋找漏電故障，縮短漏電停電時(shí)間，提高了供電的可靠性。該方法不需要快速傅立葉分析、計(jì)算有功功率等復(fù)雜的設(shè)計(jì)運(yùn)算，簡化了設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)具有簡單，判斷迅速，靈敏的特點(diǎn)。論文題目：磁力起動(dòng)器的漏電保護(hù)專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化本 科 生： 沈少峰 （簽名） 指導(dǎo)教師： 高 赟 （簽名） 摘要：簡述了漏電的概念、產(chǎn)生原因、危害、對漏電保護(hù)的研究，分析對比了漏電保護(hù)的原理、分析了電網(wǎng)單相接地故障時(shí)零序電流分布情況，得出了采用零序電流方向保護(hù)原理來選線的方案。以零序電流和電壓相位的關(guān)系作為漏電選線的直接依據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對電網(wǎng)漏電的選擇性保護(hù)。選擇性漏電保護(hù)是指當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生漏電故障時(shí)，能夠有選擇地發(fā)出故障信號或切斷故障支路電源申范圍，不便于尋找漏電故障而非故障部分繼續(xù)土作。關(guān)鍵詞： 漏電 、零序電流 、零序電流方向保護(hù)原理、供電可靠性目錄第一章 緒論 1 1 2 2 3 4 5 5 7第二章 漏電保護(hù)原理 9 9 9 11 11 12 12 14 15 16 16 17 17 172 17 18 18 18第三章 漏電保護(hù)的硬件設(shè)計(jì) 21 21 22 2處理單元電路 24 25 26 27 28—LM393 30第四章 調(diào)試 32第五章 總結(jié) 33致謝 34參考文獻(xiàn) 35附錄1 漏電信號采集、處理電路 36附錄2 信號的采集和直流穩(wěn)壓電源 37附錄3 英文譯文 38譯文 38原文 410第一章 緒論磁力起動(dòng)器（又稱電磁起動(dòng)器），是由交流接觸器和熱繼電器組裝在鐵殼內(nèi)，與控制按鈕配套使用的起動(dòng)器。電磁起動(dòng)器中的的熱繼電器起過載保護(hù)作用。配以帶熔絲的閘刀開關(guān)作隔離開關(guān)后，又有了短路保護(hù)。這樣，電磁起動(dòng)器就有了較完善的保護(hù)功能。 漏電的定義：在電力系統(tǒng)中，當(dāng)帶電導(dǎo)體對大地的絕緣阻抗降低到一定程度，使經(jīng)該阻抗流入大地的電流增大到一定程度，我們就說該帶電導(dǎo)體發(fā)生了漏電故障，或者說該供電系統(tǒng)發(fā)生了漏電故障。日常所見到的架空線路離地面很高，但空氣也是一種絕緣物質(zhì)，對電有一定的絕緣電阻，加上沿線對地的分布電容，所以正常時(shí)帶電的架空導(dǎo)線上也有微小的泄漏電流經(jīng)空氣人地，不過其數(shù)值很小，一般可以忽略不計(jì)，這種現(xiàn)象不能稱作漏電故障。具體地，當(dāng)人地電流由于某種原因增大至數(shù)十毫安、數(shù)安培甚至數(shù)十安培時(shí)，線路或電氣設(shè)備就可能已發(fā)生了漏電故障。 漏電電流與正常的泄漏電流之間沒有嚴(yán)格的界限，這種界限還與電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、電壓等級、中性點(diǎn)接地方式等因素有關(guān)。同樣，漏電電流與短路電流之間也沒有嚴(yán)格的界限，而過流保護(hù)裝置的動(dòng)作值往往就是這種界限的標(biāo)志。這種故障不屬于漏電故障的范圍，通常稱之為單相接地短路。 在中性點(diǎn)絕緣(不接地)的低壓系統(tǒng)中，若發(fā)生一相帶電導(dǎo)線直接或經(jīng)一定的過渡阻抗接地，則流人地中的電流只能通過電網(wǎng)三相對地電容和對地絕緣電阻而與變壓器中性點(diǎn)構(gòu)成回路。至于中性點(diǎn)經(jīng)高阻抗接地或經(jīng)消弧線圈接地的供電系統(tǒng)，其情況與中性點(diǎn)絕緣的供電系統(tǒng)類似，只是人地電流稍大一些，當(dāng)發(fā)生一相帶電導(dǎo)線直接或經(jīng)一定的過渡阻抗接地時(shí)，都屬于漏電故障。顯然，在這種供電系統(tǒng)中，人身觸及一相帶電導(dǎo)體的情況，屬于單相經(jīng)過渡阻抗接地，對人來說是發(fā)生了觸電，對整個(gè)供電系統(tǒng)來說就是發(fā)生了漏電。所謂集中性漏電，是指發(fā)生在電網(wǎng)中某一處或某一點(diǎn)、而其余部分的對地絕緣水平仍然正常的漏電。集中性漏電又分為長期集中性漏電、間歇集中性漏電和瞬間集中性漏電3種類型。間歇性漏電，一般指電網(wǎng)內(nèi)某臺設(shè)備的負(fù)荷端，如磁力起動(dòng)器負(fù)荷側(cè)的電纜和末端的電動(dòng)機(jī)，由于某種原因使絕緣擊穿、帶電導(dǎo)體碰殼而發(fā)生的漏電故障，這種漏電故障的存在與磁力起動(dòng)器的停、送電狀態(tài)有關(guān)，如果磁力起動(dòng)器合閘，這部分線路就發(fā)生漏電，如果磁力起動(dòng)器分閘，其漏電故障就消失。漏電保護(hù)是保證煤礦井下安全供電的三大保護(hù)(保護(hù)接地漏電保護(hù)和過流保護(hù))之一，是防止人身觸電的重要措施。盡管如此運(yùn)行中的電氣設(shè)備及其供電電纜，由于工作環(huán)境惡劣，漏電現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。電纜與其他井下電氣設(shè)備相比更易受損。漏電流就有可能成為點(diǎn)火源。因此，及時(shí)有效的漏電保護(hù)裝置可降低漏電流引燃瓦斯、煤塵的可能性。因此，漏電流的長期存在可燒毀電氣設(shè)備。對低壓電 路，由于漏電流小，一般漏電流不能直接燒毀電氣設(shè)備。因此，可有效地防止漏電流燒損電氣設(shè)備。漏電保護(hù)的原理和裝置的種類較多，但從適用于井下低壓電網(wǎng)的漏電保護(hù)原理來看，目前主要有以下幾種：附加直源檢測保護(hù)原理、零序電壓保護(hù)原理、旁路接地式保護(hù)原理、零序電流大小及零序電流方向保護(hù)原理。后兩種保護(hù)原理為選擇性漏電保護(hù)，可以判斷出故障支路，有選擇地將故障支路切除。因此，研究選擇性漏電保護(hù)理論與技術(shù)應(yīng)用對礦井安全生產(chǎn)具有重要意義。通過對中性點(diǎn)不接地低壓電網(wǎng)的漏電分析，提出基于零序電流方向保護(hù)原理的的選線漏電保護(hù)方案，實(shí)現(xiàn)礦井低壓電網(wǎng)的選擇性漏電保護(hù)。(1) 電纜或電氣設(shè)備本身的原因敷設(shè)在井下巷道內(nèi)的電纜，由于井下環(huán)境潮濕，且運(yùn)行多年，其絕緣老化或潮氣人侵，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而發(fā)生漏電。 開關(guān)設(shè)備長期使用，接線板潮濕可能造成漏電。自動(dòng)饋電開關(guān)中的過流繼電器，當(dāng)調(diào)整螺桿擰得過低時(shí)也會(huì)因相對地放電而造成漏電。此外，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部接頭脫落，使一相導(dǎo)線接觸金屬外殼而產(chǎn)生的漏電也較常見。橡套電纜接頭違反施工工藝要求，如采用了“雞爪子”、“羊尾巴”和明接頭等，這些接法都破壞了橡套的絕緣，在井下潮氣的侵蝕下易發(fā)生漏電，此外，這些接法的機(jī)械強(qiáng)度都較低，容易被拉斷而造成漏電。井下并道狹窄，油浸紙絕緣愷裝電纜在巷道內(nèi)敷設(shè)或進(jìn)出俐室時(shí)轉(zhuǎn)彎非常不便。但是在實(shí)際敷設(shè)時(shí)人們很少注意這一要求，或是現(xiàn)場情況無法滿足這一要求，因而使電纜的絕緣層受損，運(yùn)行時(shí)間一長，就可能發(fā)生漏電。(3)因管理維護(hù)不當(dāng)引起漏電由于管理不嚴(yán)，電纜被埋壓或脫落浸泡于水溝中。電纜浸泡于水中，由于受井下水的酸性侵蝕及滲透作用，也會(huì)使絕緣因受潮而漏電。電動(dòng)