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第四章机电运输安全管理第一节矿井供电系统及井下电网保护一矿井供电系统矿区用电由电力系统或地方发电厂供给,图4-1即电力系统一例。矿井都设有地面变电所,送到矿井地面变电所的电压一般不超过35KV。地面变电所将电压降低到3~6KV之后供矿井用电设备使用。如果矿井比较集中,矿区用电功率甚大,则输电电压要超过35KV,甚至高达110KV或220KV。需要设区域变电所。矿山供电系统是由矿内各级变电所内的变压器、配电装置、电力线路以及用户,按照一定方式连接起来的一个整体。现在我国矿山常用的供电系统有深井供电方式和浅井供电方式两大类。深井供电方式的特点是:井下所有的用电设备均由敷设在副井井筒内的高压电缆供电,通过井下中央变电所和采区变电所及工作面配电点,分别输送到各个机械设备上去。矿山地面变电所是煤矿供电的总枢纽。地面变电所的电源一般来自同一区域变电所的不同母线,通过两路架空线引来,电压一般可采用35KV。变压器将35KV的电压降为6KV,并送到其母线上。从6KV的母线上引出电源向提升机、主要通风机、井下中央变电所等设备供电。在两段母线上分别装有电压互感器、避雷器及静电电容器。电压互感器为测量仪表及继电保护的电源;避雷器用于保护变电所内电气设备免受落雷过电压的危害;静电电容器用于提高功率因数。此外,还有两台动力变压器(6000/400),以供矿井地面的低压机械及照明用用电的需要。井下中央变电所的电源是由地面变电所用沿副井井筒敷设的6KV高压电缆引进的。为了保证井下主要设备(如主排水泵)供电的可靠性,下井高压电缆应不少于两条回路。当其中一条电缆被损坏而不能送电时,其余电缆应能保证供给井下原有的全部负荷的用电量。井下中央变电所一方面向井底车场附近的高压排水泵、牵引变流所设备供电;另一方面通过变压器将6KV电压降为660V(或380V)供给井底车场附近的低压动力设备,如翻车机、小水泵、照明变压器等设备用电;同时经高压电缆,将6KV电能送到各采区变电所。采区变电所再将6KV电压降为660V或1140V向采掘工作面供电。二、井下电网的保护煤矿生产是一个由许多环节组成的系统。在煤矿井下使用电能存在一系列危险,如人身触电、电火灾以及电火花引起的瓦斯、煤尘爆炸等。因此,确保井下供电安全,对保障矿井的安全生产和加速现代化矿井建设具有重要的意义。煤矿井下电网的“三大保护”(漏电保护、过电流保护、接地保护)对保证煤矿井下低压电网和电气设备的安全运行,避免各类事故的发生,发挥着重要的作用。在变压器中性点绝缘的低压供电系统中,发生单项接地(包括直接接地和经过渡阻抗接地)或两相、三相对地的总绝缘阻抗下降到危险值的电气故障就叫做漏电故障。由此可见,漏电故障分为单项漏电、两相漏电、三相漏电三种类型,其中前两种属于不对称漏电故障,后一种属于对称性漏电故障。按照漏电故障存在的区域特征,又可以把漏电故障分为集中性漏电和分散漏电两种。集中性漏电是指漏电故障发生在电网中的某一处或某一点,而电网其余部分的对地绝缘水平保持正常。分散型漏电是指整个电网或整条线路的对地绝缘水平均匀下降并低于允许水平的漏电。在井下供电中遇到的大多数漏电故障是集中性漏电故障,分散性漏电故障极为少见。漏电的主要原因有:电气设备或电缆使用时间长又得不到正常的维修,造成绝缘性能下降。电气设备长期工作在有淋水的环境中,致使设备受潮而造成漏电。在连接时,将火线与地线相连,造成直接漏电,或由于接线不牢,由于外力将电缆碰掉而造成漏电。运行中的电缆被长期埋压或掉落浸泡于水中,使电缆绝缘层老化或被井下水的酸性侵蚀而渗透、受潮产生漏电。维修电气设备时,将工具和材料等导电体遗留在设备内部,造成一相连接金属外壳而漏电。电网若发生漏电,可能导致人员触电、瓦斯与煤尘爆炸以及电雷管的先期引爆;长期存在的漏电电流,会使电缆、电气设备的绝缘进一部恶化,从而造成相间短路,甚至发生危及矿井安全的电气事故。因此,对于矿井电网必须装设漏电保护装置。漏电保护的主要作用有:防止人身触电。漏电保护可以缩短人身触电的时间,减小通过人身的电流,从而保证人身安全。防止漏电电流烧损电气设备。在电网中出现漏电故障后,漏电保护装置会及时的将故障线路或设备从电网中切除,避免漏电电流长期存在。