矿山井下电气设备的三大保护

（一）接地和接零

运行中的电气设备可能由于绝缘损坏等原因，而使它的金属外壳以及与电气设备相接触的其他金属物上出现危险的对地电压。人体接触后，就有可能发生触电危险。为了避免触电事故的发生，最常用的保护措施是接地和接零。

1.保护接地

保护接地就是把正常情况下不带电的电气设备的金属外壳（电动机、变压器、电器及测量仪表的外壳）、配电装置的金属构件、电缆终端盒与接线盒外壳等，与埋设在地下的接地装置用金属导线连接起来，使泄漏的电流导入大地，防止人员触电的措施（图3-1）。保护接地适用于中性点不接地系统，也可在安装电流动作型漏（触）电保护器的中性点接地的系统中使用。

矿井保护接地的具体做法如下。

（1）矿井内所有电气设备的金属外壳及电缆的配件、金属外皮等都要接地，巷道中接地电缆线路的金属构筑物等也要接地。

（2）在井下，应设置局部接地极的地点如下。

①所有需要接地的设备和局部接地极，都应与接地干线连接。接地干线应与主接地极连接，形成接地网。

②移动和携带式电气设备，应采用橡胶套电缆的接地芯线接地，并与接地干线连接。

③所有应接地的设备，都要有单独的接地连接线，禁止将几台设备的接地连接线串联连接。

④所有电缆的金属外皮（不论使用电压高低），都应有可靠的电气连接，以构成接地干线。无电缆金属外皮可利用时，应另敷设接地干线。

（3）接地极应符合以下规定。

①设备在水仓或水坑内的主接地极，应采用面积不小于0.75m2、厚度不小于5mm的钢板制成。

②设置在排水沟中的局部接地应采用面积不小于0.6m2、厚度不小于0.4mm的钢板，或具有相同面积和厚度不小于3.5mm的钢管制成，并应平放于水沟深处。

③设置在其他地点的局部接地极，应采用直径不小于35mm、长度不小于1.5m的钢管制作，并直埋入地下，钢管上至少应有20个直径不小于5mm的孔。

（4）接地干线应采用截面积不小于100m2、厚度不小于4mm的扁钢，或直径不小于12mm的圆钢制成。电气设备的外壳与接地干线的连接线（采用电缆芯线者除外），电缆接线盒两头的电缆金属连接线，应采用面积不小于48mm2、厚度不小于4mm的扁钢或直径不小于8mm的圆钢。

（5）在井下应设置局部接地极的地点有：

①装有固定电气设备的硐室和单独的高压配电装置；

②采区变电所和工作面配电点；

③铠装电缆每隔100m左右应就地接地一次，遇到接线盒时应接地。

（6）接地干线应与主接地极相接。敷设在钻孔中的电缆，如果不能与矿井接地干线连接，应将主接地板设在地面，钻孔套管可以用作接地极。

（7）主接地极应设在矿井水仓或积水坑中，且不应少于两组。局部接地极可设于积水坑、排水沟或其他适当地点。每个主接地极的接地电阻，由主接地极起至最远的就地接地装置上，不得大于2m。每台移动电气设备至接地干线的接地电阻不得大于1Ω。高压系统的单相接地电流大于20A时，接地装置的最大接触电压不应大于40V。

2.保护接零

在380V/220V的三相四线制中性点接地的供电系统中，把设备正常不带电的外壳与中性点接地的零线连接，称为保护接零（图3-2）。

在中性点接地的系统中，如果仅仅采取保护接地装置，则当某相发生碰壳短路时，短路电流往往不能使过流保护装置动作，因而长期存在电流，人体处在与保护接地装置并联的状态，这对人体也是很危险的。

因此，中性点接地系统要采用保护接零。如果装设电流动作型漏电保护器，能将一定数值的漏电流可靠地切除，则在中性点接地系统中采用保护接地还是能够保障安全的。

（二）漏电保护

当电路或电气装置不良，使带电部分与地接触，引起人身伤害、损坏设备以及发生火灾危险时，可将电源切断的保护称漏电保护。漏电保护装置主要有电压型与电流型两种。

井下低压电网的漏电保护装置，一般是在电源端装设一台漏电继电器（图3-3），对电网绝缘进行监视。当电网绝缘下降（漏电）到一定数值或接地时，漏电继电器就动作，并在极短的时间内将电源总开关自动切断。当人体触电时，漏电继电器也将动作。漏电保护的使用范围如下。

（1）防触电、防火要求较高的场所和新、改、扩建工程中，使用各类低压用电设备、插座。

（2）手持式电动工具（除三类外）、其他移动式机电设备，以及触电危险性大的用电设备。

（3）潮湿、高温、金属占有系数大的场所，以及其他导电良好的场所。

（4）应采用安全电压的场所，不得用漏电保护器代替。如果使用安全电压确有困难，必须经企业安全管理部门批准，方可用漏电保护器作为补充保护。

（5）额定漏电动作电流不超过30mA的漏电保护器，在其他保护措施失效时，可作为直接接触的补充保护，但不能作为唯一的直接接触保护。

（6）选用漏电保护器，应根据保护范围、人身设备安全和环境要求确定。一般应选用电流型漏电保护器。

（7）当漏电保护器做分级保护时，应满足上下级动作的选择性。上一级漏电保护器的额定漏电动作电流，通常应不小于下一级漏电保护器的额定漏电动作电流，或是所保护线路设备正常漏电电流的2倍。

（8）在不影响线路、设备正常运行（即不误动作）的条件下，应选用漏电动作电流和动作时间较小的漏电保护器。

（9）在需要考虑过载保护或有防火要求时，应选用具有过电流保护功能的漏电保护器。

（10）在爆炸危险场所，应选用防爆型漏电保护器；在潮湿、水汽较大场所，应选用密闭型漏电保护器；在粉尘浓度较高场所，应选用防尘型或密闭型漏电保护器。

（三）过电流保护

过电流是指电气设备或线路的电流超过规定值，有短路和过载两种情况。短路和过载都将使电气设备或线路发热超过允许限度，从而引起绝缘损坏，设备或线路烧毁，甚至引起火灾事故。为了保障安全可靠供电，电网或用电设备应装设过电流保护装置，当电网发生短路或过载故障时，过电流保护装置动作，迅速可靠地切除故障，避免造成严重后果。

常用的过电流保护装置有熔断器（图3-4）、热继电器、电磁式过电流继电器。熔断器主要用来保护电气设备及线路的短路，对于照明负荷，也可用作过载保护。热继电器是一种利用双金属片在通过电流时产生热量，使其温度升高，发生变形，使触电动作的元器件分离，用来保护电气设备的过载。电磁式过电流继电器是一种利用电*产生磁力使开关自动切断的装置。