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4.2 电气设备及其保护
4.2.1 井下电气设备类型选择应符合下列规定：
1 无爆炸危险环境矿井，宜采用矿用一般型电气设备；
2 有爆炸危险环境矿井，应按国家现行有关标准执行；
3 井下不应采用油浸式电气设备。
4.2.2 井下主变电所和具有低压一级负荷变电所的配电变压器不得少于2台；当其中1台停止运行时，其余变压器应能承担全部负荷。
4.2.3 井下主变电所和直接从地面受电的其他变电所的电源进线、母线分段及馈出线应装设断路器。
4.2.4 除井下主变电所和直接从地面受电的变电所外，其他变电所高压断路器的配置应符合下列规定：
1 双电源进线变电所，应设置电源进线断路器；当两回电源同时送电时，母线应分段，并应设分段断路器；
2 单电源进线的变电所，当变压器超过2台或有高压出线时，应装设进线断路器；
3 馈出线应装设断路器。
4.2.5 井下变压器一、二次侧开关的配置，应符合下列规定：
1 无爆炸危险环境矿井，变压器一次侧宜装设负荷开关；当变压器容量在315kV·A及以下时，可装设隔离开关熔断器；
2 有爆炸危险环境矿井，变压器一次侧应装设断路器；
3 变压器二次侧的总开关宜装设断路器。
4.2.6 井下高、低压线路应装设相间短路和过负荷保护。
4.2.7 当低压配电线路的短路保护电器为断路器时，被保护线路末端的最小短路电流不应低于断路器瞬时或短延时脱扣器整定电流的1.5倍。
4.2.8 井下6kV或10kV系统单相接地保护的设置应符合下列规定：
1 6kV或10kV系统中性点采用不接地、高电阻接地或消弧线圈接地方式时，井下主变电所和直接从地面受电的变电所的高压馈出线上应装有选择性的单相接地保护；接地保护应动作于跳闸或信号；向移动变电站供电的高压馈出线，应装设有选择性的单相接地保护，保护应无时限地动作于跳闸。
2 6kV或10kV系统中性点采用低电阻接地方式时，井下各级变电所高压馈线均应装设二段零序电流保护；其第一段应采用动作时限不长于0.3s的零序电流速断，直接向电动机、变压器和移动变电站供电的高压馈线应采用无时限的零序电流速断；第二段应采用零序过电流保护，时限应与相间过电流保护相同。
4.2.9 井下高、低压电气装置应设置电击防护措施，并应符合下列规定：
1 井下约定接触电压限值交流应取30V，直流应取70V。
2 有爆炸危险环境矿井，低压配电IT系统应采取自动切断电源作为电击防护措施。当发生对外露导电部分或对地的单一接地故障时，防护装置应迅速切断故障线路。
3 交流低压配电TN-S系统采取自动切断电源的电击防护措施时，供给额定电流不大于32A交流移动式设备的终端回路应装设剩余电流保护器，剩余电流保护器额定剩余动作电流不应大于30mA。
4 采用SELV和PELV特低电压作为电击防护措施时，特低电压的上限值交流不应超过25V，直流不应超过60V。
4.2.10 直接从地面接受电源的井下变电所的接地母线应与其附近的下列井下外界可导电部分做等电位联结：
1 排水、压缩空气、洒水等金属管路；
2 沿井巷装设的金属结构。
4.2.11 非直接从地面接受电源的井下变电所和移动变电站，可在局部范围内将其接地母线与本标准第4.2.10条规定的外界可导电部分就近做局部等电位联结。
1 无爆炸危险环境矿井，宜采用矿用一般型电气设备；
2 有爆炸危险环境矿井，应按国家现行有关标准执行；
3 井下不应采用油浸式电气设备。
4.2.2 井下主变电所和具有低压一级负荷变电所的配电变压器不得少于2台；当其中1台停止运行时，其余变压器应能承担全部负荷。
4.2.3 井下主变电所和直接从地面受电的其他变电所的电源进线、母线分段及馈出线应装设断路器。
4.2.4 除井下主变电所和直接从地面受电的变电所外，其他变电所高压断路器的配置应符合下列规定：
1 双电源进线变电所，应设置电源进线断路器；当两回电源同时送电时，母线应分段，并应设分段断路器；
2 单电源进线的变电所，当变压器超过2台或有高压出线时，应装设进线断路器；
3 馈出线应装设断路器。
4.2.5 井下变压器一、二次侧开关的配置，应符合下列规定：
1 无爆炸危险环境矿井，变压器一次侧宜装设负荷开关；当变压器容量在315kV·A及以下时，可装设隔离开关熔断器；
2 有爆炸危险环境矿井，变压器一次侧应装设断路器；
3 变压器二次侧的总开关宜装设断路器。
4.2.6 井下高、低压线路应装设相间短路和过负荷保护。
4.2.7 当低压配电线路的短路保护电器为断路器时，被保护线路末端的最小短路电流不应低于断路器瞬时或短延时脱扣器整定电流的1.5倍。
4.2.8 井下6kV或10kV系统单相接地保护的设置应符合下列规定：
1 6kV或10kV系统中性点采用不接地、高电阻接地或消弧线圈接地方式时，井下主变电所和直接从地面受电的变电所的高压馈出线上应装有选择性的单相接地保护；接地保护应动作于跳闸或信号；向移动变电站供电的高压馈出线，应装设有选择性的单相接地保护，保护应无时限地动作于跳闸。
2 6kV或10kV系统中性点采用低电阻接地方式时，井下各级变电所高压馈线均应装设二段零序电流保护；其第一段应采用动作时限不长于0.3s的零序电流速断，直接向电动机、变压器和移动变电站供电的高压馈线应采用无时限的零序电流速断；第二段应采用零序过电流保护，时限应与相间过电流保护相同。
4.2.9 井下高、低压电气装置应设置电击防护措施，并应符合下列规定：
1 井下约定接触电压限值交流应取30V，直流应取70V。
2 有爆炸危险环境矿井，低压配电IT系统应采取自动切断电源作为电击防护措施。当发生对外露导电部分或对地的单一接地故障时，防护装置应迅速切断故障线路。
3 交流低压配电TN-S系统采取自动切断电源的电击防护措施时，供给额定电流不大于32A交流移动式设备的终端回路应装设剩余电流保护器，剩余电流保护器额定剩余动作电流不应大于30mA。
4 采用SELV和PELV特低电压作为电击防护措施时，特低电压的上限值交流不应超过25V，直流不应超过60V。
4.2.10 直接从地面接受电源的井下变电所的接地母线应与其附近的下列井下外界可导电部分做等电位联结：
1 排水、压缩空气、洒水等金属管路；
2 沿井巷装设的金属结构。
4.2.11 非直接从地面接受电源的井下变电所和移动变电站，可在局部范围内将其接地母线与本标准第4.2.10条规定的外界可导电部分就近做局部等电位联结。
条文说明
4.2.1 本条对井下电气设备类型选择做出了规定。
1 矿用一般型设备是根据井下使用环境的一般特点而制造的，为封闭式结构，有较强的防潮、防滴溅的性能，外壳机械强度较高，导电部分不敞露，宜在井下选用。
2 根据煤矿和其他有爆炸危险矿井的特点，设备选型应按现行国家标准或现行行业标准的有关规定执行，例如煤矿应按《煤矿安全规程》的规定执行。
3 井下采用带油的电气设备，增加了起火燃烧的危险。原则上只要有无油的设备供应，就不应选用带油的设备。
4.2.8 本条为强制性条文，必须严格执行。矿井6kV或10kV系统中性点一般采用不接地、高电阻接地或消弧线圈接地方式，由于井下环境恶劣，电缆线路长，发生单相接地的故障概率高。当发生单相接地故障时，将产生较大的单相接地电容电流，可能引起人身触电、电气火灾和雷管超前引爆等事故。要求单相接地保护具备选择性，是为了快速判断故障地点、减少故障范围，提高处理故障效率。
移动变电站一般都深入采掘工作面，距离瓦斯和煤尘爆炸源较近，一旦单相接地电容电流过大或电缆绝缘被破坏，可能引起人身触电、电气火灾和雷管超前引爆、瓦斯和煤尘等事故发生。因此，供移动变电站的高压馈出线，一旦发生单相接地或电缆绝缘破坏事故，就应切断电源，停止工作。
4.2.9 根据现行国家标准《低压电气装置 第4-41部分：安全防护 电击防护》GB16895.21的规定，当发生第一次接地故障时可继续保持短时运行的前提条件是接地故障时预期接触电压不超过约定接触电压（在规定的外界影响条件下，允许无限时间持续存在的预期接触电压的最大值）50V；在连续发生故障时，必须具备按要求切断电源的保护措施；必须安装绝缘监测装置，在发生故障时，该装置应能发出可听和（或）可见的警告信号，以便迅速排除故障。如接地故障时预期接触电压超过50V，防护装置应有选择性地迅速切除单相接地故障。
依据现行国家标准《特低电压ELV限值》GB3805-2008中表1的相关内容，在潮湿等环境下发生单故障时，交流稳态电压限值为33V。由于井下工作场所空间狭小、纵深很长且不断推进，存在空气潮湿、多尘，巷道和硐室可能有滴水和积水等井下特殊环境条件，加之采用的移动式和手持式设备较多，岩石、矿物冒落导致电缆和电气设备损伤概率较大等不利因素，井下人员遭受电击的危险和危害较地面正常环境大。因此本标准选定的井下环境约定接触电压限值为30V。根据本标准第四章第一节有关条款规定，井下低压配电采用系统电源端的带电部分不接地或经高阻抗接地的IT系统，接地故障电流小于5A，且系统电气设备金属外壳、构架等均通过接地线接入井下总接地网接地，并做了等电位联结，因而发生第一次接地故障时预期接触电压不超过30V的条件通常易于满足。若系统个别电气设备金属外壳、构架等的裸露可导电部件单个地或成组地单独接地而与系统电源端的带电部分经阻抗接地点之间无金属性导体连接时，需校核接地故障时预期接触电压是否超过30V。本条为强制性条文，必须严格执行。
4.2.10、4.2.11 如本标准第4.2.9条的条文说明，井下人员遭受电击的危险和危害较大，井下空间纵深长且断面狭小，工作人员接触电缆外皮、电气设备外露导电部分和沿巷道布置的外界可导电部分的概率较多，而移动式和手持式电气设备发生单相接地的概率和受到的电击危害更大。和地面电气工程一样，在井下亦应做等电位联结，使与地有紧密接触的各种金属管路、金属构架（如运输机机架等）与电气设备外壳等处于相近电位，可显著降低人体受电击时的接触电压，降低由地面引入的高电位，提高间接接触防护水平。做局部等电位联结（在局部范围内将可触及的可导电部分连接到一起）和辅助等电位联结（将某些场所内可触及的可导电部分连接到一起）可进一步降低人体受电击时的接触电压，是有效的电击防护措施。
架线机车的回流钢轨不得用作等电位联结。
1 矿用一般型设备是根据井下使用环境的一般特点而制造的，为封闭式结构，有较强的防潮、防滴溅的性能，外壳机械强度较高，导电部分不敞露，宜在井下选用。
2 根据煤矿和其他有爆炸危险矿井的特点，设备选型应按现行国家标准或现行行业标准的有关规定执行，例如煤矿应按《煤矿安全规程》的规定执行。
3 井下采用带油的电气设备，增加了起火燃烧的危险。原则上只要有无油的设备供应，就不应选用带油的设备。
4.2.8 本条为强制性条文，必须严格执行。矿井6kV或10kV系统中性点一般采用不接地、高电阻接地或消弧线圈接地方式，由于井下环境恶劣，电缆线路长，发生单相接地的故障概率高。当发生单相接地故障时，将产生较大的单相接地电容电流，可能引起人身触电、电气火灾和雷管超前引爆等事故。要求单相接地保护具备选择性，是为了快速判断故障地点、减少故障范围，提高处理故障效率。
移动变电站一般都深入采掘工作面，距离瓦斯和煤尘爆炸源较近，一旦单相接地电容电流过大或电缆绝缘被破坏，可能引起人身触电、电气火灾和雷管超前引爆、瓦斯和煤尘等事故发生。因此，供移动变电站的高压馈出线，一旦发生单相接地或电缆绝缘破坏事故，就应切断电源，停止工作。
4.2.9 根据现行国家标准《低压电气装置 第4-41部分：安全防护 电击防护》GB16895.21的规定，当发生第一次接地故障时可继续保持短时运行的前提条件是接地故障时预期接触电压不超过约定接触电压（在规定的外界影响条件下，允许无限时间持续存在的预期接触电压的最大值）50V；在连续发生故障时，必须具备按要求切断电源的保护措施；必须安装绝缘监测装置，在发生故障时，该装置应能发出可听和（或）可见的警告信号，以便迅速排除故障。如接地故障时预期接触电压超过50V，防护装置应有选择性地迅速切除单相接地故障。
依据现行国家标准《特低电压ELV限值》GB3805-2008中表1的相关内容，在潮湿等环境下发生单故障时，交流稳态电压限值为33V。由于井下工作场所空间狭小、纵深很长且不断推进，存在空气潮湿、多尘，巷道和硐室可能有滴水和积水等井下特殊环境条件，加之采用的移动式和手持式设备较多，岩石、矿物冒落导致电缆和电气设备损伤概率较大等不利因素，井下人员遭受电击的危险和危害较地面正常环境大。因此本标准选定的井下环境约定接触电压限值为30V。根据本标准第四章第一节有关条款规定，井下低压配电采用系统电源端的带电部分不接地或经高阻抗接地的IT系统，接地故障电流小于5A，且系统电气设备金属外壳、构架等均通过接地线接入井下总接地网接地，并做了等电位联结，因而发生第一次接地故障时预期接触电压不超过30V的条件通常易于满足。若系统个别电气设备金属外壳、构架等的裸露可导电部件单个地或成组地单独接地而与系统电源端的带电部分经阻抗接地点之间无金属性导体连接时，需校核接地故障时预期接触电压是否超过30V。本条为强制性条文，必须严格执行。
4.2.10、4.2.11 如本标准第4.2.9条的条文说明，井下人员遭受电击的危险和危害较大，井下空间纵深长且断面狭小，工作人员接触电缆外皮、电气设备外露导电部分和沿巷道布置的外界可导电部分的概率较多，而移动式和手持式电气设备发生单相接地的概率和受到的电击危害更大。和地面电气工程一样，在井下亦应做等电位联结，使与地有紧密接触的各种金属管路、金属构架（如运输机机架等）与电气设备外壳等处于相近电位，可显著降低人体受电击时的接触电压，降低由地面引入的高电位，提高间接接触防护水平。做局部等电位联结（在局部范围内将可触及的可导电部分连接到一起）和辅助等电位联结（将某些场所内可触及的可导电部分连接到一起）可进一步降低人体受电击时的接触电压，是有效的电击防护措施。
架线机车的回流钢轨不得用作等电位联结。
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