三大保护在煤矿井下供电系统中，由于电气设备的绝缘损坏，操作不当等等原因，造成电器设备短路、漏电、断相等其他原因影响电气设备的正常运行，不仅影响煤矿井下的正常生产，甚至还危及人的生命安全，还会造成煤矿井下的瓦斯、煤尘爆炸事故，因此煤矿井下的三大保护，是煤矿井下电气设备安全运行的重大保证，随着煤矿井下用电的安全性、可靠性、和供电质量要求的不断提高，三大保护的类型不断更新，掌握煤矿井下电气设备的各种保护是保障电气设备安全运的前提。
一、三大保护包括：过电流保护、漏电保护、接低保护。
1．、过电流保护是指流过电气设备和供电线路的电流超过了额定值。
(1)、电流保护包括短路保护、过流（过负荷）保护。
（1.1）短路危害：煤矿井下短路故障有两相和三相. 短路属于最严重的过流故障，短路点电弧中心温度可达2500~4000度，短时间可能会烧毁设备或电缆，引起电气火灾，甚至引起瓦斯、煤尘爆炸。
（1.2）短路原因:绝缘击穿、机械损伤、误操作。
（2.1）过负荷的危害: 过负荷是指电气设备或电缆的实际工作电流超过额定电流值，而且超过了允许时间。
长时间过负荷会导致绝缘性能下降，影响电气设备生命，它是造成电动机烧毁的主要原因。
(2.2) 过负荷原因：电源电压过低、机械性堵转、重载启动（3.1）断相的危害: 断相是指三相供电线路或设备出现一相断线，以电动机断相多见。
电动机在运行中断相后，仍会运转。
由于机械负载不变，电动机工作电流会比正常的工作电流大，引起负荷。
为同三相对称负荷区别，故称断相或单相断线故障。
（3.2）断相的原因：熔断器一相熔断；电缆与电缆或电缆与设备没有可靠连接；电缆芯线中一相断线。
预防过流的措施：过流保护的措施主要是加强井下电器设备的检修，保护器的整定，线路的维护，终端头的制作工艺及接线盒的制作工艺，处理好电缆的屏蔽层及电气间隙，避免人为砸伤电缆及带电移动电气设备。
二、漏电保护1 井下低压漏电保护动作分析根据我国井下低压电网的运行情况，一般认为对低压配电网漏电保护实行三级保护，级数再增加将没有使用意义。
实行分级保护的目的是从人身、设备安全和正常用电的角度出发，既要保证能可靠动作，切断电源，又要把这种动作跳闸造成的停电限制在最小范围内。
常用的漏电保护装置多为附加直流电源式保护和零序电流保护装置。
总保护处安装附加直流电源保护，无论系统发生对称性漏电还是非对称性漏电，保护均能可靠性动作；分支出口处安装零序电流保护作为横向选择性保护的主保护；而漏电闭锁则设置在磁力启动其中，作为最后一级保护，但它在运行中发生漏电情况下却是不动作的，仅仅是作为设备启动前的绝缘检测。
2 井下低压漏电保护存在的问题目前很多矿井仍然普遍使用检漏继电器和漏电保护单元组成的漏电保护系统，其中零序电压不仅与漏电电阻有关，而且与系统容抗、电网电压有很大关系，由于受系统电压和系统电容的影响，其动作时间误差很大。
尽管当时已经调整好分馈和总馈之间的动作关系，但是随着电缆的不断延伸，系统电容也跟着发生变化，当支路漏电时，常常会出现分路开关没有动作，而总开关已经跳闸的误动现象。
在实行分级保护的低压电网中，决定分级的条件是下一级保护器的额定动作时间(包括主开关断开电路的跳闸时间)必须小于上一级保护器的极限不动作时间。
对于下级保护，要求其额定动作时间达到最快，从而快速切除故障。
对于上一级保护，为保证选择性就需一定的时间延时，以躲过下级保护在动作跳闸时所需时间。
然而，据现场调查，目前在一些智能型开关中分支开关跳闸时间超过200ms，则附加直流电源保护的动作时间需加上200ms的固定延时，才能保证选择性。
因此当发生对称性漏电(分支无法检测)、分支保护失效或开关拒动时，总保护动作时间就更长。
此时将会使人身触电电流增大，不但不能保证人身安全，更不能防止沼气、煤尘爆炸。
3 提高低压漏电保护准确性的措施漏电保护的一个重要指标是动作时间，除磁力启动器作为末级保护的漏电闭锁保护要灵敏可靠外，分支馈电的漏电保护动作时间应不大于50ms，总馈的漏电动作时间应设置在250ms，这样才能满足选择性漏电的要求。
目前能够满足这种在时间上灵敏动作要求的馈电开关必须选择智能型单片机控制的开关。
对系统电容的变化要及时修正。
特别是对零序电压法检测漏电支路的方式中，当线路电缆长度增加较大时，此时对地电容电流也加大，则同一漏电电阻时，零序电压降低，漏电保护单元往往出现拒动现象，从而使总馈越级跳电。
此时应该适时对系统电容进行修正，从而消除系统电容变化对零序电压2 预防井下漏电及人身触电的措施井下漏电威胁煤矿的安全生产，因此必须采取有效措施预防这类电气事故的发生。
结合煤矿的具体情况，可采取以下措施：。
2.1 加强井下电气设备的管理和维护，定期对电气设备进行检查和试验，性能指标达不到要求的应立即更换。
2.2 井下电缆应悬挂整齐，避免出现“挤、压、埋、淋、砸、崩、摩”现象。
采煤工作面要避免乳化泵站高压管路工作状态下窜动时与电缆产生的摩擦，掘进头的电气设备要重点防护，避免电绞钢丝绳摩擦电缆，迎头电机负荷线要加装护套，防止机械损伤，严禁炮崩电气设备。
2.3 严格规范接线工艺，确保电气密封，防止因洒水防尘时造成电气内部受潮而漏电。
2.4 加强手持式电动工具把手的绝缘，在把手上再加一层绝缘套，以形成双重保护。
2.5 严格按章作业，严格执行停、送电工作票制度，避免因误操作而引起人身触电和其他电气事故。
2.6 使用可靠的保护接地系统，利用漏电保护装置及时切断漏电故障线路的电源，防止人身触电和故障的扩大。
2.7 井下配电变压器的中性点禁止直接接地，以减少漏电或触电电流。
随着科技的不断进步和机电管理水平的进一步提高，通过深入开展矿井质量标准化工作，井下供电线路的面貌和供电质量有了明显的提高，煤矿井下低压供电线路的漏电故障大幅度减少，有力地促进了矿井的安全生产。
3.保护接地我国目前矿山所采用的配电系统多为中性点不接地(即TT)系统,在中性点不接地的供电系统中,人身触电电流值IH的大小,取决于电网的电压值,电网对地的电容值和绝缘电阻值。
由于矿山井下工作环境恶劣,矿井巷道狭窄,地面潮湿,矿山设备随作业面的变化需经常移动,对地电位有变化,矿山供电系统中还混合使用交流电和直流电,更使这个问题复杂,因此,解决好矿山设备的接地保护也更具有一定的现实意义。
3.1、保护接地的必要性在煤矿井下总接地电网是高、低压电气设备共用的高压电网的单相接地电流远大于低压电网,因此,井下总接地网电阻主要取决于高压电网的单相接地电流。
但在中性点不接地系统中,此电流又与高压电网对地电容有关,电网愈大(包括电缆、架空线路),电容就愈大。
若此电容大至使单相接地电流超过20A,则将超过人身允许的最大接触电压40V,将威胁到人身安全。
为此,应根据单相电流的大小,适当降低总接地网的电阻值;或采用其它措施以减小电网对地的电容电流。
目前常用中性点经消弧圈接地方式来补偿电网对地的电容电流。
3.2、接地保护的电阻计算1、单根垂直接地体的接地电阻。
单根垂直接地体的接地电阻的理论计算公式:式中,R为接地体接地电阻,Ω;L为接地体长度,m;ρ为土壤电阻率,Ω;d 为接地体的外径或等效外径,m。
常用的简化公式有:R≈0.3ρ,(2)R≈ρ/L,(3)式中的符号含义同前。
在实际工程中,接地体的材料有角钢、圆钢和钢管三种,(2)式、(3)分别简化为:(1)角钢接地体。
取L=2.5,规格40mm×40mm×4mm,即宽b=40mm,等效为0.84b=0.0336m,代入式(1)计算可得:R=0.36ρ,或R=0.91ρ/L。
(2)圆钢接地体。
取L=2.5m,d=0.025m,代入式(1)计算可得:R=0.38ρ,或R=0.95ρ/L。
(3)管体接地。
取L=2.5,d=0.6m,代入(1)式可得:R=0.32ρ或R=0.81ρ/L。
为切实保证接地装置接地电阻的要求,接地电阻计算值宁可适当偏大而不宜偏小。
如果接地电阻计算偏小,则设计出来的接地装置可能达不到限定的接地电阻值要求。
建议单根垂直接地体的电阻简化计算公式采用式(2)。
2、单根水平接地体的电阻计算。
单根水平接地体接地电阻的理论计算公式为:式中,h为水平接地体埋地深度,其他符号的含义同前。
在工程中,常用的简化计算公式也有两个:R≈0.03ρ,(5)R≈2ρ/L.(6)3、主接地极的接地电阻计算主接地极的接地电阻可按下式计算:R=0.25ρ/A,(7)式中,A为钢板的面积,m2;其他符号的含义同前。
3.3、井下低压系统中接地保护应注意的问题中性点不接地系统的单相接地电流,主要是电网对地电容的电流。
由于井下单台变压器容量有限,低压电网的供电范围不大,电容电流较小(不足1A)。
配合井下保护接地电阻不大于2Ω,接触电压远低于安全值。
而这个“安全值”往往使人们产生麻痹大意,单相接地故障实际未得到排除,也就是说,接地保护装置的设置,仅仅是解决了(电流小时)人身安全问题,随着时间的推移,它会逐步扩大发展成更大事故。
由于井下这一特殊环境,单相接地故障时有发生。
近年来漏电保护器发展迅速,井下漏电保护的最佳方式是:末端漏电保护分干线或干线漏电保护总漏电保护,组成多级漏电保护体系,并能有选择地切断故障线路,在彻底根绝井下单相接地故障存在的同时,也可保证无故障线路用电不会受到影响。
过去由于某些原因,矿山单相接地保护中,主要利用附加直流电源检漏继电器的方式进行保护,没有全面推广使用漏电断路器保护器,只要电源总开关处设置直流检测继电器,没有选择性,在事故跳闸时影响面很大,给工人带来精神伤害和国家财产的巨大损失,因此,在设计中采用一些措施和保证,在井下配电系统设计中,应大力推广使用漏电断路器、漏电保护器。