林濤

【摘 要】近年來，隨著大型礦井的增多，煤礦高壓漏電保護(hù)裝置無論在使用、制造和理論研究等方面都有很大的發(fā)展和變化。由于隔爆型高壓真空配電裝置在井下使用愈來愈廣泛，配電裝置漏電保護(hù)采用零序功率方向型原理，必須正確整定漏電保護(hù)，縮小漏電影響范圍，保證井下高壓供電安全可靠。本文主要探討漏電保護(hù)技術(shù)在煤礦井下供電系統(tǒng)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】井下；供電系統(tǒng)；漏電保護(hù)

科學(xué)家們已成功研制出了多種漏電保護(hù)器如電壓型漏電保護(hù)器和電流型漏電保護(hù)器。由于這些保護(hù)器能有效地預(yù)防人身觸電事故的發(fā)生，所以在生活中這些漏電保護(hù)裝置隨處可見。關(guān)于漏電保護(hù)裝置的工作原理，說起來也十分簡(jiǎn)單，就是漏電保護(hù)裝置在機(jī)電設(shè)備的漏電檢測(cè)電流大于設(shè)定值或人畜觸電時(shí)可以做出快速的反應(yīng)，將電流切斷，徹底避免或減緩事故的擴(kuò)大化。從而保障了人身及設(shè)備的安全。相比而言，在情況復(fù)雜的礦井下，供電系統(tǒng)及機(jī)電設(shè)備更是容易發(fā)生類似的漏電事故，所以，必須要采取漏電保護(hù)技術(shù)來保證礦井工作的安全進(jìn)行。

1.井下低壓電網(wǎng)發(fā)生漏電的危害

煤礦井下低壓電網(wǎng)大部分在采區(qū)，環(huán)境惡劣，工作人員和生產(chǎn)機(jī)械比較集中，電網(wǎng)若發(fā)生漏電，將導(dǎo)致以下危險(xiǎn)：

1.1引起人身觸電

當(dāng)電氣設(shè)備因絕緣損壞而使外殼帶電時(shí)，工作人員接觸外殼就會(huì)導(dǎo)致人身觸電事故。這時(shí)入地電流的一部分將要從人體流過，會(huì)造成人員傷亡。工作人員觸及刺破橡套電纜外護(hù)套而暴露在空氣中的芯線是一種更為嚴(yán)重的人身觸電，此時(shí)入地電流大部分流經(jīng)人體，因此對(duì)人員的危害性更大。

1.2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)井下空氣中的瓦斯或煤塵達(dá)到爆炸濃度且能量達(dá)到0.28MJ的點(diǎn)火源時(shí)，就會(huì)發(fā)生瓦斯或煤塵爆炸。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單線接地或設(shè)備發(fā)生單相碰殼時(shí)，在接地點(diǎn)就會(huì)產(chǎn)生電火花，若此時(shí)電火花具有足夠的能量，就可能點(diǎn)燃瓦斯或煤塵。

1.3使雷管無準(zhǔn)備引爆

漏電電流在其通過的路徑上會(huì)產(chǎn)生電位差，漏電電流的數(shù)值越大，所產(chǎn)生的電位差就越大，如果電雷管兩端引線不慎與漏電回路上具有一定電位差的兩點(diǎn)相接觸，就可能發(fā)生電雷管無準(zhǔn)備爆炸的事故。

1.4燒損電氣設(shè)備，引起短路事故

長(zhǎng)期存在漏電電流，尤其是兩相的過渡電阻因接地而產(chǎn)生的漏電電流，在通過設(shè)備絕緣損壞處時(shí)會(huì)散發(fā)出大量的熱，使絕緣進(jìn)一步損壞，甚至使可燃性材料著火燃燒。長(zhǎng)期存在的漏電電流及電火花使漏電處的絕緣加快損壞，破壞相間絕緣而造成短路，形成更大的故障，對(duì)礦井安全造成嚴(yán)重威脅。

1.5嚴(yán)重影響生產(chǎn)，一旦電網(wǎng)發(fā)生漏電，必須停電處理

漏電故障的處理時(shí)間很長(zhǎng)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，降低煤炭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；而且停電使局部通風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)，通風(fēng)惡化，形成瓦斯積聚，又會(huì)威脅礦井安全。

2.漏電保護(hù)原理

2.1附加直流電源漏電保護(hù)

如果檢漏繼電器上歐姆表顯示電網(wǎng)各相對(duì)地的絕緣阻值都有較大的下躍，那么電網(wǎng)必定是發(fā)生漏電等故障。為了精確控制電網(wǎng)對(duì)地絕緣阻值的變化，可以在電網(wǎng)與地間通過一個(gè)的直流電流，如果電流的控制準(zhǔn)確，那么電流的大小就能表征電網(wǎng)對(duì)地絕緣阻值的變化。這樣，通過簡(jiǎn)單地檢測(cè)這條附加電流的變化就能有效地監(jiān)測(cè)漏電。

2.2零序電流保護(hù)

在漏電故障發(fā)生后，故障處電網(wǎng)三相中每一相上都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓，即零序電壓。每一相上出現(xiàn)的零序電壓都是相等的，而且方向也相同。有零序電壓作用于絕緣電阻上必定會(huì)產(chǎn)生電流，及零序電流。由于變壓器中性點(diǎn)與地之間沒有零序電流通路，所以變壓器內(nèi)部沒有零序電流通過，而零序電流只能在絕緣電阻和故障點(diǎn)之間，即M—N線路通過。由此可見，對(duì)于單一支路來講，在電源端裝設(shè)零序電流保護(hù)裝置，不能反映該線路的故障。對(duì)于多支路的單側(cè)電源輻射式電網(wǎng)中，如果有一個(gè)支路發(fā)生故障，那么各個(gè)分支路中都將有零序電流通過，這些分支上的零序電流匯集到故障處后就集中構(gòu)成了通過故障處的電流。故障線路始端保護(hù)裝置通過的電流遠(yuǎn)大于非故障線路始端保護(hù)裝置通過的電流，利用這種關(guān)系，構(gòu)成了有選擇性的零序電流保護(hù)裝置。

2.3零序功率方向保護(hù)

根據(jù)零序電壓和零序電流可以做出以下針對(duì)性措施：首先，據(jù)零序電流、電壓值的變化來確定漏電的發(fā)生地點(diǎn)；其次，如漏電發(fā)生在供電系統(tǒng)內(nèi)，則通過支路零序電流、電壓的關(guān)系來判斷故障發(fā)生所在的支路；最后由跳閘來實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)的目的。

3.漏電保護(hù)技術(shù)在煤礦井下供電系統(tǒng)中應(yīng)用

BJJ1-2-660/380x型選擇性檢漏繼電器是北京市紅星防爆電器廠研發(fā)制作的高性能防爆繼電器，適用于含有爆炸性危險(xiǎn)氣體（甲烷空氣混合物及煤塵）的礦井硐室中，可作為交流660/380V中性點(diǎn)不接地供電系統(tǒng)中有選擇性檢測(cè)漏電保護(hù)裝置。該裝置的主要功能：在交流660/380V中性點(diǎn)不接地供電系統(tǒng)中，利用零序方向原理實(shí)現(xiàn)4條支路的不對(duì)稱漏電的選擇性保護(hù)；利用附加電流原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)稱漏電保護(hù)和不對(duì)稱漏電的后備保護(hù)：有電網(wǎng)不停電可進(jìn)行試驗(yàn)的功能；和高壓開關(guān)配合，可實(shí)現(xiàn)從變壓器到饋電開關(guān)區(qū)間漏電的所謂“5m保護(hù)”；可對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行絕緣監(jiān)測(cè)；對(duì)漏電跳閘有信號(hào)顯示。該保護(hù)裝置包括兩組插件，一組安裝在低壓供電系統(tǒng)總檢漏繼電器中，另一組安裝在各支路饋電開關(guān)DW80里，對(duì)于12條支路以內(nèi)的低壓供電系統(tǒng)可以做到選擇性漏電保護(hù)。這種產(chǎn)品運(yùn)用于礦井下低壓電網(wǎng)時(shí)具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性，而且漏電時(shí)的反應(yīng)速度很快，這樣肯定能減少因漏電帶來的損失和漏電事故影響。也可以防止向漏電線路強(qiáng)送電，從而增強(qiáng)了井下低壓供電的安全性和可靠性，可帶來十分明顯的經(jīng)濟(jì)效益。從煤礦的長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展來說，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

煤礦井下低壓網(wǎng)路的漏電將造成外露火花，有點(diǎn)燃瓦斯和煤塵的危險(xiǎn)，漏電還可能會(huì)造成人體觸電事故。因此，對(duì)井下低壓電網(wǎng)進(jìn)行漏電保護(hù)，是一項(xiàng)重要的安全措施。它的主要作用有：第一，時(shí)常查看檢漏繼電器的歐姆表，密切注意其數(shù)值的變化情況，以此確定電網(wǎng)對(duì)地是否絕緣，根據(jù)電阻值來進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)整；第二，通過觀察發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)對(duì)地絕緣阻值降至設(shè)定動(dòng)作值或工作人員觸及一相帶電導(dǎo)體和電網(wǎng)一相接地時(shí)，漏電保護(hù)器會(huì)自動(dòng)觸發(fā)，切斷電源以預(yù)防事故的擴(kuò)大化；第三，如果危險(xiǎn)已經(jīng)發(fā)生，如人已觸及電網(wǎng)，那么，通過補(bǔ)償人體電容電流的方式來削減通過人體的觸電電流使觸電電流最低化，使得人員的安全性得到提升。另外，當(dāng)電網(wǎng)一相接地時(shí)，也可以減少接地故障電流，防止瓦斯、煤塵爆炸。

4.結(jié)論

因此，要重視供電系統(tǒng)的管理工作，結(jié)合礦井的實(shí)際，加大對(duì)電氣設(shè)備維護(hù)和更新的投入，確保供電系統(tǒng)的正常工作。另外還應(yīng)加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備的基礎(chǔ)管理，建立健全各相管理制度，確保嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)章制度。最后還應(yīng)注意的是礦井下工作人員的機(jī)電安全思想教育工作，切實(shí)從思想的高度上提升干部和員工的工作責(zé)任心，減少煤礦供電系統(tǒng)中漏電故障，確保井下安全供電。只有這樣，才能確保礦井沿著安全、和諧、健康的發(fā)展道路穩(wěn)步前進(jìn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]孟憲超，謝成.淺談漏電保護(hù)技術(shù)在煤礦井下供電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技傳播，2011（10）.

[2]王新文.事故短信平臺(tái)在煤礦供電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2010（05）.

[3]李強(qiáng)，董超.煤礦井下膠帶輸送機(jī)遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].科技資訊，2011（16）.

[4]趙大友，王敏，徐剛.網(wǎng)絡(luò)信息資源在煤礦機(jī)電管理中的應(yīng)用[J].山東煤炭科技，2010（06）.