适合于煤矿井下应用全面漏电保护方案研究

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1、适合于煤矿井下应用全面漏电保护方案研究　　【摘要】煤矿矿井的作业空间相对狭小，同时工作场所的湿度大、环境差、温度高、施工条件受限。尽管在煤矿井下采用了中性点不接地三相电网，同时使用屏蔽电缆、装设了保护接地、加装了必要的闭锁设施以及合理的电压等级来防止漏电的发生，但是依然不可避免的发生井下供电漏电现象。漏电现象的发生不仅可能引发人身触电，更严重的可能引发瓦斯爆炸以及火灾煤尘等更为恶劣的后果。文章从矿井漏电保护概述以及漏电保护装置的原理分析入手，重点论述了煤矿井下应用的全面漏电保护方案以及低压漏电保护存在问题及完善措施。【关键词】煤矿；井下；全面

2、漏电保护由于矿井电网一般采用电缆供电，但是由于工作环境恶劣，为此不可避免的发生单相漏电以及单相接地故障，从而引发人员伤亡或者是有毒有害气体爆炸。在《煤矿安全规程》的第457条规定中规定：井下低压馈电线上必须装设带有漏电闭锁的检漏保护装置或有选择性的检漏保护装置，如果无此种装置必须装设自动切断漏电馈电线的检漏装置。为此基于漏电保护原理提出了一种全面漏电保护方案，从而实现了系统的安全可靠。111、矿井漏电保护概述（1）矿井漏电故障种类。根据煤矿矿井电网实际情况的不同可以将漏电故障分为分散性以及集中性漏电。其中分散性漏电指的是在整条线路或者是整个线

3、路电网的对地绝缘电阻均小于允许水平，而集中性漏电指的是漏电仅发生于某一点或者是某处，而其他位置的对地绝缘水平保持正常。（2）漏电故障原因。导致漏电故障的原因很多，但是大致可以分为以下几大类：井下电缆因故障短路导致局部对地绝缘损坏；运行中电气设备由于绝缘受潮或者是进水导致相与地之间的绝缘下降；电气设备中的相线绝缘老化或者是接头脱落而导致火线接触金属外壳；电缆受到机械或者吉他压力、过度弯曲、挤压等导致裂口，加之受潮而引发漏电故障。（3）漏电危害。矿井漏电故障的发生可能导致人身触电、引发瓦斯以及煤尘爆炸、设备电气短路火灾等。11（4）漏电保护设备的

4、安装。在设备安装之前要进行相应的检查与试验：核对内部安装接线是否正确、额定电压是否与电网电压一致、原件是否损坏；检查设备的防爆性能；测定直流电源的电压值、动作时间以及动作电阻；进行耐压试验；结合自动馈电开关或者是电磁起动器继续拧漏电保护跳闸以及闭锁试验；如果检漏继电器具有电容电流补偿要进行模拟实验。此外在下井安装时也要进行如下的检查：跳闸线圈的活动是否灵活、线圈的绝缘电阻值、拉力弹簧是否调整好、中间跳闸转轴是否灵活以及馈电开关操作机构是否卡住等。（5）设备运行维护。对于矿井漏电保护设备要每天、每月进行定期检查。每天的检查内容包括：检查欧姆表所

5、指示的绝缘电阻值、是否安放平稳、有无淋水现象、周围是否清洁干燥、接地极是否安设良好、进一步检查检漏继电器的防爆性能、实施跳闸试验。不同的设备实施跳闸试验方法不同，分断电跳闸试验或不断电跳闸试验，在现有一些开关上设有历史检阅记录。每月的检查内容包括：导线是否破损、受潮；内部元件、指示灯以及熔断器是否损坏；闭锁装置以及执行继电器是否灵活；检查检漏继电器的隔爆性能；检查零序电抗器是否达到最佳状态。2、漏电保护装置原理分析我国使用的漏电保护装置共有以下几种类型：旁路接地式漏电保护、零序功率方向式漏电保护、零序电流式漏电保护、零序电压式漏电保护、无附加

6、电源直流检测式漏电保护以及附加电源直流检测式漏电保护。漏电保护作为煤矿矿井安全供电的三大保护之一，不仅要对供电电缆以及负荷的绝缘水平进行检测，同时也要检测对地绝缘电阻，在电阻下降到一定程度是闭锁合闸回路，从而防止负荷投入运行。2.1旁路接地式漏电保护11在旁路接地式漏电保护中，如果发生了单相触电。此时经过检测选相器的确认就可以输出动作指令，从而强迫故障相旁路接地，并利用专门设置的接地极电阻分流，从而有效地降低漏电点的电流。这种漏电保护方案具有很高的安全性，为此可以有效地减弱断电后发动机返电势以及电网电容储能。但是其不足也很明显，表现出保护范围

7、单纯以及电路较为复杂的缺点。2.2零序功率方向式漏电保护这一保护方案由零流取样、零压取样、放大整形、相位比较以及执行电路构成。当电网出现非对称性漏电时，此时取样电路就会从电路中取出零序电压以及零序电流的信号，然后经过放大后，经由相位比较来判定故障支路，并最终启动执行电路来切断支路的电源，从而实现有选择性的漏电保护。这种漏电保护方法具有很强的横向选择性，但是由于动作电阻值固定不变，为此具有不能保护对称性漏电以及不能补偿电容电流等缺点。2.3零序电流式漏电保护11零序电流式漏电保护主要针对于电网非对称性漏电，当漏电发生时电网产生的零序电压及零序电

8、流会通过零序电流互感器驱动继电器，从而实现漏电保护。这种漏电保护方式可以有效地实现放射式电网横向选择性漏电保护，也可以适用于中性点接地及不接地系统中。但是其缺陷在于