淺談煤礦井下漏電保護(hù)

1、淺談煤礦井下漏電保護(hù)摘要：漏電保護(hù)是保證煤礦井下安全供電的三大保護(hù)(過(guò)流保護(hù)、漏電保護(hù)和保護(hù)接地)之一，煤礦安全規(guī)程規(guī)定：“井下由采區(qū)變電所、移動(dòng)變電站或配電點(diǎn)引出的饋線(xiàn)上應(yīng)裝設(shè)漏電保護(hù)裝置，井下低壓饋電線(xiàn)上必須裝設(shè)檢漏保護(hù)裝置或有選擇性的漏電保護(hù)裝置，保證自動(dòng)切斷漏電的饋電線(xiàn)路”，本文主要闡述煤礦井下漏電保護(hù)的分類(lèi)、作用及原理。關(guān)鍵詞：漏電保護(hù)動(dòng)作值分析作用與原理1、漏電保護(hù)概論煤礦井下巷道中的空氣潮濕，在此條件下運(yùn)行的電氣設(shè)備雖然對(duì)其絕緣有一些特殊的要求，但漏電事故時(shí)有發(fā)生。特別是采區(qū)的低壓電纜，還時(shí)常被脫落的巖石或煤塊砸壞，更會(huì)造成漏電事故。煤礦井下供電電網(wǎng)發(fā)生漏電的結(jié)果不僅使電氣設(shè)備進(jìn)

2、一步損壞，形成短路，還是造成人身觸電的主要因素。由于漏電電流所產(chǎn)生的電火花也是造成井下發(fā)生瓦斯煤塵爆炸的主要原因，流入地中的漏電電流可能使電雷管提前引爆，此外大量的漏泄電流還可能使絕緣材料發(fā)熱著火，造成火災(zāi)及其他更為嚴(yán)重的事故。礦山供電系統(tǒng)從供電安全考慮應(yīng)設(shè)置漏電保護(hù)裝置。漏電保護(hù)的作用主要有如下幾點(diǎn)：、防止人身觸電；、不問(wèn)斷地監(jiān)視井下采區(qū)低壓電網(wǎng)絕緣狀態(tài)，以便隨時(shí)采取措施，防止其絕緣進(jìn)一步惡化；、減少漏電電流引起礦井瓦斯、煤塵爆炸的危險(xiǎn)；、預(yù)防電纜和電氣設(shè)備因漏電而引起的相間短路故障。特別是屏蔽電纜的情況下，相間短路必然先從接地漏電開(kāi)始，致使漏電保護(hù)裝置首先動(dòng)作，將故障排除可防止短路事故發(fā)生

3、；、對(duì)于由短路引起的接地故障，漏電保護(hù)還可起短路保護(hù)的后備保護(hù)作用，一旦短路保護(hù)裝置拒動(dòng)，漏電保護(hù)裝置還可使開(kāi)關(guān)跳閘。此外，煤礦井下電網(wǎng)只允許采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，單相接地的故障電流很小，根本不可能使過(guò)電流保護(hù)裝置動(dòng)作，如不及時(shí)排除就可能擴(kuò)大為更嚴(yán)重的事故，這時(shí)就需要通過(guò)漏電保護(hù)裝置反映單相接地故障。2、煤礦井下漏電保護(hù)的分類(lèi)井下漏電保護(hù)裝置大致有漏電閉鎖保護(hù)、非選擇性漏電保護(hù)、選擇性漏電保護(hù)和強(qiáng)制分路接地保護(hù)裝置等。漏電閉鎖主要用在低壓網(wǎng)絡(luò)，其作用是對(duì)電動(dòng)機(jī)及供電電纜的絕緣水平進(jìn)行合閘前的監(jiān)視，當(dāng)絕緣值降到規(guī)定值以下或發(fā)生漏電時(shí)，漏電閉鎖保護(hù)裝置動(dòng)作，將控制開(kāi)關(guān)或磁力啟

4、動(dòng)器閉鎖，使之不能送電。漏電閉鎖只監(jiān)視斷電狀態(tài)下的供電線(xiàn)路，當(dāng)主回路帶電工作時(shí)，它便退出工作。由于漏電閉鎖保護(hù)能使故障的供電回路不投入工作，從而減少火花外露的機(jī)會(huì)，并且還可與自動(dòng)重合閘裝置配合組成選擇性漏電保護(hù)系統(tǒng)，為尋找故障帶來(lái)方便。強(qiáng)制分路接地保護(hù)是將發(fā)生漏電或人體觸電那一相人為地使其直接接地，造成分路，以減少故障點(diǎn)的電流，達(dá)到安全的目的。強(qiáng)制分路接地保護(hù)裝置只能保護(hù)一相接地，不能在兩相同時(shí)接地情況下工作，為防止這種情況出現(xiàn)需設(shè)置閉鎖電路。非選擇性檢漏繼電器一方面連續(xù)監(jiān)視電網(wǎng)的絕緣水平，當(dāng)電網(wǎng)絕緣降低到某一最小允許值時(shí)，繼電器動(dòng)作使低壓電源總開(kāi)關(guān)跳閘；另一方面當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生人身觸電或一相接地故

5、障時(shí)，繼電器動(dòng)作，切斷電源。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，單一采煤工作面的日產(chǎn)量越來(lái)越高，如果該供電電網(wǎng)使用的是無(wú)選擇性的漏電保護(hù)裝置，一處漏電必然使總自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)跳閘，引起整個(gè)電網(wǎng)停電，既影響生產(chǎn)又難以尋找和處理漏電故障。如果由此引起掘進(jìn)工作面停電，還可能導(dǎo)致瓦斯積聚，帶來(lái)瓦斯爆炸的危險(xiǎn)。因此礦井低壓電網(wǎng)的漏電保護(hù)裝置應(yīng)具有選擇性，即只切除漏電故障部分，而其余非故障部分則繼續(xù)運(yùn)行。這樣，不僅有利于生產(chǎn)，而且提高了供電的安全性。3、煤礦井下的選擇性漏電保護(hù)我國(guó)井下低壓電網(wǎng)的中性點(diǎn)全部為不接地方式，選擇性漏電保護(hù)裝置主要采用零序電流型、零序功率方向型原理。零序電流型是利用故障支路零序電流大于任一支路自身的零序

6、電流的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)選擇性。零序功率方向型是通過(guò)比較各支路io與uo相位，選出故障支路并切斷該支路。對(duì)于采區(qū)低壓電網(wǎng)，因其供電距離不長(zhǎng)，電網(wǎng)對(duì)地電容值不大，使得單相接地的零序電流值較小，同時(shí)又由于支路數(shù)不多，故零序電流保護(hù)原理難以使用，多采用零序功率方向保護(hù)原理。我國(guó)已生產(chǎn)了成套的選擇性漏電保護(hù)裝置，可供井下低壓電網(wǎng)使用，以構(gòu)成兩級(jí)和三級(jí)選擇性漏電保護(hù)系統(tǒng)。上級(jí)漏電保護(hù)裝置還可以作為下級(jí)漏電保護(hù)裝置的后備保護(hù)，提高了漏電保護(hù)的可靠性。煤礦井下采區(qū)的低壓供電系統(tǒng)一般分為三級(jí)，即總自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)、分支自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)和電磁啟動(dòng)器三級(jí)。所謂三級(jí)選擇性漏電保護(hù)系統(tǒng)是指這三級(jí)開(kāi)關(guān)均分別設(shè)置有選擇性的漏電保護(hù)裝置。而

7、兩級(jí)漏電保護(hù)系統(tǒng)是指這三級(jí)開(kāi)關(guān)中的兩級(jí)裝設(shè)有選擇性漏電保護(hù)裝置，如總自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)和分支自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)兩級(jí)或總自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)和電磁啟動(dòng)器兩級(jí)。顯然級(jí)數(shù)越多，越靠近電源端的選擇性漏電保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)，在該保護(hù)范圍內(nèi)人身觸電的危險(xiǎn)性就越大。為了解決選擇性與安全性間的這個(gè)矛盾，可采用以下幾種方法：、采用兩級(jí)選擇性漏電保護(hù)系統(tǒng)，并且限制其在總自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)和分支自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)兩處使用。、采用人為旁路措施，將漏電一相迅速人為接地，使人身觸電電流很快減小，然后再按選擇性要求讓有關(guān)開(kāi)關(guān)跳閘。、采用自動(dòng)復(fù)電措施，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生漏電時(shí)，總自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)檢漏繼電器動(dòng)作，使開(kāi)關(guān)跳閘切斷電源，然后總饋電開(kāi)關(guān)、分支饋電開(kāi)關(guān)依次重合

8、閘送電，由于總饋電開(kāi)關(guān)和分支饋電開(kāi)關(guān)均設(shè)有漏電閉鎖裝置，漏電故障線(xiàn)路不能合閘，而非漏電線(xiàn)路能夠合閘繼續(xù)工作。它要求自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)必須有電動(dòng)合閘功能。否則便不能自動(dòng)合閘送電4、煤礦井下低壓漏電保護(hù)動(dòng)作值的分析在我國(guó)，煤礦井下供電時(shí)絕對(duì)不允許中性點(diǎn)直接進(jìn)行接地，即規(guī)定必須采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)所發(fā)生的漏電事故大多數(shù)為單相觸電事故，在相電壓作用之下，電流經(jīng)電網(wǎng)三相絕緣電阻與其它兩相對(duì)地電容和人體而形成一個(gè)閉合回路。與通過(guò)人體的電流有關(guān)的因素為：系統(tǒng)電壓，人體電阻，線(xiàn)路對(duì)地電容及電網(wǎng)絕緣電阻等。經(jīng)過(guò)人體或接地點(diǎn)的電容電流可以通過(guò)檢測(cè)繼電器采取零序電抗器提供的感性電流進(jìn)行補(bǔ)償，這樣與單相漏

9、電電流有關(guān)的因素就只有三相電網(wǎng)絕緣電阻了，我們以電網(wǎng)電壓660v為例進(jìn)行計(jì)算，若流過(guò)人體電流為30ma,當(dāng)電網(wǎng)的絕緣電阻比35低時(shí)，在這種情況下人體若觸電，經(jīng)過(guò)人體的漏電電流就可能比30ma要大，然而這在供電中是禁止的。因此，如果網(wǎng)絡(luò)的絕緣電阻低于35k時(shí)，我們必須采取一定的措施來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)的絕緣電阻，以保證供電的安全進(jìn)行。電網(wǎng)電壓為660v時(shí)，饋電開(kāi)關(guān)的漏電閉鎖值為22,這種情況下網(wǎng)絡(luò)絕緣電阻必須上升到閉鎖值的1.5倍，也就是網(wǎng)絡(luò)的絕緣電阻必須近似于甚至高于35時(shí)才可以送電?？紤]到三相電網(wǎng)的漏電電阻對(duì)直流為井聯(lián)通路，其檢漏繼電器漏電動(dòng)作值鑒定為：當(dāng)任一相漏電電阻低于11時(shí)（即網(wǎng)絡(luò)絕緣低于35動(dòng)

10、作，為了實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)，開(kāi)關(guān)就會(huì)跳閘。但是如果漏電動(dòng)作值均為11，一旦某處的絕緣電阻低于11時(shí)，就有可能出現(xiàn)多臺(tái)檢漏繼電器同時(shí)跳閘甚至越級(jí)跳閘，從而影響整套供電線(xiàn)路。為避免這樣情況的發(fā)生，首先我們要從饋電開(kāi)關(guān)的制造上著手，電氣標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定饋電開(kāi)關(guān)的漏電閉鎖值，電壓1140v時(shí)漏電閉鎖值為40660v時(shí)漏電閉鎖值為22380v時(shí)漏電閉鎖值為7只有當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的絕緣電阻值上升到閉鎖值的1.5倍時(shí)才允許送電?；诖宋覀兲岢鲆环N假設(shè)：將總控和分控漏電閉鎖值實(shí)現(xiàn)分檔可調(diào)，總控開(kāi)關(guān)控制的設(shè)備比分控開(kāi)關(guān)多，控制的網(wǎng)絡(luò)比分控開(kāi)關(guān)遠(yuǎn)，總絕緣的設(shè)定肯定要低于分控開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)絕緣電阻，實(shí)現(xiàn)漏電閉鎖值在安全范圍內(nèi)的可調(diào)，分控開(kāi)關(guān)漏電閉鎖值的設(shè)定比總控開(kāi)關(guān)高，一旦某處網(wǎng)絡(luò)絕緣下降，開(kāi)關(guān)可以及時(shí)進(jìn)行閉鎖，縮小了停電的范圍。同樣漏電保護(hù)動(dòng)作值也可以在安全范圍內(nèi)做到分檔可調(diào)，660v網(wǎng)絡(luò)中漏電保護(hù)動(dòng)作值設(shè)定在1135之間，其次在漏電動(dòng)作時(shí)間上設(shè)定在0s1s之間?？偪亻_(kāi)關(guān)的動(dòng)作時(shí)間可延時(shí)比分控稍長(zhǎng)一些;分控開(kāi)關(guān)漏電動(dòng)作電阻值的設(shè)定略高于總控開(kāi)關(guān)，一般設(shè)定在13左右，動(dòng)作時(shí)間不作延時(shí)，這樣在