浅谈煤矿井下漏电保护

1、浅谈煤矿井下漏电保护摘要：漏电保护是保证煤矿井下安全供电的三大保护(过流保护、漏电保护和保护接地)之一，煤矿安全规程规定：“井下由采区变电所、移动变电站或配电点引出的馈线上应装设漏电保护装置，井下低压馈电线上必须装设检漏保护装置或有选择性的漏电保护装置，保证自动切断漏电的馈电线路”，本文主要阐述煤矿井下漏电保护的分类、作用及原理。关键词：漏电保护动作值分析作用与原理1、漏电保护概论煤矿井下巷道中的空气潮湿，在此条件下运行的电气设备虽然对其绝缘有一些特殊的要求，但漏电事故时有发生。特别是采区的低压电缆，还时常被脱落的岩石或煤块砸坏，更会造成漏电事故。煤矿井下供电电网发生漏电的结果不仅使电气设备进

2、一步损坏，形成短路，还是造成人身触电的主要因素。由于漏电电流所产生的电火花也是造成井下发生瓦斯煤尘爆炸的主要原因，流入地中的漏电电流可能使电雷管提前引爆，此外大量的漏泄电流还可能使绝缘材料发热着火，造成火灾及其他更为严重的事故。矿山供电系统从供电安全考虑应设置漏电保护装置。漏电保护的作用主要有如下几点：、防止人身触电；、不问断地监视井下采区低压电网绝缘状态，以便随时采取措施，防止其绝缘进一步恶化；、减少漏电电流引起矿井瓦斯、煤尘爆炸的危险；、预防电缆和电气设备因漏电而引起的相间短路故障。特别是屏蔽电缆的情况下，相间短路必然先从接地漏电开始，致使漏电保护装置首先动作，将故障排除可防止短路事故发生

3、；、对于由短路引起的接地故障，漏电保护还可起短路保护的后备保护作用，一旦短路保护装置拒动，漏电保护装置还可使开关跳闸。此外，煤矿井下电网只允许采用中性点不接地系统，当发生单相接地故障时，单相接地的故障电流很小，根本不可能使过电流保护装置动作，如不及时排除就可能扩大为更严重的事故，这时就需要通过漏电保护装置反映单相接地故障。2、煤矿井下漏电保护的分类井下漏电保护装置大致有漏电闭锁保护、非选择性漏电保护、选择性漏电保护和强制分路接地保护装置等。漏电闭锁主要用在低压网络，其作用是对电动机及供电电缆的绝缘水平进行合闸前的监视，当绝缘值降到规定值以下或发生漏电时，漏电闭锁保护装置动作，将控制开关或磁力启

4、动器闭锁，使之不能送电。漏电闭锁只监视断电状态下的供电线路，当主回路带电工作时，它便退出工作。由于漏电闭锁保护能使故障的供电回路不投入工作，从而减少火花外露的机会，并且还可与自动重合闸装置配合组成选择性漏电保护系统，为寻找故障带来方便。强制分路接地保护是将发生漏电或人体触电那一相人为地使其直接接地，造成分路，以减少故障点的电流，达到安全的目的。强制分路接地保护装置只能保护一相接地，不能在两相同时接地情况下工作，为防止这种情况出现需设置闭锁电路。非选择性检漏继电器一方面连续监视电网的绝缘水平，当电网绝缘降低到某一最小允许值时，继电器动作使低压电源总开关跳闸；另一方面当电网发生人身触电或一相接地故

5、障时，继电器动作，切断电源。随着生产的发展，单一采煤工作面的日产量越来越高，如果该供电电网使用的是无选择性的漏电保护装置，一处漏电必然使总自动馈电开关跳闸，引起整个电网停电，既影响生产又难以寻找和处理漏电故障。如果由此引起掘进工作面停电，还可能导致瓦斯积聚，带来瓦斯爆炸的危险。因此矿井低压电网的漏电保护装置应具有选择性，即只切除漏电故障部分，而其余非故障部分则继续运行。这样，不仅有利于生产，而且提高了供电的安全性。3、煤矿井下的选择性漏电保护我国井下低压电网的中性点全部为不接地方式，选择性漏电保护装置主要采用零序电流型、零序功率方向型原理。零序电流型是利用故障支路零序电流大于任一支路自身的零序

6、电流的特点实现选择性。零序功率方向型是通过比较各支路io与uo相位，选出故障支路并切断该支路。对于采区低压电网，因其供电距离不长，电网对地电容值不大，使得单相接地的零序电流值较小，同时又由于支路数不多，故零序电流保护原理难以使用，多采用零序功率方向保护原理。我国已生产了成套的选择性漏电保护装置，可供井下低压电网使用，以构成两级和三级选择性漏电保护系统。上级漏电保护装置还可以作为下级漏电保护装置的后备保护，提高了漏电保护的可靠性。煤矿井下采区的低压供电系统一般分为三级，即总自动馈电开关、分支自动馈电开关和电磁启动器三级。所谓三级选择性漏电保护系统是指这三级开关均分别设置有选择性的漏电保护装置。而

7、两级漏电保护系统是指这三级开关中的两级装设有选择性漏电保护装置，如总自动馈电开关和分支自动馈电开关两级或总自动馈电开关和电磁启动器两级。显然级数越多，越靠近电源端的选择性漏电保护装置动作时间越长，在该保护范围内人身触电的危险性就越大。为了解决选择性与安全性间的这个矛盾，可采用以下几种方法：、采用两级选择性漏电保护系统，并且限制其在总自动馈电开关和分支自动馈电开关两处使用。、采用人为旁路措施，将漏电一相迅速人为接地，使人身触电电流很快减小，然后再按选择性要求让有关开关跳闸。、采用自动复电措施，当电网发生漏电时，总自动馈电开关检漏继电器动作，使开关跳闸切断电源，然后总馈电开关、分支馈电开关依次重合

8、闸送电，由于总馈电开关和分支馈电开关均设有漏电闭锁装置，漏电故障线路不能合闸，而非漏电线路能够合闸继续工作。它要求自动馈电开关必须有电动合闸功能。否则便不能自动合闸送电4、煤矿井下低压漏电保护动作值的分析在我国，煤矿井下供电时绝对不允许中性点直接进行接地，即规定必须采用中性点不接地系统，中性点不接地系统所发生的漏电事故大多数为单相触电事故，在相电压作用之下，电流经电网三相绝缘电阻与其它两相对地电容和人体而形成一个闭合回路。与通过人体的电流有关的因素为：系统电压，人体电阻，线路对地电容及电网绝缘电阻等。经过人体或接地点的电容电流可以通过检测继电器采取零序电抗器提供的感性电流进行补偿，这样与单相漏

9、电电流有关的因素就只有三相电网绝缘电阻了，我们以电网电压660v为例进行计算，若流过人体电流为30ma,当电网的绝缘电阻比35低时，在这种情况下人体若触电，经过人体的漏电电流就可能比30ma要大，然而这在供电中是禁止的。因此，如果网络的绝缘电阻低于35k时，我们必须采取一定的措施来提高网络的绝缘电阻，以保证供电的安全进行。电网电压为660v时，馈电开关的漏电闭锁值为22,这种情况下网络绝缘电阻必须上升到闭锁值的1.5倍，也就是网络的绝缘电阻必须近似于甚至高于35时才可以送电。考虑到三相电网的漏电电阻对直流为井联通路，其检漏继电器漏电动作值鉴定为：当任一相漏电电阻低于11时（即网络绝缘低于35动

10、作，为了实现漏电保护，开关就会跳闸。但是如果漏电动作值均为11，一旦某处的绝缘电阻低于11时，就有可能出现多台检漏继电器同时跳闸甚至越级跳闸，从而影响整套供电线路。为避免这样情况的发生，首先我们要从馈电开关的制造上着手，电气标准规定馈电开关的漏电闭锁值，电压1140v时漏电闭锁值为40660v时漏电闭锁值为22380v时漏电闭锁值为7只有当网络的绝缘电阻值上升到闭锁值的1.5倍时才允许送电。基于此我们提出一种假设：将总控和分控漏电闭锁值实现分档可调，总控开关控制的设备比分控开关多，控制的网络比分控开关远，总绝缘的设定肯定要低于分控开关网络绝缘电阻，实现漏电闭锁值在安全范围内的可调，分控开关漏电闭锁值的设定比总控开关高，一旦某处网络绝缘下降，开关可以及时进行闭锁，缩小了停电的范围。同样漏电保护动作值也可以在安全范围内做到分档可调，660v网络中漏电保护动作值设定在1135之间，其次在漏电动作时间上设定在0s1s之间。总控开关的动作时间可延时比分控稍长一些;分控开关漏电动作电阻值的设定略高于总控开关，一般设定在13左右，动作时间不作延时，这样在