煤矿井下低压供电系统漏电保护探讨

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因矿井作业环境恶劣，矿井内存在大量的易燃易爆气体，这就对矿井的安全生产提出了更高要求。而漏电保护作为矿井的三大保护系统之一，借助其可更好地保护矿井职工生命安全。在矿井日常生产作业中，低压设备故障以及线路漏电故障是引发矿井供电事故的重要原因，同时漏电故障也易给职工安全操作埋下重大安全隐患。受挤压、碰撞等因素的影响，运行中的电气设备以及电缆等也易出现漏电现象，一旦发生漏电现象，便易形成火花，若这些火花突遇甲烷等有害气体后便易爆炸，会严重威胁矿井作业人员人身安全，对此，必须充分了解矿井供电系统漏电原因，并做好漏电保护工作。

1矿井供电系统漏电原因

1.1电气设备及线缆原因

在煤矿生产作业中，因受地理因素以及工作环境等因素的影响，矿井内布设的各种线路易发生严重受潮现象与腐蚀现象，供电线路易出现破损与过早老化现象，供电系统易出现漏电故障。与此同时，供电设备长期运行也易出现严重发热现象，若不能及时处理这种发热，设备长期过热运行，便易出现漏电现象。此外，在复杂工作环境下，电缆及相关电气设备也较难管理，时常会出现因不能及时到位的维修设备及电缆而引发漏电事故的现象。

1.2管理维修原因

借助完善的工程管理可更好地防止供电系统发生漏电故障，在供电系统即将正式投入使用前，工作人员应严格审查系统，并应依据相关使用计划来布线，同时为更好的防治自然环境影响线路或设备运行，应避免酸性井水对设备造成侵蚀。同时受矿井作业环境的影响，如矿井阴暗潮湿、采光不良等因素的影响，也易出现因人为操作不当而出现电缆破损发生漏电的现象。此外，相关检修维护人员维修作业的不及时、不到位，也易引发矿井安全事故。电网在出现故障形成火花的情况下，遇到甲烷等易燃气体便易产生火灾。漏电电流借助路径也会形成电位差，且随电流数值的增大，产生的电位差也会越大，当电管两端与存在电位差的两点发生接触时，便易产生爆炸事故。对此，当电网出现漏电现象后，应及时进行停电处理，谨防发生各种安全事故。

2供电系统漏电保护措施

当前，国内很多煤矿企业低压供电系统所用的漏电保护装置大多为双向保护，在纵向和横向都可实现保护，无论系统中哪个部分出现漏电现象，都易致使低压总开关停止运行，这样一方面会影响矿井正常生产，另一方面也会对矿井安全生产造成影响。当矿井供电系统绝缘电阻值较低时，便易出现漏电故障，这时漏电保护装置应及时发出动作，第一时间把电源馈电开关切断，谨防事故扩大化，同时可让人体触电危险尽量小，并降低接地电流造成的危害。

2.1装设自动复电漏电保护装置

对于选择性漏电保护系统而言，旁直零式保护系统性能最为完善，其不仅可实现纵向选择，而且可进行横向选择，且把漏电保护插件布设于总开关处后，会具有更高的安全性。自动复电漏电保护系统具有可靠性高、可选性好以及动作迅速等优点，自动复电装置不同于自动断电装置，其主要由一次性机构来组成，矿井供电系统装设此系统后，可安全及时的恢复送电。

2.2零序电流方向保护措施

对于矿井供电系统而言，当部分支路出现漏电现象或发生单相漏电情况后，流经故障支路的电流会明显不同于非故障支路，基于此，可借助零序电流方向保护措施来更好地保护矿井供电系统的安全运行。

3预防供电系统漏电的措施

3.1定期检查设备

当矿井供电系统出现漏电现象后，应及时组织相关技术人员深入分析漏电原因，并采取相关措施进行应对。同时在日常生产作业中，矿井作业人员应定期检查相关机电设备，一旦发现问题，应及时安排维修，必要时还应进行相应的改造升级，另外应做好供电线路的维护保养工作，对于一些老化现象较严重，存在漏电现象的线路，应及时进行更换，且应做好供电线路及设备的日常维护保养工作，以确保供电线路的绝缘性能良好，进而更好地保障矿井安全生产。

3.2装设漏电保护装置

受矿井生产环境较恶劣的影响，一方面矿井内很多电气设备的绝缘性能都会大打折扣，另一方面巷道中敷设的低压电缆，还易受到掉落的岩石或煤块的冲击，致使其外层破损，易出现漏电现象，一旦发生漏电现象，若不能及时处理这些故障，这些漏电现象产生的火花突遇甲烷等气体后，便易出现爆炸现象，会严重威胁矿井作业人员的人身财产安全，对此矿井作业人员应在矿井中装设必要的漏电保护装置，且装设的漏电保护装置应具有较好的可靠性，并能很好地检测供电系统的漏电情况。人们常用的检漏装置有选择性检漏继电器与非选择性检漏继电器，这两种继电器均可实现系统漏电停止运行，在实际生产作业中，当电气绝缘情况高于继电器限制额度后，所装设的继电器便可及时把电源切断，让设备停止运行。所装设的捡漏继电器不仅动作灵敏，而且动作迅速，其一方面可及时切断漏电线路，另一方面还可确保其他线路的正常稳定运行，这样可更好地保障矿井安全生产。

4低压馈电开关漏电动作原理及保护方式

4.1漏电动作原理

以基尔霍夫电流定律（流入电路中任何某个节点的电流代数和都为0）为基础，研制出了KBZ系列馈电开关漏电保护装置。当前，低压馈电总开关大多应用了附加直流电源检测式漏电保护装置，让一直流电压U从智能综合保护端输出，让正极与大地相连，负极途经零序电抗器EK与三相电抗器SK最终流入三相电网，而直流电流可借助电网对地绝缘电阻R可形成一通路。

4.2低压馈电开关的漏电保护方式

对于低压馈电分开关的漏电保护方式而言，其属于零序电流式漏电保护，其主要是借助电网的三相电压对称，三相负载相同，它们的电流矢量总和为零，且电流互感器二次侧无电流及电压的特性的特点，通过对电流互感器二次侧实际电流情况进行科学、合理的检测，来判断漏电与否的。当矿井供电系统出现漏电现象后，其三相电压会出现不对称现象，零序电流便不再是零，这时智能综合保护输入端便可测得一电流，同时智能综合保护还可对输入信号进行放大与比较，当输入值比设定值大时，保护装置便可发生动作把故障线路及时切断，并把故障显示出来，实现系统的漏电保护功能。

5低压馈电开关漏电故障的查找方法

因矿井地质条件复杂，施工环境恶劣，加之作业人员施工作业不规范，如电缆接头不达标，线路吊挂混乱等现象都易损坏供电线路，引发漏电故障，会对矿井安全供电造成严重威胁。当矿井供电系统，突发漏电现象时，应第一时间观察线路绝缘情况，当比22kΩ小时，属于绝缘闭锁状态，应把故障线路拆除后，再对线路绝缘值进行详细观察，当开关显示比1MΩ大时，这时低压馈电开关便开始发出送电指令，若送电后不存在异常现象，便可排除此故障掉闸现象不是由开关问题引起的。另外可借助低压摇表来对故障线路绝缘值情况进行遥测，若发现某相绝缘值较低，便可推断出其属于单相接地故障。可从电缆接头处以及存在淋水潮湿处开始查找，应仔细检查这些地方，看这些地方有无破皮、砸伤以及挤压、烧损等现象，如果存在上述现象应及时安排专业人员进行处理，处理好后再测量其绝缘值，若其绝缘值大于等于200kΩ，则可视作故障点已得到顺利排除，若其绝缘值较小，则应继续进行查找。

6结束语

总之，矿井低压供电系统属于保障矿井安全，稳定生产的重要系统，一旦其发生漏电故障，必然会严重影响到矿井正常生产。对此，必须了解矿井供电系统漏电原因，并采取相关保护措施进行保护，只有这样才能确保矿井低压供电系统的安全、连续、可靠运行，才能更好地保障矿井安全生产。

作者简介：沈亚兵，男，1989年生，山西襄汾人，大学本科，助理工程师。研究领域：机械设计制造及其自动化。