煤礦井下低壓電網(wǎng)選擇性漏電保護(hù)研究

文/靳造造

煤礦技術(shù)人員不斷研究與探索井下低壓電網(wǎng)選擇性漏電的保護(hù)問題，應(yīng)用先進(jìn)的漏電保護(hù)技術(shù)，采取切實(shí)可行的漏電保護(hù)措施，保護(hù)著煤礦礦井的安全。煤礦工作人員要想提高漏電保護(hù)裝置的保護(hù)水平，就需要對與煤礦井下低壓電網(wǎng)選擇性漏電保護(hù)相關(guān)的問題加以了解，才可以更有效地提高礦井的低壓電網(wǎng)的保護(hù)水平。

一、井下低壓電網(wǎng)漏電事故危害

1.人身觸電

人身觸電是煤礦井下低壓漏電事故的主要危害。當(dāng)設(shè)備漏電，工作人員又在不知情的情況下進(jìn)行作業(yè)，那么極有可能造成人身觸電危險(xiǎn)，造成工作人員傷亡。

2.爆炸事故

井下一定濃度的瓦斯和煤塵與低壓電網(wǎng)漏電所產(chǎn)生的電火花相遇時，可能引發(fā)爆炸事故。

3.設(shè)備損壞

電網(wǎng)設(shè)備燒損是由于電網(wǎng)設(shè)備內(nèi)部電線電纜斷裂、損壞，繼而產(chǎn)生漏電情況。一部分的電線電纜還可能發(fā)生短路現(xiàn)象，這極容易引發(fā)電網(wǎng)設(shè)備的某些元件燒損，導(dǎo)致電網(wǎng)設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)，影響煤礦井下作業(yè)的效率。

二、常見井下低壓電網(wǎng)選擇性漏電保護(hù)裝置

1.井下低壓電網(wǎng)漏電保護(hù)器裝置

（1）直流檢測式。這種保護(hù)裝置是在電網(wǎng)與大地之間附加一個獨(dú)立的電源，形成三相對地絕緣體系，這樣就可以形成附加的直流檢測式漏電保護(hù)系統(tǒng)，它可以全面保護(hù)電網(wǎng)設(shè)備，而且動作迅速，反應(yīng)靈敏，對人身的危害也很小。但是這種直流檢測式漏電保護(hù)系統(tǒng)沒有選擇性保護(hù)特點(diǎn)，對于煤礦井下的低壓電網(wǎng)漏電保護(hù)效果也不明顯。

（2）旁路接地式。這種保護(hù)裝置是根據(jù)接地線釋放電容和反電動勢電流的原理制成，它的安全性能較高，而且還可以切除發(fā)生故障的支路的電源，保證其他支路的正常運(yùn)行。但是這種保護(hù)裝置只能保護(hù)它自身保護(hù)范圍內(nèi)的電網(wǎng)設(shè)備元件，對于其他元件的保護(hù)效果不高。

（3）零序電流式。零序電流式裝置是通過零序電流來判斷電網(wǎng)設(shè)備中的漏電故障點(diǎn)的，它具有較強(qiáng)的橫向選擇性，而且對于漏電故障的處理速度較快。但是，它不能設(shè)置補(bǔ)償電路，使漏電故障點(diǎn)處于高度危險(xiǎn)狀態(tài)，不利于人身安全與煤礦井下電網(wǎng)設(shè)備的安全運(yùn)行。

2.井下低壓電網(wǎng)選擇性漏電保護(hù)器裝置

當(dāng)前，煤礦井下低壓電網(wǎng)選擇性漏電保護(hù)的措施主要是檢漏繼電器，它是安裝在電網(wǎng)設(shè)備的總線開關(guān)上的，支路開關(guān)上相應(yīng)地安裝支路保護(hù)器，兩者共同作用，對電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行選擇性漏電保護(hù)。

這種檢漏繼電器保護(hù)電網(wǎng)設(shè)備的應(yīng)用，很大程度上解決了支路保護(hù)裝置拒動所引發(fā)的漏電保護(hù)不力情況，對于電網(wǎng)設(shè)備的整體保護(hù)效果較好，但是這種保護(hù)系統(tǒng)仍然有其自身的缺陷。

（1）當(dāng)電網(wǎng)設(shè)備中漏斷點(diǎn)的電阻很小，而且分散在各個支路上時，保護(hù)系統(tǒng)將無法對漏電問題進(jìn)行整理、分析，也就不能對這些低電阻的漏電故障點(diǎn)進(jìn)行保護(hù)。

（2）電網(wǎng)設(shè)備中的基本參數(shù)是電阻、電壓、電流、電容等，這些基本參數(shù)共同影響電網(wǎng)設(shè)備的性能與運(yùn)行情況。其中電容對電氣系統(tǒng)的影響時間更長，尤其是對于煤礦井下的低壓電網(wǎng)，微小的電容都可能影響電網(wǎng)的供電性。檢漏繼電器對于這種微小電容的作用效果較小，而且誤差也較大。

（3）低壓電網(wǎng)中有直流與交流兩種電流，檢漏繼電器保護(hù)交流電線電纜的效果較好，但是對于直流電線電纜的效果則稍差些。如果直流電壓為零，那么檢漏繼電器的電阻讀數(shù)則呈現(xiàn)無限大狀態(tài)，影響低壓電網(wǎng)漏電保護(hù)的效果。

三、井下低壓電網(wǎng)選擇性漏電保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝原則

1.安全性原則

安全原則是一切供電系統(tǒng)所要遵循的第一原則，因此，需要工作人員從安全的角度，積極思考漏電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)問題，比如工作人員在使用保護(hù)設(shè)備時的人身的安全，保護(hù)設(shè)備在運(yùn)行過程中設(shè)備的安全，選擇性漏電保護(hù)系統(tǒng)對于礦井的安全問題也是需要考慮的。

2.選擇性原則

主要是針對煤礦井下低壓電網(wǎng)漏電保護(hù)來說的，分為橫向選擇性和縱向選擇性兩個方面。橫向選擇性是指在同一個運(yùn)行層面上的設(shè)備元件發(fā)生故障時，相對應(yīng)的漏電保護(hù)系統(tǒng)的支路應(yīng)該起保護(hù)作用，負(fù)責(zé)保護(hù)該支路上的其他元件的安全；縱向選擇性是針對上下級的啟動器與保護(hù)器而言的，當(dāng)下級啟動器已經(jīng)過故障點(diǎn)進(jìn)行處理，那么保護(hù)器就不能再進(jìn)行保護(hù)措施，否則是越級跳閘。

3.可靠性原則

可靠性不單是指保護(hù)系統(tǒng)對故障點(diǎn)實(shí)施及時的保護(hù)措施，還指這些保護(hù)措施能夠有效地保證漏電事故不會進(jìn)一步擴(kuò)大，而且還指保護(hù)系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確識別漏電事故點(diǎn)，對于正常運(yùn)行的設(shè)備元件沒有其他作用，這樣才可以保證漏電保護(hù)系統(tǒng)積極、有效地作用于故障點(diǎn)，保證電網(wǎng)設(shè)備的正常運(yùn)行。

四、井下低壓電網(wǎng)選擇性漏電保護(hù)裝置的發(fā)展

新型的選擇性漏電保護(hù)裝置，能夠快速地找出低壓電網(wǎng)的漏電故障點(diǎn)，并且有效地、有選擇性地切斷故障點(diǎn)電源，縮小故障影響的范圍，為工作人員進(jìn)行電網(wǎng)漏電事故點(diǎn)的搶修工作提供了便利，有效地提高了低壓電網(wǎng)選擇性漏電保護(hù)的可靠性。

工作人員結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動化處理系統(tǒng)的工作原理，將自動化處理理念應(yīng)用到低壓電網(wǎng)漏電保護(hù)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)出自動復(fù)電式漏電保護(hù)裝置。這種裝置是利用直流檢測式保護(hù)的無工作死區(qū)、動作迅速、反應(yīng)靈敏等特點(diǎn)，再結(jié)合真空饋點(diǎn)總開關(guān)的選擇性保護(hù)原理，提高漏電保護(hù)的自動化程度，使漏電保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)更為簡單，查找故障點(diǎn)的時間縮短，電路運(yùn)行更為可靠。

另一種新型的漏電保護(hù)系統(tǒng)是采用數(shù)字信號處理器來處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，其主要的工作流程是：信號輸入后進(jìn)入信號調(diào)理板進(jìn)行簡單地整理，再進(jìn)入運(yùn)算處理板進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析與處理，最后通過繼電器輸出板將信號輸出，完成一系列的數(shù)據(jù)處理工作。

除數(shù)字信號處理器之外，新型的漏電保護(hù)系統(tǒng)還有另一個主要的裝置，就是人機(jī)交互系統(tǒng)，是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為依托，人作為系統(tǒng)主體進(jìn)行工作，工作人員通過液晶顯示屏顯示的支路故障點(diǎn)，積極有效地進(jìn)行人工調(diào)節(jié)，提高煤礦井下低壓電網(wǎng)選擇性漏電保護(hù)的有效性。

五、結(jié)論

煤礦井下對低壓電網(wǎng)的選擇性漏電保護(hù)，不僅是保證煤礦電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，而且對煤礦井下的采礦工作人員的人身安全、煤礦的財(cái)產(chǎn)安全都具有重要的作用。所以，煤礦電力系統(tǒng)的技術(shù)人員應(yīng)積極探索，研究新型的低壓電網(wǎng)漏電的選擇性保護(hù)裝置，采取有效的低壓電網(wǎng)漏電保護(hù)措施，確保保護(hù)煤礦的人身財(cái)產(chǎn)安全。