煤礦電力系統中漏電檢測技術的探討

羅 曦

(天地<常州>自動化股份有限公司，江蘇 213015)

漏電保護作為確保煤礦井下安全供電的三大保護之一，有著極其重要的作用。近年來，有些企業一味追求施工、生產進度，卻忽視了漏電保護裝置的使用，以致于在施工、生產過程中因電網漏電而引起的觸電傷亡事故不斷增多。因此，在煤礦電力系統中非常有必要增設漏電保護裝置，以確保煤礦用電安全。

1 漏電保護器的現狀及其應用

1.1 漏電保護器的現狀

在低壓電路中安裝漏電保護器，當設備發生漏電故障或觸電時，漏電保護器可在限定時間內動作，自動斷開電源，起到保護作用。漏電保護器可根據動作方式分為電流型漏電保護器和電壓型漏電保護器。其中，電壓型漏電保護器結構較為復雜，極易受外界干擾，穩定性較差，且造價較高，基本上較少使用。目前，我國對漏電保護器的研究以電流型漏電保護器為主導地位。我國制定了一系列國家標準，該標準對漏電電流動作保護器的特性、分類、選用、安裝、結構與性能要求、使用以及檢測等方面有明確規定。經過多年的運行實踐表明，漏電保護器的使用大大減少了因觸電、漏電而造成的傷亡事故。

1.2 漏電保護器的組成

一般來說，漏電保護器可由三大部分構成，分別為漏電電流檢測元件、中間放大環節以及操作執行機構。其中，漏電電流檢測元件是由零序互感器組成的，一旦發生觸電、漏電或短路故障，則可通過次級感應線圈檢測出漏電電流，并作為檢測信號輸出；放大環節則是指放大微弱的漏電信號，根據不同的裝置，構成不同的保護器；執行機構的作用則在于，收到信號后，主開關轉換到斷開位置，將電源切斷，使被保護電路與電網的跳閘部件相脫離。

1.3 漏電保護器的工作原理

當被保護設備發生漏電和觸電且電流達到限定值時，漏電保護器就會自動斷開電源，從而切斷故障電路，起到保護作用。在無觸電或漏電故障的情況下，電源各相瞬時電流的矢量和等于零。因此，在零序電流互感器鐵芯中，各相電流所產生的磁通量之后也為零。這就表明零序電流互感器在正常情況下，其感應線圈上不存在感應電壓。當有漏電、觸電以及接地故障發生時，主回路中各相電流的矢量之和不再為零，它們在零序電流互感器鐵芯中產生磁通，次級感應線圈上將產生感應電壓，使得脫扣線圈勵磁，強令保護開關跳閘，切斷供電電源，起到觸電保護作用。

1.4 漏電保護器的分類

漏電保護器可按多種方式進行分類，這里主要按保護功能與用途分類進行介紹，一般來說，可分為漏電保護繼電器、漏電保護插座以及漏電保護開關。

漏電保護繼電器主要由三部分組成，分別為零序互感器、脫扣器以及輸出信號的輔助接點。可配合大電流的自動開關，對主干路的漏電、接地進行監視保護。它具有對漏電流進行檢測和判斷的功能，但不具備切斷回路的漏電保護裝置。

漏電保護插座不僅可以對漏電流進行檢測和判斷，并具備切斷回路的功能。其漏電動作電流為6～30 mA，具有較高的靈敏度。

漏電保護開關不僅能接通或斷開主電路，而且具有檢檢和判斷漏電流的功能，當主回路有漏電發生或絕緣破壞時，漏電保護開關則可根據判斷結果接通或斷開主電路。漏電保護開關與熱繼電器、熔斷器、過流繼電器等保護元件配合可構成多功能的低壓開關元件。

1.5 漏電保護器的選用

在選用漏電保護裝置時必須考慮多方面的因素：

（1）按照保護范圍、設備安全以及環境要求來確定漏電保護器的各種參數。

（2）在安裝場所發生觸電事故時，若能及時脫離電源，則漏電保護裝置的動作電流可超過擺脫電流；相反，若不能及時脫離電源，則漏電保護裝置的動作電流應小于擺脫電流。

（3）采用漏電保護器做分級保時，應滿足上、下級開關動作的選擇性。保證上一級的額定漏電電流不小于下一級的額定漏電電流，這對人身安全和設備安全以及避免越級跳閘都有非常重要的作用。

（4）漏電保護器額定動作電流的選擇，應著重考慮被保護線路以及設備可能發生的泄漏電流值，必要時可通過測量而獲得該值。

（5）漏電保護器動作電流的選擇，應充分考慮以下幾點：一是誤動作的可能性。漏電保護器可有效回避線路中不平衡的泄露電流，并且不動作；此外，還可在出現電磁干擾的情況下不誤動作；二是動作電流保護器制造條件的選擇；三是在多級保護下，動作電流采用多級保護的選擇。

1.6 漏電保護器的安裝

漏電保護器的安裝除了遵守常規的安裝規程外，還需要注意以及幾個方面：

第一，不得將標有電源側以及負荷側的漏電保護器接反。一旦接反，漏電保護器的脫扣線圈將無法斷電，將會因長時間通電而被燒毀。安裝漏電保護器時，一定要按照廠家產品說明書的要求進行。

第二，漏電保護器安裝時，不允許將先前的安全防護措施拆除或放棄，漏電保護器僅是一個附加保護措施。

第三，漏電保護器安裝時，必須將中性線和保護線區分開。當使用三極四線式漏電保護器或四極四線式漏電保護器時，應確保中性線接入漏電保護器。凡經過漏電保護器的中性線不允許作保護線。

第四，不允許工作零線在漏電保護器負荷側出現重復接地現象，否則將影響到漏電保護器的正常工作。

第五，采用漏電保護器的支路，不允許其工作零線與其他回路的工作零線相連，而其他設備會線路也不得借用已采用漏電保護器后的設備或線路的工作零線。

第六，漏電保護器與被保護設備之間的各線不得互相碰接。一旦發生碰接，會使零序平衡電流值受到破壞而導致漏電保護器誤動作。此外，被保護設備必須并聯安裝在漏電保護器之后，并且要確保接線正確，禁止在實驗按鈕的接線處接用電設備。

第七，漏電保護器的保護范圍必須是獨立回路，不允許與其他線路有電氣連接。

第八，漏電保護器安裝完畢之后，應按驗收規范要求，對其進行模擬動作實驗，以確保其靈敏度和可靠性。進行試驗時允許操作試驗按鈕三次，確認動作無誤后，方能正式投入使用。

2 選擇性漏電保護裝置

選擇性漏電保護裝置通常設在總、分支饋電開關兩處，一般情況下，磁力啟動器僅設漏電閉鎖。為滿足選擇性要求，上、下級漏電保護裝置主要通過延時來達到這一要求。橫向選擇性主要是通過零序功率方向保護原理而實現。

選擇性漏電保護裝置的應用，可以使原有漏電保護裝置的性能有較大改善，并具有穩定的漏電動作值，可實現電網橫向、縱向漏電保護。此裝置不僅可以增強保護的靈活性以及快速性，還可建立人機交互界面，對維護人員判斷故障、排除故障都有積極的作用。根據多年的運行經驗證明，選擇性漏電保護可有效解決煤礦井下作業人員觸電安全問題。

3 結語

礦井配電安全直接關系到人身以及設備安全。礦井因低壓電網漏電、觸電而引起的各種事故日益增多，十分有必要在煤礦電力系統中增設漏電保護裝置。漏電保護器作為安全用電重要技術措施之一，有著不容忽視的作用。漏電保護器在防止觸電、漏電、接地故障等方面有著顯著的效果。近年來，漏電保護器在防護電氣事故以及安全用電領域得到了極為廣泛的應用。

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