煤礦井下選擇性漏電保護設計

董運凱

摘 要：煤礦井下的供電系統在正常的生產過程中，大量電器設備處于供電狀態，但由于井下環境潮濕、管理不善等方面的原因容易造成漏電故障，井下漏電故障是主要的故障形式，井下需要安全進行首先要做好井下的漏電保護，煤礦井下的三大保護是過流保護、漏電保護和接地保護，由于漏電發生的故障時所有井下用電故障的60%左右，漏電還容易發生瓦斯爆炸和煤塵爆炸，因此，為保障井下作業人員的安全運行，應該減少漏電故障的發生，選擇裝置漏電或選擇性漏電保護裝置，本文主要根據目前礦井下選擇性漏電保護所存在的問題進行分析，避免井下發生電器損壞、人體觸點等事故，確保井下安全生產。

關鍵詞：煤礦設備；選擇性漏電保護；保護系統；安全生產

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.069

0 引言

煤礦井下的供電大部分是通過電纜供電，由于線路發生漏電等情況導致經常發生漏電或接地故障，容易引發火災、瓦斯爆炸等對人身安全有威脅的事故，井下的漏電主要由于電網對地的絕緣作用下降到最低，發生泄漏到地面的電流不斷增加的現象，井下漏電容易導致安全事故的發生，主要的漏電形式分為集中和分散漏電兩種方式，集中漏電是發生在電網線路的一點，當漏電的一點發生漏電情況，但其余部分仍然正常使用，而與集中漏電不同的分散漏電則分布在不同地方，整條線路發生漏電問題，同樣會對井下的安全操作造成安全威脅，因此，這就要求井下作業必須要安裝選擇性漏電保護裝置，在漏電發生時及時切斷電源，減少電源之間的相互影響，提高供電的可靠性和穩定性，實現漏電閉鎖保護，漏電保護系統只要能及時有效的檢測漏電位置，就可以疏通電流為設備提供可靠的保護。

1 井下漏電原因分析及危害

1.1 井下漏電的主要原因

煤礦井下漏電系統的漏電原因分為三種，首先是電器設備線路或電纜由于線路損壞導致的電泄露，煤礦井下長期處于潮濕的環境中，導致開關和電纜等設備長期處于潮濕狀態，加上電動機工作中處于熱脹冷縮的狀態，容易造成線路被潮氣入侵而發生絕緣層變薄，降低絕緣效果，較為常見的漏電設備是開關和電線電纜等發生的漏電；其次是在井下礦用的電線電纜接線時發生不按照正常程序進行的電路安裝引發的漏電情況，另外礦用屏蔽電纜接線時發生的動力賄賂，導致接線操作不規范和接頭松動情況也容易發生漏電；第三種是管理者缺乏嚴格的管理，電纜設備在安裝時長時間浸泡在水中或沒入無法散熱的位置，加上在移動電動機的電纜電線等線路時容易發生電纜被卡或拉力過大而損壞絕緣設備，這些原因都會導致漏電的發生。

1.2 井下漏電的危害

井下作業人員在井下漏電環境中作業會造成觸電危險，當井下處于高瓦斯或粉塵等有害氣體的環境中，漏電容易產生火花，導致井下瓦斯發生自燃甚至爆炸；井下作業時需要對巖石進行爆破處理，若帶引爆的雷管接觸到漏電線路會導致電雷管的引爆，造成人員傷亡事件；長時間的漏電會增加對電纜和漏電設備的損壞，發送損壞的線路發生短路的同時釋放大量的熱，也是造成火災的威脅之一。

2 系統選擇性漏電保護簡析

（1）選擇性保護系統的漏電保護系統是一種低壓電網保護系統，該系統與其他漏電保護裝置不同，可以將接地安全性和在線絕緣電阻等有機結合起來，形成有效的漏電保護，該系統與直流檢測式漏電保護組成，無法發生任何性質的漏電事故，總開管都會第一時間切斷電源，其余開關都會因為斷電，總開關會切斷電路供電。在惡劣的井下作業環境中，電氣設備的絕緣層受到影響，低壓地區的電纜受巖石損壞容易發生漏電危險，此時漏電裝置如果處理不當會造成線路短路，因此安裝合理的漏電保護裝置，低壓繼電器分為選擇性漏電裝置和無選擇性漏電裝置，都具有關閉漏電的功能，當發生漏電事故時，選擇性漏電裝置可以迅速切斷電源，停止送點，保證其他線路的正常安全運行，減少因為漏電帶來的損失。煤礦采用的漏電保護裝置是電源式電源保護裝置，通過裝置實現漏電的預防，將多種漏電保護裝置結合為一體，可以形成更加完成可靠的漏電保護裝置，確保井下作業人員安全。

（2）煤礦井下作業不同的運行方式從結構上可以了解總線呈現放射性網絡結構，系統中的電纜分布廣泛，在電網正常運行時，不會對地產生低壓，但當線路發生單向漏電時，對稱的參數遭到破壞，容易發生漏電，而此時選擇性漏電保護裝置結合附加直流電源檢測，利用支路的電壓判斷漏電的位置，達到選擇性目的，選擇性漏電保護裝置由單片機組成，系統硬件結構超出后可以判斷零序電流電壓在動作的相位范圍之內，判斷支路發生漏電的位置，從而及時達到保護作用。

（3）為提高漏電保護系統的可靠性，通過變壓器可以提高煤礦井下的電壓水平，通過在電網絕緣電阻上增加電阻實現漏電控制，通過實現故障位置檢測、漏電閉鎖檢測和總開關動作時間的檢測，取得平均時間值，從而準確找到漏電故障的位置，實行漏電線路的閉鎖；選擇性漏電保護系統中的電流傳感器和單片控制，該裝置具有斷電性選擇，彌補了傳統漏電保護裝置的不足，該系統裝置可以有效縮短人身觸電時間和漏電時間，保護井下機電設備，避免漏電事故的惡化，保護井下作業人員的人身安全。為提高判斷漏電信息的準確度和降低漏電故障造成的損失，可以利用硬件對電路進行匯總和交流，實現對選擇性漏電保護裝置的信息位置處理，簡化程度提高設備判斷漏電故障的準確性，利用零序電流進行選擇漏電故障支路的判斷，如果某個支路發生漏電故障，其余分支有零電序通過，根據零序電流的大小區分故障支路和非故障支路，發生故障時發出質量，切斷開關動作并保障井下用電安全。

3 結束語

綜上所述，井下惡劣的工作環境導致井下容易發生漏電事故，為提高井下作業的用電穩定，在設置三大保護的同時，要制定研究電流和漏電問題的發生，并制定相關措施；本文主要通過對井下低壓電網發送漏電的原因進行簡單分析，希望企業重視煤礦生產中漏電帶來的危害，安裝選擇性裝置系統，合理利用硬件對信號的調整，提高漏電信息判斷速度，實現對漏電故障的準確報備，提高漏電故障的判斷力，只有安裝精準的保護裝置，才能保證井下作業人員的安全生產。

參考文獻：

[1]賈傳圣，李源.煤礦井下選擇性漏電保護設計[J].通信電源技術，2012（05）：56-58.

[2]高俊嶺，梁喆，朱成杰.基于DSP的井下選擇性漏電保護裝置設計[J].煤炭科學技術，2009（12）：81-83.

[3]張宏偉，王衛東.選擇性漏電保護在煤礦井下的應用[J].河北煤炭，2003（04）：37-39.