煤礦井下低壓開關整定值選取分析

摘 要：煤礦井下供電系統的三大保護，是保證礦井供電安全可靠的重要手段。而保護整定值得選取是否合理決定著保護能否可靠的動作。目前我國關于煤礦開關整定選取沒有統一標準。每個人選取的整定都不盡相同，根據本人多年礦井低壓開關整定經驗，結和三大保護整定計算公式，所得出的整定值在林南倉礦井下應用后效果十分理想。本文主要就礦井低壓供電系統中的開關整定值如何正確選取問題進行分析。

關鍵詞：保護接地；過流保護；漏電保護；礦井低壓供電系統

礦井下的工作環境通常濕度較大、自然條件惡劣，生產環境復雜。電氣設備和電纜容易受外部因素損壞，出現外部破損或絕緣降低，導致漏電發生。如果不能及時排除漏電故障，會對井下工作人員安全造成威脅。所以，井下供電系統必須采取防爆、防觸電、過流保護及接地保護等一系列的技術措施。所有措施要嚴格遵守《煤礦安全規程》的規定，確保煤礦供電安全。煤礦井下供電系統的三大保護是指漏電保護、過電流保護和保護接地，其中漏電保護包括漏電閉鎖、漏電跳閘和選擇性漏電保護；過流保護包括過負荷保護、短路保護、相電流不平衡保護和單相運行保護。但是目前我國對井下開關整定值選取沒有統一的標準，整定值的選取容易出現選取不當的情況，會導致保護出現誤動，甚至拒動情況，嚴重影響礦井的安全生產。作者從實際應用出發，以交流探討為目的分析如何正確計算和選取整定值。

一、過電流保護

過電流可分為過負荷、斷相、短路三種情況。他們的共同特點是電流增長，區別是：短路電流突然上升數值很大，必須迅速切斷；過負荷電流增長幾倍，允許延時動作；斷相的一相電流為零，必須迅速切斷。

對于井下低壓供電系統中的饋電開關來講過流保護整定值。按照公式：

Iz=IQ+KxΣIe

式中：Iz——過流保護裝置的電流整定值，A；

IQ——容量最大的電動機的額定啟動電流，A；

ΣIe——其余電動機的額定電流之和，A；

Kx——需用系數，取0.51

校驗：K=I2d/Iz≥1.5

式中：I2d——被保護電纜距變壓器最遠點的兩相短路電流值，A；

若經校驗最遠端兩相短路電流值不能滿足公式的要求。K值小于1.5時，可以通過加大干線或支線電纜截面積、設法減少電纜長度、采取軟啟動、增大變壓器容量、增設分段保護開關等措施。來提高K值，知道滿足校驗要求。

在煤礦低壓供電系統中，由于供電大容量采掘設備通常都在電網末端。設備啟動時電壓損失較大，其實際啟動電流要遠遠低于額定啟動電流，所以在饋電整定電流值選取時，要根據電氣設備實際運行狀況選取啟動電流值。結合運行環境選取的整定電流值更加符合設備運行狀況。有效保證保護動作的合理性。

對于井下低壓供電系統中的真空電磁起動器來講過流保護整定值。按照公式：

Iz≤Ie

式中：：Iz——電子保護器的過流整定值，取電動機額定電流近似值A；

Ie——電動機的額定電流值，A。

當供電系統中的電流值大于Iz時，電磁開關保護裝置會判斷為過流。開關電子保護器延時動作。當供電系統中的電流值達到Iz值的8倍及以上時，電磁開關保護裝置判斷為短路，開關電子保護器瞬時動作。真空電磁起動器過電流整定值選取時，同樣要注意用電設備的運行情況。

二、漏電保護

漏電保護的類型較多，按保護功能分為無選擇性漏電的保護裝置、有選擇性漏電的保護裝置及零序電壓保護裝置使用選擇性漏電，在煤礦井下低壓供電系統中總饋電開關和照明信號綜保通常使用非選擇性漏電。

（1）無選擇性漏電保護裝置。

無選擇性漏電保護裝置通常采用附加直流電源的保護原理，在有對地絕緣電阻的檢測回路中附加直流電源，檢測附加的直流電流變化情況，達到檢測絕緣電阻的目的。

（2）選擇性漏電保護裝置。

選擇性漏電保護裝置能夠將發生漏電故障的電源切斷，保證供電系統其他部分正常工作。選擇性漏電保護裝置一般與分路開關配合使用，當漏電故障發生時，故障線路的選擇性檢漏繼電器動作從而斷開該發生故障支路的分路開關，實現有選擇的保護。

漏電保護裝置的動作電阻值是根據人身觸電時的安全與否來確定的。當低壓電網的絕緣水平下降到對人身觸電有危險時，漏電保護裝置動作，切斷系統電源。因此，漏電保護裝置的動作電阻值，是根據對人身觸電有危險的供電系統極限絕緣電阻值確定的。漏電閉鎖值一般按照漏電保護裝置動作值的2倍選取。

三、保護接地

電氣設備的技術外殼由于絕緣損壞而有可能帶電，為了防止漏電危及人身安全，將技術外殼通過接地裝置與大地相連，稱為保護接地。

Ih =Il Rd /（Rk+ Rd）

式中：：Ih——通過人體的電流， A；

Ie——總漏電電流，A；

Rk——人體電阻，計算時取1000Ω；

Rd——保護接地裝置的接地電阻，取2Ω。

根據公式可以看出，保護接地裝置的接地電阻值越小，通過人體的觸電電流也越小，從而人就越安全。保護接地裝置的接地電阻值降低到《煤礦安全規程》規定的范圍內，就能使流過人體的電流補償安全極限電流，減小觸電的危害性。保護接地是漏電保護的后備保護，兩者互為備用，可以使礦井低壓供電系統運行更加安全。

四、結語

礦井低壓供電系統保護整定合理與否關系著整個礦井供電系統的安全。本文從實際應用出發，分析了煤礦井下低壓供電系統中的各項保護整定的計算與選值，有效的指導煤礦基層機電技術人員保護整定值選取，從而保證煤礦井下低壓供電系統的穩定可靠。

參考文獻：

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作者簡介：白雨（1985），男，漢族，內蒙古自治區豐鎮市人，本科，機電工程師，電氣工程及其自動化專業，主要從事井下低壓供電設計研究工作。