煤礦井下漏電保護現狀及其發展

(西安科技大學 陜西 西安 710600)

引言

漏電保護是煤礦井下供電的三大保護之一，在低壓供電系統中對降低事故率，保證人身安全發揮了重要的作用。《煤礦安全規程》第434條規定:井下低壓饋電線上應裝設帶有漏電閉鎖的檢漏保護裝置或有選擇性的檢漏保護裝置，如果無此種裝置必須裝設自動切斷漏電饋電線的檢漏裝置。檢漏保護裝置可以自動切斷供電電源來去保護人自身的安全，這是在絕緣水平降低到規定的數值或電網發生漏電又或人觸及一相帶電導體，在使用過程中由于性能不夠完善，檢漏裝置型號單一，以及人為管理等因素，對供電系統的安全性、可靠性造成了一定的影響。

一、礦井供電系統與漏電保護系統的現狀

煤礦井下的供電系統主要是為煤礦工作者提供電源，以及保證工作的順利開展，但由于井區一般處于地表數百米以下，空間比較小，且空氣比較潮濕，容易造成漏電的現象，因此，煤礦井下不僅需要有完備的供電系統，還需要有防止漏電現象發生的系統。目前煤礦井下漏電保護裝置主要有JY82型、JL82型檢修繼電器。

二、漏電保護裝置的使用情況

從目前煤礦使用的井下漏電保護裝置的情況看，檢漏繼電器的類型中，很多型號帶有選擇性漏電保護裝置和帶漏電閉鎖的檢漏裝置，例如JJKB30帶漏電閉鎖的檢漏繼電器以及配套的饋電開關，就是通過限制電流的方法起到井下漏電保護的作用在檢漏繼電器的使用中，常見的問題主要包括:1)某些檢漏繼電器沒有選擇性，與帶分勵扣線圈的饋電自動開關安裝在變壓器的低壓側的總開關側，降低的電網的運行安全性和可靠性。有的檢漏繼電器缺少漏電閉鎖裝置。根據抵押控制設備中關于煤礦安全規程中的有關規定。各分路開關中應使用真空接觸器，設置有漏電閉鎖裝置，但是實際操作中，漏電閉鎖裝置常常被關閉，例如一種真空磁力啟動器在進行綜合保障工作中本可以發揮重要作用的，但是沒有備件的工人往往由于生產急用就把JDB 甩掉了，使得檢漏繼電器缺少了漏電閉鎖，降低了低壓電網的安全性。2)漏電的過程經過分析，是采用中性點不接地運行的方式，從母線結構的角度看屬于放射性的網絡結構，系統中的電纜線路存在分布式的參數，當參數對稱的時候，不會發生中性點的對地電壓。如果一旦不對稱發生，則線路的單相漏電故障以及參數的對稱性就會遭到破壞，使得中性點的零序電流因為漏電的電阻發生了電壓值的變化，在零序電壓的作用下，產生了零序電流，繼而引發了故障3)當檢漏繼電器和漏電保護單元采用不同原理進行漏電電阻的檢測的時候，為了在附加電壓的中性點的接地方式不改變的前提下，采用直接接入的方式進行電抗器的系統連接，可以采用人為接入點的方法，是在技術設施中需要選擇的。電抗器加入系統中性點的方法，一般感抗較大，電阻較小，不會影響漏電電阻的電流，也不會使中性點的電感發生躍變，當漏電發生的時候，漏電電阻的直流將達到穩定，待達到一定時間后，就會出現電感量的變化，這種方法顯然不符合檢測漏電電阻的需要，不適合用于漏電保護單元的檢測漏電電阻工作中。

三、選擇性漏電保護的特點

選擇性漏電保護的特點是縮小漏電故障的范圍，查找出故障點并消除，提高供電的可靠性和安全性。根據選擇性漏電保護的工作原理，檢測出各個支路零序電流的大小，對故障支路進行判斷，以得到零序電流的爭取選線，然后采用零序電流補償的技術降低人身的觸電電流，當電網的分布電容達到一定量的電容后，人身體接觸的電流的危險系數會有所增加，帶來很大的觸電危險，因此在漏電保護的縱向選擇主要配合時間差來完成。

四、漏電保護發展的方向

通過在煤礦井下進行漏電保護裝置的實際運行，總結采用電容電流補償的技術，能夠將電感電流的人為中性點對電網予以接入，得到超過90°的補償漏電點的電容電流，人為接地分流技術能夠降低人身的觸電電流的方法，達到提高漏電保護的目的，尤其是對于電氣安全性能的保護是非常有效。人為接地的分流技術與選擇性漏電保護的配合可以解決漏電故障的選擇性，也可以解決人身的安全受到威脅的問題，因此采用人為接地分流技術來進行選擇性漏電保護，是未來該項技術的發展方向。

20 世紀 80 年代，國內外研究出選擇性自動復電技術、旁路接地技術，且出現微機型選線裝置。20 世紀 90 年代以來，微機控制技術逐漸應用到礦井電網的繼電保護系統中，并研發出智能型漏電保護系統，稱為微機式漏電保護。現在微機式漏電保護得到了普遍使用，其裝置能夠采用多原理的綜合保護，完成漏電故障時的橫向和縱向選擇性保護，且能保證動作電阻值的穩定性。未來漏電保護是朝著數字化，減少人員事故，便于操作方向發展。

五、結語

在復雜的煤礦生產系統中，供電是其中至關重要的一環，工作面作為煤礦井下生產第一線，其供電安全對整個井下電網更有著重要意義。現階段，我國礦井總用電負荷已超過幾萬千瓦，單個綜采面的用電負荷也已達到數千千瓦，采、掘、運自動化和機械化的程度得到了很大的發展。為了能更適應高產高效煤礦的需要，煤礦井下供電系統的供電技術和供電保護系統應該得到相應的提升。