漏電保護裝置在礦井供電中的應用

武彥軍

（山西汾西礦業（集團）有限責任公司曙光煤礦，山西 孝義 032300）

1 漏電保護裝置的工作原理

漏電保護裝置是保護用電安全的一類保護器，主要為供電系統提供短路以及過載保護。當供電回路中部分設備出現漏電或者過載等故障時，保護裝置即可動作進行保護，從而降低漏電、過載影響。漏電保護裝置安裝保護范圍、功能可細分為插座、開關以及繼電器等類型，上述各種類型保護裝置有其各自的適用范圍[1-2]。在礦業生產中，最為常用的漏電保護裝置為漏電保護開關。漏電保護開關不僅具備斷開、接通主線路功能，而且具備供電監測，甚至可以測試控制的機電設備電流[3]。當供電主路線出現故障或者供電線路外部保護層絕緣失效時，漏電保護開關開始對主線路進行檢測，然后對其他供電主線路開關進行聯動操作。漏電保護開關配合熔斷器、繼電器等設備可組成功能更為完備的保護元器件[4-7]。

在礦井供電系統中大量的使用安全保護裝置可降低電氣事故的發生概率，并對供電系統起到較好的保護效果。一般情況下，使用電感應方式對供電線路、設備進行測量時，檢測不到電動勢以及電流向量，此時保護裝置僅發揮檢測功能，若存在有觸電、漏電條件時，電流向量可能會出現一定變化，存在設備、人構成的回路間形成小電流，小電流通過電流感應裝置產生的電動勢會使得脫扣器工作，從而使得脫扣器開關關閉，從而進行保護。具體漏電保護裝置工作原理見圖1。

圖1 漏電保護裝置工作原理

2 電路安全保護裝置

2.1 保護裝置類型

用電保護裝置按照工作原理可劃分電壓、電流兩大類型。其中電壓式漏電保護器通過測量電壓參數進行保護，當檢測電壓值過高時即開始進行漏電保護，受到外界干擾檢測到的電壓具有偏差較大，從而在一定程度上限值了此類保護器的應用。電流式漏電保護器保護原理是通過檢測分析供電系統中不正常電流來提供漏電保護，具有較高的可靠性，并可以同時保護多種類型設備，性能較好，適應范圍也較為廣泛，因此電流式漏電保護器在煤礦中應用較為頻繁。電流式漏電保護器分層保護以及接線原理見圖2。

圖2 漏電保護器分層保護以及接線原理

2.2 漏電保護裝置注意事項

1）工作人員應根據現場需要，對漏電式保護裝置進行合理搭配，對線路型號、設備功能參數是否對應進行分析。采用的保護器應具有較強的可靠性，不能擅自動作，避免機電設備啟動時出現動作問題。

2）礦井生產時確定的漏電保護方案應依據保護用途以及保護設備型號確定。對于一些需要長時間保持穩定運行的設備，應慎用斷路保護裝置。若斷路保護裝置動作時會造成設備停電，從而給礦井正常生產帶來一定的安全風險。為了防止此類事故的出現，可通過安裝報警器進行報警。一般情況下漏電保護器動作電流取值的安全系數為4。為了避免供電系統出現火災，在系統中安裝的漏電保護器動作電流取值一般為平時工作電流的3倍。

3）為了降低礦井供電系統突發事故發生率，采用的漏電保護裝置動作電流設定為平時工作電流的3倍。

3 工程應用實例分析

山西某礦變電所采用2臺變壓器（型號KBSG-500/6/0.66）為采區采掘作業面機電設備供電，供電線路中分別在水泵房、絞車房等位置布置有8臺具備漏電保護功能的低壓饋電開關（型號KBZ），具體布置見圖3。受到供電線路內各用電負載頻繁啟動、重載運行等影響，供電線路上布置的低壓饋電開關出現誤動作問題，給礦井生產帶來一定的影響。

圖3 采區供電線路低壓饋電開布置示意圖

為了確保供電線路中各負載均可高效運行并為供電系統提供安全保護，提出采用隔爆型漏電保護裝置（型號ZLB-L）代替低壓饋電開關進行保護。現場應用后，各漏電保護裝置運行狀況均較好，當出現漏電時漏電保護裝置可準確切斷漏電支路，從而不會出現供電線路越級跳閘問題。在安裝完成后按照規定進行遠端漏電試驗，漏電保護裝置均正常動作，未有誤動作或者拒動發生；每班根據規定做的就地操作試驗均可正常動作，未出現拒動作或者無動作現象發生；采區運輸巷內皮帶輸送機電動機出現漏電，漏電保護裝置均正常動作，切斷漏電支路；漏電保護裝置在使用過程中未出現任何故障。

4 結語

降低礦井供電系統故障影響不僅可提高礦井生產效率，而且可在一定程度上提升礦井安全保障能力。為了降低礦井供電系統故障的影響，在對漏電保護裝置工作原理以及電壓、電流式保護裝置適應性等進行分析的基礎上，提出采用電流式漏電保護裝置應用到供電線路保護中，通過檢測電流變化情況對是否出現供電故障進行判定。并以山西某礦變電所供電系統保護為工程實例，對漏電保護裝置應用效果進行分析。

通過在礦井供電系統中增加布置漏電保護裝置可顯著提升供電系統可靠性并降低越級跳閘發生率，可在一定程度上提升礦井生產效率及安全保障能力。