李凱

摘 要：漏電保護(hù)是煤礦井下供電的不可缺少的內(nèi)容，它與煤礦井下作業(yè)的生產(chǎn)安全具有密切的關(guān)聯(lián)，如果煤礦井下低壓供電系統(tǒng)出現(xiàn)漏電故障現(xiàn)象，則極容易引發(fā)煤礦井下火災(zāi)事故、瓦斯爆炸、雷管預(yù)先引爆等，對于煤礦井下作業(yè)人員帶來不可估量的威脅和損失。為此，我們要重點探討煤礦井下低壓供電系統(tǒng)的漏電故障，了解其故障出現(xiàn)的原因，并提出相應(yīng)的解決對策和方案。

關(guān)鍵詞：煤礦；井下；低壓供電系統(tǒng)；漏電故障；分析；解決

中圖分類號： TD611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）05-184-2

0 引言

煤礦井下低壓供電系統(tǒng)是實現(xiàn)安全生產(chǎn)的重要裝置和系統(tǒng)，它的防爆性能、絕緣性能、綜合保護(hù)性能需要與現(xiàn)場實際相契合，以充分保障煤礦井下作業(yè)人員的生命安全免遭威脅。然而，在實際煤礦井下低壓供電系統(tǒng)的裝置和設(shè)備中，卻由于多種因素的影響，而使其存在漏電故障的現(xiàn)象，致使引發(fā)火災(zāi)、瓦斯爆炸等惡性事故，需要我們密切關(guān)注，并提出有效的解決方案和對策。

1 煤礦井下供電系統(tǒng)漏電保護(hù)原理及方式分析

在煤礦井下的接近密閉的生產(chǎn)現(xiàn)場，由于瓦斯和煤塵無法從出口逸出，致使它們在觸碰到低壓電網(wǎng)漏電時，就會產(chǎn)生電火花，而對生產(chǎn)作業(yè)人員造成安全威脅。因而，漏電保護(hù)器具有重要的現(xiàn)實作用和功能，它可以隨時檢查檢漏繼電器的阻抗，實時監(jiān)測繼電器的數(shù)值變化狀態(tài)，并以電阻值為依據(jù)，進(jìn)行電網(wǎng)的自動調(diào)節(jié)。漏電保護(hù)器還可以在出現(xiàn)電網(wǎng)對地絕緣阻值降到設(shè)定動作值的情況下，進(jìn)行自動觸發(fā)，從而切斷電源供應(yīng)，避免危險的擴(kuò)大。同時，漏電保護(hù)器還可以在人體觸及電網(wǎng)的情況下，補償人體電容電流的方式，消減人體觸電電流，使其達(dá)到最低化，從而提升人體的安全系數(shù)。

低壓供電系統(tǒng)開關(guān)的漏電保護(hù)動作原理主要是基于基爾霍夫電流定律，它的低壓饋電總開關(guān)是采用附加直流電源檢測式漏電保護(hù)的方式，輸出直流電壓U（+36V），正極接地，負(fù)極則經(jīng)過零序電抗器EK、三相電抗器SK到三相電網(wǎng)，直流電流則通過電網(wǎng)對地絕緣電阻R，形成通路。在這種智能綜合保護(hù)的作用條件下，電容C2用于實現(xiàn)對直流的隔絕，由于它的電容值較大，可以實時地監(jiān)測線路的絕緣狀態(tài)，一旦線路絕緣低于規(guī)定值時，就可以判斷線路出現(xiàn)漏電事故，總開關(guān)即可以實施漏電閉鎖，使開關(guān)不能饋出電能，從而保障人體安全。如表1所示：

低壓供電系統(tǒng)開關(guān)的漏電保護(hù)動作方式為：零序電流式漏電保護(hù)。主要是利用電網(wǎng)的三相電壓對稱、三相負(fù)載相同、三相電流的矢量和為零、電流互感器兩側(cè)沒有電流和電壓的特點，實現(xiàn)對電流互感器二次側(cè)的電流大小監(jiān)測，從而發(fā)現(xiàn)其是否存在漏電現(xiàn)象。如果低壓供電系統(tǒng)出現(xiàn)漏電故障現(xiàn)象，三相電壓不對稱、零序電流也不會為零，這時，智能綜合保護(hù)系統(tǒng)就可以通過其內(nèi)部的閉鎖動作，切斷故障線路，在顯示故障信息的同時，實現(xiàn)對人身的安全保護(hù)。

2 煤礦井下低壓供電系統(tǒng)漏電故障的排查分析

煤礦井下惡劣的工作環(huán)境存在不可避免的安全隱患，對于煤礦井下低壓供電系統(tǒng)而言，也不可避免地存在漏電故障，威脅人體的安全。如果發(fā)現(xiàn)漏電故障，首要的排查方法是要觀察低壓供電線路的絕緣值，如果低于22kΩ為絕緣閉鎖，需要拆除故障線路，拆除之后如果開關(guān)顯示大于1MΩ，則低壓供電系統(tǒng)送電，送電后沒有出現(xiàn)異常狀態(tài)，則可以判斷故障原因不是開關(guān)的故障問題，而是供電線路或者以下的各臺設(shè)備造成的。

如果在使用低壓搖表搖測故障線路的絕緣值的過程中，有一相絕緣值較低，則判定其故障原因為單相接地。對于其故障點的查找，可以從電纜接頭、電纜施工或者受到外傷的地點入手，仔細(xì)觀察電纜是否有破損、擠壓或燒黑的現(xiàn)象，如果存在這些現(xiàn)象，說明故障線路需要加以處理，要將其進(jìn)行冷補之后，再搖測其絕緣值，若搖測的絕緣值大于200kΩ，則說明故障點已經(jīng)處理成功。如果沒有查找到電纜部位的故障點，則可以采用萬用表測量芯線對地電阻的方法，實現(xiàn)對故障點的查找，然而這種方法的缺陷在于：若故障點沒有直接接地，而只是在帶電的狀態(tài)下絕緣擊穿，即使運用萬用表所測得的電阻很大，然而仍舊無法判定出故障點。因而，可以采用更為有效的故障排查方法：電纜故障分析儀排查法，實現(xiàn)對故障點的排查，并且還要有必需的專項安全舉措。

3 煤礦井下低壓供電系統(tǒng)漏電保護(hù)裝置原理及故障解決分析

3.1 煤礦井下低壓供電系統(tǒng)漏電保護(hù)裝置的原理

3.1.1 附加電源直流檢測式漏電保護(hù)

這種保護(hù)方式較為全面，動作無死區(qū)，可以實現(xiàn)對整個低壓供電系統(tǒng)單元的電容電流補償，然而，它也有其自身的“短板”，表現(xiàn)為沒有選擇性，對電容電流的靜態(tài)補償和動作時間較長。

3.1.2 無附加電源直流檢測式漏電保護(hù)

這種保護(hù)方式相對簡單，可以較為真實地反映供電系統(tǒng)的絕緣狀態(tài)和水平，然而，與附加電源直流檢測式漏電保護(hù)一樣，也缺乏選擇性，并且受電源電壓的波動影響較大。

3.1.3 零序電壓式漏電保護(hù)

這種保護(hù)方式可以較好地檢測電網(wǎng)漏電時的零序電壓，然而，它無法實現(xiàn)對稱性漏電故障的保護(hù)，電阻值也不太穩(wěn)定。

3.1.4 零序電流式漏電保護(hù)

這種保護(hù)方式可以選擇性地對放射式電網(wǎng)中的漏電保護(hù)，適宜應(yīng)用于中性接地及不接地供電系統(tǒng)。然而，它的動作電阻值也不穩(wěn)定，無法實現(xiàn)對稱性漏電的保護(hù)，也無法補償電容電流

3.1.5 零序功率方向式漏電保護(hù)

這種保護(hù)方式屬于有選擇性的漏電保護(hù)方式，它具有極強的橫向選擇性，然而，同樣也具有電阻值不穩(wěn)定、無法實現(xiàn)對稱性漏電保護(hù)、無法實現(xiàn)電容電流的補償?shù)热毕荨?/p>

3.2 故障原因分析及解決方案

煤礦井下低壓供電系統(tǒng)的故障表現(xiàn)為開關(guān)漏電保護(hù)試跳不動作或者盡管線路絕緣良好而漏電保護(hù)誤動作，我們需要分析其故障原因，極有可能是輔助接地極無法接地或者是由于輔助接地電阻較大。漏電試跳是電源的一相通過試驗電阻、試驗按鈕至輔助接地，當(dāng)輔助接地電阻值過大或沒接時，線路對地絕緣值大于設(shè)定值或零序互感器感應(yīng)出來的零序電流小于設(shè)定值，則可以判斷其可以運行，可以采用如下解決方案和對策：將低壓饋電開關(guān)接輔助接地，并且輔助接地電阻值小于4Ω。

如果煤礦井下低壓供電系統(tǒng)開關(guān)的負(fù)荷及線路絕緣良好，而出現(xiàn)漏電掉閘的故障，則分析其故障一種原因可能是線路過長，對地電容電流加大。當(dāng)分開關(guān)沒有動作的狀態(tài)下，由于附加直流檢測法應(yīng)用下的電容過小，則會使分開關(guān)不動作，總開關(guān)越級跳閘。可以采用如下解決方案和對策：糾正低壓供電系統(tǒng)的電容，并增大電容的容量；另一種可能是來自中性點偏移造成的開關(guān)的誤動作。當(dāng)三相負(fù)荷電流較大，投入供電系統(tǒng)不同步時就會造成中性點偏移，在三相電抗器中性點處會產(chǎn)生一個電壓，如果這個電壓存在的時間大于直流檢測回路抗干擾的可過濾時間，直流檢測回路就會誤以為是有漏電發(fā)生產(chǎn)生的電壓，就會引起饋電開關(guān)漏電檢測回路誤動作。解決方案和對策：當(dāng)漏電發(fā)生時還要排查掉電時接入系統(tǒng)時的啟動開關(guān)是不是因為真空接觸器不同步性造成的誤動作。

如果低壓供電系統(tǒng)的分開關(guān)過多，而其中的一路分支出現(xiàn)漏電故障時，則可以采用相同型號的饋電開關(guān)，以避免總饋電不相同而產(chǎn)生的相互干擾現(xiàn)象，影響低壓供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。

4 結(jié)束語

綜上所述，煤礦井下低壓供電系統(tǒng)對于煤礦井下作業(yè)的安全與穩(wěn)定，具有不可忽略的重要作用，應(yīng)當(dāng)重視煤礦井下的低壓饋電開關(guān)及照明設(shè)備，對它們進(jìn)行漏電檢測和試驗，認(rèn)真記錄運行狀態(tài)值，并加強對低壓供電系統(tǒng)電纜線路的巡查，通過對井下低壓供電系統(tǒng)的漏電保護(hù)動作的原理分析，可以快速、準(zhǔn)確地查找出漏電故障點，并分析故障產(chǎn)生的原因，采取相對應(yīng)的解決方案和對策，確保煤礦井下的穩(wěn)定與安全。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 王興棟，王軍領(lǐng).煤礦井下高壓供電線路漏電故障預(yù)防和檢查[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014（19）.