谈谈煤矿井下供电系统中低压漏电保护

发表时间:2020/6/30   来源:《电力设备》2020年第5期   作者:陈运江
[导读] 摘要:漏电保护作为煤矿井下供电三大保护之一,在煤矿井下供电安全上发挥着极其重要的作用。
        (鄂尔多斯华兴能源唐家会矿保供队  内蒙古鄂尔多斯  010399)
        摘要:漏电保护作为煤矿井下供电三大保护之一,在煤矿井下供电安全上发挥着极其重要的作用。煤矿井下漏电的结果会导致人身触电和瓦斯爆炸危险,因此矿井电网必须装设漏电保护装置,以保证井下高压供电安全可靠。通过结合实际分析漏电产生的原因,得出漏电预防措施,为煤矿井下预防漏电事故提供理论依据。
        关键词:煤矿井下;供电系统;漏电保护
        漏电保护是用来防止人身触电和漏电引起事故的一种接地保护装置,当电路或用电设备漏电电流大于装置的整定值,或人、动物发生触电危险时,它能迅速动作,切断事故电源,避免事故的扩大,保障了人身、设备的安全。在煤矿井下供电系统发生漏电故障,则可能引起瓦斯和煤尘爆炸、电雷管先期爆炸、以及电火灾等事故,不仅会影响到井下供电系统的正常稳定供电,同时还可能威胁到井下作业人员的生命安全,《煤矿安全规程》中,明确规定在煤矿井下这种恶劣供电环境中,必须结合井下用电负荷情况采取完善可靠的防护措施,有效提高井下供电系统供电安全性和可靠性。
        1漏电保护原理
        1.1附加直流电源漏电保护
        如果检漏继电器上欧姆表显示电网各相对地的绝缘阻值都有较大的下跃,那么电网必定是发生漏电等故障。为了精确控制电网对地绝缘阻值的变化,可以在电网与地间通过一个的直流电流,如果电流的控制准确,那么电流的大小就能表征电网对地绝缘阻值的变化。这样,通过简单地检测这条附加电流的变化就能有效地监测漏电。
        1.2零序电流保护
        在漏电故障发生后,故障处电网三相中每一相上都会产生一个电压,即零序电压。每一相上出现的零序电压都是相等的,而且方向也相同。有零序电压作用于绝缘电阻上必定会产生电流,及零序电流。由于变压器中性点与地之间没有零序电流通路,所以变压器内部没有零序电流通过,而零序电流只能在绝缘电阻和故障点之间。由此可见,对于单一支路来讲,在电源端装设零序电流保护装置,不能反映该线路的故障。对于多支路的单侧电源辐射式电网中,如果有一个支路发生故障,那么各个分支路中都将有零序电流通过,这些分支上的零序电流汇集到故障处后就集中构成了通过故障处的电流。故障线路始端保护装置通过的电流远大于非故障线路始端保护装置通过的电流,利用这种关系,构成了有选择性的零序电流保护装置。
        1.3零序功率方向保护
        根据零序电压和零序电流可以做出以下针对性措施:首先,据零序电流、电压值的变化来确定漏电的发生地点;其次,如漏电发生在供电系统内,则通过支路零序电流、电压的关系来判断故障发生所在的支路;最后由跳闸来实现选择性保护的目的。
        2 漏电保护的作用
        能够防止人身触电;绝缘电阻值下降到最低值能够不间断地监视井下低压电网的绝缘状态,切断供电线路电源;减少漏电电流所造成的瓦斯爆炸现象;有效防止短路而造成的瓦斯爆炸危险,对于线路短路而引起的接地故障,要进行及时的处理,并做好相应的后备保护工作。预防电缆和电气设备因漏电而引起的相间短路故障;接地故障,漏电保护起到后备保护作用,一旦短路保护装置不能可靠动作,漏电保护装置监测接地故障并及时切断电源;防止杂散电流先期引爆电雷管;
        3漏电保护的基本要求
        3.1 安全性
        指的是漏电保护从最严重的人身触电事故发生到电源被切除的时间乘以流过人体的电流应小于30MA.S;对于单相接地以及其它漏电故障,应保证在切断电源或发生间歇性漏电时,接地点的漏电火花能量小于0.28MJ。
        3.2 可靠性
        指的是漏电保护装置自身就具有一定的可靠性,对于保护单元内发生漏电故障时,不能拒动;而当保护单元外发生任何故障时,不能误动。


        3.3 选择性
        指的是漏电保护装置只切除供电单元中漏电部分的电源,而将非漏电部分的电源保留下来。无论是采取放射式供电还是干线式供电,都能尽可能减少故障时的停电范围。
        4 煤矿井下供电系统漏电预防技术
        由于煤矿井下工作面上供电、用电环境的复杂特殊性,发生漏电故障的概率要比地面供电系统高很多。因此,为了确保煤矿井下供电系统具有较高供电安全可靠性,必须采取有效的预防技术措施,减少供电系统漏电与人身触电事故的发生,确保煤矿井下作业安全可靠、高效节能的稳定进行。
        4.1 加强井下供电系统安全运行维护管理力度
        要根据煤矿井下电气设备分布、类型、容量等基本数据信息,结合井下供电系统架构和供电模式,制定出完善系统可靠的检修维护安全运行管理措施,并定期或不定期对井下供电系统的综合安全经济运行性能进行检查和测试分析,对于可能存在安全隐患的部位予以采取相应技术措施进行弥补或更换,确保井下工作面用电具有较高安全可靠性。
        4.2 进行井下供电系统优化设计
        对于井下供电系统中用电人员和作业人员接触频率较高的电气设备,在确保电气设备能够正常稳定工作运行的前提下,应采取较低供电电压进行供电。煤矿井下移动式变电所中配电变压器的中性点禁止采取直接接地方式,以减小井下供电系统发生漏电故障后的漏电电流和人身触电故障电流。煤矿进行井下电气设备优化布设时,应设计出完善可靠的接地保护体系,以确保井下供电系统电气设备安全可靠、节能经济的稳定运行。另外,根据《煤矿安全规程》中相关技术规范要求,在井下供电系统低压馈电回路首端,必须装设动作可靠性和准确性较高的漏电控制保护装置,以便供电系统发生漏电故障后控制保护装置能够快速准确的自动切断漏电馈电分支线路,在提高人身和电气设备安全水平的同时,确保供电系统中其它非故障线路能够正常供电,有效提高煤矿井下供电系统的供电安全可靠性。
        4.3 提高煤矿井下用电管理人员的操作技能和综合素质水平
        煤矿井下供电系统用电管理人员在进行电气设备运行维护管理中,必须要严格按相关操作技能规范规程要求进行,严禁将检修维护工具和材料等导电体遗留到电气设备里面;不得在电气设备内部增加额外部件,尤其对于特殊设备的改造,必须要遵守煤矿安全用电相关技能规范,同时报相关管理部门,进行登记备案。
        5 低压供电系统的漏电保护技术发展方向
        目前,煤矿井下低压供电系统的漏电保护技术不能使低压漏电问题得到很好的解决,由于频繁误动和拒动等多种原因的存在,给煤矿井下正常的安全生产带来了一定的隐患。基于这一点,今后的低压漏电保护就逐渐向运用计算机技术,算法现金、高速、合理采用集中控制模式的方向转变,起到了漏电保护的功能,并且动作灵敏、准确。
        6 结束语
        因此,要重视供电系统的管理工作,结合矿井的实际,加大对电气设备维护和更新的投入,确保供电系统的正常工作。另外还应加强机电设备的基础管理,建立健全各相管理制度,确保严格执行规章制度。只有这样,才能确保矿井沿着安全、和谐、健康的发展道路稳步前进。
        参考文献
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        [4]王世林,浅析煤矿供电系统漏电预防措施[J]北京技术网,2014,(23)56-57.
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