陕西煤业化工集团孙家岔龙华矿业公司 陕西神木 719300
摘要：煤矿井下供电系统是煤矿生产运行的关键所在，供电系统水平对生产工作起到一定的辅助作用，为保证供电系统安全做好漏电保护设计具有现实意义。文章结合当前煤矿井下漏电保护现状，探讨漏电保护系统设计措施。
关键词：煤矿供电；供电系统；井下供电；漏电保护
引言
煤矿井下工作环境通常比较恶劣，含有许多易燃易爆气体，如甲烷、一氧化碳等，需要做好井下的安全保护工作。作为矿井的重要保护系统，漏电保护发挥着很大作用，对保护井下工作人员身体安全意义重大。在井下生产环节，供电事故发生的重要原因是低压设备故障以及线路漏电故障，且漏电故障在很大程度上也威胁着工作人员的安全。由于碰撞、挤压等方面的作用，电缆与电气设备在工作过程中容易发生漏电问题，由此易产生火花，而火花和甲烷等有害气体相遇后易发生爆炸，严重威胁到工作人员的人身安全，鉴于此，需要深入探讨矿井供电系统漏电原因，采取科学合理的应对措施，确保漏电保护工作起到良好的效果。
1防漏电断路保护装置的基本原理
当出现电气设备过载、漏电以及人员发生触电危险情况时，防漏电断路保护装置能够自发地实现断电保护。依据其具有的保护功能、使用范围将其分为如下三种：第一，漏电保护继电器；第二，漏电保护插座；第三，漏电保护开关。由于煤矿工况条件以及设备的限制，在煤矿中使用漏电保护开关是一种明智的选择，其不仅可以有效配合其他支路实现断开与导通，而且能够对电气设备的漏电进行有效的监测。假如主线路出现故障，那么漏电保护开关可以对主电路进行自动的检测，与此同时可以对主线路的开关元件进行操作。漏电保护装置能够有效防止电气事故的发生，能够有效地优化供电系统。当设备处于正常的工作状态，选用零序电流感应对电气设备以及相应的供电线路进行测量，电流向量和基本为零，同时绕组中电动势趋于零，这时漏电保护装置处于闭合状态。假如电气设备出现故障，那么这时电流设备存在电流向量，从而让电流与设备形成一个回路，导致零序电流感应装置脱扣器产生作用，当回路中的电动势与设定值符合时，那么相应的电磁脱扣器将会自发的引发主开关关闭，从而实现断电保护。
2存在问题分析
现阶段中国矿井传统的井下供电系统多为6-10kV电网，其多采用中性点不接地方式，这使得供电系统中各类综合保护装置类型繁复，加之多数综合保护装置功能单一且保护性能较差，不但供电系统运行的误差率较大而且保护投入的定值波动明显，使得其非常容易受到耦合电磁干扰，从而无法实现真正有效的漏电保护，特别是其保护的无选择性，时常导致漏电保护失效，具体分析如下：第一，传统漏电保护分析。现阶段矿井常用的漏电保护系统均有一定的适用性，这使得多数漏电保护装置配置不完善或运行方式切换更改难度较大，使得其漏电保护功能不具备选择性，容易出现漏电保护失效的情况。第二，传统漏电保护局限性分析。井下供电系统在发生接地故障时通常伴随发生一定的电磁干扰现象，这时漏电保护会检测到零序电压和零序电流，这些数据还会随着接地类型出现显著变化，从而造成基于不同漏电保护原理的装置在单线路上使用时会随着接地类型的差异出现较大的差异，加之传统微机保护只能采集本支路信号，不能实现集中判定，从而使得漏电跳闸现象时常出现，影响生产正常运转。第三，漏电纵向保护时整定难度较大。由于矿井井下供电传输线路距离较长，线路末端出现接地故障会引起上下级之间漏电保护的全部启动，从而使得上下级之间整定的实现无法确定，保护投入的整定范围及时限均存在缺陷，极易诱发事故。
3煤矿井下供电系统漏电保护系统设计
3.1配备自动复电漏电保护装置
旁直零式保护系统具有最佳性能，它不仅能够进行纵向选择，还能够实现横向选择，同时，它在总开关之后安装了相应的漏电保护插件，进一步提高了系统的安全性。
自动复电漏电保护系统表现出一系列的优越性，如动作迅速、可选性好以及可靠性高，它由一次性机构来组成，与自动断电装置存在很大的区别，在煤矿井下安装该系统后，在恢复送电方面更加安全及时。
3.2漏电保护抗干扰装置规划
在针对供电网络体系的抗干扰总体规划进程中一般需要由电磁波干扰和辐射能量干扰的两个角度实施规划研究。当中电磁波扰动能带来比辐射能量扰动更明显的影响，在一定程度上可能导致漏电保护设备被损坏。所以必须设定出光电耦合模式实施传导扰动装置实施规划，从而达到阻隔干扰源头的目的。供电线路阻隔方案在针对滤波电路实施谐波信号过滤的进程中，要求把捕捉到的参数数值导入至收集端口内，随后通过光耦阻隔效应实施信号的导出。
3.3防漏电断路保护装置的安装
在对漏电保护装置进行安装的过程中，相关工作人员必须严格遵守安装说明书，与此同时需要把握好各个细节部分，从而使得整个过程符合安装要求，保证在使用的过程中不会因安装问题出现事故。为此在安装漏电保护的过程中，应该充分遵守如下几个方面的要求：先，安装漏电保护装置的工作人员必须对安装手册进行全面的研究，正确参考设备的各种参数以及技术要求，同时安装工作人员必须具有相应的电气资格证书。其次，在进行安装时，各个设备的外壳必须满足漏电保护装置的需要，其材料具有较好的导电性，同时必须选择良好的接地方式。另外，漏电保护装置可以对供电系统进行保护，因此必须设置单独的回路，从而实现漏电保护装置启动之后，不会对其他线路构成影响。同时不允许在漏电保护装置的工作范围内与其他设备进行连接。
3.4漏电保护子程序
当系统软件的主程序判断分析煤矿井下供电系统存在漏电问题时，系统就会启动漏电保护子程序，进一步判断是哪个部分出现了漏电现象。子程序中利用信息融合的方法来判断出现故障问题的线路。在系统发现存在漏电问题后，将后续两个周期的电流信号和电压信号值进行分析判断选出存在问题的线路。如果能够成功判断存在问题的线路，则通过DSP控制器直接发出控制信号，使继电器发生动作对整个供电系统进行保护。如果基于两个周期的数据信号无法判断出现问题的线路，则继续采集后续两个周期的数据信息，再进行分析判断。如果仍然无法判断出现问题的线路，系统就会将母线总开关直接关闭，避免出现安全事故。
3.5配备漏电保护装置
鉴于井下环境条件比较恶劣，会影响到井下一些电气设备的绝缘性能，并且井下巷道中铺设的低压电缆受到掉落煤块以及岩石的冲击，其外层也易受损，进而引发漏电问题，当出现该类问题时，如果不尽快采取应对措施，因漏电而形成的火花在遇到易燃易爆气体以后，通常会导致爆炸事故，对井下员工造成威胁，所以，煤企要在井下配备相对完善的漏电保护装置，同时确保它的可靠性，且可以准确测出各类漏电情况。市场中主要存在以下2种装置：选择性和非选择性检漏继电器，两者都能够实现相应的漏电停止运行功能，具体的实践中，如果电气绝缘性能高于继电器限制额度后，其切断电源，直接停运相关设备。井下配备的捡漏继电器应当满足以下2个条件：动作迅速、动作灵敏，它既要能将漏电线路切断，又能为其他线路顺利运行提供条件，由此切实确保井下的安全。
结语
综上所述，经过矿井工程实践可以发现，防漏电断路保护装置具有明显的效果，其具有成本低、效果好、维修方便等特点。该装置不仅可以有效降低矿井事故率，还能提高煤矿生产的安全性，对此煤矿企业还需要重视低压供电系统漏电保护优化设计。
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