煤矿井下供电系统漏电保护

煤矿井下供电系统漏电保护漏电保护是保证煤矿井下安全供电的三大保护(过流保护、漏电保护和保护接地)之一。《煤矿安全规程》规定：“井下由采区变电所、移动变电站或配电点引出的馈线上应装设漏电保护装置，井下低压馈电线上必须装设检漏保护装置或有选择性的漏电保护装置，保证自动切断漏电的馈电线路”。1煤矿漏电事故的危害及漏电保护的作用煤矿井下巷道中的空气潮湿，在此条件下运行的电气设备虽然对其绝缘有一些特殊的要求，但漏电事故时有发生。特别是采区的低压电缆，还时常被脱落的岩石或煤块砸坏，更会造成漏电事故。煤矿井下供电电网发生漏电的结果不仅使电气设备进一步损坏，形成短路，还是造成人身触电的主要因素。由于漏电电流所产生的电火花也是造成井下发生瓦斯煤尘爆炸的主要原因，流入地中的漏电电流可能使电雷管提前引爆，此外大量的漏泄电流还可能使绝缘材料发热着火，造成火灾及其他更为严重的事故。矿山供电系统从供电安全考虑应设置漏电保护装置。漏电保护的作用主要有如下几点：①防止人身触电；②不问断地监视井下采区低压电网绝缘状态，以便随时采取措施，防止其绝缘进一步恶化；③减少漏电电流引起矿井瓦斯、煤尘爆炸的危险；①预防电缆和电气设备因漏电而引起的相间短路故障。特别是屏蔽电缆的情况下，相间短路必然先从接地漏电开始，致使漏电保护装置首先动作，将故障排除可防止短路事故发生；⑤对于由短路引起的接地故障，漏电保护还可起短路保护的后备保护作用，一旦短路保护装置拒动，漏电保护装置还可使开关跳闸。此外，煤矿井下电网只允许采用中性点不接地系统，当发生单相接地故障时，单相接地的故障电流很小，根本不可能使过电流保护装置动作，如不及时排除就可能扩大为更严重的事故，这时就需要通过漏电保护装置反映单相接地故障。2煤矿井下漏电保护的分类井下漏电保护装置大致有漏电闭锁保护、非选择性漏电保护、选择性漏电保护和强制分路接地保护装置等。漏电闭锁主要用在低压网络，其作用是对电动机及供电电缆的绝缘水平进行合闸前的监视，当绝缘值降到规定值以下或发生漏电时，漏电闭锁保护装置动作，将控制开关或磁力启动器闭锁，使之不能送电。漏电闭锁只监视断电状态下的供电线路，当主回路带电工作时，它便退出工作。由于漏电闭锁保护能使故障的供电回路不投入工作，从而减少火花外露的机会，并且还可与自动重合闸装置配合组成选择性漏电保护系统，为寻找故障带来方便。强制分路接地保护是将发生漏电或人体触电那一相人为地使其直接接地，造成分路，以减少故障点的电流，达到安全的目的。强制分路接地保护装置只能保护一相接地，不能在两相同时接地情况下工作，为防止这种情况出现需设置闭锁电路。非选择性检漏继电器一方面连续监视电网的绝缘水平，当电网绝缘降低到某一最小允许值时，继电器动作使低压电源总开关跳闸；另一方面当电网发生人身触电或一相接地故障时，继电器动作，切断电源。随着生产的发展，单一采煤工作面的日产量越来越高，如果该供电电网使用的是无选择性的漏电保护装置，一处漏电必然使总自动馈电开关跳闸，引起整个电网停电，既影响生产又难以寻找和处理漏电故障。如果由此引起掘进工作面停电，还可能导致瓦斯积聚，带来瓦斯爆炸的危险。因此矿井低压电网的漏电保护装置应具有选择性，即只切除漏电故障部分，而其余非故障部分则继续运行。这样，不仅有利于生产，而且提高了供电的安全性。3煤矿井下的选择性漏电保护我国井下低压电网的中性点全部为不接地方式，选择性漏电保护装置主要采用零序电流型、零序功率方向型原理。零序电流型是利用故障支路零序电流大于任一支路自身的零序电流的特点实现选择性。零序功率方向型是通过比较各支路Io与uo相位，选出故障支路并切断该支路。对于采区低压电网，因其供电距离不长，电网对地电容值不大，使得单相接地的零序电流值较小，同时又由于支路数不多，故零序电流保护原理难以使用，多采用零序功率方向保护原理。我国已生产了成套的选择性漏电保护装置，可供井下低压电网使用，以构成两级和三级选择性漏电保护系统。上级漏电保护装置还可以作为下级漏电保护装置的后备保护，提高了漏电保护的可靠性。煤矿井下采区的低压供电系统一般分为三级，即总自动馈电开关、分支自动馈电开关和电磁启动器三级。所谓三级选择性漏电保护系统是指这三级开关均分别设置有选择性的漏电保护装置。而两级漏电保护系统是指这三级开关中的两级装设有选择性漏电保护装置，如总自动馈电开关和分支自动馈电开关两级或总自动馈电开关和电磁启动器两级。显然级数越多，越靠近电源端的选择性漏电保护装置动作时间越长，在该保护范围内人身触电的危险性就越大。为了解决选择性与安全性间的这个矛盾，可采用以下几种方法：①采用两级选择性漏电保护系统，并且限制其在总自动馈电开关和分支自动馈电开关两处使用。②采用人为旁路措施，将漏电一相迅速人为接地，使人身触电电流很快减小，然后再按选择性要求让有关开关跳闸。③采用自动复电措施，当电网发生漏电时，总自动馈电开关检漏继电器动作，使开关跳闸切断电源，然后总馈电开关、分支馈电开关依次重合闸送电，由于总馈电开关和分支馈电开关均设有漏电闭锁装置，漏电故障线路不能合闸，而非漏电线路能够合闸继续工作。它要求自动馈电开关必须有电动合闸功能。否则便不能自动合闸送电