如何做好礦山供電系統(tǒng)漏電保護(hù)

摘要:礦山做為能源產(chǎn)業(yè)的中堅(jiān)力量，具有基礎(chǔ)性的意義和作用。本文分析了礦山供電系統(tǒng)漏電事故的產(chǎn)生原因，從環(huán)境影響、施工、管理、維修和意外等各個(gè)方面分析了漏電的發(fā)生機(jī)理，分析介紹了三種不同的漏電保護(hù)系統(tǒng)的基本原理和特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞:礦山 供電系統(tǒng) 漏電保護(hù)

在工礦企業(yè)的供電系統(tǒng)中如果沒(méi)有采用科學(xué)的漏電保護(hù)方法，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，不僅事故附近的工作人員生命會(huì)受到危害，供電系統(tǒng)整體受到影響，斷電漏電將導(dǎo)致整個(gè)工作面的危險(xiǎn)程度提高。因此，如何做好礦山供電系統(tǒng)的漏電保護(hù)工作，是關(guān)系到工礦企業(yè)能否安全完成生產(chǎn)任務(wù)的關(guān)鍵。

1 礦山供電系統(tǒng)發(fā)生漏電的原因

礦山供電系統(tǒng)的漏電原因是多種多樣的，了解漏電的發(fā)生原因可以提高在日常維護(hù)工作中的效率，達(dá)到有效保證礦山供電系統(tǒng)安全性的目的。下面筆者從漏電危害的發(fā)生原因逐一分析介紹礦山供電系統(tǒng)中，漏電事故的原因。

1.1 供電線纜和電氣設(shè)備受工作環(huán)境的影響 架設(shè)在礦山井下的供電線纜分布于巷道的各個(gè)角落，在礦山井下這樣潮濕的環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間使用，供電線纜的絕緣層部分會(huì)產(chǎn)生老化現(xiàn)象或者濕氣侵入供電線纜內(nèi)部，在正常使用過(guò)程中系統(tǒng)絕緣性較低而導(dǎo)致漏電事故的發(fā)生。這樣的環(huán)境中，還會(huì)使過(guò)渡電壓產(chǎn)生沖擊的或然率提升，擊穿絕緣性較低的部分，在某一地區(qū)集中發(fā)生漏電事故。而同樣環(huán)境下的開(kāi)關(guān)設(shè)備在較長(zhǎng)時(shí)間的使用過(guò)程中，接線板過(guò)于潮濕也會(huì)導(dǎo)致漏電事故的發(fā)生。而內(nèi)部元件或?qū)Ь€的絕緣情況惡化、導(dǎo)線與外殼發(fā)生接觸，也會(huì)產(chǎn)生漏電事故。電動(dòng)機(jī)在使用過(guò)程中會(huì)發(fā)熱膨脹，繞組會(huì)產(chǎn)生一定程度的范圍變形，冷卻之后縮退形成空隙。長(zhǎng)期在礦井下，潮氣和粉塵的侵入、絕緣部分潮濕度過(guò)高、繞組部分散熱效果降低等問(wèn)題造成漏電事故。

1.2 施工方法問(wèn)題引起漏電事故 在礦山供電系統(tǒng)施工中，線路的連接方法錯(cuò)誤會(huì)發(fā)生漏電事故。如相線和地線錯(cuò)誤連接，在通電之后會(huì)出現(xiàn)漏電事故;如供電線纜接頭違反施工工藝要求，可能破壞外部橡膠套的絕緣，在礦井內(nèi)部濕氣的侵蝕作用下很容易導(dǎo)致漏電事故的發(fā)生。“雞爪子”、“羊尾巴”和明接頭等接線方法，由于接頭的機(jī)械強(qiáng)度較低，容易在供電線纜抻拉時(shí)發(fā)生斷裂導(dǎo)致漏電。在供電線纜與其他設(shè)備連接的施工中，如線芯接頭施工不結(jié)實(shí)，封套不夠嚴(yán)密，在設(shè)備自然震動(dòng)或移動(dòng)過(guò)程中會(huì)造成接頭的脫落或松動(dòng)，當(dāng)相線與設(shè)備外殼直接搭接時(shí)，會(huì)發(fā)生漏電事故。在長(zhǎng)時(shí)間的使用或運(yùn)行中，接頭也可能因發(fā)熱而損壞絕緣層發(fā)生漏電。

1.3 管理和維護(hù)工作不力 供電系統(tǒng)在假設(shè)好之后，需要專門的工作人員對(duì)其進(jìn)行管理和維護(hù)。忽視了供電系統(tǒng)管理工作，如礦山碎石和礦渣等埋住供電線纜線路或者供電線纜松脫落入水溝中，將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。供電線纜被壓住之后在工作過(guò)程中產(chǎn)生的熱量不易散發(fā)，如果時(shí)間過(guò)長(zhǎng)將會(huì)導(dǎo)致絕緣層提前老化失效而發(fā)生漏電事故，而且積壓物過(guò)多可能嚴(yán)重拖長(zhǎng)事故處理工作的時(shí)間;而供電線纜落于水中，在礦山井下的水具有酸性，發(fā)生侵蝕作用和導(dǎo)電液體的滲透，絕緣效果將會(huì)因潮濕而失效。而其他電氣設(shè)備管理不善，也會(huì)因長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)而發(fā)生絕緣性能降低受損。電動(dòng)機(jī)風(fēng)道維護(hù)工作的疏忽導(dǎo)致被礦石阻塞、電子設(shè)備受潮后未經(jīng)嚴(yán)格處理等問(wèn)題都會(huì)發(fā)生漏電事故導(dǎo)致嚴(yán)重后果。

1.4 維修操作不當(dāng) 礦山井下工作環(huán)境較差，光線不足而且巷道狹窄，在采掘工作中各種工具會(huì)將供電線纜刮碰而造成損傷。在采掘機(jī)械工作時(shí)，如果駕駛?cè)藛T對(duì)線路鋪設(shè)情況不熟悉而盲目操作，使供電系統(tǒng)供電線纜受到各種外力作用，也可能造成漏電。在對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行維修時(shí)，由于電源控制操作不當(dāng)、未斷電操作或施工過(guò)程大意，可能導(dǎo)致操作人員與相線接觸而發(fā)生漏電。電源開(kāi)關(guān)操作時(shí)，由于電弧消除部分發(fā)生問(wèn)題，導(dǎo)致電弧的產(chǎn)生無(wú)法消除，電弧接觸導(dǎo)電部分發(fā)生事故。在漏電事故產(chǎn)生而閉合總開(kāi)關(guān)斷電后，為尋找線路發(fā)生漏電的分支線路采用各部分強(qiáng)行給電，這種方法容易造成供電系統(tǒng)的重復(fù)漏電。

1.5 意外事故的發(fā)生 礦山供電線纜經(jīng)常會(huì)由巷道頂板脫落、運(yùn)輸?shù)V車脫軌、支撐結(jié)構(gòu)傾斜倒塌等意外發(fā)生的機(jī)械事故而損傷，導(dǎo)致漏電事故發(fā)生。供電系統(tǒng)線路發(fā)生短路可能造成系統(tǒng)局部損失接地的絕緣性能，在短路線路修復(fù)后，沒(méi)有做好對(duì)地絕緣電阻的測(cè)量工作而恢復(fù)供電也會(huì)發(fā)生漏電事故。在雷雨天氣，大氣產(chǎn)生的過(guò)量電壓可能會(huì)從供電系統(tǒng)與地面上的連接部分入侵，過(guò)大的電流將供電系統(tǒng)的絕緣部分擊穿而發(fā)生漏電。

2 礦山供電系統(tǒng)漏電保護(hù)措施

目前，我國(guó)煤礦井下低壓供電系統(tǒng)的漏電保護(hù)裝置還是附加電源直流檢測(cè)型的，它不能實(shí)現(xiàn)縱向與橫向的選擇性保護(hù)，系統(tǒng)任何地方發(fā)生漏電，都會(huì)引起低壓總開(kāi)關(guān)跳閘，局部通風(fēng)機(jī)也會(huì)被迫停止工作，使采區(qū)或掘進(jìn)面的瓦斯集聚。由于排除故障需要較長(zhǎng)時(shí)間，放使其他正常支路也長(zhǎng)時(shí)停電，這樣不僅直接影響原煤生產(chǎn)，而且嚴(yán)重危及礦井的安全。

2.1 旁·直·零式選擇性漏電保護(hù)系統(tǒng) 旁·直·零式選擇性漏電保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)性能比較完善，電跳閘對(duì)于供電單元來(lái)說(shuō)，縱向和橫向都有選擇性;各種情況的漏電故障切除均滿足30mA·s的要求，使人身觸電電流小10mA，井能消除斷電后電機(jī)反電勢(shì)和電網(wǎng)電容放電對(duì)人身及井的危害，具有較高的安全性;由于在總開(kāi)關(guān)處設(shè)置了直流檢式漏電保護(hù)插件，因而各級(jí)開(kāi)關(guān)、起動(dòng)器中的方向型漏電保護(hù)少獲得一級(jí)后備保護(hù)，并使得整個(gè)漏電保護(hù)系統(tǒng)消除了動(dòng)作死區(qū)。

2.2 自動(dòng)復(fù)電選擇性漏電保護(hù)系統(tǒng) 自動(dòng)復(fù)電選擇性漏電保護(hù)系統(tǒng)是基于新的、既不增加設(shè)備，又能快速恢復(fù)送電，且安全可靠的漏電保護(hù)系統(tǒng)要求研制出來(lái)的。它具有動(dòng)作速度快、可靠性高、有選擇性，保護(hù)功能齊全等特點(diǎn)。選擇性漏電保護(hù)為零序功率方向式，采用絕對(duì)值比較環(huán)節(jié)來(lái)確定故障支路，當(dāng)零序電壓U0與零序電流I0的相位相反且都有足夠的幅值時(shí)，比較電路便確認(rèn)故障支路并發(fā)出跳閘指令。附加電源直流檢測(cè)式漏電保護(hù)作為電網(wǎng)對(duì)稱性漏電故障的主保護(hù)，并作為選擇性漏電保護(hù)的后備，因此它的動(dòng)作值定為9kΩ，并延時(shí)100ms的動(dòng)作，以利于系統(tǒng)配合。自動(dòng)復(fù)電裝置由一次性重合閘機(jī)構(gòu)組成，但它與通常的自動(dòng)重合閘有所不同，在短路跳閘后它不重合，只在漏電跳閘后才重合，這一功能由可靠的漏電閉鎖和短路閉鎖來(lái)保證。

2.3 零序電流方向保護(hù)措施 由下圖可看出，當(dāng)某一支路發(fā)生人身觸電或者單相漏電故障時(shí)，各個(gè)分支線路中都會(huì)有產(chǎn)生零序電流，人身觸電電流或漏電電流等于這些零序電流之和。從電源的母線端向外看，經(jīng)過(guò)故障支路的零序電流大小與方向都和非故障支路不同。流經(jīng)故障支路的零序電流互感器(LH3)的電流是非故障支路零序電流之和，而其他支路的零序電流互感器中只流過(guò)本支路的零序電流。另一方面，故障支路的零序電流方向都是由線路流向母線，而非故障支路則從母線流向線路。在忽略電網(wǎng)劉地絕緣電阻的條件下，前者滯后于零序電壓90°，后者則超前90°，兩者的互差180°，相位恰好相反。零序電流方向保護(hù)裝置就是依據(jù)這個(gè)原理設(shè)計(jì)的。

3 總結(jié)

礦山供電系統(tǒng)作為已經(jīng)具備完整的選擇性漏電保護(hù)裝置，在硬件結(jié)構(gòu)上避免了漏電事故的發(fā)生，將已發(fā)生事故的影響和危害減到最低，可以較快找到供電系統(tǒng)事故發(fā)生源及時(shí)處理。在人員管理教育和供電系統(tǒng)優(yōu)化兩個(gè)方面同時(shí)做好進(jìn)而有效防止漏電事故在礦山供電系統(tǒng)的發(fā)生。

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