淺談漏電保護技術在煤礦井下供電系統中的應用

孟憲超,謝成

摘要 本文簡單分析漏電保護裝置的工作原理，重點論述漏電保護技術在煤礦井下供電系統中應用。

關鍵詞 漏電保護；井下供電；應用

中圖分類號TD6 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）43-0129-01

0 引言

漏電保護裝置是用來防止人身觸電和漏電引起事故的一種接地保護裝置，當電路或用電設備漏電電流大于裝置的整定值，或人、動物發生觸電危險時，它能迅速動作，切斷事故電源，避免事故的擴大，保障人身及設備的安全。煤礦井下環境惡劣, 供電系統及設備更易發生漏電、人身觸電、電火災、電雷管提前引爆等電氣事故,采用漏電保護技術，對保證煤礦安全生產有重要的現實意義。

1 漏電保護裝置的發展和基本工作原理

1.1 漏電保護器裝置的發展

安全用電技術源于19世紀末，觸電漏電保護器始于20世紀初。自法國在1930年制造出世界上第一臺電流動作型漏電斷路器以后，德國、英國、美國等發達國家對漏電保護技術也進行了廣泛的研究。雖然我國研制漏電保護器方面比較晚，但發展速度很快。自20世紀60年代后期第一臺觸電保護器經國家鑒定認可開始，到20世紀七八十年代已經研制出高靈敏度、快速動作型、電子式電流動作型漏電保護器，并且建立了定點生產企業，使我國的低壓電網實現了漏電觸電三級保護，漏電觸電事故明顯降低。到目前為止，PLC和單片機等計算機技術已應用到許多漏電保護裝置中。

1.2 漏電保護裝置的基本工作原理

漏電保護裝置俗稱漏電保護器，主要用于對有致命危險的人身觸電提供間接接觸保護，以及防止電氣設備或線路因絕緣損壞發生接地故障由接地電流引啟的火災事故。漏電電流不超過30mA的漏電保護器在其他保護失效時，也可作為直接接觸的補充保護，但不能作為唯一的直接接觸保護。其基本工作原理為：電流動作型漏電保護器以被保護設備的對地泄漏電流或接地電流作為輸入訊號而工作。這保護器采用剩余電流互感器作為取得觸電或漏電訊號的檢測元件。所有電源線穿過剩余電流互感器構成一次線圈；當發生漏電或人身觸電時，在剩余電流互感器的有剩余電流通過，脫扣器中將有電流通過，當電流達到整定值時，使脫扣機構動作，主觸點斷開，切斷故障電路，從而起到保護作用。

2 漏電保護裝置的主要用途

1）用于防止由于電氣設備和電氣線路漏電引起的觸電事故； 2）用于防止由漏電引起的火災和設備燒毀事故； 3）用于檢測和切斷各種一相接地故障；4）有的漏電保護裝置還可用于過載、過壓、欠壓和缺相保護。

3 漏電保護的類型和檢漏保護裝置的要求

3.1 漏電保護的類型

漏電保護的類型有漏電閉鎖和漏電跳閘。所謂漏電閉鎖，是指在開關合閘之前對電網的絕緣電阻進行檢測，如果電網的對地絕緣電阻低于規定的漏電閉鎖動作電阻值，則使開關不能合閘，起閉鎖作用。漏電跳閘保護，則指在電網的對地絕緣電阻降低到規定的跳閘動作電阻值，或人觸及一相線路時，能使線路開關跳閘，切斷電源。漏電跳閘保護通常是由檢漏保護裝置配合自動開關來實現。

3.2 檢漏保護裝置的要求

1）能連續監測電網的對地絕緣電阻；2）當電網的絕緣水平降低到規定值，或人觸及一相帶電導體時，能使自動開關跳閘，切斷電源；3）當人觸及一相帶電導體或發生一相線路接地漏電故障時，能補償流過人體的電流和接地漏電電流中的電容電流；4）保護具有選擇性，即當電網發生漏電故障或人身觸電事故時，保護裝置只使故障線路的控制開關跳閘，切斷故障線路電源，對未出現故障的電路，仍能讓它們繼續工作，以縮小故障停電影響范圍；5）動作迅速，即在發生漏電故障或人身觸電時，能迅速切斷故障線路電源，以減小觸電危險和避免故障擴大。

4 漏電保護技術在煤礦井下供電系統中應用

我國從20世紀50年代末開始研究漏電保護技術在煤礦井下供電系統的應用，到現在為止，已經形成了漏電閉鎖、有選擇性漏電保護和無選擇性漏電保護的漏電保護體系。漏電保護已成為保證煤礦井下安全供電的三大保護（過流保護、漏電保護和保護接地）之一，并且是防止人身觸電的重要保護措施。

隨著電子技術發展，漏電保護已經從分體的保護裝置發展到與各類開關的配套組合，從單一原理型發展為原理綜合型，從原始的機電式控制發展為計算機控制，使普通開關變成了具有過流保護、保護接地、漏電保護、漏電閉鎖等多種保護功能的綜合保護裝置。計算機技術的應用，使漏電保護裝置中各監測信號的數據采集、數據處理、比較放大、信號輸出等環節軟件化；使保護性能更加優越，動作更加靈敏、可靠，動作時間是衡量漏電保護的一個重要指標，如今漏電保護裝置已實現供電系統智能化控制。比如：煤礦井下使用的BKD3-400Z/660（380）等隔爆型智能真空饋電開關等就是以單片機作為中央控制單元，利用多功能數字顯示屏建立了良好的人機界面，通過它可以直觀進行短路、過載、漏電等多種保護參數的設定，循環顯示系統的各種工作參數和對地絕緣水平，故障跳閘后可再現故障的類型，使故障的判斷和排除更加快速和簡潔。漏電保護器雖然能有效防止漏電事故的發生，但也存在不足，還應采用接地/接零等保護配合措施。要確保接地電阻符合標準，規定饋電裝置本身接地電阻≤4Ω。

5 結論

總之，煤礦井下為了防止電網觸電及漏電所造成的危害，避免系列事故的發生，根據《煤礦安全規程》第454條規定井下由采區變電所、移動變電站或配電點引出的饋電線上，應裝設漏電保護裝置。這樣，當設備或線路漏電時，通過保護裝置的檢測異常信號，執行機構動作，自動切斷電源，并起到相應地保護作用，有利于保證煤礦安全生產。

參考文獻

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