煤礦井下電網的三大保護

侯海苗 陳曉軍

摘 要：煤礦井下巷道狹窄，空氣潮濕，工作條件惡劣，容易發生各種電氣事故，因此需要采取必要的安全措施，設置可靠的保護裝置，才能保證礦井生產的安全供電。井下作業惡劣，很容易發生電氣設備及電纜相間短路、漏電而引起電火災、瓦斯和煤塵爆炸、觸電等事故，為了保證煤礦井下供電的安全性，煤礦井下設置三大保護即過流保護，漏電保護和保護接地。

關鍵詞：過流；漏電；接地

1 過流保護

過電流是指實際通過電氣設備或電纜的工作電流超過了額定電流值。引起過流的主要原因有短路、過載和電動機單相運轉等，因此過流保護通常包括短路保護、過負荷保護、斷相保護等。目前，煤礦井下低壓電網使用的過流保護裝置主要有熔斷器、過流繼電器、熱繼電器及綜合保護裝置等。

過流保護裝置在保護中應滿足四個要求：

（1）選擇性，只切除故障部分，而其余非故障部分則繼續運行。

（2）可靠性，不拒動，不誤動。

（3）動作迅速，在故障情況下保護裝置迅速動作并切斷其供電電源，以免事故進一步擴大。

（4）動作靈敏，保護裝置應滿足靈敏度的要求。

短路保護、過載保護和斷相保護都屬于過流保護，但是有本質的區別。短路保護的動作時間要短，其動作值設定較大，過載保護和斷相保護按反時限延時動作，動作時間與過載電流的大小有關，其動作值設定小于短路保護的動作值。煤礦目前使用的過流保護裝置中熔斷器只能做電機短路保護，各種繼電器必須與接觸器或脫扣器配合實現過流保護，其中熱繼電器只適用于做過載保護和斷相保護，而電子繼電器具有功能完善、保護齊全、靈敏可靠等優點，特別是計算機技術的發展，用單片機集成電路取代分立電子元件電路使其優點更為突出，在礦井供電控制中得到廣泛運用。

2 漏電保護

煤礦井下巷道中空氣潮濕，在此條件下運行的電氣設備，雖然對其絕緣有一些特殊的要求，但漏電故障仍時有發生，特別是采區的低壓電纜，還時常被脫落的巖石或煤塊砸壞，更會發生漏電事故。漏電事故不僅會使電氣設備進一步損壞，形成短路，而且還可以導致人身觸電和瓦斯煤塵爆炸危險，因此，井下設備必須裝設作用于開關跳閘的漏電保護裝置。

2.1 漏電保護的作用

2.1.1 防止人身觸電。

2.1.2 不間斷地監視井下采區低壓電網的絕緣狀態，以便及時采取措施，防止其絕緣進一部惡化。

2.1.3 預防電纜和電氣設備因漏電而引起的相間短路故障，減少漏電電流引起的瓦斯、煤塵爆炸的危險。

2.1.4 對于由短路引起的接地故障，漏電保護還可以起到短路保護的后備保護作用，一旦短路保護拒動，漏電保護裝置還可使開關跳閘。

2.2 漏電保護設置要求

礦用低壓電網采用檢漏繼電器實現漏電保護，檢漏繼電器分為有選擇性和無選擇型兩種，為了充分發揮漏電保護的作用，煤礦井下低壓檢漏繼電器應具有漏電跳閘和漏電閉鎖雙重功能，并利用千歐表不斷監視電網的絕緣狀態；當電網對地的總絕緣電阻下降到漏電動作電阻整定值以下時，應立即動作，并切斷其供電電源；當電網對地的總絕緣電阻下降到漏電閉鎖電阻整定值以下時，應將其電源開關閉鎖起來，以防止合閘送電，防止事故擴大；檢漏繼電器動作速度必須靈敏可靠，不拒動，也不誤動；漏電保護裝置應當具有選擇性，只切除漏電故障部分，而其余非故障部分則繼續運行，這樣不僅有利于生產，而且提高供電的安全性。

3 接地保護

3.1 保護接地網的作用

保護接地對保證人身觸電安全是非常重要的，由于接地電阻與人體構成并聯電路，通過接地裝置的有效分流作用，就可以把流經人身的觸電電流降低到安全值以內，減少觸電的危險。此外，由于裝設了保護接地裝置，帶電導體碰殼處的漏電電流經接地裝置的分流作用大部分流入大地，當設備外殼與大地接觸不良而出現裸露的電火花時，電火花的能量也大為減少，使瓦斯、煤塵爆炸的危險減少。

3.2 接地裝置的安裝

主接地極、局部接地極、電氣設備的接地、接地線的連接應按《礦井保護接地裝置的安裝、檢查、測定工作細則》和《煤礦井下檢漏繼電器安裝、運行、維護與檢修細則》的規定執行。

3.3 接地裝置的檢查與測定

對井下接地裝置要按照規定做好定時檢查并做好記錄，井下接地系統的接地電阻必須按時測定，要滿足《煤礦安全規程》的規定。接地網上任一保護接地點的接地電阻值不超過2Ω。每一移動式和手持式電氣設備至局部接地極之間的保護接地用的電纜芯線和接地連接導線的電阻值不超過1Ω，不滿足時必須查找原因，達到要求。

4 結束語

煤礦井下供電系統大多采用電纜線路，生產環境惡劣，發生單相漏電或者單相接地故障幾率相對較高，對井下工作人員的安全構成很大的威脅。因此研究井下供電系統產生漏電的原因及危害，設置完善的電氣保護裝置對煤礦安全生產具有重要的意義。

參考文獻

[1]國家煤礦安全監察局.煤礦安全規程[S]北京：煤炭工業出版社，2009.

[2]佟浚澄.礦井供電[M].徐州：中國礦業大學出版社，1995.

[3]顧永輝，等.煤礦電工手冊[M].北京：煤炭工業出版社，1998.