淺析煤礦井下電氣三大保護

2016-01-04 15:53:21永煤集團順和煤礦河南永城476600

山東工業技術 2016年1期

趙　磊（永煤集團順和煤礦,河南　永城　476600）

淺析煤礦井下電氣三大保護

趙磊
（永煤集團順和煤礦,河南永城476600）

摘要：煤礦井下工作條件比較惡劣，氧氣少、濕度大，電氣設備和線路很容易受到損壞和受潮，線路絕緣性不斷下降，導致漏電事故或者短路故障，嚴重影響電氣設備的安全、穩定運行。因此應做好煤礦井下的接地保護、漏電保護和過電流保護，合理設置保護裝置，保障煤礦井下的順利施工作業。本文分析了煤礦井下電氣保護的必要性，闡述了煤礦井下電氣三大保護，以供參考。

關鍵詞：煤礦井下；電氣；三大保護

0　引言

近年來，我國經濟快發展，各個領域對于煤礦資源的需求量大幅上漲，煤礦井下是工作人員施工作業的主要場所，接地保護、漏電保護和過電流保護是煤礦井下的三大電氣保護方法，為確保煤礦井下電氣系統的穩定性和安全性發揮著非常重要的作用。結合煤礦井下電氣保護設置要求，優化三大保護設計，最大程度地控制煤礦井下安全事故發生率。

1　煤礦井下電氣保護的必要性

通常情況下，煤礦井下達數十米，井下地形地貌復雜，含有大量瓦斯氣體，并且濕度大、溫度低，電氣系統的設備和線路在惡劣的環境中使用性能和使用壽命都受到一定程度的影響，易發生損傷和受潮，電氣設備外殼經常漏電，一旦工作人員觸及電氣設備會導致人體觸電，并且電氣線路絕緣層受潮，直接影響其絕緣性能，甚至發展為電氣線路短路故障，容易引發嚴重的安全事故，威脅煤礦工作人員的生命安全，給國家、社會和人民造成巨大的損失，為此必須做好煤礦井下電氣的三大保護：接地保護、漏電保護和過電流保護[1]，例如，若煤礦井下漏電保護裝置發生動作失誤，電氣設備漏電很可能轉換為短路故障，而通過短路保護依然可以保障煤礦井下電氣系統的安全運行，如果電氣系統出現短路故障，短路保護無法正常發揮作用，電氣設備防爆外殼和短路電弧連接，會發生漏電，這時漏電保護可以快速發揮作用，而保護接地可以為電氣系統漏電保護提供重要保障，因此煤礦井下電氣系統的接地保護、漏電保護和過電流保護是非常有必要性，三大保護之間相互配合，確保井下電氣系統的安全、穩定運行。根據我國《煤礦安全規程》的相關要求，煤礦井下配電網系統必須設置短路保護和過流保護裝置，利用最大三相短路電力來調整和校驗電纜絕緣性能、熱穩定性以及開關設備的熱穩定性、動穩定性和分斷能力，采用合適的熔斷器，設置過流保護裝置的安全性系數。

2　煤礦井下電氣三大保護

2.1漏電保護

煤礦井下空氣濕度較大，電氣設備在這種環境中絕緣層容易受到損害，經常發漏電事故，尤其是采礦區低壓電纜，經常被掉落的煤塊或者巖石砸壞，導致漏電故障，如果漏電事故得不到及時處理，會進一步損害電氣設備，造成短路故障，甚至造成瓦斯爆炸或者人體觸電，因此對于煤礦井下電氣設備合理設置漏電保護裝置。結合煤礦井下電氣系統設計要求，對于低壓電網應用檢漏繼電器，在實際應用中檢漏繼電器包括無選擇性檢漏繼電器和選擇性檢漏繼電器，無論哪種類型的檢漏繼電器都具有漏電閉鎖和漏電跳閘的功能[2]，能夠通過千歐表實時監測井下電氣系統運行情況和絕緣狀態，一旦電氣系統總絕緣電阻下降超過檢漏繼電器整定值，繼電器立即發生動作，將電氣設備供電電源切斷，當電氣設備對地總絕緣電阻不斷下降，超過檢漏繼電器閉鎖電阻整定值時，實現電源開關閉鎖，停止送電，有效控制漏電事故進一步擴大。煤礦井下電氣系統利用檢漏繼電器，其動作靈敏可靠、動作速度快，不會誤動也不會拒動，并且可以利用其選擇性功能，將電氣系統漏電部分切除，使正常線路保持安全運行，提高電氣系統利用率，保障煤礦井下的正常生產。

2.2過電流保護

過電流是指電氣系統中電纜線路或者電氣設備的電流超過額定電流值，導致電氣系統過電流的原因有電動機單相運轉、過載或者短路等，過電流保護主要包括斷相保護、過負荷保護、短路保護等。煤礦井下電氣系統采用過電流保護裝置有綜合保護裝置、熱繼電器、過流繼電器、熔斷器等[3]。在實際應用中，過電流保護裝置應滿足以下幾個條件：其一，動作靈敏，過流保護裝置必須具有較高的靈敏度；其二，動作迅速，一旦電氣系統發生運行故障，過電流保護裝置必須在最短時間內快速動作，控制事故范圍；其三，可靠性，過電流裝置不能發生誤動或者拒動；其四，選擇性，過電流保護裝置切除故障區域，正常區域繼續運行。斷相保護、過載保護和短路保護雖然都是過流保護，但是它們的應用原理不同，斷相保護和過載保護依據反時限延時發生動作，過載電流對于其動作時間有著重要影響，短路保護動作值設定大，動作速度快速。當前，大多數煤礦井下采用的過電流保護裝置主要是熔斷器，繼電器需要和脫扣器或者接觸器配合運行，熱繼電器用于實現斷相保護和過載保護，隨著電子科學技術的快速發展，電子繼電器靈敏可靠、保護齊全、功能完善，被廣泛的應用在煤礦井下電氣系統中。

2.3接地保護

接地保護是煤礦井下電氣保護的一個重要環節，人體和接地電阻構成并聯電路，接地裝置可以發揮分流作用，有效降低人體的觸電電流，保障井下工作人員人身安全，并且通過設置保護接地裝置，電氣設備外殼的漏電電流可以通過接地裝置引入地下，減少漏電電流危害，防止發生煤塵或者瓦斯爆炸。根據《煤礦井下繼電器調試安裝、運行維護和檢修規范》和《礦井保護裝置安裝設計要求》，嚴格把關接地線、電氣設備、接地極的連接和接地，按照相關規定，對煤礦井下接地保護裝置進行檢查并且做好記錄，定時測定接地電阻，結合《煤礦井下安全規程》，接地網任何位置的接地電阻應小于2歐姆，接地極到手持式或者移動式電氣設備之間的保護接地極電阻值應小于1歐姆[4]，一旦超出這個界限，應仔細分析原因，有針對性地進行調整。