煤礦井下低壓供電系統漏電原因分析及預防措施

鄭偉偉 劉岱碩

【摘 要】論文根據煤礦井下中央變電所向采掘頭面低壓供電的實際情況，主要分析了煤礦井下常見的幾種漏電，從不同的漏電部位分析漏電原因，以及發生漏電后如何排查、處理漏電故障，從而找到相對應的預防措施。

【Abstract】According to the actual situation of low-voltage power supply from the central substation of underground coal mine to the face of mining head， this paper mainly analyzes several common leakage of electricity in underground coal mine， analyzes the causes of leakage of electricity from different parts of leakage， and how to troubleshoot and deal with leakage faults after the occurrence of leakage， so as to find corresponding preventive measures.

【關鍵詞】漏電;故障查找;原因分析;預防措施

【Keywords】electric leakage; fault finding; cause analysis; preventive measures

【中圖分類號】TD611? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）08-0140-02

1 引言

漏電故障可分為集中性漏電和分散性漏電，井下以集中性漏電居多，集中性漏電又分為長期集中性漏電、間歇集中性漏電和瞬間集中性漏電。長期集中性漏電，是指供電系統中某一電氣設備或電纜，由于某種原因使絕緣層擊穿或帶電導體碰觸外殼帶電而造成的漏電故障。間歇性漏電，一般是指供電系統中某個電氣控制設備的負荷端，如負荷側的電纜和負荷側的電動機，由于某種原因使其絕緣擊穿，帶電導體碰觸外殼帶電而發生的漏電故障。一般情況下，這種漏電故障的存在與開關的停送電狀態有關，如果此時開關合閘送電，這部分線路就發生漏電，如果開關分閘斷電，這種漏電故障就會消失。瞬間集中性漏電，主要是指人員或其他接地的導體偶爾觸及設備的帶電部分后，立刻又脫落或斷開的情況。

2 漏電保護裝置

現在煤礦井下使用的開關都有漏電保護裝置，然而漏電保護裝置通常使用的檢漏繼電器型號有JY82型、BJJ型和JJKB30型以及可以實現選擇性跳閘的KXL-1等型號。云蓋山煤礦一礦使用的饋電主要為浙江恒泰、山西際安和南京雙京KJZ系列和KBZ系列，其中使用較廣泛的是JJKB30型和KXL-1型，JJKB30型檢漏繼電器主要適用于煤礦井下1140V和660V的供電系統中漏電保護用，它主要是采用附加直流電源的原理進行工作，采用橋式比較電路對供電電網的絕緣狀態進行檢測，具有漏電閉鎖的功能。KXL-1型低壓選擇性漏電保護裝置具有選擇性漏電保護、漏電閉鎖等功能。

目前，煤礦井下低壓饋電開關的2種主要漏電保護方式是附加直流電源檢測式漏電保護和零序功率方向式漏電保護。附加直流電源的漏電保護原理是：在變壓器的中性點上附加直流電源，使得直流電流從正極流出，流入大地后，經供電系統網絡中的絕緣電阻進入三相電網，再經三相電抗線圈或經變壓器繞組、零序電抗線圈、千歐表和直流繼電器，返回負極。零序電流保護原理是：利用故障線路的零序電流比非故障線路零序電流大的特點，使保護裝置實現有選擇性保護。在正常情況下，各回路中對地電容電流都是對稱的，當某一線路中出現接地故障時，凡是直接有聯系的所有線路對地電容電流都不對稱，于是出現了零序電流。如果在某一線路上發生單相漏電或接地故障，則其他支路的零序電流互感器中的零序電流分別由各支路自身的電容來決定，第一支路的零序電流互感器中的電流是其他支路電流之和，使第一支路的零序電流互感器所流過的零序電流要大于其他兩個支路，因此，供電線路的分支數越多，則故障支路的零序電流就越大。附加直流電源方式的漏電保護電路是由整流橋、靈敏繼電器、零序電抗器、三相電抗器及千歐表組成。檢測直流電源由三相電抗器中柱上的副繞組提供低壓交流電，整流電源的負極經靈敏繼電器、零序電抗器、三相電抗器接至三相電網。

3 常見漏電故障

井下某一低壓供電線路可簡單分為由變壓器、饋電開關、啟動器、電纜、負荷等組成。其中較常見的漏電故障發生在開關（饋電開關和啟動器）、電纜、負荷上等三部分。

開關常見的漏電原因：

①供電中的開關受潮或進水，造成相線與大地之間的絕緣度降低或絕緣擊穿;

②換向開關壞造成兩相短路;

③開關上腔有銅絲頭或檢修時將金屬工具遺留在設備內部，造成接地故障。

電纜常見的漏電原因：

①電纜接頭毛刺多、電氣設備接線錯誤，從而造成與外殼相連;

②電纜接頭處有屏蔽層或絕緣層未剝離徹底與相線似接非接;

③用接線盒連接電纜內部接線工藝差，導致某一相觸碰外殼或相線接觸;

④電纜受外力擠壓、砍砸或過度彎曲變形嚴重，從而產生裂口或破皮露芯線;

⑤電纜長期浸泡在水中受潮。

負荷常見的漏電原因：

①水泵燒壞或長期浸泡水中絕緣值低;

②電機燒壞或長期受潮進水絕緣值低[1]。

4 漏電故障的原因分析與處理

漏電故障原因與查找方法：在井下出現漏電故障，首先要查找漏電原因，饋電開關上顯示漏電閉鎖時，主要檢查供電線路和負荷，先檢查供電線路，控制負荷的開關正常時，再排查負荷。漏電閉鎖的主要作用是在低壓供電系統中，對負荷端以及供電線路的絕緣水平進行開關送電前監測監視，當其供電線路中的絕緣電阻降到規定值以下時，1140V供電電網的絕緣電阻在22kΩ，660V供電電網的絕緣電阻在11kΩ，此時漏電閉鎖保護裝置動作，自動將控制開關閉鎖，使開關不能送上電。漏電閉鎖只監測在開關斷電狀態下的供電線路，當主供電線路帶電工作時，漏電閉鎖不再進行監測。

集中性漏電的尋找方法。當供電線路發生漏電跳閘后，先試著把總饋電開關合閘送電，如果能合上閘開關能帶電運行，則有可能是瞬間集中性漏電;如果把總饋電開關合閘后仍不能送電，此時再拉把全部分路開關分閘斷電，再對總饋電開關進行試合閘送電，如果仍不能合閘送電，則說明漏電的故障點在電源線上，然后可以選用搖表進行遙測，以便確定在哪一條供電線路上;如果把全部分路開關拉開斷電，把總饋電開關合閘送電，如果能合閘送電，再把所有的分路開關分別逐一送電，如果在送電過程中發現對某一開關合閘送電時發生跳閘現場，則說明此供電線路有集中性漏電，然后再根據漏電時間的長短來判斷是長時間的或間歇性的集中性漏電。

分散性漏電的尋找方法?？梢园阉蟹致烽_關分閘斷電，安排人員在各個開關處逐一進行送電，送電后通知總饋電開關處人員，此時，觀察總饋電顯示屏上監測的電網絕緣值指數的變化情況，如果在送電后發現絕緣值接近正常值或在正常絕緣值時，便能夠確定是哪一條線路絕緣水平最低，然后用搖表進行遙測。如果遙測后發現某些電氣設備或電纜絕緣值非常低，則應及時更換這些設備或電纜。

5 預防漏電故障的措施

預防漏電故障的措施：

①選用帶屏蔽層的橡套電纜，并與可靠的檢漏保護裝置配合;

②井下所有電氣設備采用保護接地;

③采用PLC保護控制的饋電開關以及性能較好的換向開關;

④嚴禁將開關放置在淋水地點;

⑤接線時應規范操作，對接線柱接線壓實，開關腔內干凈整潔，不能出現銅絲頭;

⑥接線盒上架固定，日常進行開蓋維護;

⑦不能超電纜載流量長期運行;

⑧移動電纜需對其進行防護，防止碰破皮;

⑨嚴禁將電纜浸泡在水中;

⑩電機不能超負荷長期強行運行，水泵不能淤死開泵等。

6 結語

由于現在煤礦井下安裝的饋電以及智能開關都有檢測漏電的保護功能，當井下低壓供電系統中發生漏電故障后，能夠及時迅速切斷電源，起到保護作用，但是如果長期存在漏電電流，可能使電氣設備的絕緣水平逐漸降低，慢慢地就會造成相間短路，甚至會出現嚴重的電氣設備事故，對電氣設備造成損壞，從而影響礦井更多更重要的電氣設備。煤礦井下的漏電故障，是影響礦井供電線路、電氣設備、生產運輸、礦井安全的重要因素之一，所以在井下正常生產情況下，如果某一線路出現漏電故障，首先低壓饋電開關檢漏繼電器動作，按照漏電故障的處理方法能夠快速找到故障點并排查處理，減少生產影響時間，同時采取多種技術措施，以達到防止人身觸電、減少瓦斯煤塵爆炸的可能性。

【參考文獻】

【1】馮英博.煤礦井下低壓饋電開關的漏電保護[J].山東煤炭科技，2009（3）：34-36.