矿井漏电保护

矿井漏电保护

张柯宇,1

安科技大学，电控学院，陕西 西安，710054

摘要:智慧矿山是在数字矿山的基础上发展而来的，是未来矿山的发展方向。通过对智慧矿山的定义,简要阐述了智慧矿山的主要内容、体系，并分析了智慧矿山的主要特征。叙述了智慧矿山的运行管理，论述了智慧矿山建设对我国未来矿山发展的重要性。

关键词:智慧矿山;技术;智能化;信息系统;建设

2023年7月西安科技大学“扬帆煤海，逐梦天山”发展成就观察团，赴新疆天池能源有限责任公司进行参观学习，通过学习我对矿井漏电保护有了些新的认识。

煤矿井下巷道中的空气潮湿，在此条件下运行的电气设备虽然对其绝缘有一些特殊的要求，但漏电事故时有发生。特别是采区的低压电缆，还时常被脱落的岩石或煤块砸坏，更会造成漏电事故。煤矿井下供电电网发生漏电的结果不仅使电气设备进一步损坏，形成短路，还是造成人身触电的主要因素。由于漏电电流所产生的电火花也是造成井下发生瓦斯煤尘爆炸的主要原因，流入地中的漏电电流可能使电雷管提前引爆，大量的漏泄电流还可能使绝缘材料发热着火，造成火灾及其他更为严重的事故。矿山供电系统从供电安全考虑应设置漏电保护装置。

煤矿井下漏电的原因有：(1)配电系统的安装可能没有严格按照有关标准和规范施工,同时,人员素质参差不齐,致使安装质量无法保证。如电缆与设备连接时,由于接头不牢、喇叭口封堵不严等原因，使接头在运行中易脱落或发热，而发生漏电。(2)电气线路或设备疏于检查、操作使用不当造成的漏电。如:带电检修或搬迁电气设备;操作或检修不当造成的弧光接地或是物件遗留在设备内造成接地等。(3)电缆敷设不当造成的漏电。如电缆在井下被压砸、穿刺;过分弯曲使电缆外皮损坏;运行中电缆盘圆,导致电缆发热,绝缘老化绝缘性能降低。(4)用电设备、电缆闲置不用时不能定期升井检修或干燥,导致设备、电缆受潮,绝缘降低。(5)电气设备、电缆选择不合适,造成长期过载而发热,使其绝缘降低。

井下漏电保护装置大致有漏电闭锁保护、非选择性漏电保护、选择性漏电保护和强制分路接地保护装置等。漏电闭锁主要用在低压网络，其作用是对电动机及供电电缆的绝缘水平进行合闸前的监视，当绝缘值降到规定值以下或发生漏电时，漏电闭锁保护装置动作，将控制开关或磁力启动器闭锁，使之不能送电。漏电闭锁只监视断电状态下的供电线路，当主回路带电工作时，它便退出工作。由于漏电闭锁保护能使故障的供电回路不投入工作，从而减少火花外露的机会，并且还可与自动重合装置配合组成选择性漏电保护系统，为寻找故障带来方便。强制分路接地保护是将发生漏电或人体触电那一相人为地使其直接接地，造成分路，以减少故障点的电流，达到安全的目的。强制分路接地保护装置只能保护单相接地，不能在两相同时接地情况下工作，为防止这种情况出现需设置闭锁电路。

非选择性检漏继电器一方面连续监视电网的绝缘水平，当电网绝缘降低到某一最小允许值时，继电器动作使低压电源总开关跳闸；另一方面当电网发生人身触电或单相接地故障时，继电器动作，切断电源。随着生产的发展，单一采煤工作面的日产量越来越高，如果该供电电网使用的是无选择性的漏电保护装置，一处漏电必然使总自动馈电开关跳闸，引起整个电网停电，既影响生产又以寻找和处理漏电故障。如果由此引起掘进工作面停电，还可能导致瓦斯积聚，带来瓦斯爆炸的危险。因此矿井低压电网的漏电保护装置应具有选择性，即只切除漏电故障部分，而其余非故障部分则继续运行。这样，不仅有利于生产，而且提高了供电的安全性。
由于煤矿井下环境的特殊性和复杂性，一旦发生漏电其危害要比地面大得多,归纳起来主要有以下几种危害:
(1)由于井下环境比较潮湿,因而人体电阻会大大降低(一般为5000~10000),一旦人触及漏电的带电体,就不易摆脱,造成触电死亡的可能性更大。
(2)漏电所产生的杂散电流,可能会引|爆电雷管,造成爆炸事故。
(3)在瓦斯或煤尘浓度达到一定限度时,漏电所产生的火花会引起瓦斯或煤尘爆炸等恶性事故。
(4)大量的漏电电流会使绝缘材料发热或造成相间短路,从而引起火灾。
(5)当发生单相接地时,会造成另外两相对地电压升高,此时，电气设备的绝缘要承受较高的电压,可能会导致绝缘的破坏使故障进一步扩大。

  我国井下低压电网的中性点全部为不接地方式，选择性漏电保护装置主要采用零序电流型、零序功率方向型原理。零序电流型是利用故障支路零序电流大于任意支路自身的零序电流的特点实现选择性。零序功率方向型是通过比较各支路相位，选出故障支路并切断该支路。对于采区低压电网，因其供电距离不长，电网对地电容值不大，使得单相接地的零序电流值较小，同时又由于支路数不多，故零序电流保护原理难以使用，多采用零序功率方向保护原理。我国已生产了成套的选择性漏电保护装置，可供井下低压电网使用，以构成两级和三级选择性漏电保护系统。上级漏电保护装置还可以作为下级漏电保护装置的后备保护，提高了漏电保护的可靠性。

煤矿井下漏电防护也安排了各种措施
(1)严格按照有关标准和规范施工,严禁非专业电气人员上岗作业,从而杜绝造成漏电的人为因素。
(2)设备容量、电缆规格、保护接地线截面必须经过计算确定。井下使用的电缆和电缆的接头连接及电缆吊挂应符合规定,阻燃电缆下井前,必须有出厂的检验合格证。
(3)地面和井下变电所的高压电线路上必须装设有选择性的单相接地保护;供移动变电站的高压电线路上必须有选择性动作的跳闸单相保护。
(4)井下低压电线路上必须装没检漏装置或有选择性的漏电保护装置,保证自动切断漏电线路,并要经常检查试验。煤电钻必须使用综合保护装置.
(5)井下采区变电所或配电点引出电线路上及低压电机的控制开关,必须装设漏电装置.
(6)井下电器必须有接地、过流、漏电保护装置,严禁用地面中性点直接接地的变压器直接向井下供电。
(7)井下配电网络均应装设可靠的过流和短路保护装置。井下由采区变电所、移动变电站或配电点引发的电线上,应装设短路、过负荷和漏电保护装置

漏电对于矿井有着极大的危害性，我们对此要有充分的认识，井下的漏电保护装置是矿井人生命安全的保障，必须坚持不懈地使用“漏电保护装置”，确保井下用电安全