矿井低压供电漏电保护动作装置的设计

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矿井低压供电漏电保护动作装置的设计
□ 张永锋 山西汾西矿业（集团）有限责任公司贺西煤矿
1 供电系统中的漏电防护措施
由于煤矿生产安全受到当前工作环境的影响极大，同时内部线路随着生产的不间断化经常出现腐蚀或破损的情况，从而导致电线的老化时间加快并提前出现了漏电问题。

另外不间断的生产也会给井内的线路带来不间断的磨损，即会经常在线路发热情况超出预设时仍在负载工作，增加了漏电情况的出现频次。

另外对于该生产环境下电缆装置的维修也较为困难，当电缆出现故障时往往无法及时的进行修复或更换，从而产生漏电事故的发生。

此外通过现代化技术的监管可以有效监控电缆的运行状态，或者在电缆设施投入运营前夕需专业人员对其材质和安全性进行检查，同时井内布线需要严格按照要求进行，另外为了缩减电缆的老化时间，应使其远离井内的酸性物质，避免侵蚀的产生。

另外也需要从井内工作人员的自我约束开始，避免有可能导致电缆损坏的破坏行为，从而降低井内电缆出现漏电的产生。

目前有关煤炭开采工作供电系统漏电保护机制的使用中，国内大多数的开采企业是通过双向机制实现漏电安全保护，即在矿井供电系统空间布局的纵向和横向均能提供漏电保护。

这样当系统中任一位置发生漏电问题时，均能够断开低压供电系统总开关，从而避免危险的发生，但该方方式也会对生产节奏造成较大影响。

对井内的漏电现象进行保护设计时需要将闭锁装置设备及断电状态下的处理措施进行融合，从而提高井下电源设备的运行效率，断电产生时可以尽
目前开采工作中关于矿井供电系统的问题看，出现线路分级漏电问题的主要原因在于供电系统中的低压运行设备故障、线路保护不完善和布局的不合理等。

这些存在的安全隐患将会导致较为严重的矿井安全隐患，一旦漏电的情况发生，在易燃易爆的环境中产生火花，从而形成矿井爆炸事故，对于工作人员的生命安全出现严重威胁，所以必须高度重视矿井供电系统的漏电保护优化，确保提供必需的高质有效的漏电保护。

快开启应急设备，同时也要检查当前发生漏电的原因，此外也可以加入自检与断电跳闸，从而避免非故意人为操作下的后续电路安全问题。

另外为了对漏电保护系统进行升级，应尽可能对老旧的、安全性不强的设备进行替换；对电源设备中的元件加强其封闭性；另外对于井内所需的常用设备或者是辅助设备，尽可能的采用低功率工作模式；最后井内管理电源部分的相关工作人员也需要周期性的进行相关检查，确保井内线路的安全性与可靠性，从而防止漏电问题的生成。

供电系统中绝缘电阻值低于某一范围时，也会极易导致漏电问题，一旦出现该问题则对应的保护设备第一时间应带发出警报并能够自动的切断低压设备的运行开关，防止出现更大的安全事故，同时也能够避免工作人员触电等安全事故的发生。

1.1 自动复电漏电器件的装设
对于选择性漏电保护系统的应用，其中能够实现更大范围内的保护措施便是旁直零式保护系统，该系统的应用能够实现更大范围的漏电保护即对于线束空间布局中的纵向和横向维度均能实现保护控制，同时该系统的漏电保护插件直接布置在用于提供动能的低压系统周边。

当因漏电保护断开低压设备的运行开关之后，自动复电额设备便会在后续的指令中继续运行，进而能够再次实现安全供电。

1.2 零序电流的相关保护设计
矿井供电系统中，漏电保护可通过零序电流方向保护机制实现主线路的常规运行，为矿井开采系统的运行提供必要的安全保障。

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2 预防漏电的处理措施
2.1 定期检查相关设备
当发现漏电问题后，首先要第一时间切断低压设备的运行，同时派出专业的故障检查维修团队对矿井供电系统进行排查，重点关注易燃易爆气体量大的区域和极易发生崩塌区域，并第一时间疏散矿井中的开采工作人员。

同时在日常的开采工作中要加强员工培训，对于存在的安全隐患要及时的上报处理，对于存在的设备老化和线束腐蚀等问题要重视，做好日常的维护工作，加大线束布局中的绝缘性保护，进而过呢个好的实现安全稳定和高质高效的煤矿资源的开采工作。

2.2 装设漏电保护装置
受矿井生产恶劣环境的影响，任何用于开采的电子设备的运行效率均会出现不同程度的折扣，同时在深入地层的开采工作中一些低压线束极易遭受来自岩石等外物的冲击和损害，尤其是在未开发的区域进行开采作业时，工作人员的不规范操作极易导致用于设备供电的线束遭受破坏，严重的将会在瞬间便出现漏电。

一旦在恶劣的环境中出现漏电问题，如果不能及时有效的进行处理，那么便会直接导致不可预估的严重影响，尤其是在易燃易爆气体如甲烷等量大的环境中进行作业时，如果不能及时的发现并处理漏电问题，那么最终出现的便是恶劣的结果。

因此矿井供电系统的漏电保护工作必须要高度的重视和推进，加强漏电保护设备的安装和维护，定期对矿井供电系统进行严格的检查，对于存在漏电等安全隐患的要及时上报并处理，检查时可采用有或无选择性检漏继电器进行排查，有针对性的加强易漏电区域的保护和检测，更好的实现供电系统的安全稳定运转，进而能够更好的实现开采作业的安全进行。

3 低压馈电开关中的漏电原理及防护措施
3.1 漏电动作原理
以基尔霍夫电流定律（流入电路中任何某个节点的电流代数和都为0） 为基础，研制出了KBZ 系列馈电开关漏电保护装置。

即低压设备的监控反馈开关大多是通过检测其附加直流波动而进行的漏电保护，当直流电压通过智能保护端口向外输出时，
此时的系统的正极与大地相关联，对应的负极则是直接通过设备中的零序电抗器EK 和三相电抗器SK，进而最终汇总流入三相电网，同时直流电能够在传输的过程中对地绝缘电阻形成一个通道。

通过综合智能管控系统的实时监测，能够更好的实现线路漏电问题的检测，通过检测线路绝缘阻值的范围波动，进而实现线路漏电的判断，同时能够更快的实现低压设备的运行阻断，避免了可能出现的安全事故。

3.2 低压馈电开关的漏电防护方式
对于低压馈电分开关的运用而言，其本身的漏电保护机制也是零序电流式保护的一种，工作机制的主要原理是通过在三相电网中电压对称、负载一致，即电流矢量总和为0判别线路系统中的漏电问题，同时通过电流互感的二次机制实现更加全面的漏电检测。

一旦矿井供电系统出现漏电问题，对应的三相电路中的电压数值便会失衡，这是电流的矢量和便不等于0，通过智能综合端口的检测便能够获得漏电的信号输入，进而切断供电设备运行，体现故障线路位置，实现漏电保护。

4 低压馈电开关中的漏电检修方法
一般线路绝缘阻值小于22 kΩ时，此时的供电系统的线路为绝缘闭锁状态，此时需先将发生漏电的线路进行拆解，然后再通过综合智能管控模块分析线路，当开关显示的阻值范围波动大于1 MΩ时，低压反馈系统便会输出送电指令，若不出现上述现象则证明开关不是导致出现漏电的问题。

同时对于线路其他范围内应进行详细的排查，确保无线束腐蚀等问题的发生，对于出现的问题故障安排专业的工作人员进行处理，当绝缘值大于等于200 kΩ时，则处置工作顺利完成。

5 结语
综上所述，矿井低压供电系统是否能够安全稳定、高质高效的运行不但直接关系开采工作的进度，同时直接关系到开采工作人员的生命财产安全，因此必须重视和加强漏电系统的优化，对于存在的漏电安全隐患要及时的处理和分析，将可能出现的风险降到最低，实现安全有保障的生产。

〔张永锋（1988—），男，从事矿井供电保护工作〕。