煤礦電力系統(tǒng)中漏電檢測技術(shù)的探討

羅 曦

(天地<常州>自動化股份有限公司，江蘇 213015)

漏電保護作為確保煤礦井下安全供電的三大保護之一，有著極其重要的作用。近年來，有些企業(yè)一味追求施工、生產(chǎn)進度，卻忽視了漏電保護裝置的使用，以致于在施工、生產(chǎn)過程中因電網(wǎng)漏電而引起的觸電傷亡事故不斷增多。因此，在煤礦電力系統(tǒng)中非常有必要增設(shè)漏電保護裝置，以確保煤礦用電安全。

1 漏電保護器的現(xiàn)狀及其應(yīng)用

1.1 漏電保護器的現(xiàn)狀

在低壓電路中安裝漏電保護器，當設(shè)備發(fā)生漏電故障或觸電時，漏電保護器可在限定時間內(nèi)動作，自動斷開電源，起到保護作用。漏電保護器可根據(jù)動作方式分為電流型漏電保護器和電壓型漏電保護器。其中，電壓型漏電保護器結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，極易受外界干擾，穩(wěn)定性較差，且造價較高，基本上較少使用。目前，我國對漏電保護器的研究以電流型漏電保護器為主導(dǎo)地位。我國制定了一系列國家標準，該標準對漏電電流動作保護器的特性、分類、選用、安裝、結(jié)構(gòu)與性能要求、使用以及檢測等方面有明確規(guī)定。經(jīng)過多年的運行實踐表明，漏電保護器的使用大大減少了因觸電、漏電而造成的傷亡事故。

1.2 漏電保護器的組成

一般來說，漏電保護器可由三大部分構(gòu)成，分別為漏電電流檢測元件、中間放大環(huán)節(jié)以及操作執(zhí)行機構(gòu)。其中，漏電電流檢測元件是由零序互感器組成的，一旦發(fā)生觸電、漏電或短路故障，則可通過次級感應(yīng)線圈檢測出漏電電流，并作為檢測信號輸出；放大環(huán)節(jié)則是指放大微弱的漏電信號，根據(jù)不同的裝置，構(gòu)成不同的保護器；執(zhí)行機構(gòu)的作用則在于，收到信號后，主開關(guān)轉(zhuǎn)換到斷開位置，將電源切斷，使被保護電路與電網(wǎng)的跳閘部件相脫離。

1.3 漏電保護器的工作原理

當被保護設(shè)備發(fā)生漏電和觸電且電流達到限定值時，漏電保護器就會自動斷開電源，從而切斷故障電路，起到保護作用。在無觸電或漏電故障的情況下，電源各相瞬時電流的矢量和等于零。因此，在零序電流互感器鐵芯中，各相電流所產(chǎn)生的磁通量之后也為零。這就表明零序電流互感器在正常情況下，其感應(yīng)線圈上不存在感應(yīng)電壓。當有漏電、觸電以及接地故障發(fā)生時，主回路中各相電流的矢量之和不再為零，它們在零序電流互感器鐵芯中產(chǎn)生磁通，次級感應(yīng)線圈上將產(chǎn)生感應(yīng)電壓，使得脫扣線圈勵磁，強令保護開關(guān)跳閘，切斷供電電源，起到觸電保護作用。

1.4 漏電保護器的分類

漏電保護器可按多種方式進行分類，這里主要按保護功能與用途分類進行介紹，一般來說，可分為漏電保護繼電器、漏電保護插座以及漏電保護開關(guān)。

漏電保護繼電器主要由三部分組成，分別為零序互感器、脫扣器以及輸出信號的輔助接點?？膳浜洗箅娏鞯淖詣娱_關(guān)，對主干路的漏電、接地進行監(jiān)視保護。它具有對漏電流進行檢測和判斷的功能，但不具備切斷回路的漏電保護裝置。

漏電保護插座不僅可以對漏電流進行檢測和判斷，并具備切斷回路的功能。其漏電動作電流為6～30 mA，具有較高的靈敏度。

漏電保護開關(guān)不僅能接通或斷開主電路，而且具有檢檢和判斷漏電流的功能，當主回路有漏電發(fā)生或絕緣破壞時，漏電保護開關(guān)則可根據(jù)判斷結(jié)果接通或斷開主電路。漏電保護開關(guān)與熱繼電器、熔斷器、過流繼電器等保護元件配合可構(gòu)成多功能的低壓開關(guān)元件。

1.5 漏電保護器的選用

在選用漏電保護裝置時必須考慮多方面的因素：

（1）按照保護范圍、設(shè)備安全以及環(huán)境要求來確定漏電保護器的各種參數(shù)。

（2）在安裝場所發(fā)生觸電事故時，若能及時脫離電源，則漏電保護裝置的動作電流可超過擺脫電流；相反，若不能及時脫離電源，則漏電保護裝置的動作電流應(yīng)小于擺脫電流。

（3）采用漏電保護器做分級保時，應(yīng)滿足上、下級開關(guān)動作的選擇性。保證上一級的額定漏電電流不小于下一級的額定漏電電流，這對人身安全和設(shè)備安全以及避免越級跳閘都有非常重要的作用。

（4）漏電保護器額定動作電流的選擇，應(yīng)著重考慮被保護線路以及設(shè)備可能發(fā)生的泄漏電流值，必要時可通過測量而獲得該值。

（5）漏電保護器動作電流的選擇，應(yīng)充分考慮以下幾點：一是誤動作的可能性。漏電保護器可有效回避線路中不平衡的泄露電流，并且不動作；此外，還可在出現(xiàn)電磁干擾的情況下不誤動作；二是動作電流保護器制造條件的選擇；三是在多級保護下，動作電流采用多級保護的選擇。

1.6 漏電保護器的安裝

漏電保護器的安裝除了遵守常規(guī)的安裝規(guī)程外，還需要注意以及幾個方面：

第一，不得將標有電源側(cè)以及負荷側(cè)的漏電保護器接反。一旦接反，漏電保護器的脫扣線圈將無法斷電，將會因長時間通電而被燒毀。安裝漏電保護器時，一定要按照廠家產(chǎn)品說明書的要求進行。

第二，漏電保護器安裝時，不允許將先前的安全防護措施拆除或放棄，漏電保護器僅是一個附加保護措施。

第三，漏電保護器安裝時，必須將中性線和保護線區(qū)分開。當使用三極四線式漏電保護器或四極四線式漏電保護器時，應(yīng)確保中性線接入漏電保護器。凡經(jīng)過漏電保護器的中性線不允許作保護線。

第四，不允許工作零線在漏電保護器負荷側(cè)出現(xiàn)重復(fù)接地現(xiàn)象，否則將影響到漏電保護器的正常工作。

第五，采用漏電保護器的支路，不允許其工作零線與其他回路的工作零線相連，而其他設(shè)備會線路也不得借用已采用漏電保護器后的設(shè)備或線路的工作零線。

第六，漏電保護器與被保護設(shè)備之間的各線不得互相碰接。一旦發(fā)生碰接，會使零序平衡電流值受到破壞而導(dǎo)致漏電保護器誤動作。此外，被保護設(shè)備必須并聯(lián)安裝在漏電保護器之后，并且要確保接線正確，禁止在實驗按鈕的接線處接用電設(shè)備。

第七，漏電保護器的保護范圍必須是獨立回路，不允許與其他線路有電氣連接。

第八，漏電保護器安裝完畢之后，應(yīng)按驗收規(guī)范要求，對其進行模擬動作實驗，以確保其靈敏度和可靠性。進行試驗時允許操作試驗按鈕三次，確認動作無誤后，方能正式投入使用。

2 選擇性漏電保護裝置

選擇性漏電保護裝置通常設(shè)在總、分支饋電開關(guān)兩處，一般情況下，磁力啟動器僅設(shè)漏電閉鎖。為滿足選擇性要求，上、下級漏電保護裝置主要通過延時來達到這一要求。橫向選擇性主要是通過零序功率方向保護原理而實現(xiàn)。

選擇性漏電保護裝置的應(yīng)用，可以使原有漏電保護裝置的性能有較大改善，并具有穩(wěn)定的漏電動作值，可實現(xiàn)電網(wǎng)橫向、縱向漏電保護。此裝置不僅可以增強保護的靈活性以及快速性，還可建立人機交互界面，對維護人員判斷故障、排除故障都有積極的作用。根據(jù)多年的運行經(jīng)驗證明，選擇性漏電保護可有效解決煤礦井下作業(yè)人員觸電安全問題。

3 結(jié)語

礦井配電安全直接關(guān)系到人身以及設(shè)備安全。礦井因低壓電網(wǎng)漏電、觸電而引起的各種事故日益增多，十分有必要在煤礦電力系統(tǒng)中增設(shè)漏電保護裝置。漏電保護器作為安全用電重要技術(shù)措施之一，有著不容忽視的作用。漏電保護器在防止觸電、漏電、接地故障等方面有著顯著的效果。近年來，漏電保護器在防護電氣事故以及安全用電領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用。

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