煤礦井下低壓開關(guān)整定值選取分析

摘 要：煤礦井下供電系統(tǒng)的三大保護(hù)，是保證礦井供電安全可靠的重要手段。而保護(hù)整定值得選取是否合理決定著保護(hù)能否可靠的動(dòng)作。目前我國(guó)關(guān)于煤礦開關(guān)整定選取沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。每個(gè)人選取的整定都不盡相同，根據(jù)本人多年礦井低壓開關(guān)整定經(jīng)驗(yàn)，結(jié)和三大保護(hù)整定計(jì)算公式，所得出的整定值在林南倉(cāng)礦井下應(yīng)用后效果十分理想。本文主要就礦井低壓供電系統(tǒng)中的開關(guān)整定值如何正確選取問題進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：保護(hù)接地；過流保護(hù)；漏電保護(hù)；礦井低壓供電系統(tǒng)

礦井下的工作環(huán)境通常濕度較大、自然條件惡劣，生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜。電氣設(shè)備和電纜容易受外部因素?fù)p壞，出現(xiàn)外部破損或絕緣降低，導(dǎo)致漏電發(fā)生。如果不能及時(shí)排除漏電故障，會(huì)對(duì)井下工作人員安全造成威脅。所以，井下供電系統(tǒng)必須采取防爆、防觸電、過流保護(hù)及接地保護(hù)等一系列的技術(shù)措施。所有措施要嚴(yán)格遵守《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，確保煤礦供電安全。煤礦井下供電系統(tǒng)的三大保護(hù)是指漏電保護(hù)、過電流保護(hù)和保護(hù)接地，其中漏電保護(hù)包括漏電閉鎖、漏電跳閘和選擇性漏電保護(hù)；過流保護(hù)包括過負(fù)荷保護(hù)、短路保護(hù)、相電流不平衡保護(hù)和單相運(yùn)行保護(hù)。但是目前我國(guó)對(duì)井下開關(guān)整定值選取沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，整定值的選取容易出現(xiàn)選取不當(dāng)?shù)那闆r，會(huì)導(dǎo)致保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)，甚至拒動(dòng)情況，嚴(yán)重影響礦井的安全生產(chǎn)。作者從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，以交流探討為目的分析如何正確計(jì)算和選取整定值。

一、過電流保護(hù)

過電流可分為過負(fù)荷、斷相、短路三種情況。他們的共同特點(diǎn)是電流增長(zhǎng)，區(qū)別是：短路電流突然上升數(shù)值很大，必須迅速切斷；過負(fù)荷電流增長(zhǎng)幾倍，允許延時(shí)動(dòng)作；斷相的一相電流為零，必須迅速切斷。

對(duì)于井下低壓供電系統(tǒng)中的饋電開關(guān)來講過流保護(hù)整定值。按照公式：

Iz=IQ+KxΣIe

式中：Iz——過流保護(hù)裝置的電流整定值，A；

IQ——容量最大的電動(dòng)機(jī)的額定啟動(dòng)電流，A；

ΣIe——其余電動(dòng)機(jī)的額定電流之和，A；

Kx——需用系數(shù)，取0.51

校驗(yàn)：K=I2d/Iz≥1.5

式中：I2d——被保護(hù)電纜距變壓器最遠(yuǎn)點(diǎn)的兩相短路電流值，A；

若經(jīng)校驗(yàn)最遠(yuǎn)端兩相短路電流值不能滿足公式的要求。K值小于1.5時(shí)，可以通過加大干線或支線電纜截面積、設(shè)法減少電纜長(zhǎng)度、采取軟啟動(dòng)、增大變壓器容量、增設(shè)分段保護(hù)開關(guān)等措施。來提高K值，知道滿足校驗(yàn)要求。

在煤礦低壓供電系統(tǒng)中，由于供電大容量采掘設(shè)備通常都在電網(wǎng)末端。設(shè)備啟動(dòng)時(shí)電壓損失較大，其實(shí)際啟動(dòng)電流要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于額定啟動(dòng)電流，所以在饋電整定電流值選取時(shí)，要根據(jù)電氣設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀況選取啟動(dòng)電流值。結(jié)合運(yùn)行環(huán)境選取的整定電流值更加符合設(shè)備運(yùn)行狀況。有效保證保護(hù)動(dòng)作的合理性。

對(duì)于井下低壓供電系統(tǒng)中的真空電磁起動(dòng)器來講過流保護(hù)整定值。按照公式：

Iz≤Ie

式中：：Iz——電子保護(hù)器的過流整定值，取電動(dòng)機(jī)額定電流近似值A(chǔ)；

Ie——電動(dòng)機(jī)的額定電流值，A。

當(dāng)供電系統(tǒng)中的電流值大于Iz時(shí)，電磁開關(guān)保護(hù)裝置會(huì)判斷為過流。開關(guān)電子保護(hù)器延時(shí)動(dòng)作。當(dāng)供電系統(tǒng)中的電流值達(dá)到Iz值的8倍及以上時(shí)，電磁開關(guān)保護(hù)裝置判斷為短路，開關(guān)電子保護(hù)器瞬時(shí)動(dòng)作。真空電磁起動(dòng)器過電流整定值選取時(shí)，同樣要注意用電設(shè)備的運(yùn)行情況。

二、漏電保護(hù)

漏電保護(hù)的類型較多，按保護(hù)功能分為無選擇性漏電的保護(hù)裝置、有選擇性漏電的保護(hù)裝置及零序電壓保護(hù)裝置使用選擇性漏電，在煤礦井下低壓供電系統(tǒng)中總饋電開關(guān)和照明信號(hào)綜保通常使用非選擇性漏電。

（1）無選擇性漏電保護(hù)裝置。

無選擇性漏電保護(hù)裝置通常采用附加直流電源的保護(hù)原理，在有對(duì)地絕緣電阻的檢測(cè)回路中附加直流電源，檢測(cè)附加的直流電流變化情況，達(dá)到檢測(cè)絕緣電阻的目的。

（2）選擇性漏電保護(hù)裝置。

選擇性漏電保護(hù)裝置能夠?qū)l(fā)生漏電故障的電源切斷，保證供電系統(tǒng)其他部分正常工作。選擇性漏電保護(hù)裝置一般與分路開關(guān)配合使用，當(dāng)漏電故障發(fā)生時(shí)，故障線路的選擇性檢漏繼電器動(dòng)作從而斷開該發(fā)生故障支路的分路開關(guān)，實(shí)現(xiàn)有選擇的保護(hù)。

漏電保護(hù)裝置的動(dòng)作電阻值是根據(jù)人身觸電時(shí)的安全與否來確定的。當(dāng)?shù)蛪弘娋W(wǎng)的絕緣水平下降到對(duì)人身觸電有危險(xiǎn)時(shí)，漏電保護(hù)裝置動(dòng)作，切斷系統(tǒng)電源。因此，漏電保護(hù)裝置的動(dòng)作電阻值，是根據(jù)對(duì)人身觸電有危險(xiǎn)的供電系統(tǒng)極限絕緣電阻值確定的。漏電閉鎖值一般按照漏電保護(hù)裝置動(dòng)作值的2倍選取。

三、保護(hù)接地

電氣設(shè)備的技術(shù)外殼由于絕緣損壞而有可能帶電，為了防止漏電危及人身安全，將技術(shù)外殼通過接地裝置與大地相連，稱為保護(hù)接地。

Ih =Il Rd /（Rk+ Rd）

式中：：Ih——通過人體的電流， A；

Ie——總漏電電流，A；

Rk——人體電阻，計(jì)算時(shí)取1000Ω；

Rd——保護(hù)接地裝置的接地電阻，取2Ω。

根據(jù)公式可以看出，保護(hù)接地裝置的接地電阻值越小，通過人體的觸電電流也越小，從而人就越安全。保護(hù)接地裝置的接地電阻值降低到《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的范圍內(nèi)，就能使流過人體的電流補(bǔ)償安全極限電流，減小觸電的危害性。保護(hù)接地是漏電保護(hù)的后備保護(hù)，兩者互為備用，可以使礦井低壓供電系統(tǒng)運(yùn)行更加安全。

四、結(jié)語(yǔ)

礦井低壓供電系統(tǒng)保護(hù)整定合理與否關(guān)系著整個(gè)礦井供電系統(tǒng)的安全。本文從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，分析了煤礦井下低壓供電系統(tǒng)中的各項(xiàng)保護(hù)整定的計(jì)算與選值，有效的指導(dǎo)煤礦基層機(jī)電技術(shù)人員保護(hù)整定值選取，從而保證煤礦井下低壓供電系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。

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作者簡(jiǎn)介：白雨（1985），男，漢族，內(nèi)蒙古自治區(qū)豐鎮(zhèn)市人，本科，機(jī)電工程師，電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，主要從事井下低壓供電設(shè)計(jì)研究工作。