煤礦井下低壓供電系統(tǒng)漏電原因分析及預(yù)防措施

鄭偉偉，劉岱碩

（河南永錦能源有限公司云蓋山煤礦一礦，河南 禹州461000）

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(tǒng)中某一電氣設(shè)備或電纜，由于某種原因使絕緣層擊穿或帶電導(dǎo)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(tǒng)中某個電氣控制設(shè)備的負(fù)荷端，如負(fù)荷側(cè)的電纜和負(fù)荷側(cè)的電動機，由于某種原因使其絕緣擊穿，帶電導(dǎo)體碰觸外殼帶電而發(fā)生的漏電故障。一般情況下，這種漏電故障的存在與開關(guān)的停送電狀態(tài)有關(guān)，如果此時開關(guān)合閘送電，這部分線路就發(fā)生漏電，如果開關(guān)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(dǎo)體偶爾觸及設(shè)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(xiàn)在煤礦井下使用的開關(guān)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(xiàn)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(tǒng)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(wǎng)的絕緣狀態(tài)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(guān)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(jīng)供電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的絕緣電阻進入三相電網(wǎng)，再經(jīng)三相電抗線圈或經(jīng)變壓器繞組、零序電抗線圈、千歐表和直流繼電器，返回負(fù)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(xiàn)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(dāng)某一線路中出現(xiàn)接地故障時，凡是直接有聯(lián)系的所有線路對地電容電流都不對稱，于是出現(xiàn)了零序電流。如果在某一線路上發(fā)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(shù)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(fù)極經(jīng)靈敏繼電器、零序電抗器、三相電抗器接至三相電網(wǎng)。

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(guān)、啟動器、電纜、負(fù)荷等組成。其中較常見的漏電故障發(fā)生在開關(guān)（饋電開關(guān)和啟動器）、電纜、負(fù)荷上等三部分。

開關(guān)常見的漏電原因：

①供電中的開關(guān)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(guān)壞造成兩相短路；

③開關(guān)上腔有銅絲頭或檢修時將金屬工具遺留在設(shè)備內(nèi)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(shè)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(nèi)部接線工藝差，導(dǎo)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(yán)重，從而產(chǎn)生裂口或破皮露芯線；

⑤電纜長期浸泡在水中受潮。

負(fù)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(xiàn)漏電故障，首先要查找漏電原因，饋電開關(guān)上顯示漏電閉鎖時，主要檢查供電線路和負(fù)荷，先檢查供電線路，控制負(fù)荷的開關(guān)正常時，再排查負(fù)荷。漏電閉鎖的主要作用是在低壓供電系統(tǒng)中，對負(fù)荷端以及供電線路的絕緣水平進行開關(guān)送電前監(jiān)測監(jiān)視，當(dāng)其供電線路中的絕緣電阻降到規(guī)定值以下時，1140V 供電電網(wǎng)的絕緣電阻在22kΩ，660V 供電電網(wǎng)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(guān)閉鎖，使開關(guān)不能送上電。漏電閉鎖只監(jiān)測在開關(guān)斷電狀態(tài)下的供電線路，當(dāng)主供電線路帶電工作時，漏電閉鎖不再進行監(jiān)測。

集中性漏電的尋找方法。當(dāng)供電線路發(fā)生漏電跳閘后，先試著把總饋電開關(guān)合閘送電，如果能合上閘開關(guān)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(guān)合閘后仍不能送電，此時再拉把全部分路開關(guān)分閘斷電，再對總饋電開關(guān)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(guān)拉開斷電，把總饋電開關(guān)合閘送電，如果能合閘送電，再把所有的分路開關(guān)分別逐一送電，如果在送電過程中發(fā)現(xiàn)對某一開關(guān)合閘送電時發(fā)生跳閘現(xiàn)場，則說明此供電線路有集中性漏電，然后再根據(jù)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(guān)分閘斷電，安排人員在各個開關(guān)處逐一進行送電，送電后通知總饋電開關(guān)處人員，此時，觀察總饋電顯示屏上監(jiān)測的電網(wǎng)絕緣值指數(shù)的變化情況，如果在送電后發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)某些電氣設(shè)備或電纜絕緣值非常低，則應(yīng)及時更換這些設(shè)備或電纜。

5 預(yù)防漏電故障的措施

預(yù)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(shè)備采用保護接地；

③采用PLC 保護控制的饋電開關(guān)以及性能較好的換向開關(guān)；

④嚴(yán)禁將開關(guān)放置在淋水地點；

⑤接線時應(yīng)規(guī)范操作，對接線柱接線壓實，開關(guān)腔內(nèi)干凈整潔，不能出現(xiàn)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(yán)禁將電纜浸泡在水中；

⑩電機不能超負(fù)荷長期強行運行，水泵不能淤死開泵等。

6 結(jié)語

由于現(xiàn)在煤礦井下安裝的饋電以及智能開關(guān)都有檢測漏電的保護功能，當(dāng)井下低壓供電系統(tǒng)中發(fā)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(shè)備的絕緣水平逐漸降低，慢慢地就會造成相間短路，甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重的電氣設(shè)備事故，對電氣設(shè)備造成損壞，從而影響礦井更多更重要的電氣設(shè)備。煤礦井下的漏電故障，是影響礦井供電線路、電氣設(shè)備、生產(chǎn)運輸、礦井安全的重要因素之一，所以在井下正常生產(chǎn)情況下，如果某一線路出現(xiàn)漏電故障，首先低壓饋電開關(guān)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(chǎn)影響時間，同時采取多種技術(shù)措施，以達到防止人身觸電、減少瓦斯煤塵爆炸的可能性。