漏電斷路器在煤礦供電系統(tǒng)中的應(yīng)用

申光玉

(潞安化工集團(tuán) 司馬煤業(yè)有限公司，山西 長(zhǎng)治 046000)

0 引言

潞安化工集團(tuán)司馬煤業(yè)有限公司二采區(qū)變電所內(nèi)共計(jì)安裝高壓隔爆開關(guān)18臺(tái)、1 140 V移動(dòng)變電站2臺(tái)，660 V移動(dòng)變電站2臺(tái)；二采區(qū)變電所供電設(shè)備主要對(duì)二采區(qū)所有采掘工作面進(jìn)行供電。

但是在實(shí)際供電中發(fā)現(xiàn)，由于二采區(qū)服務(wù)年限長(zhǎng)，工作面布置數(shù)量多，導(dǎo)致供電區(qū)域廣，供電系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重老化現(xiàn)象，經(jīng)常出現(xiàn)供電暹羅燒毀、供電越級(jí)跳閘等事故，不僅影響著采掘工作面的高效施工，而且威脅著煤礦安全生產(chǎn)。根據(jù)供電隊(duì)統(tǒng)計(jì)分析，2020年全年二采區(qū)因供電系統(tǒng)故障，發(fā)生火災(zāi)事故1次，高壓開關(guān)燒毀3臺(tái)，移動(dòng)變壓器燒毀1臺(tái)，造成煤礦經(jīng)濟(jì)損失達(dá)150余萬(wàn)元，嚴(yán)重威脅著煤礦安全生產(chǎn)。為此，供電隊(duì)通過技術(shù)研究，決定對(duì)原供電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，在系統(tǒng)中安裝了一套DZ24L型漏電斷路器。

1 漏電斷路器分類及主要作用

1.1 漏電斷路器分類

礦用供電系統(tǒng)中漏電斷路器具有成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、故障率低、動(dòng)作靈敏可靠等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)斷路器工作原理可將其分為電流漏電斷路器、電壓漏電斷路器和交流脈沖漏電斷路器三種類型[1]。但是通過實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，交流脈沖漏電斷路器受供電線路三相不平衡影響較大，動(dòng)作靈敏度高，經(jīng)常出現(xiàn)跳閘斷電現(xiàn)象，無(wú)法保證穩(wěn)定供電；電壓漏電斷路器無(wú)法對(duì)每個(gè)供電線路供電電壓進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，實(shí)用性相對(duì)較低，煤礦應(yīng)用較少；電流漏電斷路器可以對(duì)煤礦井下各個(gè)供電線路的供電負(fù)荷、漏電、短路、斷相等故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，具有動(dòng)作保護(hù)速度快、精度高且具有分層保護(hù)等功能。圖1為司馬礦二采區(qū)變電所采用的DZ24L型電流漏電斷路器。

圖1 供電系統(tǒng)電流漏電斷路器分層保護(hù)示意圖

1.2 漏電斷路器作用

漏電斷路器具有以下作用：

(1)漏電保護(hù)作用。漏電斷路器檢測(cè)到供電線路出現(xiàn)漏電、短路、過載等現(xiàn)象時(shí)，可立即切斷供電電源，起到保護(hù)作用；在供電過程中一旦出現(xiàn)人員觸碰到漏電線路時(shí)，為了保證人員安全，降低流經(jīng)人員身體的電流值，斷路漏電保護(hù)器會(huì)及時(shí)將電流導(dǎo)向大地[2]，形成接地；由于在人員觸電過程中，觸電時(shí)間越短對(duì)人員傷害越小，因此漏電斷路器動(dòng)作保護(hù)時(shí)間為0.3 s。

(2)避免供電事故發(fā)生。漏電斷路器具有快速切斷供電電源功能，當(dāng)供電系統(tǒng)出現(xiàn)漏電故障時(shí)該裝置能夠及時(shí)切斷電源保護(hù)供電設(shè)備，降低供電設(shè)備燒毀率，大大提高了供電系統(tǒng)穩(wěn)定性[3]，提高了供電設(shè)備如高壓開關(guān)、移動(dòng)變壓器等使用壽命，防止事故范圍擴(kuò)大。

1.3 斷路器剩余動(dòng)作電流值確定

1.3.1 確定原則

為了提高漏電斷路器動(dòng)作保護(hù)效果，降低裝置在使用過程中的故障率，漏電斷路器動(dòng)作電流設(shè)定值必須滿足以下幾方面要求：①漏電斷路器斷電動(dòng)作電流應(yīng)小于負(fù)荷設(shè)備漏電電流值；②漏電斷路器應(yīng)該能夠調(diào)校動(dòng)作保護(hù)數(shù)值，一般設(shè)定三個(gè)擋位[4](即100 mA低位擋、200 mA中位擋和300 mA高位擋)；③對(duì)于潮濕環(huán)境下的供電設(shè)備以及可移動(dòng)式供電設(shè)備安裝的漏電斷路器，漏電動(dòng)作保護(hù)值應(yīng)小于30 mA。

1.3.2 動(dòng)作電流值計(jì)算

漏電斷路器動(dòng)作電流應(yīng)根據(jù)供電系統(tǒng)漏電電流大小進(jìn)行確定，但是在實(shí)際供電系統(tǒng)中漏電電流計(jì)算相對(duì)復(fù)雜，所以斷路器動(dòng)作電流可根據(jù)以下公式進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算：

IΔM≤Ih/1 000.

(1)

IΔM≤Ih/2 000.

(2)

其中：IΔM為漏電斷路器動(dòng)作保護(hù)電流值；Ih為電路中最大電流。當(dāng)供電線路為三線制或四線制電路時(shí)采用公式(1)；當(dāng)供電線路為普通單相照明線路時(shí)采用公式(2)。

2 漏電斷路器安裝維護(hù)注意事項(xiàng)

2.1 安裝注意事項(xiàng)

(1)漏電斷路器雖然可以對(duì)供電線路漏電時(shí)起到斷電保護(hù)作用，但是斷路器本身不具有漏電保護(hù)功能，所以在供電過程中嚴(yán)禁人員觸摸漏電斷路器[5]。

(2)礦用漏電斷路器必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，斷路器在使用前必須進(jìn)行嚴(yán)格檢查，保證斷路器內(nèi)各配件齊全；斷路器必須由專職的技術(shù)人員進(jìn)行安裝，安裝過程中各接線端子接線標(biāo)準(zhǔn)必須符合設(shè)計(jì)要求，斷路器安裝后必須進(jìn)行斷電試驗(yàn)。

(3)在斷路器安裝前應(yīng)將斷路器端頭的鋼帶拆除，并采用絕緣片對(duì)中性電纜進(jìn)行包裹，確保電纜包裹后完好無(wú)損，對(duì)斷路器進(jìn)行中線電纜安裝時(shí)必須安裝準(zhǔn)確，避免出現(xiàn)多次連接現(xiàn)象[6]。

(4)為了確保斷路器對(duì)供電線路起到有效的保護(hù)作用，斷路器使用前必須進(jìn)行動(dòng)作特性試驗(yàn)，安裝時(shí)保證斷路器與地面高度不低于1.5 m，且保證斷路器與負(fù)荷供電設(shè)備電源連接。

(5)若斷路器安裝在電纜芯線上時(shí)，必須保證電纜芯線的截流面積，正常情況下截流面積應(yīng)大于主線的52%以上。

2.2 檢修維護(hù)注意事項(xiàng)

(1)斷路器在漏電保護(hù)過程中經(jīng)常出現(xiàn)跳閘、合閘現(xiàn)象，從而導(dǎo)致裝置內(nèi)部電源模塊和內(nèi)部線路燒毀現(xiàn)象嚴(yán)重，所以檢修人員應(yīng)定期對(duì)裝置內(nèi)部配件進(jìn)行檢查，發(fā)生配件損壞時(shí)必須及時(shí)更換。

(2)檢修人員應(yīng)定期對(duì)漏電斷路器進(jìn)行參數(shù)校準(zhǔn)，并對(duì)斷路器參數(shù)進(jìn)行記錄分析，保證斷路器動(dòng)作靈敏可靠[7]。

(3)當(dāng)供電線路發(fā)生漏電或觸電等事故，且斷路器未進(jìn)行有效的動(dòng)作保護(hù)時(shí)，必須對(duì)斷路器進(jìn)行檢查，分析斷路器保護(hù)失效原因，并及時(shí)進(jìn)行更換。

(4)煤礦應(yīng)每日對(duì)供電系統(tǒng)中的漏電斷路器進(jìn)行一次漏電保護(hù)試驗(yàn)，詳細(xì)記錄試驗(yàn)時(shí)間以及動(dòng)作保護(hù)情況；每月對(duì)斷路器進(jìn)行就地按鈕試驗(yàn)3次，遠(yuǎn)程試驗(yàn)2次[8]。

(5)漏電斷路器必須由專職的技術(shù)人員進(jìn)行安裝、拆卸以及定期檢修維護(hù)，斷路器安裝后應(yīng)采取特殊保護(hù)措施，避免斷路器受到水淋、擠壓、腐蝕等，斷路器安裝地點(diǎn)必須掛牌明示。

3 結(jié)束語(yǔ)

2019年7月司馬礦供電隊(duì)對(duì)井下二采區(qū)供電系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，并安裝了DZ24L型漏電斷路器，通過1年的實(shí)際應(yīng)用來看，供電系統(tǒng)安裝漏電斷路器后有效地解決了傳統(tǒng)供電系統(tǒng)供電效率差、電網(wǎng)燒毀、供電越級(jí)跳閘等技術(shù)難題，提高了煤礦供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，避免了因供電系統(tǒng)故障導(dǎo)致供電設(shè)備燒毀等機(jī)電事故，保證了井下采掘施工安全高效開展，取得了顯著成效。