煤礦井下低壓供電系統(tǒng)漏電保護(hù)的研究分析

韓向棟，魏良躍，董軍，宋春暉，呂正超

（1.兗州煤業(yè)股份有限公司興隆莊煤礦，山東 濟(jì)寧 272100；2.山東電安電氣有限公司，山東 泰安 271000）

低壓供電系統(tǒng)漏電會埋下重大的安全隱患，因此，需要引起相關(guān)部門的高度關(guān)注，要在充分了解故障產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，完善對應(yīng)的保護(hù)機(jī)制，從根本上提高低壓供電系統(tǒng)應(yīng)用管理的水平，打造安全性、科學(xué)性較好的煤礦井下作業(yè)環(huán)境。

1 煤礦井下低壓供電系統(tǒng)漏電保護(hù)的意義

一方面，煤礦井下低壓供電系統(tǒng)漏電保護(hù)工作能有效避免人身觸電造成的問題，借助不間斷的監(jiān)控井下采煤區(qū)低壓電網(wǎng)的絕緣參數(shù)運(yùn)行狀態(tài)，全面落實(shí)相匹配的控制措施，就能減少絕緣問題的惡化，有效建構(gòu)完整的安全處理框架。另一方面，還能減少漏電電流造成電雷管安全問題，避免短路電流產(chǎn)生的電弧燒穿隔爆型電氣設(shè)備的外殼，有效提升整體應(yīng)用質(zhì)量，規(guī)避電纜結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)備等漏電造成短路故障問題，確保選擇性漏電保護(hù)裝置使用狀態(tài)的規(guī)范性。

綜上所述，煤礦井下低壓供電系統(tǒng)漏電保護(hù)具有提升安全水平的實(shí)踐意義。

2 煤礦井下低壓供電系統(tǒng)漏電產(chǎn)生的原因

若要落實(shí)對應(yīng)的保護(hù)機(jī)制，就要明確煤礦井下低壓供電系統(tǒng)漏電產(chǎn)生的原因，從而落實(shí)相應(yīng)的處理方案。

2.1 設(shè)備自身原因

因?yàn)槊旱V井下作業(yè)環(huán)境較為惡劣，多數(shù)的電纜結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)絕緣老化或者是潮氣入侵的問題，這就會對運(yùn)行系統(tǒng)造成影響，使得絕緣參數(shù)電阻數(shù)值急劇下降，最后產(chǎn)生漏電的問題。并且，因?yàn)閷?yīng)的開關(guān)設(shè)備使用年限較長，接線板存在潮濕的可能性，必然會出現(xiàn)漏電問題，而內(nèi)部元件或者是內(nèi)部的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)也會存在絕緣惡化、導(dǎo)線頭碰殼的現(xiàn)象。另外，一些長期使用的電機(jī)設(shè)備也會因?yàn)槭艹钡葐栴}出現(xiàn)絕緣性能下降且繞組散熱效果不良的問題，材料變質(zhì)現(xiàn)象嚴(yán)重，甚至?xí)嬖趦?nèi)部接頭脫落的問題，造成嚴(yán)重的安全隱患。

2.2 安裝施工不當(dāng)

對于煤礦井下低壓供電系統(tǒng)而言，安裝施工操作也是非常關(guān)鍵的工序，要保證施工流程的完整性，才能提升其整體應(yīng)用質(zhì)量。而施工不當(dāng)會對整體應(yīng)用運(yùn)行效果造成影響。

（1）電纜施工接線若是錯誤，就會出現(xiàn)相線和地線連接不當(dāng)?shù)膯栴}，通電后漏電嚴(yán)重。

（2）電纜結(jié)構(gòu)和對應(yīng)設(shè)備的連接出現(xiàn)問題，包括芯線接頭牢固度不足、封堵效果不嚴(yán)、壓板結(jié)構(gòu)緊密性不足等問題，都會造成接頭的脫落，影響相線和金屬外殼搭接效果。

（3）若是開關(guān)或者是其他電器設(shè)備內(nèi)部接線結(jié)構(gòu)處理不當(dāng)，也會造成接頭松脫的問題，使得合閘通電后出現(xiàn)漏電的現(xiàn)象。

2.3 管理工序不當(dāng)

在煤礦井下低壓供電系統(tǒng)漏電問題產(chǎn)生原因分析工作中，除了要從技術(shù)方面予以分析，也要從日常管理工作的角度予以探討。

（1）日常管理維護(hù)工作不到位，會造成部分電纜結(jié)構(gòu)埋壓問題，甚至是脫落浸泡在水溝位置，必然會出現(xiàn)散熱不到位以及受環(huán)境侵蝕的現(xiàn)象，長此以往，就會造成絕緣老化引發(fā)的漏電問題，制約整體安全性和應(yīng)用穩(wěn)定性。（2）電氣設(shè)備的應(yīng)用維護(hù)管理工作不及時，長期處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，就會出現(xiàn)絕緣老化的現(xiàn)象，造成嚴(yán)重的漏電問題。（3）電動機(jī)受到煤礦石堵塞風(fēng)道的影響，也會出現(xiàn)散熱不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象，絕緣受損嚴(yán)重，必然會對其整體應(yīng)用效果造成制約作用，出現(xiàn)漏電隱患。（4）一些受潮或者是水淹的電氣設(shè)備，若是管理人員沒有進(jìn)行及時的干燥處理，就會出現(xiàn)對地絕緣電阻操作不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象，漏電隱患發(fā)生的概率增大。

3 煤礦井下低壓供電系統(tǒng)漏電保護(hù)的具體措施

在煤礦井下低壓供電系統(tǒng)漏電保護(hù)工作中，要結(jié)合實(shí)際情況匹配相應(yīng)的保護(hù)機(jī)制，從而提升整體控制效果，減少安全隱患問題的蔓延，維持保護(hù)效果。

3.1 附加直流電源

一般是在開關(guān)合閘操作結(jié)束后，要對帶電電網(wǎng)予以絕緣性能的監(jiān)測管理，保證實(shí)時性監(jiān)測分析的合理性，并且，在電網(wǎng)對地絕緣電阻參數(shù)小于動作數(shù)值時，要結(jié)合對應(yīng)的開關(guān)跳閘停止工作，保證供電保護(hù)效果的最優(yōu)化。需要注意的是，一般在變壓器中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)運(yùn)行過程中，監(jiān)測到的電網(wǎng)都是相對絕緣電阻數(shù)值，要在三相電網(wǎng)和大地之間有效形成獨(dú)立的直流電源，確保能有效評估附加直流電源漏電保護(hù)的參數(shù)，從而發(fā)揮其應(yīng)用價值。在三相電網(wǎng)和大地之間匹配附加的直流電源，確保檢測電流流經(jīng)電網(wǎng)獲取的總絕緣電阻參數(shù)可靠性和動作電阻值穩(wěn)定，并且能建立匹配的電容電流補(bǔ)償機(jī)制。與此同時，要匹配KBZ系或者是BKD系礦用隔離爆破智能化真空饋電開關(guān)，從而有效維持保護(hù)動作的合理性，發(fā)揮智能綜合保護(hù)裝置的應(yīng)用優(yōu)勢。

3.2 選擇性漏電保護(hù)

在煤礦井下低壓供電系統(tǒng)漏電保護(hù)工作中，為了維持整體保護(hù)工序的規(guī)范性和合理性，利用選擇性漏電保護(hù)機(jī)制具有重要的應(yīng)用價值。主要是借助零序電流方向保持原理，應(yīng)用對應(yīng)的檢查元件，確保零序電流互感器能發(fā)揮其實(shí)際價值。常見的零序電流互感器就是環(huán)形鐵芯結(jié)構(gòu)，纏有二次繞組結(jié)構(gòu)，將環(huán)形鐵芯套用在電纜結(jié)構(gòu)上，穿過鐵芯電纜的3根芯線就能完成繞組處理。借助選擇性漏電保護(hù)處理裝置的同時，還能對零序電流予以測試以及比較，全面分析整個系統(tǒng)中電壓參數(shù)的大小以及對應(yīng)的相位參數(shù)，從而確認(rèn)漏電的支路結(jié)構(gòu)，保證漏電支路能在作用下直接跳閘，避免對正常運(yùn)行電路造成影響?；诖?，選擇性漏電保護(hù)處理方式適用于高壓電網(wǎng)、低壓電網(wǎng)中，利用其選擇性維持整個漏電保護(hù)處理方案的規(guī)范性。另外，零序功率方向型保護(hù)體系也能發(fā)揮其實(shí)際作用，具體參數(shù)見表1。

表1 零序功率方向型保護(hù)參數(shù)

正式借助零序電流大小參數(shù)不相同的特點(diǎn)，能有效區(qū)分故障支路和非故障支路，建立選擇性漏電保護(hù)應(yīng)用體系，匹配二次側(cè)電流流經(jīng)二極管整流狀態(tài)，及時完成開關(guān)跳閘處理。

3.3 漏電閉鎖

主要是指針對開關(guān)合閘操作開始前的操作，要對整個電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)和實(shí)時性信息予以絕緣監(jiān)測分析，從而保證電網(wǎng)對地絕緣數(shù)值不足閉鎖數(shù)值時，開關(guān)無法自動合閘，有效完成閉鎖處理。之所以建立漏電閉鎖控制方式，就是為了更好地應(yīng)用附加直流電源式保護(hù)處理機(jī)制有效地完成對地絕緣電阻的測試，從而滿足實(shí)時性處理的需求。

3.4 設(shè)置自動復(fù)電漏電保護(hù)裝置

在選擇漏電保護(hù)裝置系統(tǒng)的過程中，旁直零式保護(hù)系統(tǒng)的性能較好，能建立縱向選擇的同時，更好地維持橫向選擇的合理性，基于此，將漏電保護(hù)的相關(guān)裝置集中安裝布設(shè)在總開關(guān)的附近，能提升應(yīng)用的安全性和控制效果，維持整體應(yīng)用的規(guī)范性，并且保證處理效率更快。與此同時，自動復(fù)電漏電保護(hù)裝置的可靠性較高，具有較好的選擇性和迅速動作特性，相較自動斷電裝置，其整體結(jié)構(gòu)主要是借助一次性機(jī)構(gòu)，在礦井設(shè)置對應(yīng)系統(tǒng)后就能及時恢復(fù)送電，減少斷電造成的經(jīng)濟(jì)損失。

除此之外，要從管理方面落實(shí)相應(yīng)工作，相關(guān)工作人員要定期對設(shè)備予以檢查，針對老化現(xiàn)象或者是存在漏電征兆的線路予以維修、更換，從而全面提升維護(hù)保養(yǎng)工作的水平。并且配合使用漏電保護(hù)的相關(guān)裝置，減少電氣設(shè)備絕緣性不足造成的影響，維持敷設(shè)低壓電纜結(jié)構(gòu)應(yīng)用的規(guī)范性，并且提升相關(guān)線路應(yīng)用的整體效果。

4 結(jié)語

總而言之，在煤礦井下低壓供電系統(tǒng)常規(guī)化管理工作中，要踐行實(shí)時性分析機(jī)制，確保漏電保護(hù)工作有序開展，能結(jié)合技術(shù)要求、管理方案落實(shí)更加匹配的控制機(jī)制，維持綜合管理效果，提高煤礦井下作業(yè)的安全性和可靠性，為煤礦產(chǎn)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。