淺談漏電保護(hù)技術(shù)在煤礦井下供電系統(tǒng)中的應(yīng)用

孟憲超,謝成

摘要 本文簡單分析漏電保護(hù)裝置的工作原理，重點論述漏電保護(hù)技術(shù)在煤礦井下供電系統(tǒng)中應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 漏電保護(hù)；井下供電；應(yīng)用

中圖分類號TD6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2011）43-0129-01

0 引言

漏電保護(hù)裝置是用來防止人身觸電和漏電引起事故的一種接地保護(hù)裝置，當(dāng)電路或用電設(shè)備漏電電流大于裝置的整定值，或人、動物發(fā)生觸電危險時，它能迅速動作，切斷事故電源，避免事故的擴(kuò)大，保障人身及設(shè)備的安全。煤礦井下環(huán)境惡劣, 供電系統(tǒng)及設(shè)備更易發(fā)生漏電、人身觸電、電火災(zāi)、電雷管提前引爆等電氣事故,采用漏電保護(hù)技術(shù)，對保證煤礦安全生產(chǎn)有重要的現(xiàn)實意義。

1 漏電保護(hù)裝置的發(fā)展和基本工作原理

1.1 漏電保護(hù)器裝置的發(fā)展

安全用電技術(shù)源于19世紀(jì)末，觸電漏電保護(hù)器始于20世紀(jì)初。自法國在1930年制造出世界上第一臺電流動作型漏電斷路器以后，德國、英國、美國等發(fā)達(dá)國家對漏電保護(hù)技術(shù)也進(jìn)行了廣泛的研究。雖然我國研制漏電保護(hù)器方面比較晚，但發(fā)展速度很快。自20世紀(jì)60年代后期第一臺觸電保護(hù)器經(jīng)國家鑒定認(rèn)可開始，到20世紀(jì)七八十年代已經(jīng)研制出高靈敏度、快速動作型、電子式電流動作型漏電保護(hù)器，并且建立了定點生產(chǎn)企業(yè)，使我國的低壓電網(wǎng)實現(xiàn)了漏電觸電三級保護(hù)，漏電觸電事故明顯降低。到目前為止，PLC和單片機(jī)等計算機(jī)技術(shù)已應(yīng)用到許多漏電保護(hù)裝置中。

1.2 漏電保護(hù)裝置的基本工作原理

漏電保護(hù)裝置俗稱漏電保護(hù)器，主要用于對有致命危險的人身觸電提供間接接觸保護(hù)，以及防止電氣設(shè)備或線路因絕緣損壞發(fā)生接地故障由接地電流引啟的火災(zāi)事故。漏電電流不超過30mA的漏電保護(hù)器在其他保護(hù)失效時，也可作為直接接觸的補(bǔ)充保護(hù)，但不能作為唯一的直接接觸保護(hù)。其基本工作原理為：電流動作型漏電保護(hù)器以被保護(hù)設(shè)備的對地泄漏電流或接地電流作為輸入訊號而工作。這保護(hù)器采用剩余電流互感器作為取得觸電或漏電訊號的檢測元件。所有電源線穿過剩余電流互感器構(gòu)成一次線圈；當(dāng)發(fā)生漏電或人身觸電時，在剩余電流互感器的有剩余電流通過，脫扣器中將有電流通過，當(dāng)電流達(dá)到整定值時，使脫扣機(jī)構(gòu)動作，主觸點斷開，切斷故障電路，從而起到保護(hù)作用。

2 漏電保護(hù)裝置的主要用途

1）用于防止由于電氣設(shè)備和電氣線路漏電引起的觸電事故； 2）用于防止由漏電引起的火災(zāi)和設(shè)備燒毀事故； 3）用于檢測和切斷各種一相接地故障；4）有的漏電保護(hù)裝置還可用于過載、過壓、欠壓和缺相保護(hù)。

3 漏電保護(hù)的類型和檢漏保護(hù)裝置的要求

3.1 漏電保護(hù)的類型

漏電保護(hù)的類型有漏電閉鎖和漏電跳閘。所謂漏電閉鎖，是指在開關(guān)合閘之前對電網(wǎng)的絕緣電阻進(jìn)行檢測，如果電網(wǎng)的對地絕緣電阻低于規(guī)定的漏電閉鎖動作電阻值，則使開關(guān)不能合閘，起閉鎖作用。漏電跳閘保護(hù)，則指在電網(wǎng)的對地絕緣電阻降低到規(guī)定的跳閘動作電阻值，或人觸及一相線路時，能使線路開關(guān)跳閘，切斷電源。漏電跳閘保護(hù)通常是由檢漏保護(hù)裝置配合自動開關(guān)來實現(xiàn)。

3.2 檢漏保護(hù)裝置的要求

1）能連續(xù)監(jiān)測電網(wǎng)的對地絕緣電阻；2）當(dāng)電網(wǎng)的絕緣水平降低到規(guī)定值，或人觸及一相帶電導(dǎo)體時，能使自動開關(guān)跳閘，切斷電源；3）當(dāng)人觸及一相帶電導(dǎo)體或發(fā)生一相線路接地漏電故障時，能補(bǔ)償流過人體的電流和接地漏電電流中的電容電流；4）保護(hù)具有選擇性，即當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生漏電故障或人身觸電事故時，保護(hù)裝置只使故障線路的控制開關(guān)跳閘，切斷故障線路電源，對未出現(xiàn)故障的電路，仍能讓它們繼續(xù)工作，以縮小故障停電影響范圍；5）動作迅速，即在發(fā)生漏電故障或人身觸電時，能迅速切斷故障線路電源，以減小觸電危險和避免故障擴(kuò)大。

4 漏電保護(hù)技術(shù)在煤礦井下供電系統(tǒng)中應(yīng)用

我國從20世紀(jì)50年代末開始研究漏電保護(hù)技術(shù)在煤礦井下供電系統(tǒng)的應(yīng)用，到現(xiàn)在為止，已經(jīng)形成了漏電閉鎖、有選擇性漏電保護(hù)和無選擇性漏電保護(hù)的漏電保護(hù)體系。漏電保護(hù)已成為保證煤礦井下安全供電的三大保護(hù)（過流保護(hù)、漏電保護(hù)和保護(hù)接地）之一，并且是防止人身觸電的重要保護(hù)措施。

隨著電子技術(shù)發(fā)展，漏電保護(hù)已經(jīng)從分體的保護(hù)裝置發(fā)展到與各類開關(guān)的配套組合，從單一原理型發(fā)展為原理綜合型，從原始的機(jī)電式控制發(fā)展為計算機(jī)控制，使普通開關(guān)變成了具有過流保護(hù)、保護(hù)接地、漏電保護(hù)、漏電閉鎖等多種保護(hù)功能的綜合保護(hù)裝置。計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使漏電保護(hù)裝置中各監(jiān)測信號的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、比較放大、信號輸出等環(huán)節(jié)軟件化；使保護(hù)性能更加優(yōu)越，動作更加靈敏、可靠，動作時間是衡量漏電保護(hù)的一個重要指標(biāo)，如今漏電保護(hù)裝置已實現(xiàn)供電系統(tǒng)智能化控制。比如：煤礦井下使用的BKD3-400Z/660（380）等隔爆型智能真空饋電開關(guān)等就是以單片機(jī)作為中央控制單元，利用多功能數(shù)字顯示屏建立了良好的人機(jī)界面，通過它可以直觀進(jìn)行短路、過載、漏電等多種保護(hù)參數(shù)的設(shè)定，循環(huán)顯示系統(tǒng)的各種工作參數(shù)和對地絕緣水平，故障跳閘后可再現(xiàn)故障的類型，使故障的判斷和排除更加快速和簡潔。漏電保護(hù)器雖然能有效防止漏電事故的發(fā)生，但也存在不足，還應(yīng)采用接地/接零等保護(hù)配合措施。要確保接地電阻符合標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定饋電裝置本身接地電阻≤4Ω。

5 結(jié)論

總之，煤礦井下為了防止電網(wǎng)觸電及漏電所造成的危害，避免系列事故的發(fā)生，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第454條規(guī)定井下由采區(qū)變電所、移動變電站或配電點引出的饋電線上，應(yīng)裝設(shè)漏電保護(hù)裝置。這樣，當(dāng)設(shè)備或線路漏電時，通過保護(hù)裝置的檢測異常信號，執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，自動切斷電源，并起到相應(yīng)地保護(hù)作用，有利于保證煤礦安全生產(chǎn)。

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