漏電保護裝置在礦井供電中的應(yīng)用

武彥軍

（山西汾西礦業(yè)（集團）有限責(zé)任公司曙光煤礦，山西 孝義 032300）

1 漏電保護裝置的工作原理

漏電保護裝置是保護用電安全的一類保護器，主要為供電系統(tǒng)提供短路以及過載保護。當(dāng)供電回路中部分設(shè)備出現(xiàn)漏電或者過載等故障時，保護裝置即可動作進行保護，從而降低漏電、過載影響。漏電保護裝置安裝保護范圍、功能可細分為插座、開關(guān)以及繼電器等類型，上述各種類型保護裝置有其各自的適用范圍[1-2]。在礦業(yè)生產(chǎn)中，最為常用的漏電保護裝置為漏電保護開關(guān)。漏電保護開關(guān)不僅具備斷開、接通主線路功能，而且具備供電監(jiān)測，甚至可以測試控制的機電設(shè)備電流[3]。當(dāng)供電主路線出現(xiàn)故障或者供電線路外部保護層絕緣失效時，漏電保護開關(guān)開始對主線路進行檢測，然后對其他供電主線路開關(guān)進行聯(lián)動操作。漏電保護開關(guān)配合熔斷器、繼電器等設(shè)備可組成功能更為完備的保護元器件[4-7]。

在礦井供電系統(tǒng)中大量的使用安全保護裝置可降低電氣事故的發(fā)生概率，并對供電系統(tǒng)起到較好的保護效果。一般情況下，使用電感應(yīng)方式對供電線路、設(shè)備進行測量時，檢測不到電動勢以及電流向量，此時保護裝置僅發(fā)揮檢測功能，若存在有觸電、漏電條件時，電流向量可能會出現(xiàn)一定變化，存在設(shè)備、人構(gòu)成的回路間形成小電流，小電流通過電流感應(yīng)裝置產(chǎn)生的電動勢會使得脫扣器工作，從而使得脫扣器開關(guān)關(guān)閉，從而進行保護。具體漏電保護裝置工作原理見圖1。

圖1 漏電保護裝置工作原理

2 電路安全保護裝置

2.1 保護裝置類型

用電保護裝置按照工作原理可劃分電壓、電流兩大類型。其中電壓式漏電保護器通過測量電壓參數(shù)進行保護，當(dāng)檢測電壓值過高時即開始進行漏電保護，受到外界干擾檢測到的電壓具有偏差較大，從而在一定程度上限值了此類保護器的應(yīng)用。電流式漏電保護器保護原理是通過檢測分析供電系統(tǒng)中不正常電流來提供漏電保護，具有較高的可靠性，并可以同時保護多種類型設(shè)備，性能較好，適應(yīng)范圍也較為廣泛，因此電流式漏電保護器在煤礦中應(yīng)用較為頻繁。電流式漏電保護器分層保護以及接線原理見圖2。

圖2 漏電保護器分層保護以及接線原理

2.2 漏電保護裝置注意事項

1）工作人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場需要，對漏電式保護裝置進行合理搭配，對線路型號、設(shè)備功能參數(shù)是否對應(yīng)進行分析。采用的保護器應(yīng)具有較強的可靠性，不能擅自動作，避免機電設(shè)備啟動時出現(xiàn)動作問題。

2）礦井生產(chǎn)時確定的漏電保護方案應(yīng)依據(jù)保護用途以及保護設(shè)備型號確定。對于一些需要長時間保持穩(wěn)定運行的設(shè)備，應(yīng)慎用斷路保護裝置。若斷路保護裝置動作時會造成設(shè)備停電，從而給礦井正常生產(chǎn)帶來一定的安全風(fēng)險。為了防止此類事故的出現(xiàn)，可通過安裝報警器進行報警。一般情況下漏電保護器動作電流取值的安全系數(shù)為4。為了避免供電系統(tǒng)出現(xiàn)火災(zāi)，在系統(tǒng)中安裝的漏電保護器動作電流取值一般為平時工作電流的3倍。

3）為了降低礦井供電系統(tǒng)突發(fā)事故發(fā)生率，采用的漏電保護裝置動作電流設(shè)定為平時工作電流的3倍。

3 工程應(yīng)用實例分析

山西某礦變電所采用2臺變壓器（型號KBSG-500/6/0.66）為采區(qū)采掘作業(yè)面機電設(shè)備供電，供電線路中分別在水泵房、絞車房等位置布置有8臺具備漏電保護功能的低壓饋電開關(guān)（型號KBZ），具體布置見圖3。受到供電線路內(nèi)各用電負載頻繁啟動、重載運行等影響，供電線路上布置的低壓饋電開關(guān)出現(xiàn)誤動作問題，給礦井生產(chǎn)帶來一定的影響。

圖3 采區(qū)供電線路低壓饋電開布置示意圖

為了確保供電線路中各負載均可高效運行并為供電系統(tǒng)提供安全保護，提出采用隔爆型漏電保護裝置（型號ZLB-L）代替低壓饋電開關(guān)進行保護。現(xiàn)場應(yīng)用后，各漏電保護裝置運行狀況均較好，當(dāng)出現(xiàn)漏電時漏電保護裝置可準確切斷漏電支路，從而不會出現(xiàn)供電線路越級跳閘問題。在安裝完成后按照規(guī)定進行遠端漏電試驗，漏電保護裝置均正常動作，未有誤動作或者拒動發(fā)生；每班根據(jù)規(guī)定做的就地操作試驗均可正常動作，未出現(xiàn)拒動作或者無動作現(xiàn)象發(fā)生；采區(qū)運輸巷內(nèi)皮帶輸送機電動機出現(xiàn)漏電，漏電保護裝置均正常動作，切斷漏電支路；漏電保護裝置在使用過程中未出現(xiàn)任何故障。

4 結(jié)語

降低礦井供電系統(tǒng)故障影響不僅可提高礦井生產(chǎn)效率，而且可在一定程度上提升礦井安全保障能力。為了降低礦井供電系統(tǒng)故障的影響，在對漏電保護裝置工作原理以及電壓、電流式保護裝置適應(yīng)性等進行分析的基礎(chǔ)上，提出采用電流式漏電保護裝置應(yīng)用到供電線路保護中，通過檢測電流變化情況對是否出現(xiàn)供電故障進行判定。并以山西某礦變電所供電系統(tǒng)保護為工程實例，對漏電保護裝置應(yīng)用效果進行分析。

通過在礦井供電系統(tǒng)中增加布置漏電保護裝置可顯著提升供電系統(tǒng)可靠性并降低越級跳閘發(fā)生率，可在一定程度上提升礦井生產(chǎn)效率及安全保障能力。