煤矿井下低压电网选择性漏电保护研究

文/靳造造

煤矿技术人员不断研究与探索井下低压电网选择性漏电的保护问题，应用先进的漏电保护技术，采取切实可行的漏电保护措施，保护着煤矿矿井的安全。煤矿工作人员要想提高漏电保护装置的保护水平，就需要对与煤矿井下低压电网选择性漏电保护相关的问题加以了解，才可以更有效地提高矿井的低压电网的保护水平。

一、井下低压电网漏电事故危害

1.人身触电

人身触电是煤矿井下低压漏电事故的主要危害。当设备漏电，工作人员又在不知情的情况下进行作业，那么极有可能造成人身触电危险，造成工作人员伤亡。

2.爆炸事故

井下一定浓度的瓦斯和煤尘与低压电网漏电所产生的电火花相遇时，可能引发爆炸事故。

3.设备损坏

电网设备烧损是由于电网设备内部电线电缆断裂、损坏，继而产生漏电情况。一部分的电线电缆还可能发生短路现象，这极容易引发电网设备的某些元件烧损，导致电网设备停止运转，影响煤矿井下作业的效率。

二、常见井下低压电网选择性漏电保护装置

1.井下低压电网漏电保护器装置

（1）直流检测式。这种保护装置是在电网与大地之间附加一个独立的电源，形成三相对地绝缘体系，这样就可以形成附加的直流检测式漏电保护系统，它可以全面保护电网设备，而且动作迅速，反应灵敏，对人身的危害也很小。但是这种直流检测式漏电保护系统没有选择性保护特点，对于煤矿井下的低压电网漏电保护效果也不明显。

（2）旁路接地式。这种保护装置是根据接地线释放电容和反电动势电流的原理制成，它的安全性能较高，而且还可以切除发生故障的支路的电源，保证其他支路的正常运行。但是这种保护装置只能保护它自身保护范围内的电网设备元件，对于其他元件的保护效果不高。

（3）零序电流式。零序电流式装置是通过零序电流来判断电网设备中的漏电故障点的，它具有较强的横向选择性，而且对于漏电故障的处理速度较快。但是，它不能设置补偿电路，使漏电故障点处于高度危险状态，不利于人身安全与煤矿井下电网设备的安全运行。

2.井下低压电网选择性漏电保护器装置

当前，煤矿井下低压电网选择性漏电保护的措施主要是检漏继电器，它是安装在电网设备的总线开关上的，支路开关上相应地安装支路保护器，两者共同作用，对电网设备进行选择性漏电保护。

这种检漏继电器保护电网设备的应用，很大程度上解决了支路保护装置拒动所引发的漏电保护不力情况，对于电网设备的整体保护效果较好，但是这种保护系统仍然有其自身的缺陷。

（1）当电网设备中漏断点的电阻很小，而且分散在各个支路上时，保护系统将无法对漏电问题进行整理、分析，也就不能对这些低电阻的漏电故障点进行保护。

（2）电网设备中的基本参数是电阻、电压、电流、电容等，这些基本参数共同影响电网设备的性能与运行情况。其中电容对电气系统的影响时间更长，尤其是对于煤矿井下的低压电网，微小的电容都可能影响电网的供电性。检漏继电器对于这种微小电容的作用效果较小，而且误差也较大。

（3）低压电网中有直流与交流两种电流，检漏继电器保护交流电线电缆的效果较好，但是对于直流电线电缆的效果则稍差些。如果直流电压为零，那么检漏继电器的电阻读数则呈现无限大状态，影响低压电网漏电保护的效果。

三、井下低压电网选择性漏电保护系统的设计安装原则

1.安全性原则

安全原则是一切供电系统所要遵循的第一原则，因此，需要工作人员从安全的角度，积极思考漏电保护系统设计的相关问题，比如工作人员在使用保护设备时的人身的安全，保护设备在运行过程中设备的安全，选择性漏电保护系统对于矿井的安全问题也是需要考虑的。

2.选择性原则

主要是针对煤矿井下低压电网漏电保护来说的，分为横向选择性和纵向选择性两个方面。横向选择性是指在同一个运行层面上的设备元件发生故障时，相对应的漏电保护系统的支路应该起保护作用，负责保护该支路上的其他元件的安全；纵向选择性是针对上下级的启动器与保护器而言的，当下级启动器已经过故障点进行处理，那么保护器就不能再进行保护措施，否则是越级跳闸。

3.可靠性原则

可靠性不单是指保护系统对故障点实施及时的保护措施，还指这些保护措施能够有效地保证漏电事故不会进一步扩大，而且还指保护系统能够准确识别漏电事故点，对于正常运行的设备元件没有其他作用，这样才可以保证漏电保护系统积极、有效地作用于故障点，保证电网设备的正常运行。

四、井下低压电网选择性漏电保护装置的发展

新型的选择性漏电保护装置，能够快速地找出低压电网的漏电故障点，并且有效地、有选择性地切断故障点电源，缩小故障影响的范围，为工作人员进行电网漏电事故点的抢修工作提供了便利，有效地提高了低压电网选择性漏电保护的可靠性。

工作人员结合计算机网络自动化处理系统的工作原理，将自动化处理理念应用到低压电网漏电保护设计中，设计出自动复电式漏电保护装置。这种装置是利用直流检测式保护的无工作死区、动作迅速、反应灵敏等特点，再结合真空馈点总开关的选择性保护原理，提高漏电保护的自动化程度，使漏电保护装置的设计更为简单，查找故障点的时间缩短，电路运行更为可靠。

另一种新型的漏电保护系统是采用数字信号处理器来处理系统的数据，其主要的工作流程是：信号输入后进入信号调理板进行简单地整理，再进入运算处理板进行数据的分析与处理，最后通过继电器输出板将信号输出，完成一系列的数据处理工作。

除数字信号处理器之外，新型的漏电保护系统还有另一个主要的装置，就是人机交互系统，是以计算机网络为依托，人作为系统主体进行工作，工作人员通过液晶显示屏显示的支路故障点，积极有效地进行人工调节，提高煤矿井下低压电网选择性漏电保护的有效性。

五、结论

煤矿井下对低压电网的选择性漏电保护，不仅是保证煤矿电力系统的正常运行，而且对煤矿井下的采矿工作人员的人身安全、煤矿的财产安全都具有重要的作用。所以，煤矿电力系统的技术人员应积极探索，研究新型的低压电网漏电的选择性保护装置，采取有效的低压电网漏电保护措施，确保保护煤矿的人身财产安全。