煤矿电力系统中漏电检测技术的探讨

罗 曦

(天地<常州>自动化股份有限公司，江苏 213015)

漏电保护作为确保煤矿井下安全供电的三大保护之一，有着极其重要的作用。近年来，有些企业一味追求施工、生产进度，却忽视了漏电保护装置的使用，以致于在施工、生产过程中因电网漏电而引起的触电伤亡事故不断增多。因此，在煤矿电力系统中非常有必要增设漏电保护装置，以确保煤矿用电安全。

1 漏电保护器的现状及其应用

1.1 漏电保护器的现状

在低压电路中安装漏电保护器，当设备发生漏电故障或触电时，漏电保护器可在限定时间内动作，自动断开电源，起到保护作用。漏电保护器可根据动作方式分为电流型漏电保护器和电压型漏电保护器。其中，电压型漏电保护器结构较为复杂，极易受外界干扰，稳定性较差，且造价较高，基本上较少使用。目前，我国对漏电保护器的研究以电流型漏电保护器为主导地位。我国制定了一系列国家标准，该标准对漏电电流动作保护器的特性、分类、选用、安装、结构与性能要求、使用以及检测等方面有明确规定。经过多年的运行实践表明，漏电保护器的使用大大减少了因触电、漏电而造成的伤亡事故。

1.2 漏电保护器的组成

一般来说，漏电保护器可由三大部分构成，分别为漏电电流检测元件、中间放大环节以及操作执行机构。其中，漏电电流检测元件是由零序互感器组成的，一旦发生触电、漏电或短路故障，则可通过次级感应线圈检测出漏电电流，并作为检测信号输出；放大环节则是指放大微弱的漏电信号，根据不同的装置，构成不同的保护器；执行机构的作用则在于，收到信号后，主开关转换到断开位置，将电源切断，使被保护电路与电网的跳闸部件相脱离。

1.3 漏电保护器的工作原理

当被保护设备发生漏电和触电且电流达到限定值时，漏电保护器就会自动断开电源，从而切断故障电路，起到保护作用。在无触电或漏电故障的情况下，电源各相瞬时电流的矢量和等于零。因此，在零序电流互感器铁芯中，各相电流所产生的磁通量之后也为零。这就表明零序电流互感器在正常情况下，其感应线圈上不存在感应电压。当有漏电、触电以及接地故障发生时，主回路中各相电流的矢量之和不再为零，它们在零序电流互感器铁芯中产生磁通，次级感应线圈上将产生感应电压，使得脱扣线圈励磁，强令保护开关跳闸，切断供电电源，起到触电保护作用。

1.4 漏电保护器的分类

漏电保护器可按多种方式进行分类，这里主要按保护功能与用途分类进行介绍，一般来说，可分为漏电保护继电器、漏电保护插座以及漏电保护开关。

漏电保护继电器主要由三部分组成，分别为零序互感器、脱扣器以及输出信号的辅助接点。可配合大电流的自动开关，对主干路的漏电、接地进行监视保护。它具有对漏电流进行检测和判断的功能，但不具备切断回路的漏电保护装置。

漏电保护插座不仅可以对漏电流进行检测和判断，并具备切断回路的功能。其漏电动作电流为6～30 mA，具有较高的灵敏度。

漏电保护开关不仅能接通或断开主电路，而且具有检检和判断漏电流的功能，当主回路有漏电发生或绝缘破坏时，漏电保护开关则可根据判断结果接通或断开主电路。漏电保护开关与热继电器、熔断器、过流继电器等保护元件配合可构成多功能的低压开关元件。

1.5 漏电保护器的选用

在选用漏电保护装置时必须考虑多方面的因素：

（1）按照保护范围、设备安全以及环境要求来确定漏电保护器的各种参数。

（2）在安装场所发生触电事故时，若能及时脱离电源，则漏电保护装置的动作电流可超过摆脱电流；相反，若不能及时脱离电源，则漏电保护装置的动作电流应小于摆脱电流。

（3）采用漏电保护器做分级保时，应满足上、下级开关动作的选择性。保证上一级的额定漏电电流不小于下一级的额定漏电电流，这对人身安全和设备安全以及避免越级跳闸都有非常重要的作用。

（4）漏电保护器额定动作电流的选择，应着重考虑被保护线路以及设备可能发生的泄漏电流值，必要时可通过测量而获得该值。

（5）漏电保护器动作电流的选择，应充分考虑以下几点：一是误动作的可能性。漏电保护器可有效回避线路中不平衡的泄露电流，并且不动作；此外，还可在出现电磁干扰的情况下不误动作；二是动作电流保护器制造条件的选择；三是在多级保护下，动作电流采用多级保护的选择。

1.6 漏电保护器的安装

漏电保护器的安装除了遵守常规的安装规程外，还需要注意以及几个方面：

第一，不得将标有电源侧以及负荷侧的漏电保护器接反。一旦接反，漏电保护器的脱扣线圈将无法断电，将会因长时间通电而被烧毁。安装漏电保护器时，一定要按照厂家产品说明书的要求进行。

第二，漏电保护器安装时，不允许将先前的安全防护措施拆除或放弃，漏电保护器仅是一个附加保护措施。

第三，漏电保护器安装时，必须将中性线和保护线区分开。当使用三极四线式漏电保护器或四极四线式漏电保护器时，应确保中性线接入漏电保护器。凡经过漏电保护器的中性线不允许作保护线。

第四，不允许工作零线在漏电保护器负荷侧出现重复接地现象，否则将影响到漏电保护器的正常工作。

第五，采用漏电保护器的支路，不允许其工作零线与其他回路的工作零线相连，而其他设备会线路也不得借用已采用漏电保护器后的设备或线路的工作零线。

第六，漏电保护器与被保护设备之间的各线不得互相碰接。一旦发生碰接，会使零序平衡电流值受到破坏而导致漏电保护器误动作。此外，被保护设备必须并联安装在漏电保护器之后，并且要确保接线正确，禁止在实验按钮的接线处接用电设备。

第七，漏电保护器的保护范围必须是独立回路，不允许与其他线路有电气连接。

第八，漏电保护器安装完毕之后，应按验收规范要求，对其进行模拟动作实验，以确保其灵敏度和可靠性。进行试验时允许操作试验按钮三次，确认动作无误后，方能正式投入使用。

2 选择性漏电保护装置

选择性漏电保护装置通常设在总、分支馈电开关两处，一般情况下，磁力启动器仅设漏电闭锁。为满足选择性要求，上、下级漏电保护装置主要通过延时来达到这一要求。横向选择性主要是通过零序功率方向保护原理而实现。

选择性漏电保护装置的应用，可以使原有漏电保护装置的性能有较大改善，并具有稳定的漏电动作值，可实现电网横向、纵向漏电保护。此装置不仅可以增强保护的灵活性以及快速性，还可建立人机交互界面，对维护人员判断故障、排除故障都有积极的作用。根据多年的运行经验证明，选择性漏电保护可有效解决煤矿井下作业人员触电安全问题。

3 结语

矿井配电安全直接关系到人身以及设备安全。矿井因低压电网漏电、触电而引起的各种事故日益增多，十分有必要在煤矿电力系统中增设漏电保护装置。漏电保护器作为安全用电重要技术措施之一，有着不容忽视的作用。漏电保护器在防止触电、漏电、接地故障等方面有着显著的效果。近年来，漏电保护器在防护电气事故以及安全用电领域得到了极为广泛的应用。

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