浅谈漏电保护技术在煤矿井下供电系统中的应用

孟宪超,谢成

摘要 本文简单分析漏电保护装置的工作原理，重点论述漏电保护技术在煤矿井下供电系统中应用。

关键词 漏电保护；井下供电；应用

中图分类号TD6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）43-0129-01

0 引言

漏电保护装置是用来防止人身触电和漏电引起事故的一种接地保护装置，当电路或用电设备漏电电流大于装置的整定值，或人、动物发生触电危险时，它能迅速动作，切断事故电源，避免事故的扩大，保障人身及设备的安全。煤矿井下环境恶劣, 供电系统及设备更易发生漏电、人身触电、电火灾、电雷管提前引爆等电气事故,采用漏电保护技术，对保证煤矿安全生产有重要的现实意义。

1 漏电保护装置的发展和基本工作原理

1.1 漏电保护器装置的发展

安全用电技术源于19世纪末，触电漏电保护器始于20世纪初。自法国在1930年制造出世界上第一台电流动作型漏电断路器以后，德国、英国、美国等发达国家对漏电保护技术也进行了广泛的研究。虽然我国研制漏电保护器方面比较晚，但发展速度很快。自20世纪60年代后期第一台触电保护器经国家鉴定认可开始，到20世纪七八十年代已经研制出高灵敏度、快速动作型、电子式电流动作型漏电保护器，并且建立了定点生产企业，使我国的低压电网实现了漏电触电三级保护，漏电触电事故明显降低。到目前为止，PLC和单片机等计算机技术已应用到许多漏电保护装置中。

1.2 漏电保护装置的基本工作原理

漏电保护装置俗称漏电保护器，主要用于对有致命危险的人身触电提供间接接触保护，以及防止电气设备或线路因绝缘损坏发生接地故障由接地电流引启的火灾事故。漏电电流不超过30mA的漏电保护器在其他保护失效时，也可作为直接接触的补充保护，但不能作为唯一的直接接触保护。其基本工作原理为：电流动作型漏电保护器以被保护设备的对地泄漏电流或接地电流作为输入讯号而工作。这保护器采用剩余电流互感器作为取得触电或漏电讯号的检测元件。所有电源线穿过剩余电流互感器构成一次线圈；当发生漏电或人身触电时，在剩余电流互感器的有剩余电流通过，脱扣器中将有电流通过，当电流达到整定值时，使脱扣机构动作，主触点断开，切断故障电路，从而起到保护作用。

2 漏电保护装置的主要用途

1）用于防止由于电气设备和电气线路漏电引起的触电事故； 2）用于防止由漏电引起的火灾和设备烧毁事故； 3）用于检测和切断各种一相接地故障；4）有的漏电保护装置还可用于过载、过压、欠压和缺相保护。

3 漏电保护的类型和检漏保护装置的要求

3.1 漏电保护的类型

漏电保护的类型有漏电闭锁和漏电跳闸。所谓漏电闭锁，是指在开关合闸之前对电网的绝缘电阻进行检测，如果电网的对地绝缘电阻低于规定的漏电闭锁动作电阻值，则使开关不能合闸，起闭锁作用。漏电跳闸保护，则指在电网的对地绝缘电阻降低到规定的跳闸动作电阻值，或人触及一相线路时，能使线路开关跳闸，切断电源。漏电跳闸保护通常是由检漏保护装置配合自动开关来实现。

3.2 检漏保护装置的要求

1）能连续监测电网的对地绝缘电阻；2）当电网的绝缘水平降低到规定值，或人触及一相带电导体时，能使自动开关跳闸，切断电源；3）当人触及一相带电导体或发生一相线路接地漏电故障时，能补偿流过人体的电流和接地漏电电流中的电容电流；4）保护具有选择性，即当电网发生漏电故障或人身触电事故时，保护装置只使故障线路的控制开关跳闸，切断故障线路电源，对未出现故障的电路，仍能让它们继续工作，以缩小故障停电影响范围；5）动作迅速，即在发生漏电故障或人身触电时，能迅速切断故障线路电源，以减小触电危险和避免故障扩大。

4 漏电保护技术在煤矿井下供电系统中应用

我国从20世纪50年代末开始研究漏电保护技术在煤矿井下供电系统的应用，到现在为止，已经形成了漏电闭锁、有选择性漏电保护和无选择性漏电保护的漏电保护体系。漏电保护已成为保证煤矿井下安全供电的三大保护（过流保护、漏电保护和保护接地）之一，并且是防止人身触电的重要保护措施。

随着电子技术发展，漏电保护已经从分体的保护装置发展到与各类开关的配套组合，从单一原理型发展为原理综合型，从原始的机电式控制发展为计算机控制，使普通开关变成了具有过流保护、保护接地、漏电保护、漏电闭锁等多种保护功能的综合保护装置。计算机技术的应用，使漏电保护装置中各监测信号的数据采集、数据处理、比较放大、信号输出等环节软件化；使保护性能更加优越，动作更加灵敏、可靠，动作时间是衡量漏电保护的一个重要指标，如今漏电保护装置已实现供电系统智能化控制。比如：煤矿井下使用的BKD3-400Z/660（380）等隔爆型智能真空馈电开关等就是以单片机作为中央控制单元，利用多功能数字显示屏建立了良好的人机界面，通过它可以直观进行短路、过载、漏电等多种保护参数的设定，循环显示系统的各种工作参数和对地绝缘水平，故障跳闸后可再现故障的类型，使故障的判断和排除更加快速和简洁。漏电保护器虽然能有效防止漏电事故的发生，但也存在不足，还应采用接地/接零等保护配合措施。要确保接地电阻符合标准，规定馈电装置本身接地电阻≤4Ω。

5 结论

总之，煤矿井下为了防止电网触电及漏电所造成的危害，避免系列事故的发生，根据《煤矿安全规程》第454条规定井下由采区变电所、移动变电站或配电点引出的馈电线上，应装设漏电保护装置。这样，当设备或线路漏电时，通过保护装置的检测异常信号，执行机构动作，自动切断电源，并起到相应地保护作用，有利于保证煤矿安全生产。

参考文献

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[2]王红俭，王会森.煤矿电工学[M].北京：煤炭工业出版社，2005.