煤矿井下低压供电系统漏电保护的研究分析

2022-03-08韩向栋魏良跃董军宋春晖吕正超

中国设备工程 2022年4期

韩向栋，魏良跃，董军，宋春晖，吕正超

（1.兖州煤业股份有限公司兴隆庄煤矿，山东济宁 272100；2.山东电安电气有限公司，山东泰安 271000）

低压供电系统漏电会埋下重大的安全隐患，因此，需要引起相关部门的高度关注，要在充分了解故障产生原因的基础上，完善对应的保护机制，从根本上提高低压供电系统应用管理的水平，打造安全性、科学性较好的煤矿井下作业环境。

1 煤矿井下低压供电系统漏电保护的意义

一方面，煤矿井下低压供电系统漏电保护工作能有效避免人身触电造成的问题，借助不间断的监控井下采煤区低压电网的绝缘参数运行状态，全面落实相匹配的控制措施，就能减少绝缘问题的恶化，有效建构完整的安全处理框架。另一方面，还能减少漏电电流造成电雷管安全问题，避免短路电流产生的电弧烧穿隔爆型电气设备的外壳，有效提升整体应用质量，规避电缆结构、电气设备等漏电造成短路故障问题，确保选择性漏电保护装置使用状态的规范性。

综上所述，煤矿井下低压供电系统漏电保护具有提升安全水平的实践意义。

2 煤矿井下低压供电系统漏电产生的原因

若要落实对应的保护机制，就要明确煤矿井下低压供电系统漏电产生的原因，从而落实相应的处理方案。

2.1 设备自身原因

因为煤矿井下作业环境较为恶劣，多数的电缆结构会出现绝缘老化或者是潮气入侵的问题，这就会对运行系统造成影响，使得绝缘参数电阻数值急剧下降，最后产生漏电的问题。并且，因为对应的开关设备使用年限较长，接线板存在潮湿的可能性，必然会出现漏电问题，而内部元件或者是内部的导线结构也会存在绝缘恶化、导线头碰壳的现象。另外，一些长期使用的电机设备也会因为受潮等问题出现绝缘性能下降且绕组散热效果不良的问题，材料变质现象严重，甚至会存在内部接头脱落的问题，造成严重的安全隐患。

2.2 安装施工不当

对于煤矿井下低压供电系统而言，安装施工操作也是非常关键的工序，要保证施工流程的完整性，才能提升其整体应用质量。而施工不当会对整体应用运行效果造成影响。

（1）电缆施工接线若是错误，就会出现相线和地线连接不当的问题，通电后漏电严重。

（2）电缆结构和对应设备的连接出现问题，包括芯线接头牢固度不足、封堵效果不严、压板结构紧密性不足等问题，都会造成接头的脱落，影响相线和金属外壳搭接效果。

（3）若是开关或者是其他电器设备内部接线结构处理不当，也会造成接头松脱的问题，使得合闸通电后出现漏电的现象。

2.3 管理工序不当

在煤矿井下低压供电系统漏电问题产生原因分析工作中，除了要从技术方面予以分析，也要从日常管理工作的角度予以探讨。

（1）日常管理维护工作不到位，会造成部分电缆结构埋压问题，甚至是脱落浸泡在水沟位置，必然会出现散热不到位以及受环境侵蚀的现象，长此以往，就会造成绝缘老化引发的漏电问题，制约整体安全性和应用稳定性。（2）电气设备的应用维护管理工作不及时，长期处于超负荷运行状态，就会出现绝缘老化的现象，造成严重的漏电问题。（3）电动机受到煤矿石堵塞风道的影响，也会出现散热不当的现象，绝缘受损严重，必然会对其整体应用效果造成制约作用，出现漏电隐患。（4）一些受潮或者是水淹的电气设备，若是管理人员没有进行及时的干燥处理，就会出现对地绝缘电阻操作不当的现象，漏电隐患发生的概率增大。

3 煤矿井下低压供电系统漏电保护的具体措施

在煤矿井下低压供电系统漏电保护工作中，要结合实际情况匹配相应的保护机制，从而提升整体控制效果，减少安全隐患问题的蔓延，维持保护效果。

3.1 附加直流电源

一般是在开关合闸操作结束后，要对带电电网予以绝缘性能的监测管理，保证实时性监测分析的合理性，并且，在电网对地绝缘电阻参数小于动作数值时，要结合对应的开关跳闸停止工作，保证供电保护效果的最优化。需要注意的是，一般在变压器中性点不接地电网运行过程中，监测到的电网都是相对绝缘电阻数值，要在三相电网和大地之间有效形成独立的直流电源，确保能有效评估附加直流电源漏电保护的参数，从而发挥其应用价值。在三相电网和大地之间匹配附加的直流电源，确保检测电流流经电网获取的总绝缘电阻参数可靠性和动作电阻值稳定，并且能建立匹配的电容电流补偿机制。与此同时，要匹配KBZ系或者是BKD系矿用隔离爆破智能化真空馈电开关，从而有效维持保护动作的合理性，发挥智能综合保护装置的应用优势。

3.2 选择性漏电保护

在煤矿井下低压供电系统漏电保护工作中，为了维持整体保护工序的规范性和合理性，利用选择性漏电保护机制具有重要的应用价值。主要是借助零序电流方向保持原理，应用对应的检查元件，确保零序电流互感器能发挥其实际价值。常见的零序电流互感器就是环形铁芯结构，缠有二次绕组结构，将环形铁芯套用在电缆结构上，穿过铁芯电缆的3根芯线就能完成绕组处理。借助选择性漏电保护处理装置的同时，还能对零序电流予以测试以及比较，全面分析整个系统中电压参数的大小以及对应的相位参数，从而确认漏电的支路结构，保证漏电支路能在作用下直接跳闸，避免对正常运行电路造成影响。基于此，选择性漏电保护处理方式适用于高压电网、低压电网中，利用其选择性维持整个漏电保护处理方案的规范性。另外，零序功率方向型保护体系也能发挥其实际作用，具体参数见表1。

表1 零序功率方向型保护参数

正式借助零序电流大小参数不相同的特点，能有效区分故障支路和非故障支路，建立选择性漏电保护应用体系，匹配二次侧电流流经二极管整流状态，及时完成开关跳闸处理。

3.3 漏电闭锁

主要是指针对开关合闸操作开始前的操作，要对整个电网运行状态和实时性信息予以绝缘监测分析，从而保证电网对地绝缘数值不足闭锁数值时，开关无法自动合闸，有效完成闭锁处理。之所以建立漏电闭锁控制方式，就是为了更好地应用附加直流电源式保护处理机制有效地完成对地绝缘电阻的测试，从而满足实时性处理的需求。

3.4 设置自动复电漏电保护装置

在选择漏电保护装置系统的过程中，旁直零式保护系统的性能较好，能建立纵向选择的同时，更好地维持横向选择的合理性，基于此，将漏电保护的相关装置集中安装布设在总开关的附近，能提升应用的安全性和控制效果，维持整体应用的规范性，并且保证处理效率更快。与此同时，自动复电漏电保护装置的可靠性较高，具有较好的选择性和迅速动作特性，相较自动断电装置，其整体结构主要是借助一次性机构，在矿井设置对应系统后就能及时恢复送电，减少断电造成的经济损失。

除此之外，要从管理方面落实相应工作，相关工作人员要定期对设备予以检查，针对老化现象或者是存在漏电征兆的线路予以维修、更换，从而全面提升维护保养工作的水平。并且配合使用漏电保护的相关装置，减少电气设备绝缘性不足造成的影响，维持敷设低压电缆结构应用的规范性，并且提升相关线路应用的整体效果。