浅析煤矿井下电气三大保护

2016-01-04永煤集团顺和煤矿河南永城476600

山东工业技术 2016年1期

赵　磊（永煤集团顺和煤矿,河南　永城　476600）

浅析煤矿井下电气三大保护

赵磊
（永煤集团顺和煤矿,河南永城476600）

摘要：煤矿井下工作条件比较恶劣，氧气少、湿度大，电气设备和线路很容易受到损坏和受潮，线路绝缘性不断下降，导致漏电事故或者短路故障，严重影响电气设备的安全、稳定运行。因此应做好煤矿井下的接地保护、漏电保护和过电流保护，合理设置保护装置，保障煤矿井下的顺利施工作业。本文分析了煤矿井下电气保护的必要性，阐述了煤矿井下电气三大保护，以供参考。

关键词：煤矿井下；电气；三大保护

0　引言

近年来，我国经济快发展，各个领域对于煤矿资源的需求量大幅上涨，煤矿井下是工作人员施工作业的主要场所，接地保护、漏电保护和过电流保护是煤矿井下的三大电气保护方法，为确保煤矿井下电气系统的稳定性和安全性发挥着非常重要的作用。结合煤矿井下电气保护设置要求，优化三大保护设计，最大程度地控制煤矿井下安全事故发生率。

1　煤矿井下电气保护的必要性

通常情况下，煤矿井下达数十米，井下地形地貌复杂，含有大量瓦斯气体，并且湿度大、温度低，电气系统的设备和线路在恶劣的环境中使用性能和使用寿命都受到一定程度的影响，易发生损伤和受潮，电气设备外壳经常漏电，一旦工作人员触及电气设备会导致人体触电，并且电气线路绝缘层受潮，直接影响其绝缘性能，甚至发展为电气线路短路故障，容易引发严重的安全事故，威胁煤矿工作人员的生命安全，给国家、社会和人民造成巨大的损失，为此必须做好煤矿井下电气的三大保护：接地保护、漏电保护和过电流保护[1]，例如，若煤矿井下漏电保护装置发生动作失误，电气设备漏电很可能转换为短路故障，而通过短路保护依然可以保障煤矿井下电气系统的安全运行，如果电气系统出现短路故障，短路保护无法正常发挥作用，电气设备防爆外壳和短路电弧连接，会发生漏电，这时漏电保护可以快速发挥作用，而保护接地可以为电气系统漏电保护提供重要保障，因此煤矿井下电气系统的接地保护、漏电保护和过电流保护是非常有必要性，三大保护之间相互配合，确保井下电气系统的安全、稳定运行。根据我国《煤矿安全规程》的相关要求，煤矿井下配电网系统必须设置短路保护和过流保护装置，利用最大三相短路电力来调整和校验电缆绝缘性能、热稳定性以及开关设备的热稳定性、动稳定性和分断能力，采用合适的熔断器，设置过流保护装置的安全性系数。

2　煤矿井下电气三大保护

2.1漏电保护

煤矿井下空气湿度较大，电气设备在这种环境中绝缘层容易受到损害，经常发漏电事故，尤其是采矿区低压电缆，经常被掉落的煤块或者岩石砸坏，导致漏电故障，如果漏电事故得不到及时处理，会进一步损害电气设备，造成短路故障，甚至造成瓦斯爆炸或者人体触电，因此对于煤矿井下电气设备合理设置漏电保护装置。结合煤矿井下电气系统设计要求，对于低压电网应用检漏继电器，在实际应用中检漏继电器包括无选择性检漏继电器和选择性检漏继电器，无论哪种类型的检漏继电器都具有漏电闭锁和漏电跳闸的功能[2]，能够通过千欧表实时监测井下电气系统运行情况和绝缘状态，一旦电气系统总绝缘电阻下降超过检漏继电器整定值，继电器立即发生动作，将电气设备供电电源切断，当电气设备对地总绝缘电阻不断下降，超过检漏继电器闭锁电阻整定值时，实现电源开关闭锁，停止送电，有效控制漏电事故进一步扩大。煤矿井下电气系统利用检漏继电器，其动作灵敏可靠、动作速度快，不会误动也不会拒动，并且可以利用其选择性功能，将电气系统漏电部分切除，使正常线路保持安全运行，提高电气系统利用率，保障煤矿井下的正常生产。

2.2过电流保护

过电流是指电气系统中电缆线路或者电气设备的电流超过额定电流值，导致电气系统过电流的原因有电动机单相运转、过载或者短路等，过电流保护主要包括断相保护、过负荷保护、短路保护等。煤矿井下电气系统采用过电流保护装置有综合保护装置、热继电器、过流继电器、熔断器等[3]。在实际应用中，过电流保护装置应满足以下几个条件：其一，动作灵敏，过流保护装置必须具有较高的灵敏度；其二，动作迅速，一旦电气系统发生运行故障，过电流保护装置必须在最短时间内快速动作，控制事故范围；其三，可靠性，过电流装置不能发生误动或者拒动；其四，选择性，过电流保护装置切除故障区域，正常区域继续运行。断相保护、过载保护和短路保护虽然都是过流保护，但是它们的应用原理不同，断相保护和过载保护依据反时限延时发生动作，过载电流对于其动作时间有着重要影响，短路保护动作值设定大，动作速度快速。当前，大多数煤矿井下采用的过电流保护装置主要是熔断器，继电器需要和脱扣器或者接触器配合运行，热继电器用于实现断相保护和过载保护，随着电子科学技术的快速发展，电子继电器灵敏可靠、保护齐全、功能完善，被广泛的应用在煤矿井下电气系统中。

2.3接地保护

接地保护是煤矿井下电气保护的一个重要环节，人体和接地电阻构成并联电路，接地装置可以发挥分流作用，有效降低人体的触电电流，保障井下工作人员人身安全，并且通过设置保护接地装置，电气设备外壳的漏电电流可以通过接地装置引入地下，减少漏电电流危害，防止发生煤尘或者瓦斯爆炸。根据《煤矿井下继电器调试安装、运行维护和检修规范》和《矿井保护装置安装设计要求》，严格把关接地线、电气设备、接地极的连接和接地，按照相关规定，对煤矿井下接地保护装置进行检查并且做好记录，定时测定接地电阻，结合《煤矿井下安全规程》，接地网任何位置的接地电阻应小于2欧姆，接地极到手持式或者移动式电气设备之间的保护接地极电阻值应小于1欧姆[4]，一旦超出这个界限，应仔细分析原因，有针对性地进行调整。