李凯

摘 要：漏电保护是煤矿井下供电的不可缺少的内容，它与煤矿井下作业的生产安全具有密切的关联，如果煤矿井下低压供电系统出现漏电故障现象，则极容易引发煤矿井下火灾事故、瓦斯爆炸、雷管预先引爆等，对于煤矿井下作业人员带来不可估量的威胁和损失。为此，我们要重点探讨煤矿井下低压供电系统的漏电故障，了解其故障出现的原因，并提出相应的解决对策和方案。

关键词：煤矿；井下；低压供电系统；漏电故障；分析；解决

中图分类号： TD611 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2017）05-184-2

0 引言

煤矿井下低压供电系统是实现安全生产的重要装置和系统，它的防爆性能、绝缘性能、综合保护性能需要与现场实际相契合，以充分保障煤矿井下作业人员的生命安全免遭威胁。然而，在实际煤矿井下低压供电系统的装置和设备中，却由于多种因素的影响，而使其存在漏电故障的现象，致使引发火灾、瓦斯爆炸等恶性事故，需要我们密切关注，并提出有效的解决方案和对策。

1 煤矿井下供电系统漏电保护原理及方式分析

在煤矿井下的接近密闭的生产现场，由于瓦斯和煤尘无法从出口逸出，致使它们在触碰到低压电网漏电时，就会产生电火花，而对生产作业人员造成安全威胁。因而，漏电保护器具有重要的现实作用和功能，它可以随时检查检漏继电器的阻抗，实时监测继电器的数值变化状态，并以电阻值为依据，进行电网的自动调节。漏电保护器还可以在出现电网对地绝缘阻值降到设定动作值的情况下，进行自动触发，从而切断电源供应，避免危险的扩大。同时，漏电保护器还可以在人体触及电网的情况下，补偿人体电容电流的方式，消减人体触电电流，使其达到最低化，从而提升人体的安全系数。

低压供电系统开关的漏电保护动作原理主要是基于基尔霍夫电流定律，它的低压馈电总开关是采用附加直流电源检测式漏电保护的方式，输出直流电压U（+36V），正极接地，负极则经过零序电抗器EK、三相电抗器SK到三相电网，直流电流则通过电网对地绝缘电阻R，形成通路。在这种智能综合保护的作用条件下，电容C2用于实现对直流的隔绝，由于它的电容值较大，可以实时地监测线路的绝缘状态，一旦线路绝缘低于规定值时，就可以判断线路出现漏电事故，总开关即可以实施漏电闭锁，使开关不能馈出电能，从而保障人体安全。如表1所示：

低压供电系统开关的漏电保护动作方式为：零序电流式漏电保护。主要是利用电网的三相电压对称、三相负载相同、三相电流的矢量和为零、电流互感器两侧没有电流和电压的特点，实现对电流互感器二次侧的电流大小监测，从而发现其是否存在漏电现象。如果低压供电系统出现漏电故障现象，三相电压不对称、零序电流也不会为零，这时，智能综合保护系统就可以通过其内部的闭锁动作，切断故障线路，在显示故障信息的同时，实现对人身的安全保护。

2 煤矿井下低压供电系统漏电故障的排查分析

煤矿井下恶劣的工作环境存在不可避免的安全隐患，对于煤矿井下低压供电系统而言，也不可避免地存在漏电故障，威胁人体的安全。如果发现漏电故障，首要的排查方法是要观察低压供电线路的绝缘值，如果低于22kΩ为绝缘闭锁，需要拆除故障线路，拆除之后如果开关显示大于1MΩ，则低压供电系统送电，送电后没有出现异常状态，则可以判断故障原因不是开关的故障问题，而是供电线路或者以下的各台设备造成的。

如果在使用低压摇表摇测故障线路的绝缘值的过程中，有一相绝缘值较低，则判定其故障原因为单相接地。对于其故障点的查找，可以从电缆接头、电缆施工或者受到外伤的地点入手，仔细观察电缆是否有破损、挤压或烧黑的现象，如果存在这些现象，说明故障线路需要加以处理，要将其进行冷补之后，再摇测其绝缘值，若摇测的绝缘值大于200kΩ，则说明故障点已经处理成功。如果没有查找到电缆部位的故障点，则可以采用万用表测量芯线对地电阻的方法，实现对故障点的查找，然而这种方法的缺陷在于：若故障点没有直接接地，而只是在带电的状态下绝缘击穿，即使运用万用表所测得的电阻很大，然而仍旧无法判定出故障点。因而，可以采用更为有效的故障排查方法：电缆故障分析仪排查法，实现对故障点的排查，并且還要有必需的专项安全举措。

3 煤矿井下低压供电系统漏电保护装置原理及故障解决分析

3.1 煤矿井下低压供电系统漏电保护装置的原理

3.1.1 附加电源直流检测式漏电保护

这种保护方式较为全面，动作无死区，可以实现对整个低压供电系统单元的电容电流补偿，然而，它也有其自身的“短板”，表现为没有选择性，对电容电流的静态补偿和动作时间较长。

3.1.2 无附加电源直流检测式漏电保护

这种保护方式相对简单，可以较为真实地反映供电系统的绝缘状态和水平，然而，与附加电源直流检测式漏电保护一样，也缺乏选择性，并且受电源电压的波动影响较大。

3.1.3 零序电压式漏电保护

这种保护方式可以较好地检测电网漏电时的零序电压，然而，它无法实现对称性漏电故障的保护，电阻值也不太稳定。

3.1.4 零序电流式漏电保护

这种保护方式可以选择性地对放射式电网中的漏电保护，适宜应用于中性接地及不接地供电系统。然而，它的动作电阻值也不稳定，无法实现对称性漏电的保护，也无法补偿电容电流

3.1.5 零序功率方向式漏电保护

这种保护方式属于有选择性的漏电保护方式，它具有极强的横向选择性，然而，同样也具有电阻值不稳定、无法实现对称性漏电保护、无法实现电容电流的补偿等缺陷。

3.2 故障原因分析及解决方案

煤矿井下低压供电系统的故障表现为开关漏电保护试跳不动作或者尽管线路绝缘良好而漏电保护误动作，我们需要分析其故障原因，极有可能是辅助接地极无法接地或者是由于辅助接地电阻较大。漏电试跳是电源的一相通过试验电阻、试验按钮至辅助接地，当辅助接地电阻值过大或没接时，线路对地绝缘值大于设定值或零序互感器感应出来的零序电流小于设定值，则可以判断其可以运行，可以采用如下解决方案和对策：将低压馈电开关接辅助接地，并且辅助接地电阻值小于4Ω。

如果煤矿井下低压供电系统开关的负荷及线路绝缘良好，而出现漏电掉闸的故障，则分析其故障一种原因可能是线路过长，对地电容电流加大。当分开关没有动作的状态下，由于附加直流检测法应用下的电容过小，则会使分开关不动作，总开关越级跳闸。可以采用如下解决方案和对策：纠正低压供电系统的电容，并增大电容的容量；另一种可能是来自中性点偏移造成的开关的误动作。当三相负荷电流较大，投入供电系统不同步时就会造成中性点偏移，在三相电抗器中性点处会产生一个电压，如果这个电压存在的时间大于直流检测回路抗干扰的可过滤时间，直流检测回路就会误以为是有漏电发生产生的电压，就会引起馈电开关漏电检测回路误动作。解决方案和对策：当漏电发生时还要排查掉电时接入系统时的启动开关是不是因为真空接触器不同步性造成的误动作。

如果低压供电系统的分开关过多，而其中的一路分支出现漏电故障时，则可以采用相同型号的馈电开关，以避免总馈电不相同而产生的相互干扰现象，影响低压供电系统的稳定性与安全性。

4 结束语

综上所述，煤矿井下低压供电系统对于煤矿井下作业的安全与稳定，具有不可忽略的重要作用，应当重视煤矿井下的低压馈电开关及照明设备，对它们进行漏电检测和试验，认真记录运行状态值，并加强对低压供电系统电缆线路的巡查，通过对井下低压供电系统的漏电保护动作的原理分析，可以快速、准确地查找出漏电故障点，并分析故障产生的原因，采取相对应的解决方案和对策，确保煤矿井下的稳定与安全。

参 考 文 献

[1] 王兴栋，王军领.煤矿井下高压供电线路漏电故障预防和检查[J].山东工业技术，2014（19）.