浅析煤矿井下低压漏电保护
摘要：文章详细闸述了煤矿二种常用漏电保护方式的工作原理及特点,分析了漏电发生原因及对煤矿企业的危害,对于选用馈电开关和故障判断、处理、防范有着十分重要的意义。

关键词：馈电开关漏电选择性
1、漏电的定义、发生原因及危害
1.1漏电的定义
当中性点不接地系统中的一相、两相或三相对地总绝缘电阻下降到危险值以下时，若发生一相接地故障，漏电电流将很大，会造成人身触电伤亡，引爆瓦斯或煤尘，引起火灾等重大事故。

工作面漏电会引爆电雷管、造成人身伤亡事故。

我们把这种事故称为漏电故障，简称为漏电。

1.2漏电发生原因
1.2.1电缆或电气设备的原因
a电缆或电气设备长期使用，本身绝缘老化或潮气入侵，使正常运行时系统对地的绝缘电阻降低而造成漏电。

b真空开关未使用阻容保护，在分断时产生过电压，使电动机的绝缘瞬间击穿而造成漏电。

1.2.2因安装施工不当引起漏电误接线或电缆头接线质量不高，违反规程规定悬挂敷设电缆等造成漏电。

1.2.3因管理不当引起漏电
a由于管理不严，电缆被埋压或脱落浸泡于水沟中，造成其散热不良或受酸性水的侵蚀，时间一长使绝缘老化而漏电。

b电气设备长期过负荷运行造成绝缘老化、损坏而漏电。

c电动机因长期被煤、矸石堵塞风道，通风不良造成发热使绝缘受损而漏电。

d已受潮或遭水淹的电气设备，未经严格的干燥处理和对地绝缘电阻、耐压试验又投入运行而漏电。

1.2.4因维修操作不当引起漏电维修操作时损坏电缆或电气设备的绝缘，检修设备后壳内未清理干净残留物等。

1.2.5因意外事故引起漏电
a井下电缆、电气设备因炮轰、顶板冒落、矿车掉道、支柱倾倒等意外事故损伤绝缘。

b井下电缆因短路故障造成局部对地绝缘损坏，当处理故障后未经对地绝缘摇测而恢复送电，可能发生漏电。

1.3漏电的危害
煤矿井下低压电网大部分在采区内部，环境恶劣，工作人员和生产机械比较集中，电网若发生漏电，危害极大。

a引起人身触电当电气设备因绝缘损坏而使外壳带电时，工作人员接触外壳就会导致人身触电事故。

b引起瓦斯及煤尘爆炸当电网发生单线接地或设备发生单相碰壳时，在接地点处产生电火花，若此时电火花具有足够的能量，就可能点燃瓦斯或煤尘。

c 使雷管无准备引爆漏电电流在其通过的路径上形成电位差，如果雷管两端引线与漏电回路上具有一定电位差的两点相接触，就可能引起雷管爆炸。

d烧损电气设备，引起火灾长期存在的漏电电流，在漏电处产生大量的热量，烧毁电气设备的绝缘或电缆，甚至使可燃性材料着火燃烧。

e引起短路事故长期存在的漏电电流及电火花使漏电处的绝缘进一步损坏，最后危及相间绝缘而造成短路，引起更大的事故。

f发生漏电后，漏电保护切断漏电线路，故障寻找和处理时间比较长，影响生产；另一方面，停电使局部通风机停转，通风恶化，形成瓦斯积聚，反过来又威胁矿井安全。

2、漏电保护方式及工作原理、特点
《煤矿安全规程》第四百五十七条规定；井下低压馈电线上必须装设检漏保护装置或有选择性的漏电保护装置，保证自动切断漏电的馈电线路。

目前煤矿井下采用的主要漏电保护方式是附加直流电源式和零序功率方向性漏电保护。

2.1附加直流电源式漏电保护工作原理及特点
2.1.1工作原理
附加直流电源式漏电保护是用一组直流电源直接检测绝缘电阻的大小，从而判断是否发生漏电，当三相绝缘电阻并联值r∑小于动作电阻值时，KD继电器线圈动作，其触点接通馈电开关的分励线圈（图中分励线圈未画出），馈电开关跳闸，实现漏电保护，其原理图如下图。

现在常用的KBZ系列、BKD系列等矿用隔爆智能化真空馈电开关，附加直流电源漏电保护原理同原馈电开关漏电保护，只不过保护动作方式由继电器转换为智能综合保护装置。

2.1.2保护特点
a可以保护各种类内型的漏电故障。

不论是对称式漏电还是不对称性漏电，只要绝缘电阻下降到一定程度，保护就可以动作。

b保护动作准确可靠，安全性高。

该种原理的漏电保护以绝缘电阻值的大小为界限动作的，动作值的确定，可以保证人身触电的安全。

c可以直接在线检测电网的绝缘情况。

利用千欧表的读数可以时刻掌握绝缘电阻的变化（JY82检漏继电器），一旦绝缘电阻降到接近动作值，可以不必等到保护动作后再去处理。

d可以补偿人身触电或单相接地电流的容性分量部分。

e无选择性。

这种原理的漏电保护检测的是整个电网的绝缘电阻，不论何处、哪个分支路漏电都会动作，所以装在总馈电开关上。

区分不出故障支路，没有横向选择性。

2.2零序功率方向性漏电保护工作原理及特点
利用零序电流或零序电压的幅值大小判断供电系统是否发生了漏电，同时利用各支路的零序电流与零序电压的相位关系来判断故障支路，而后动作，有选择性地切除故障支路的电源，该原理框图如下，
当电网中某支路发生不对称漏电、人身触电或单相接地故障时，由取样电路分别从电网中取出某支路的零序电压（同一母线配出的各支路零序电压相同）和零序电流信号，经放大整形后，由相位比较电路来判断该支路是否发生故障，最后启动执行电路切断该支路电源。

3、漏电保护系统的选择
要想达到理想的漏电保护，必须汲取各种保护的优点，取长补短，目前我矿井下低压开关使用的是附加直流电源式漏电保护和零序功率方向性漏电保护，并将他们的优点有机的结合起来，总开关采用附加直流电源式漏电保护，分开关
采用零序功率方向性漏电保护，形成二极选择性漏电保护系统，可以有效的有选择性切除故障支路，保证煤矿企业安全，防止人身触电。

4、防范发生漏电的措施
井下漏电威胁煤矿的安全生产，因此必须采取有效措施预防这类电气事故的发生。

a加强井下电气设备的管理和维护，定期对电气设备进行检查和试验，技术性能达不到要求的立即更换。

b井下电缆应悬挂整齐，避免出现“挤、压、埋、淋、砸、崩、摩”现象。

采煤工作面和掘进头的电气设备要重点防护，防止机械损伤，严禁炮崩电气设备。

c严格规范接线工艺，确保电气密封，防止因洒水防尘时造成电气内部受潮而漏电。

d加强手持式电动工具把手的绝缘，在把手上再加一层绝缘套，以形成双重保护，手持式电气设备的电源电压不得超过127V，控制回路电压不得超过36V。

e严格按章作业，严格执行停、送电工作票制度，避免因误操作而引起人身触电和其他电气事故。

f使用可靠的保护接地系统，利用漏电保护装置及时切断漏电故障线路的电源，防止人身触电和故障的扩大。

g井下配电变压器的中性点禁止直接接地，以减少漏电或触电电流。

h深入开展矿井质量标准化工作，不断提高机电管理水平。

i提高电气设备、电缆的绝缘等级，如电气设备、电缆额定电压660V，而使用1140V电气设备或电缆。

5、结束语
漏电保护的方式多种多样，如何选择漏电保护方式和如何搭配，最大程度的发挥漏电保护系统的效果，对煤矿企业生产和安全有着十分重大的意义。

“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”。