摘要：本文主要结合煤矿井下低压电网供电系统中常见的漏电故障，对漏电保护应用中的不足和危害进行了认真分析，并结合现场创新实践经验，重点论述了新型选择性漏电保护装置的推广应用方案。
关键词：煤矿井下低压电；漏电危害；漏电保护防治
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 煤矿井下电网漏电危害
煤矿井下电网漏电危害主要有如下几种：
1.1引发机电设备故障，导致设备损坏影响生产安全。
1.2引起人身触电伤害事故，严重者造成人员死亡。
1.3引起跳闸、造成电网质量波动电网。漏电频发导致电网波动影响大，供电质量下降甚至无法正常供电。
1.4引发井下瓦斯、煤尘爆炸。当井下空气中的瓦斯或煤尘达到爆炸浓度范围内，漏电引发的能量一旦达到爆炸要求时，将引起瓦斯、煤尘爆炸，造成群死群伤事故。。
1.5引起电雷管超前引爆。当漏电位置附近有雷管炸药时，便造成容易引爆电雷管提前起爆，造成重大事故。
1.6漏电还可能使绝缘材料发热着火，造成火灾事故等。
2 原因分析及防治对策
2.1 原因分析
煤矿井下漏电事故多发，与工作环境条件恶劣和电气设备使用管理维护差、人员操作不规范等有很大关系，主要原因如下：
（1）机电设备安装使用空间狭小、空气潮湿等。
（2）电气设备、电缆等性能老化，造成绝缘质量低下、漏电频率增高。
（3）电气设备防护不到位导致受潮或进水，造成相与地之间的绝缘恶化漏电。
（4）电缆芯线接头不牢、喇叭口封堵不严，以及接线嘴压板不紧等原因，导致运行中产生接头松动、脱落或者接头发热，烧损绝缘导致漏电。
（5）电气设备、电缆遭受砸、挤、碰、震动、移动等外力作用，因芯线脱落、绝缘层破坏、绝缘降低等造成漏电。
（6）电气设备或电缆过负荷运行，以致损坏绝缘或使绝缘老化。
（7）真空开关未使用阻容保护，在分断时易产生过电压，使电动机的绝缘瞬间击穿而造成漏电
（8）人员操作不当导致的漏电。
（9）电气检修作业不规范导致接地线、工具材料等金属物遗留在设备内部，造成漏电故障。
2.2 现有技术局限性
1950年代末，我国开始研究煤矿井下供电系统漏电保护技术，截至目前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等漏电保护体系。漏电保护已经从从单一原理型发展为综合型，从原始机电式控制逐步发展为计算机控制，开关逐步形成了具备过流保护、保护接地、漏电保护、漏电闭锁等多种功能。漏电保护也已成为煤矿井下安全供电的三大保护之一，即过流保护、漏电保护和保护接地，对防止人身触电和煤矿安全生产起到了重要作用。
3 新型选择性漏电保护装置特点及应用
3.1 关键创新点
（1）加强对各种漏电工况研究，改变附加直流法精度高响应慢和零序电压法响应快但精度低的问题，提出“零序电压修正法”检测漏电保护新思路，完善了漏电支路选择性判据，解决了漏电电阻检测受系统电压波动和系统电容变化影响问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（2）深化了分散性漏电保护的研究。遵照“零序电流大者优先”原理，根据分散性漏电时各支路漏电程度进行有选择性的漏电保护，寻找判断漏电程度的依据。提出多种算法判断、智能转换的综合检测思想，可以满足低压供电系统下的各种工况的漏电判定，真正实现有选择性漏电保护功能。
（3）进一步进行了“长短线悬殊和不平衡电流”对漏电保护影响的探索研究。针对煤矿井下低压供电系统电网小，低电压等级和电容电流的特点，对不平衡电流产生的原因进行研究分析，提出解决不平衡电流对漏电支路判别影响对策。
（4）综合应用“零序电流突变量法”、零序电流和零序电压相位法”和“零序电流相对大小比相法”三种原理，根据零序电流和零序电压信号，并根据三种算法的优缺点，结合具体系统的具体情况采用多种算法自动判断选择的一种或二种方法算法，在决策过程中实现自动算法转换。并具有如下特点：智能地选择最适合本系统的算法。例如支路数少于三条时拒绝使用“零序电流相对大小比相法”原理，总的电容电流刚好接近漏电支路电容电流二倍时拒绝使用“零序电流突变量法”原理；发生漏电时，装置未能正确判断(跳闸后漏电电阻没有发生变化)时，装置又及时智能地转换算法。系统变化时及时的改变算法。煤矿低压系统经常会发生改变，例如增加出线和减少出线，线路的变长和变短，这些都会适用算法的变化。而原有装置一路选定了一种算法一般不再去改变。装置发生误判时智能地修改算法。一旦发生漏电，该技术装置可以作出漏电判断，如果没正确判断，装置能智能地转换算法。
3.2 主要技术指标
控制电压：380V、660V、1140V；总线段数1，支路数9。
工作电源变化适应能力：工作电源变化在额定值的75%～110%时，装置的漏电动作电阻值、漏电闭锁电阻值和动作时间的误差不大于20%。
系统电容变化适应能力：当系统电容在0.1μf～1μf范围内变化时，装置的漏电动作电阻值、漏电闭锁电阻值和动作时间的误差不大于20%。分散性漏电电阻分辨率：动作电阻整定值20％＋1K。
3.3推广应用情况
该技术先后在我矿井下多个地点进行试验、使用，试验点工况具体为：
（1）“-720中央变电所”：“-720中央变电所”低压系统一台总开关，六台分开关。系统电容为1.26UuF。一号变开关线路特别长，约1000米，其他相对较短的短支路，属于长短线悬殊，系统电容超标（标准规定为系统电容为0.1uF-1uF）使用场合。
（2）“东B6底板变电所”：“东B6底板变电所”为低压系统一台总开关，四台分开关。系统电容为0.25UuF。属于常规使用场合。
（3）“东2C变电所”： “东2C变电所” 低压系统一台总开关，四台分开关。系统电容为1.70UuF，属于系统电容超标使用场合。
（4）“11－2变电所”：“11－2变电所” 低压系统一台总开关，四台分开关，系统电容为1.3UuF。一号开关出线特别长，其他开关出线都比较短，属于长短线悬殊。系统电容超标（标准规定为系统电容为0.1uF-1uF）使用场合。
（5）使用开关：“-720中央变电所”和“东B6底板变电所”先期安装对象为浙江浩鑫电器（总开关为KBZ系列，分开关为BKD系列），后期更换为上海华荣KJZ2永磁系列开关。“东2C变电所”和“11－2变电所”使用上海华荣KJZ2永磁系列开关。
4 效果分析
该技术使用以来，馈电开关做漏电试验和远方漏电试验正常，期间发生实际漏电故障时，该技术装置能正确选线，杜绝了保护装置误动和拒动现象，从根本上解决了单一漏电保护原理不能适用全部使用场合的问题，大大提高了漏电保护动作可靠性和准确性，明显提高了安全供电效果。
5 结束语
煤矿井下供电安全事关矿井长治久安和人民群众的根本利益，通过深入开展科技创新，持续改善、科学优化供电系统布置工况，加预防性检修和供电规范管理，是切实消除各类漏电事故，提高供电安全管理水平的一个重要手段，但同时也不要忽视持续提升煤矿机电从业人员素质和严格监管规范操作重要性，只有多措并举，才能有力地促进矿井的安全生产。
参考文献：
[1] 时效功.煤矿常见灾害的预防与治理【M】.徐州：中国矿业大学出版社，2006
[2] 唐绍峰.井下电钳工【M】.徐州：中国矿业大学出版社，2003
论文作者:杨逸文1.2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
标签：井下论文; 变电所论文; 电容论文; 电流论文; 系统论文; 煤矿论文; 算法论文; 《电力设备》2018年第19期论文;