煤矿低压电网选择性漏电保护措施

煤矿低压电网选择性漏电保护措施绪论漏电保护是保证煤矿井下安全供电的三大保护 ( 过流保护、漏电保护、保护接地)井的高之、低压是防止人身触电的重要措施。

一总长度可个年产百万吨矿电缆分布于整个矿井。

达几十甚至上百公厘与瓦斯接触机会很多而电缆一旦被砸或者被挤压容易引起漏电。

当煤矿工人碰到被机械砸伤或绝缘损坏的电气设备或电缆时则会引起触电事故漏电流流入大地产生电火花有可能酿成火灾或瓦斯、煤尘爆炸。

威胁人身安全。

因此做好煤矿井下供电低压漏电保护是煤矿安生生产的重要一环。

矿井电网运行的经验证明，无论是高压还是低压，电气故障发生机率是很高的。

我国的《煤矿安全规程》规定，矿井变电所的高压馈电线上应装设选择性的检漏保护装置；井下低压馈电线上应装设带有漏电闭锁的检漏保护装置。

漏电保护的目的是通过切断电源来防止人身触电伤害和漏电电流引发的电气事故。

矿井漏电保护作为一个学科分支，首次使用是在 1 93 0 年的英国，50 年代我国开始使用，随着采煤技术机械化的不断提高，对供电可靠性的依赖也越大，供电系统尤其是低压供电系统中电气故障的80%是漏电故障。

目前，我国普遍使用选择性漏电保护装置，对提高矿井低压电网供电的可靠性和安全性都起着重大的作用。

选择性漏电保护可以使漏电故障的停电范围缩小，便于寻找和消除故障点，提高供电的可靠性，对安全生产有利总之漏电保护是煤矿井下供电系统的重要保护之一。

第一章漏电的危险性及预防漏电是指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，引煤瓦斯或煤尘，引起火灾等重大事故。

第一节人身触电及预防当人身接触到带电导体或接触到因绝缘损坏而带电的电气设备的金属外壳时，便可能造成触电事故。

煤矿井下的巷道多小，接触电气设备的机会较多，触电后摆脱也相对困难得多，因此，造成触电伤害的可能性也较大。

一、造成人身触电的危害的因素触电对人体组织的破坏过程很复杂，造成触电危害的因素也很多，最主要的有：一是通过人体的触电电流的大小，二是作用时间的长短。

研究结果表明流经人体的电流与作用时间的乘积小于50mA • s时对人体来说是安全的。

但考虑到流过故障点的电流不点燃电雷管而引燃瓦斯和煤尘。

取一定的安全系数，197 5 年煤炭工业部正式确认把人体触电电流与作用时间的乘积规定为30mA・s为安全值。

因此从保护人身触电安全的角度出发，30 mA • s 是规疋漏电保护装置主要技术指标的依据。

二、人体的安全电阻人 体 电 阻 指 电 流 经 过 的 人 体 组 织 的 电 阻 总 和 ， 它 包 括 两 部 分 ： 即 体 内 电 阻 和 皮 肤 电 阻 。

一 般 条 件 下 ， 人 身 电 阻 主 要 由 皮 肤 电 阻 决 疋 。

由 于 煤 矿 井 下 潮 湿 ， 且 工 人 劳 动 繁 重 ， 出 汗 多 ， 所以，我们把在井下工作的人体电阻定为800〜1 500 Q ,通常取 第 二 节 漏 电 保 护 对 煤 矿 安 全 生 产 的 作 用一 、 防 止 漏 电 引 燃 瓦 斯 和 煤 尘当 空 气 中 的 瓦 斯 浓 度 在 5%- 1 5%， 并 遇 到 点 火 源 时 ， 便 会 引起 爆 炸 。

因 此 防 止 瓦 斯 可 从 两 方 面 采 取 措 施 ， 一 是 加 强 通 风 ， 降 低 瓦 斯 浓 度 。

二 是 控 制 井 下 各 种 引爆 的 火 源 。

二、防止漏电引爆电气雷管漏电的作用可能会造成电气雷管不适时的先期引爆造成重 大故障。

漏电保护可以消除漏电的存在，因此，可以避免由于 漏电引爆电气雷管带来的灾难。

由于一般引爆电气雷管的电流10 00 Q 为计 算 参 考 值 。

三、 人 身 触 电 的 预 防存 在 两 种 可 能一种 是 人 于 绝 缘 损 坏 可 能 带 电 的 各 种 电 触 到 正 常 带 电 的 导 体 。

对 于 第属 外 壳 采 取 有 效 的 保 护 接 地 措 险 。

对 于一种 情 况采 取 措 施 漏 电 保 护 装 置一旦 发 生 漏 电 去 路 电 源以 保 证 人 身 的 安 全身 接 触 到 正 常 情 况 下 不 带 电由气 设 备 的 金 属 外 壳二是 人 身 接一种 情 况只要 对 电 气 设 备 的 金施便 对 防 止 人 身 触 电 的 伤 亡 危比 较 多主 要 是 装 设 灵 敏 可 靠 的或 人 身 触 电 事 故立即 切 除 故 障（大于300mA）大于人身触电安全电流，因此，满足人身触电无伤亡要求的漏电保护必然能防止漏电引爆电气雷管。

三、防止漏电烧损电气设备在高压由于电网分布电容大电压高漏电大发生故障事态大容易烧毁电气设备。

对于低压电路由于漏电小一毁电气设备。

但是由于漏电的存在电气设备般不能直接烧烧其局部发热使绝缘局部老化加剧必将大大缩短电气设备的寿丿、命。

而漏电保护则使电网不可能长时间地存在漏电因此可有效地防止漏电烧损电气设备。

第三章选择性漏电保护原理第一节概述选择性漏电保护是指，当电网的某一个支路发生漏电故障时，漏电保护系统仅使开关切断漏电故障所在支路，并保证非漏电故障支路正常供电。

由此可见，选择性漏电保护的优点是明显的，由于它只切断漏电故障所在支路，而保证了非漏电故障支路的正常供电，因此，由漏电故障而引起的停电范围大大减小，提高了供电的可靠性。

此外，选择性漏电保护还有助于寻找漏电故障，便于迅速处理，有利于提高生产效率。

目前，有两种方式可以达到选择性漏电保护的效果。

一是带自动重合闸的漏电保护，二是选择性漏电保护系统。

第一种结构复杂，运行维护相对困难些，造价也比较高，因此，这一方式很少采用。

第二种以其高灵敏的动作性能，作为直接接触电击保护的有效措施，正确使用漏电保护系统，预防电气各类事故的发生，提高配电系统运行的可靠性。

第二节漏电保护器的分类按漏电保护装置中间环节的结构分电磁式漏电保护装置和电子式漏电保护装置。

按结构特征分类分开关型漏电保护装置、组合型漏电保护装置（漏电保护继电器）和漏电保护插座。

按动作时间可将漏电保护装置分为快速动作型漏电保护装置、延时型漏电保护装置和反时限型漏电保护装置。

按动作灵敏度可将漏电保护装置分为高灵敏度型漏电保护装置、中灵敏度型漏电保护装置和低灵敏度型漏电保护装置。

随着科学技术的发展，计算机控制技术已渗透到各工业领域，并占据着工业控制领域的主导地位。

2 0 世纪9 0 年代初，我国相继出现了智能型真空馈电开关，如BKD3 - 40 0Z/ 6 60（ 3 80）和BKD4 - 40 0（2 00）Z/ 1 14 0（60 0 ）隔爆型智能真空馈电开关，它以单片机作为中央控制单元，配以必要的外围接口电路和信号检测与处理电路，便可完成矿井低压电网的 2 级选择性漏电、对称短路、不对称短路、断相、过载和过电压等保护功能。

该开关中的漏电保护系统由基于附加直流检测的总漏电保护和基于零序电流方向判断的分支漏电保护组成，既可完成井下低压电网单相漏电时横向选择性和纵向选择性功能，又能保证电网对称漏电时保护动作电阻值的稳定性。

由于横向选择性漏电保护采用全波相位比较，并且采用了零序电压加速电路，所以分支线路保护的动作时间小于30ms, 干线保护动作时间小于200ms, 在总馈电开关漏电信号检测电路中，采用了RC 滤波和双T 滤波电路，滤除了迭加于直流检测回路的交流高次谐波，再配以软件的非线性补偿，保证了漏电动作电阻值的稳定性。

漏电保护系统的动作可靠性至关重要。

它是衡量保护系统性能优劣的主要标志之一。

煤矿井下存在着大量干扰信号，直接威胁着单片机的工作可靠性。

因此在漏电保护系统中建立了二级后备保护，即总漏电保护单元作为分支漏电保护单元的一级后备，漏电闭锁作为分支漏电单元的二级后备。

虽 然这样会扩大停电范围，但提高了人身触电的安全性。

另外， 由于电网的零序电压和零序电流之间的相位随电网参数而变化所 以 将 零 序 电 压 变 换 成 脉 冲 序 列将 7^零 序 电 流 变 换 成 方 波信 号可 扩 大 比 较 范 围提 高 动 作 可 靠 性 。

除 此 之 外利 用 软 件 的 闭 锁 、 记 性 、 和 滤 波 功 能也 能 使 漏 电 动 作 的 可 靠 性 得 到 提 高 。

在 此 综合保 护 系 统 中建立了 良好 的 人 机 界 面 。

多 功 能 显 示 屏 在 开 关 合闸 、八 前循 环 显 示 电 网 的绝 缘 状 态 、 动 作 整 定 值 和 开 关 的 工 作 状 态 。

开 关 合闸 后正 常工作时循环显示电网的工作参数和对地的绝缘水平 故障跳闸后循环显示故障参数和故障状态，从而大大提高了判断故障和 排除的效率第一额定漏电动作电流30 mA • s; 第 二 是 额 定 频 率 为 50Hz; 第 三 是 额 定 电 压 为 220V 或 380V 第 四 节 漏 电 保 护 器 的 原 理电 压 型 保 护 器 接 于 变 压 器 中 性 点 八和 大 地 间 ? 当 发 生 触 电 时中 性 点八\、 偏 移 对 地 产 生 电 压以 此 来 使 保 护 动 作 切 断 电 源 ? 但 由于 它 是 对 整 个 配 变 低 压 网 进 行 保 护不 能 分 级 保 护 ?因 此 停 电范 围 大动 作 频 繁所 以 已 被 淘 汰 。

脉 冲 型 电 流 保 护 器 是 当 发生 触 电 时 使 用三相 不 平 衡 漏 电 流 的 相 位 、 幅 值 产 生 的 突 然 变化，以 此 为 动 作 信 号但 也 有 死 区 。

判 断 漏 电 的 标 准 是 指 流 进 和 流出 的 电 流 必 须 相 等否 则 就 判 定 为 漏 电 。

漏 电 保 护 器 的 工 作 原 理 主 要 包 括 检 测 元 件 （ 零 序 电 流 互 感器 ）、 中 间 环 节 （ 包 括 放 大 器 、 比 较 器 、 脱 扣 器 等 ）、 执 行 元 件 （ 主 开 关 ） 以 及 试 验 元 件 等 几 个 部 分 。

如 下 ： 图 1课 题 。

此 种 保 护 能 根 据 电 力 系 统 运 行情 况 和 故 障 状 态 的 变 化 而 实 时 改 变 保 护 原 理 、 性 能 、 特 性 和 定值 。

自 适 应 保 护 并 不 是-~* 个 新 概 念 。

但 计 算 机 及 相 关 技 术 在 继电 保 护 中 的 应 用 为 自 适 应继 电 保 护 的 发 展 创 造 了 非 常 好 的 条 件。

第节 漏 电 保 护 器 的 主 要 技 术 参 数自适应漏电保护是 20 世 纪 8 0 年 代 提 出 的 个 较 新 的 研 究(1 ) 检测元件是一个零序电流互感器(如图2 ) o被保护的相线、中性线穿过环形铁心，构成了互感器的一次线圈，缠绕在环形铁芯上的绕组构成了互感器的二次线圈，如果没有漏电发生，这是流过相线、中性线的电流向量和等于零，因此在二次线圈上也不能产生相应的感应电动势。