煤矿井下低压供电系统漏电故障及其处理

朱奕龙

关键词：井下作业；供电系统；漏电故障；处理措施

引言：煤矿井下空气中含有一定量的瓦斯，当瓦斯浓度达到一定程度后，接触到电火花就会引发爆炸事故。因此，煤矿企业应当定期开展排查，及时发现并处理低压供电系统的漏电问题。文章首先概述了低压馈电开关的漏电动作保护原理，随后在分析引发低压供电系统漏电故障常见原因的基础上，就如何切实提升煤矿井下低压供电系统的安全提出了几点建议。

一、低压馈电开关的漏电保护原理

KBZ系列馈电开关漏电保护动作原理是基于基尔霍夫电流定律，即流入电路中任何一个节点的电流代数和都等于0。目前低压馈电总开关采用附加直流电源检测式漏电保护，其从智能综合保护输出一个直流电压U(+36V)，正极接地，负极经过零序电抗器EK、三相电抗器SK至三相电网，直流电流通过电网对地绝缘电阻R构成通路。其中电容C2作用是隔绝直流，它的电容值较大，对交流近似通路。通过智能综合保护的作用，实时监测线路绝缘，当线路绝缘低于规定值时，判定线路漏电，动作掉闸，低于馈电总开关还可实现绝缘低闭锁，从而保护井下设备及人身安全。

低压馈电分开关的漏电保护方式是零序电流式漏电保护，它是利用电网的三相电压对称，三相负载相同，其三相电流的矢量和等于0，电流互感器二次侧没有电流和电压的特性，通过检测电流互感器二次侧的电流大小来确定是否漏电动作。当发生漏电故障时，三相电压不对称，零序电流不为零，智能综合保护输入端能检测到一个电流，智能综合保护通过对输入信号的放大和比较，当输入值大于设定值时，智能综合保护通过其内部的闭锁节点动作致使开关动作，切断故障线路，同时显示故障。

二、煤矿井下低压供电系统漏电故障成因分析

1、供电系统的设备或线路老化

一些投入使用年限较长的煤矿，由于煤矿企业没有严格执行井下供电系统的检修工作，导致部分设备或线路因为老化而容易产生漏电故障。例如，供电系统中的一些线缆受到腐蚀后，其绝缘外套会出现开裂、剥落的情况，失去了绝缘功能，进而造成漏电故障。用电设备与线缆连接部位，由于没有做好金属接线柱的绝缘保护或防腐蚀保护工作，也会在受潮后加速金属的氧化，原有的导电性能下降，出现短路或漏电故障。

2、不规范施工破坏线路

煤矿井下作业的空间相对狭小，加上现场作业需要使用到一些特定的电气设备，如果作业人员不注意做好线路保护工作，也很有可能在操作或移动设备时，破坏线路的绝缘外套，或是直接将线路拉断。另外，在一些中小型的煤矿，由于井下管理工作没有得到高质量的开展，也存在低压供电系统的线路、设备布局不规范的问题。一些井下作业人员出于工作方面，随意更改或搭接线路，事后有没有及时将线路还原，也会导致后期井下作业中对现有的线路造成破坏，引发漏电故障。

三、井下低压供电系统漏电故障的排查方法

在煤矿企业日常管理工作中，除了要严格执行煤矿管理条例，做好低压供电系统的定期检修工作外，还应当掌握常见故障的应对方法，这样即便是煤矿井下低压供电系统出现了漏电故障，也能够通过排查尽快确定故障源，以便于采取相应的故障处理对策，尽可能的将故障损失降到最低。现阶段煤矿井下低压供电系统漏电故障的排查方法主要是通过检测线路绝缘值来进行，具体的排查步骤如下。

首先，检测人员利用手持低压摇表对发生故障的区域进行线路绝缘值检测。观察低压摇表的示数，如果示数为0，则判断为单相接地故障。此时应从电源出发，沿着线缆分别进行故障点排查，如果发现有受潮或是烧焦情况，则需要及时进行更换处理；处理后重新利用低压摇表进行测定，如果观察示数在200KΩ以上，则说明漏电故障已经被修复。其次，用万用表测量芯线的对地电阻，正常情况下芯线对地电阻在22KΩ，如果电阻值明显超出，则可能是出现绝缘击穿，也可以判定漏电故障。

四、低压供电系统常见漏电故障的处理

1、低压馈电开关不动作故障及处理

井下低压供电系统线路及设备都处于正常运行的情况下，漏电保护开关误动作；但是在实际发生线路漏电故障时，低压馈线开关不动作。这种故障的存在，会导致煤矿管理人员不能及时掌握井下供电系统的实际运行情况，也就无法提前做好应急应对工作，从而因为错过了最佳的故障处理时间，而引发更加恶劣的危害后果。对于这一故障，分析其原因可能是辅助接地极的电阻过大，导致电流无法正常流通，开关因为接受不到电流信号而没有动作。在进行故障处理时，采用漏电试跳的方式，先将电源的一相通过试验电阻，此时通电后观察电阻另一侧是否检测到相同大小的电流。如果电流不一致，则改用电阻值更小的试验电阻，直到检测到两个大小相等的电流。此时将该阻止的电阻接入到电路中，可以解决低压馈线开关不动作问题。

2、开关漏电掉闸故障及处理

故障表现是带有一定负荷的线路经检查发现绝缘良好，但是实际运行时，每隔一段时间就会出现掉闸现象。管理人员重新合闸后，频繁出现掉闸。通过故障分析，很大概率是因为煤矿井下的线路布局不合理，或是使用的线路与电气设备的功率不匹配，如果电线存在超负荷运行的情况，即便是没有出现漏电事故，保护开关也会自动跳闸。针对此类故障，一种常用的处理方法是附加直流检测法。具体的操作方法为：将出现开关漏电掉闸的部位进行断电隔离，然后在开关两端重新加上一个直流电源。通过调节电压大小，让开关在同一电压下保持通电5分钟，如果出现掉闸现象，调节电压后重新试验，指导开关不出现掉闸。

3、低压供电回路频繁跳闸及处理

如果同一个低压供电回路中安装的用电设备数量较多，则会导致电力喜用的运行负荷变大。尤其是在煤矿井下用电高峰期的事后，很有可能因为长时间的超负荷运行，导致一些电力承载能力不足的支线出现跳闸故障。在不改变运行负荷的前提下，即便是多次合闸，仍然会频繁跳闸，长此以往甚至会对电力系统的安全产生不良影响。针对此类故障的处理方法是在运行负荷较小的支线中加装漏电保护开关，或是并联附加直流电源，可以起到稳定供电系统的效果。

结语：由于煤矿井下作业环境的复杂性，以及作业人员安全保护意识不强，在生产工作中容易导致低压供电系统出现漏电故障。这些故障如果不能得到及时有效的处理，不仅会影响正常工作的开展，损害煤矿企业的经济利益，而且也严重危及井下工作人员的安全。因此，煤矿企业需要采取综合措施，例如严格执行定期检修制度，采用漏电保护设备等，实现对漏电故障的有效防控，将漏电故障带来的损失降到最低，营造安全的煤矿井下作业环境。

参考文献：

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