矿井低压电网漏电保护技术的发1.pdfVIP

矿井低压电网漏电保护技术的发展 ， 1 3 2 2 2 2 宋建成 翟生勤 范世民 时加林 冯立华 谢恒堃 1 （1．西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室，陕 西省西安市，710049；2潞安矿务局，山西省襄垣县046031； 3．太原理工大学电气与动力工程学院，山西省太原市 030024） 摘要：矿井低压电网漏电保护经历了3个发展阶段、2次 飞跃。在简要回顾矿井低压电网漏电保护技术发展史的基础 上，介绍了矿井低压电网漏电保护技术的进展，其中包括机 电式漏电保护、半导体式漏电保护、微机式漏电保护和自适 应式漏电保护。 关键词：矿井低压电网 漏电保护 零序电流 零序电压 自适应保护 1 概论 漏电保护是保证煤矿井下安全供电的3大保护之一，是 防止人身触电的重要措施。尽管它与现代新兴学科相比已相 当古老，但它作为一门综合性学科又随着科学技术的进步而 不断地发展。这是因为矿井低压电网漏电保护既是一门理论 与实践并重的学科，又与电力系统的发展息息相关。 随着矿井电网的出现，漏电保护技术就相伴而生。早在 20世纪30年代，英国就在磁力启动器中装设了漏电保护装 ［ ］ 1 置，从此建立了矿井低压电网漏电保护原理 ，但这种漏电 保护装置只适应于变压器中性点直接接地的供电系统。1949 年苏联开始研制中性点不接地供电系统使用的漏电保护装 置（PYB型防爆漏电继电器）。同时，西德、波兰、日本等国 也先后开发出适合于本国矿井供电系统的漏电保护装置。20 世纪50年代初，我国引进了苏联的漏电保护装置，并在矿井 中推广应用。同时进行了仿制，一直延用到80年代末，甚至 有的矿井现在还在使用。随着科学技术的发展和矿井电网电 压等级的升高，我国自行研制了多种类型的漏电保护装置。 从漏电保护的基本原理上看，直到现在还没有出现突破性的 进展。从保护装置的硬件看，经历了机电式、整流式、晶体 管式、集成电路式、微型计算机式的发展阶段。 总的看来，矿井漏电保护技术的发展可以概括为3个阶 段和2次飞跃。3个阶段是机电式 、半导体式和微机式。第1 次飞跃是由机电式到半导体式，主要体现在无触点化、小型 化、低功耗方面；第2次飞跃是由半导体式到微机式，主要 表现在数字化和智能化方面。显而易见 ，第2次飞跃尤为重 要，它为矿井电网漏电保护技术的发展开辟了前所未有的广 阔前景。 2 机电式漏电保护 2.1 机电式漏电保护原理 机电式漏电保护是矿井低压电网漏电保护技术发展的 基础。前苏联研制成功的后来被我国广泛采用的机电式漏电 保护装置，是基于附加直流检测的PYB型防爆漏电继电器， 我国改造后的型号为JY82型捡漏继电器。这种捡漏继电器的 保护原理如图1所示。图中，T为电源变压器，TR为三相电抗 器，ZR为零序电抗器，C 为隔直电容器，kΩ为千欧表，RL 0 为直流继电器，E为直流检测电源，I为直流检测回路中的检 测电流，r 、r 、r 分别为三相电网对地的绝缘电阻，C 、C 、C A B C A B C 分别为三相电网对地的分布电容。 图1 机电式漏电保护 原理图 由图1可知，直流检测电源E无论通过三相电抗器组成的 人为中性点还是变压器自然中性点，均可形成直流检测回 路。由于检测回路中三相电抗器、零序电抗器、千欧表和直 流继电器的直流电阻相对稳定，所以检测回路中的电流大小 能反映三相电网对地的绝缘水平 。当电网绝缘电阻下降到 一定程度或电网发生漏电故障时，检测电流将大