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关于矿井低压供电的漏电保护方案概述

关于矿井低压供电的漏电保护方案概述

(浙江巨磁智能技术有限公司MagtronLennon)

一、井下供电网络：

井下供电系统由地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、防爆移动变

电所、采用变电点以及彼此间的电缆线组成。

其中，地面变电所(6KV/10KV)是全矿供电的总枢纽，担负受电、变电、配

电任务。井下泵房中央变电所是井下的中心，其任务是向采区变电所、整流变

电所、主排水泵及井底车场附近负荷供电。采区变电所是采区变、配电中心，

任务是采区负荷及巷道掘进负荷供电。工业面配电点是采掘工作面及其附近巷

道的配电中心，向工作面及附近负荷供电。

图1矿井供电流程

二、井下供电系统分类

1、中性点直接接地系统

此系统也被称为大接地电流系统。这种系统中一相接地时，出现除中性点

以外的另一个接地点，构成了短路回路，接地故障相电流很大，为了防止设备

损坏，必须迅速切断电源，因而供电可靠性低，易发生停电事故。但这种系统

上发生单相接地故障时，由于系统中性点的钳位作用，使非故障相的对地电压

不会有明显的上升，因而对系统绝缘是有利的。

图2中性点直接接地系统

2、中性点不直接接地系统

这是我国特有电力系统，方式主要有三种：即不接地、经消弧线圈接地和

直接接地。电力系统中性点运行方式有不接地、经电阻接地、经消弧线圈接地

或直接接地等多种。在中性点不接地的三相系统中，当一相发生接地时：一是

未接地两相的对地电压升高到√3倍，即等于线电压，所以，这种系统中，相

对地的绝缘水平应根据线电压来设计。

这主要是因为这样做具有下述优越性：一是正常供电情况下能维持相线的

对地电压不变，从而可向外(对负载)提供220/380V这两种不同的电压，以满足

单相220V（如电灯、电热）及三相380V（如电动机）不同的用电需要。

图3中性点不直接接地

在矿井作业系统中，我国主要采用中性点不直接接地系统，该系统具有较

大的零序阻抗值，普遍比其它阻抗值高，所以当井下发生漏电或电路短路故障

时，产生的电流较小，不易造成较大危害。

三、井下漏电的危害

1.瓦斯爆炸

瓦斯是一种易燃气体。其爆炸有一定的浓度范围，大约界限为5%～16%。

当瓦斯浓度低于5%时，遇火不爆炸，但能在火焰外围形成燃烧层，当瓦斯

浓度为9.5%时，其爆炸威力最大；瓦斯浓度在16%以上时，失去其爆炸性，但

在空气中遇火仍会燃烧。

不过其爆炸界限并不是恒定的，它还受温度、压力以及煤尘、其它可燃性气

体、惰性气体的混入等因素的影响。

当矿井电缆绝缘层被破坏，会产生漏电流。由于瓦斯被点燃所需要的能量

很低，如果漏电产生的电弧击穿空气，就会将其引燃。

图4瓦斯爆照事故

2.雷管引爆

雷管是一种爆破工程的主要起爆材料，它的作用是产生起爆能来引爆各种

炸药及导爆索、传爆管。其分为火雷管和电雷管两种。煤矿井下均采用电雷

管。电雷管分为瞬发电雷管和延期电雷管。延期电雷管又分为秒延期电雷管和

毫秒延期电雷管。

电气雷管在煤矿开采中有广泛应用，漏电可能会引爆电气雷管，导致安全

事故的发生。如果电气雷管被引爆，就意味着有极高的电流，高于人体安全电

流，如果流经人体，对生命安全也有极大影响。

图5电气雷管控制箱

四、漏电保护的选择性

当发生漏电故障时，漏电保护器的选择性保护主要体现在两个方面：

1.纵向选择性

指井下发生漏电故障的问题线路被漏电保护系统发现并被切断，同时使正

常线路正常运行。其工作原理见图2，A、B1、B2、C1、C2、C3、C4中均装有漏

电保护装置。A、B1、B2是馈电开关，C1、C2、C3、C4是磁力启动器，K1、K2

是漏电故障点。假如漏电故障在点K1发生，这时，C4元件中的选择性漏电保

护器将会做出反应，使漏电点从整体电路上切除。而馈电开关B2中的选择性漏

电保护器不产生作用，整体上可以使故障部分被切除，但是正常部分仍然保持

正常运行。