煤矿漏电产生的原因有哪些？漏电保护装置的意义何在

安科瑞 华楠

漏电保护的主要作用是保护电路，合理识别异常电流，发现漏电后自动切断电源。在煤矿生产中，无论是提高生产质量还是安全生产工人，科学采取漏电保护措施都起着重要作用。
  关键词：漏电保护；煤矿；电气安全
  0：概述
电气安全是人们生产生活的基本要求和保障，但在实际用电过程中，由于操作不当或外部环境因素，经常发生各种电气安全事故，电气安全事故不仅会危及操作人员的安全，还会造成较大的经济损失。因此，在各种生产工作中，要做好电气安全保护。
  1：煤矿漏电产生的原因
煤矿井下，由于巷道狭窄潮湿，有滴水和接触电气设备的机会，容易造成漏电和触电事故。漏电现象一般是由以下原因引起的。
（1）电缆和电气设备在潮湿环境中长期使用，导致电气设备潮湿老化、电机绕组散热不良、绝缘材料变质。
  （2）施工安装不当。电缆与设备连接时，由于芯线连接不牢固、堵塞不严、压板不紧，接头在运行或移动时脱落或松动，导致相线与金属外壳直接连接漏电，或因连接加热过度而触电。
  （3）日常管理不到位。在日常管理中，未能及时处理潮湿或被淹的电气设备，允许其在这种环境继续使用。
  （4）因意外事故引起漏电。机械事故，如屋顶坠落、矿车出轨、支柱倾倒等，都会对电缆造成损坏和泄漏；大气过电压沿电缆入侵，其对地绝缘也会发生泄漏。
  2：煤矿漏电故障的危害
煤矿地下低压电网多在采矿区，环境条件恶劣，是工人和生产机械集中的地方。如果电网泄漏，将导致以下风险：
  （1）可能造成人身触电
当电气设备因绝缘损坏而带电外壳，工作人员再次接触外壳时，部分接地电流将通过人体，当其值达到危险值时，会造成工作人员伤亡。
  （2）引起瓦斯及煤尘爆炸
我国大部分煤矿都有瓦斯和煤尘爆炸的危险。当电网单相接地或设备单相接地时，电火花会产生电火花。如果电火花足够，可能会点燃瓦斯和煤尘。
  （3）使电雷管无准备引爆
漏电电流在路径上产生电位差，漏电电流值越大，电位差越大。如果电雷管两端的引线不小心接触到漏电电路上有一定电位差的两点，电雷管可能无法爆炸。
  （4）烧损电气设备，引起火灾
长期漏电电流会通过设备绝缘损坏释放大量热量，进一步损坏绝缘，甚至燃烧可燃材料。
  （5）严重影响生产
根据规定，一旦电网泄漏，就需要停电，严重影响生产，降低煤矿企业的经济效益。3：预防触电的方法
防止触电的方法有很多。除认真执行《煤矿安全规定》的有关规定外，还应结合生产特点采取以下安全措施。
  （1）使人身不接触和不接近带电体
将带电裸导体放置在一定高度或保护屏蔽，使人无法接触；矿山电气设备外壳与外盖之间设置可靠的机械锁紧装置，确保外盖未关闭，无电源；通电后，外盖不能打开。操作高压电路时，需要戴绝缘手套和靴子，防止触电。
(2)人身接触较多的电气设备采用低压人身接触机会较多的电气设备，为保证安全，应采用较低的电压供电。例如，手持煤电钻、照明设备等工作电压不得超过127V，地下控制电路电压不得超过36V。
  （3）设保护接地装置
当电气设备的绝缘损坏时，正常的非带电金属外壳或支架可能会被带电。如果人们触摸这些带电金属外壳或支架，就会发生触电事故。
为防止此类触电事故，应采取合理的保护接地措施，即在正常情况下不带电的金属外壳和支架接地，确保人身安全。用于实现电气设备外壳或支架接地的导线和接地木，称为接地装置。
  （4）设漏电保护装置
根据煤矿安全规定，矿山高压和低压电网需要安装漏电保护装置。人身触电事故发生时，应立即切断电源，确保安全。
  4：漏电保护装置应用目的
  1）保护工作人员的安全。各种电气设备漏电后，如果工作人员接触到漏电的电气设备，可能会触电，对工作人员的人身安全构成很大威胁。漏电保护装置的使用可以保护电气设备。在现实生活中，当人体接触到不同值的额定电流时，身体的反应会有很大的不同。额定电流值的值大小和接触时间不同。根据欧姆定律分析，电流与电压成正比。分析电流和电压后，设计合理的继电保护装置。电气设备泄漏后，当人体接触到这些设备时，电源会自动切断，从而达到保护人体安全的目的。
  2）防止电气火灾发生。电气火灾也是电气设备泄漏后经常发生的现象，属于接地故障，给定电流值相对较小，线路故障点焊接现象较少，但容易导致电弧错位和地面故障点形成电流。以2A电流为例，高压温度大于2000℃时，容易发生火灾，导致周围可燃物燃烧。针对这一现象，在一些不经常使用电气设备的地方，需要安装漏电保护装置，合理消除各种安全隐患和火灾。
  3）减少对电气设备的损耗。在电气设备使用过程中，发生泄漏事故后，容易造成电气设备损失，如泄漏引起火灾，毕竟会对各种电气设备造成损坏。同时，频繁的泄漏故障也可能导致电气设备磨损，影响设备性能的正常使用，泄漏保护装置的安装可以及时发现设备使用过程中的各种故障，从而减少设备损失。
  5：剩余电流继电器产品概述
随着社会经济的快速发展和社会电气化的不断提高，用电安全已成为一个重要的研究课题。常见相间短路可产生大电流，可采用开关保护，人体触电、线路老化火灾和设备接地故障是由漏电流引起的，漏电流一般为30mA-3A，这些值很小，传统开关不能保护，需要使用剩余电流动作保护装置。
剩余电流继电器是一种由剩余电流互感器检测的开关电器，当剩余电流达到或超过给定值时，在一个或多个电气输出电路中产生开关动作。

下面介绍三种常见的漏电情况。

  1、防直接接触电击需要采用I△n≤30mA的高灵敏度的RCD。

  2、防间接接触电击可采用I△n大于30mA的中灵敏度的RCD。

  3、防火RCD需采用4木及或2木及RCD。

  对于IT系统，按规定采用剩余电流继电器。为防止系统绝缘降低和作为二次故障后备保护，依据接线型式，采用类似 TT 或 TN 系统的保护措施。首先应采用绝缘监视装置，预测一次故障。

  对于TT系统，推荐采用剩余电流继电器。因为当发生单相接地故障时，故障电流很小，且较难估计，达不到开关的动作电流，外壳上将出现危险电压。此时N线需要穿过剩余电流互感器。

  对于TN-S系统，可采用剩余电流继电器。更快速灵敏切断故障，以提高安全可靠性，此时 PE 线不得穿过互感器，N 线需要穿互感器，且不得重复接地。

  对于TN-C系统，不能采用剩余电流继电器。因为 PE 线和 N 线合一，若 PEN 线不重复接地，当外壳带电，互感器进出电流相等，ASJ拒动；若PEN线重复接地，部分单相电流将流入重复接地，达一定值后，ASJ 误动。 需将TN-C系统改造成TN-C-S系统，同TN-S系统，再将剩余电流互感器接入TN-S系统中。

  6：安科瑞电气ASJ系列剩余电流继电器产品简介

  安科瑞电气ASJ系列剩余电流继电器能够满足上述几种漏电情况的防护，与遥控跳闸开关联用，及时切断电源，防止间接接触、限制漏电电流。也可以直接作为信号继电器，监控电力设备。特别适用于学校、商厦、工厂车间、集贸市场、工矿企业、国家消防单位、智能大厦与小区，地铁、石油化工、电信及国防等部门用电的安全保护。

  ASJ系列产品主要有两种安装方式，ASJ10系列为导轨安装，外形和功能如下表所示：

  ASJ20系列为面板安装，外形和功能如下表所示：

  其中AC型和A型剩余电流继电器的区别是：AC型剩余电流继电器是对突然施加或缓慢上升的剩余正弦交流电流能确保脱扣的剩余电流继电器，主要监测正弦交流信号。A型剩余电流继电器是对突然施加的或缓慢上升的剩余正弦交流电流和剩余脉动直流电流能确保脱扣的剩余电流继电器，主要监测正弦交流信号和脉冲直流信号。

  仪表具体的接线端子和典型接线如下所示：

  7：结语

  ASJ系列剩余电流继电器产品能够监测线路中的漏电流，当漏电流达到或者超过设定值时，内部继电器动作，发出告警，并能与断路器开关联动，快速切断线路，保证线路安全，ASJ系列剩余电流继电器的使用，可为煤矿企业的安全用电提供了保障。

  参考文献

  [1] 企业微电网设计与应用手册.2020.6

  [2] 赵海斌. 漏电保护器在洗煤厂的安装使用探讨[J]. 煤炭工程, 2019(S2).

  [3] 袁平. 浅谈漏电保护在电气安全方面的应用[J]. 中国高新区, 2017(23):130-131.