【節(jié)能學(xué)院】ASJ系列剩余電流繼電器在煤礦的應(yīng)用

摘要：漏電保護(hù)的主要作用是為了在電氣運(yùn)輸過(guò)程中，保護(hù)電路，其可合理識(shí)別不正常電流，在發(fā)現(xiàn)漏電后，及時(shí)自動(dòng)切斷電源。在煤礦生產(chǎn)中，科學(xué)采用漏電保護(hù)措施，不論是對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量的提升還是生產(chǎn)工人的安全都有重要的作用。

0 概述

電氣安全是人們生產(chǎn)和生活的基礎(chǔ)要求和保障，但是實(shí)際用電過(guò)程中，由于操作不當(dāng)或是外界環(huán)境因素的影響，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的用電安全事故，電氣安全事故的發(fā)生不僅會(huì)危害操作人員的安全，同時(shí)其還將會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，在各項(xiàng)生產(chǎn)工作中，需要做好電氣安全保護(hù)工作。

01 煤礦漏電產(chǎn)生的原因

煤礦井下，由于巷道窄小、潮濕，有滴水、接觸電氣設(shè)備的機(jī)會(huì)多，因此很容易引發(fā)漏電、觸電事故。生產(chǎn)中漏電現(xiàn)象一般由以下幾種原因造成：

1.1 電纜及電器設(shè)備運(yùn)行環(huán)境潮濕

電纜及電器設(shè)備長(zhǎng)期在潮濕的環(huán)境中使用運(yùn)行，導(dǎo)致電氣設(shè)備受潮老化、電動(dòng)機(jī)繞組散熱不良、絕緣材料變質(zhì)而造成漏電現(xiàn)象的發(fā)生。

1.2 施工安裝不當(dāng)

電纜與設(shè)備連接時(shí),由于芯線接送不牢,封堵不嚴(yán)、壓板不緊,運(yùn)行或移動(dòng)時(shí)造成接頭脫落或接頭松動(dòng),使相線與金屬外殼直接搭接而漏電,或者是因接送發(fā)熱過(guò)度使絕緣損壞而觸電。

1.3 日常管理不到位

在日常管理中未能對(duì)對(duì)已受潮或遭水淹的電氣設(shè)備及時(shí)處理，任其在該種環(huán)境下繼續(xù)使用。

1.4 因意外事故引起漏電

頂板掉落、礦車出軌、支柱傾倒等意外機(jī)械事故都會(huì)對(duì)電纜造成損傷發(fā)生漏電；大氣過(guò)電壓沿下進(jìn)電纜入侵,擊穿其對(duì)地絕緣同樣會(huì)發(fā)生漏電。

02 煤礦漏電故障的危害

煤礦井下低壓電網(wǎng)大部分在采區(qū)，環(huán)境條件惡劣，又是工作人員和生產(chǎn)機(jī)械比較集中的地方，電網(wǎng)若發(fā)生漏電，將導(dǎo)致以下危險(xiǎn)：

2.1 可能造成人身觸電

當(dāng)電氣設(shè)備因絕緣損壞而使外殼帶電，而工作人員又接觸此外殼時(shí)，一部分入地電流將會(huì)通過(guò)人體，其數(shù)值達(dá)到危險(xiǎn)值時(shí)就會(huì)造成工作人員的傷亡。

2.2 引起瓦斯及煤塵爆炸

我國(guó)大部分煤礦都存在瓦斯和煤塵爆炸的危險(xiǎn)，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地或設(shè)備發(fā)生單相碰殼時(shí)，在接地點(diǎn)就會(huì)產(chǎn)生電火花，若此電火花足夠，就可能點(diǎn)燃瓦斯和煤塵。

2.3 使電雷管無(wú)準(zhǔn)備引爆

漏電電流在其通過(guò)的路徑上會(huì)產(chǎn)生電位差，漏電電流的數(shù)值越大，所產(chǎn)生的電位差就越大。如果電雷管兩端引線不慎與漏電回路上具有一定電位差的兩點(diǎn)相接觸，就可能發(fā)生電雷管無(wú)準(zhǔn)備爆炸的事故。

2.4 燒損電氣設(shè)備，引起火災(zāi)

長(zhǎng)期存在的漏電電流，在通過(guò)設(shè)備絕緣損壞處時(shí)將散發(fā)出大量的熱，使絕緣進(jìn)一步損壞，甚至使可燃性材料著火燃燒。

2.5 嚴(yán)重影響生產(chǎn)

按規(guī)程要求，一旦電網(wǎng)發(fā)生漏電，就需要停電處理，因而嚴(yán)重影響生產(chǎn)，降低煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

03 預(yù)防觸電的方法

預(yù)防觸電的方法很多，除應(yīng)認(rèn)真貫徹、執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定外，還應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)的特點(diǎn)，采取以下安全措施：

3.1 使人身不接觸和不接近帶電體

將帶電裸導(dǎo)體置于一定高度、或者加保護(hù)遮攔，使人身接觸不到；礦用電氣設(shè)備的外殼與外蓋間，設(shè)置可靠的機(jī)械閉鎖裝置，以保證未合上外蓋，不能送電；通電后，不能打開外蓋。操作高壓回路，需要戴絕緣手套、穿絕緣靴，以防觸電。

3.2采用較低的電壓供電

人身接觸機(jī)會(huì)多的電氣設(shè)備造成觸電的機(jī)會(huì)較多，為保證安全、應(yīng)采用較低的電壓供電。例如：手持煤電鉆、照明設(shè)備等工作電壓不得超過(guò)127V ，井下控制回路的電壓不得超過(guò)36V。

3.3 設(shè)保護(hù)接地裝置

當(dāng)電氣設(shè)備的絕緣損壞時(shí)，可能使正常不帶電的金屬外殼或支架帶電，如果人身觸及這些帶電的金屬外殼或支架，便會(huì)發(fā)生觸電事故。

為了防止這種觸電事故，應(yīng)采取合理的保護(hù)接地措施，即將正常時(shí)不帶電的金屬外殼和支架接地，確保人身安全。用來(lái)實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備外殼或支架接地的引線和接地木及，稱為接地裝置。

3.4 設(shè)漏電保護(hù)裝置

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，礦井高壓和低壓電網(wǎng)需要裝設(shè)漏電保護(hù)裝置。一旦發(fā)生人身觸電事故，應(yīng)立即切斷電源，確保安全。

04 漏電保護(hù)裝置應(yīng)用目的

4.1 保護(hù)工作人員的安全

各種電氣設(shè)備發(fā)生漏電后，如果工作人員觸碰到漏電的電氣設(shè)備，可能會(huì)因此觸電，對(duì)工作人員的人身安全造成較大的威脅。而漏電保護(hù)裝置使用能夠?qū)﹄娖髟O(shè)備起到保護(hù)作用，在實(shí)際生活中，人體觸碰到不同數(shù)值的額定電流時(shí)，身體所產(chǎn)生的反應(yīng)存在較大差異。額定電流值的數(shù)值大小和觸碰時(shí)間長(zhǎng)短，所造成的損傷也不同。結(jié)合歐姆定律分析可以知道電流和電壓是成正比的。在對(duì)電流和電壓等進(jìn)行分析之后，然后設(shè)計(jì)出合理的繼電保護(hù)裝置，在電氣設(shè)備漏電之后，當(dāng)人體觸碰到這些設(shè)備后，電源會(huì)自動(dòng)切斷，繼而達(dá)到保護(hù)人體安全的目的。

4.2 防止電氣火災(zāi)發(fā)生

電氣火災(zāi)也是電氣設(shè)備漏電之后經(jīng)常會(huì)發(fā)生的一種現(xiàn)象，其屬于接地故障，接地故障的給定電流值比較小，因此線路故障點(diǎn)很少發(fā)生熔焊的現(xiàn)象，但是其卻容易導(dǎo)致電弧之間的錯(cuò)位和地故障點(diǎn)形成電流。以2A電流為例，當(dāng)形成的高壓溫度大于2000℃時(shí)，就容易發(fā)生火災(zāi)，進(jìn)而導(dǎo)致周圍的可燃物燃燒。針對(duì)這種現(xiàn)象，在部分電氣設(shè)備使用不叫頻繁的場(chǎng)所，需要要安裝好漏電保護(hù)裝置，進(jìn)而合理地杜絕各種安全隱患及火災(zāi)的發(fā)生。

4.3 減少對(duì)電氣設(shè)備的損耗

電氣設(shè)備使用期間，出現(xiàn)漏電事故之后，很容易造成電氣設(shè)備損耗，如漏電引發(fā)火災(zāi)后，畢竟會(huì)對(duì)各種電氣設(shè)備造成損害。同時(shí)，頻繁的漏電故障還可能導(dǎo)致電氣設(shè)備磨損，影響設(shè)備各項(xiàng)性能的正常使用，而漏電保護(hù)裝置的安裝，能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)設(shè)備使用期間出現(xiàn)的各種故障，進(jìn)而減少設(shè)備損耗。

05 剩余電流繼電器產(chǎn)品概述

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，社會(huì)電氣化程度不斷提高，用電安全成為重要研究課題。常見的相與相間發(fā)生短路可以產(chǎn)生很大電流，可采用開關(guān)保護(hù)，而發(fā)生人體觸電、線路老化而導(dǎo)致的電流泄露產(chǎn)生的火災(zāi)以及設(shè)備的接地故障都是由于漏電流所造成，漏電流一般都在30mA-3A，這些值很小，傳統(tǒng)開關(guān)無(wú)法進(jìn)行保護(hù)，所以需要采用剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置。

剩余電流繼電器是由剩余電流互感器來(lái)檢測(cè)剩余電流，并在規(guī)定條件下，當(dāng)剩余電流達(dá)到或超過(guò)給定值時(shí)，使電器的一個(gè)或多個(gè)電氣輸出電路中的觸點(diǎn)產(chǎn)生開閉動(dòng)作的開關(guān)電器。

下面介紹三種常見的漏電情況：

5.1 防直接接觸電擊需要采用I△n≤30mA的高靈敏度的RCD。

5.2 防間接接觸電擊可采用I△n大于30mA的中靈敏度的RCD。

5.3 防火RCD需采用4木及或2木及RCD。

對(duì)于IT系統(tǒng)，按規(guī)定采用剩余電流繼電器。為防止系統(tǒng)絕緣降低和作為二次故障后備保護(hù)，依據(jù)接線型式，采用類似 TT 或 TN 系統(tǒng)的保護(hù)措施。首先應(yīng)采用絕緣監(jiān)視裝置，預(yù)測(cè)一次故障。

對(duì)于TT系統(tǒng)，推薦采用剩余電流繼電器。因?yàn)楫?dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障電流很小，且較難估計(jì)，達(dá)不到開關(guān)的動(dòng)作電流，外殼上將出現(xiàn)危險(xiǎn)電壓。此時(shí)N線需要穿過(guò)剩余電流互感器。

對(duì)于TN-S系統(tǒng)，可采用剩余電流繼電器。更快速靈敏切斷故障，以提高安全可靠性，此時(shí) PE 線不得穿過(guò)互感器，N 線需要穿互感器，且不得重復(fù)接地。

對(duì)于TN-C系統(tǒng)，不能采用剩余電流繼電器。因?yàn)?PE 線和 N 線合一，若 PEN 線不重復(fù)接地，當(dāng)外殼帶電，互感器進(jìn)出電流相等，ASJ拒動(dòng)；若PEN線重復(fù)接地，部分單相電流將流入重復(fù)接地，達(dá)一定值后，ASJ 誤動(dòng)。需將TN-C系統(tǒng)改造成TN-C-S系統(tǒng)，同TN-S系統(tǒng)，再將剩余電流互感器接入TN-S系統(tǒng)中。

06 ASJ系列剩余電流繼電器產(chǎn)品簡(jiǎn)介

安科瑞電氣ASJ系列剩余電流繼電器能夠滿足上述幾種漏電情況的防護(hù)，與遙控跳閘開關(guān)聯(lián)用，及時(shí)切斷電源，防止間接接觸、限制漏電電流。也可以直接作為信號(hào)繼電器，監(jiān)控電力設(shè)備。特別適用于學(xué)校、商廈、工廠車間、集貿(mào)市場(chǎng)、工礦企業(yè)、國(guó)家消防單位、智能大廈與小區(qū)，地鐵、石油化工、電信及國(guó)防等部門用電的安全保護(hù)。ASJ系列產(chǎn)品主要有兩種安裝方式，ASJ10系列為導(dǎo)軌安裝，外形和功能如下表所示：

ASJ20系列為面板安裝，外形和功能如下表所示：

其中AC型和A型剩余電流繼電器的區(qū)別是：AC型剩余電流繼電器是對(duì)突然施加或緩慢上升的剩余正弦交流電流能確保脫扣的剩余電流繼電器，主要監(jiān)測(cè)正弦交流信號(hào)。A型剩余電流繼電器是對(duì)突然施加的或緩慢上升的剩余正弦交流電流和剩余脈動(dòng)直流電流能確保脫扣的剩余電流繼電器，主要監(jiān)測(cè)正弦交流信號(hào)和脈沖直流信號(hào)。儀表具體的接線端子和典型接線如下所示：

07 結(jié)語(yǔ)

ASJ系列剩余電流繼電器產(chǎn)品能夠監(jiān)測(cè)線路中的漏電流，當(dāng)漏電流達(dá)到或者超過(guò)設(shè)定值時(shí)，內(nèi)部繼電器動(dòng)作，發(fā)出告警，并能與斷路器開關(guān)聯(lián)動(dòng)，快速切斷線路，保證線路安全，ASJ系列剩余電流繼電器的使用，可為煤礦企業(yè)的安全用電提供了保障。

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