矿用馈电开关漏电保护动作值的合理整定

文章编号：1004－289X （2011）06－0077－03

矿用馈电开关漏电保护动作值的合理整定

翟善河，周天良

（徐州煤矿机械厂，江苏

摘

徐州221004）

要：在煤矿井下供电系统采用选择性漏电保护时，馈电开关通常会出现漏电动作值变动很多，尤其用作分支

有些开关漏电动作值已变得小于国家标准和行业标准，存在着安全隐开关时大多出现漏电动作值变大或变小，

患，主要分析导致漏电动作值变小或大的主要原因，以及如何在煤矿井下重新合理整定带选择性漏电保护的真空

馈电开关。

关键词：矿用馈电开关；附加直流电压；漏电保护动作值；合理整定中图分类号：TM564文献标识码：B

Reasonable Setting of the Leakage Protection

Actuating Value of Feeder Switches for Mine

ZHAI Shan-he ，ZHOU Tian-liang

（Scientific and Technological Development Dep．，Xuzhou Coal Mine Machinery Work ，Xuzhou 221004，China ）

Abstract ：When selectivity leakage protection of underground power supply systems are used ，the feeder switches have

often change leakage actuation values ，especially in as branch switches ，most of them can change their leakage actuation values．Some values have become smaller than national standard and industry standard ，which have safe hidden peril．The paper analyzes the key reasons whcih lead to the leakage actuation values changing and how to reform to select the vacu-um feeder switch with leakage protection．

Key words ：feeder switch for mine ；additional DC voltage ；leakage potection actuating value ；reasonable setting 1

馈电开关漏电保护出厂试验

表2

V 额定电压，

380

6601140

k Ω电网对地电容不大于1μF /相，单相对地动作电阻，

3 7

5 135 20

目前，煤矿井下供电系统已普遍采用带选择性漏电保护的真空馈电开关。在开关生产厂家做出厂试验时，总开关漏电保护动作值大多依据MT871－2000行业标准第7. 2. 4. 5条，主电路漏电保护应符合表1，当用于选择性漏电保护时，总开关漏电动作延时级差为200 250ms 。

表1

V 单相漏电动作整定值，k Ω单相漏电闭锁电阻整定值，k Ω额定电压，

380V 3．5 4．27 8．4660V 1140V

11 13．220 24

22 26．440 48

2馈电开关井下使用情况

当开关下井使用时，往往会出现漏电动作值变动，

尤其是分开关会出现漏电动作值变小，有些分开关漏电动作值已变得小于国家标准和行业标准，存在着安全隐患时，分开关漏电动作值就会大于总开关漏电动作值，当负荷侧如设备或电机发生漏电时，如果漏电电阻逐渐下降，且漏电电阻下降至小于总开关漏电动作值而大于分开关漏电动作值，就会发生越级跳闸现象，又因上级总开关有延时200 250ms 后跳闸，漏电持续时间长也会降低漏电保护的安全系数，甚至会小于

作分开关时漏电保护动作值基本参照JB6314－

1992行业标准第4条中具有选择性漏电保护，单相漏电动作电阻值应符合表2。

30mAS 这一安全值，对人员构成触电危险；而当分开关动作值变得太大时又会发生误动作而影响生产。

5

5. 1

整定方法

总开关整定方法

《煤矿先停总开关，在总开关负荷侧的分支开关按

3

3. 1

漏电保护动作值变化的原因

电缆分布电容的影响

漏电保护动作值变大的主要原因是电缆分布电容

安全规程》检查瓦斯，在其巷道风流中及开关附近瓦斯

浓度低于1. 0%时，方可开门或开盖，再用与电源相适应的验电笔或万用表检验，确认无电后对分支开关电源侧和负荷对地放电，放电后在分支开关电源侧与地之间接一电阻，当电网电压是1140V 时用20k Ω25W 电阻、660V 用11k Ω25W 电阻、380V 时用3. 6k Ω25W 电阻，用耐热绝缘套管将引线和电阻套好或将电阻置于耐热绝缘盒内，暂时解除总开关漏电闭锁功能，漏电延时整定在250ms ，检查接线的电气间隙和爬电距离符合国家

试验时按下总开关标准和行业标准后方可合门或合盖，

观察总开关是否跳闸，若在1s 内不跳闸，应合闸按钮，

立刻按下停止按钮（否则电阻会发热），重新整定直至漏电保护动作在临界状态即刚好跳闸为止，调试完毕停电后拆除试验电阻。恢复正常。5. 2

分开关整定方法

分开关整定可参照上述步骤和方法，将漏电保护动作时间整定在无延时或30ms ，暂时解除分支开关漏电闭锁功能，在分支开关的末端的起动器负荷侧或电源侧（当负载侧电缆不太长时）与地之间接一电阻，当660V 时用电网电压是1140V 时用24k Ω25W 电阻、13k Ω25W 、380V 时用4. 3k Ω25W 。按上述方法安装好后，合盖或合门后，先合总开关再合分开关，按下起动器按钮，分开关应立刻跳闸，若分开关不跳闸应立刻对分开关重按下起动器停止按钮（否则电阻会发热），新整定直至分开关漏电保护动作在临界值。

调试完毕应停电后拆除试验电阻，恢复漏电闭锁功能，总开关漏电闭锁和分开关漏电闭锁功能均要恢复正常。

的影响，当煤矿井下供电系统采用选择性漏电保护时，由于分支开关大多采用零序电压与零序电流进行相位比较处理后来判断哪一分支开关漏电以及漏电阻值大小，由于分布电容对漏电动作值有影响，随着电缆长度的增加分布电容就会增大，分开关的漏电保护动作值也就会减小，有可能会小于国家标准和行业标准。3. 2

总开关和分开关不配套

漏电保护动作值变小的另一主要原因是总开关和例如总开关用“智能”型的，分分开关不配套造成的，

开关用手动合闸BKD 9系列，由于“智能”型总开关漏电保护采用附加直流电压原理，附加直流电压大多为36V ，而BKD 9系列附加直流电压为70V ，在BKD 9出厂试验时分开关接在总开关负荷侧进行漏电动作调试整定，分开关负荷侧按表2进行模拟漏电时，其漏电动作一方面对零序电压和零序电流的相位进行比较处理70V 附加直流电压通另外，后判断哪一分支开关漏电，

过三相电抗器对三相网络进行漏电监测，漏电保护器内运算放大器构成的比较器对70V 进行对漏电阻值分压后的电压与参考电压进行比较判断是否达到漏电“智能型”动作值。所以当总开关是时，输出直流附加电压只有36V ，作为分开关BKD 9只能检测到直流36V 的分压值（只是70V 的一半），而不是70V 的分压值，使漏电动作值减小太多，常常超出表2下限要求，或接近下限。使漏电保护的后备保护起不到应有的作用，有可能会发生触电危险。

造成漏电保护动作值变动的主要原因还有很多，这里就不一一列举了。

6结束语

4重新整定依据

因此当开关下井后需重新在线整定漏电保护动作

对刚下井的开关需按上述方法对总开关和分开关漏电保护动作值在线重新整定，提高了安全系数，保证漏电保护符合国家和行业标准，有效避免了动作值太

越级跳闸和误动作，真正发挥了供电系统选择性漏低、

电保护功能，防止触电事故和其他事故的发生。在井下电缆长度变化时，也应按上述方法重新整定。在正《煤矿安全规程》常使用情况下，应按每天对开关做一次漏电试验。由于井下漏电试验是按下馈电开关漏电

（下转第80页）

值，为了避免越级跳闸，建议各支路分开关也按表1整定漏电动作值，并且尽量按上限如1140V 整定24k Ω、660V 整定13. 2k Ω、380V 整定4. 2k Ω、动作时间整在30ms 或无延时；而总开关按表1下限如1140V 整定20k Ω、660V 整定11k Ω、380V 整定3. 5k Ω，延时动作时间整定在200 250ms 。

形等，还具有保存和打印图形的功能。

这些功能都给用户提供了制作所需图形的一种快

简便的方法。捷、

足设计需求

。

3应用Pspice 对Boost 变换器进行仿真

（1）建立仿真框图

为了验证上述理论的正确性和有效性，通过Or-CAD 软件进行仿真，建立了其仿真电路模型。仿真模型主要有以下两部分组成：主电路和控制电路。主电路的拓扑结构为Boost 升压变换器。控制电路是由采样网络、电压误差放大器补偿网络、比较器、驱动隔离电路组成。其仿真框图如图1所示

。

图3

驱动脉冲波形

图4电感电流波形

图1系统仿真框图

本文给出了所设计的Boost 变换器的仿真图，给出了系统模拟结果。将开关电源主电路和控制电路的主要子电路构成系统，应用Pspice 作了电路仿真。模拟结果表明：系统能稳定工作，且纹波电压、响应时间等指标都满足设计要求。

参考文献

［1］韩彬，．2006，22景占荣，高田．Boost 电路的Pspice 仿真分析［C ］（1．2）．UNESCO ：《国际教育标准分类》，1974、1997．［2］童诗白，．3版．北京：高等教育出华成英．模拟电子技术基础［M ］

2003．版社，

收稿日期：2011－04－07

（2）电力电子仿真

为验证上述结论的正确性，采用仿真软件Pspice 进

行了系统仿真。仿真参数如下：输入电压10V ，输出电

－4－4压18V 。滤波电感4ˑ 10mH ，滤波电容2ˑ 10F ，负

d =0．5。其系统仿真框图如图1所示。载电阻为5Ω，

输入电压和输出电压的仿真波形如图2所示，从

仿真结果可以看出，输入电压10V ，经过Boost 变换器后实现了升压，输出电压为18V

。

檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪（上接第78页）

试验按钮，看是否能动作或跳闸，试验正常只能说明漏电功能正常而不能保证漏电动作值符合国家标准和行业标准，对人身安全存在不确定因素，因为开关生产厂

图2

输入电压和输出电压波形

家在开关内的试验电阻通常用1k Ω或3. 9k Ω不能达到表1和表2的试验要求，因此试验只能定性而不能定量反映漏电跳闸试验，不能保证供电系统选择性漏电保护的动作值在正常范围内。所以要每季度按上述（5、6条）方法，做一次远方末端人工漏电跳闸试验，保证供电系统选择性漏电保护的正常运行。

最后建议开关生产厂家在开关壳内空间允许的情给用户提供漏电校验电阻和校验按钮。况下，

收稿日期：2011－10－22

作者简介：翟善河（1957－），男，主任工程师，主要从事防爆电气研发工作及管理

工作。

图3为驱动脉冲脉冲波形。输出电压经过采样网

络采样后，经过电压误差放大器与基准比较后，输出电该电压误差信号与锯齿波比较后，输出高压误差信号，

低电平的驱动信号。驱动电力电子器件的分合，从而实现输出电压的稳定。

图4为电感电流的波形仿真波形图。从仿真结果Boost 升压变换器工作在电流连续模式下即可知，

CCM 模型下。变换器工作在连续导电模式下，可以实现变换器的许多优点，例如稳定性和动态性能指标满