矿山低压防触电及选择性漏电保护技术及产业化

中图分类号：TD611 文献标志码：A

引言

矿山环境潮湿多雾、粉尘弥漫，且设备运行环境恶劣，致使低压电气系统极易出现漏电故障。此类故障不仅会引发触电事故，严重威胁矿工的生命安全，还可能造成电气设备损坏、供电中断，进而扰乱矿山的正常生产秩序。鉴于此，研发并应用行之有效的矿山低压防触电及选择性漏电保护技术，具有极为重要的现实意义。

1 矿山低压防触电技术的关键意义

1.1 守护人员生命安全

矿山作业人员长期置身于电气设备的操作与维护环境之中，一旦发生触电事故，后果将不堪设想。高效的防触电技术能够迅速切断漏电回路，降低触电电流，从而避免或减轻触电对人体造成的伤害，为矿工的生命安全提供坚实保障。

1.2 保障矿山生产顺畅

电气设备的漏电故障可能引发火灾、爆炸等次生灾害，同时也会导致供电中断，影响矿山的生产进度。防触电技术的应用可有效减少漏电故障的发生，提高供电系统的可靠性，确保矿山生产的连续性与稳定性[1]。

1.3 契合安全生产法规

国家和行业对矿山安全生产制定了严格的法规与标准，明确要求矿山企业必须采取有效的防触电措施。研发和应用先进的防触电技术，是矿山企业履行安全生产责任、满足法规要求的必要之举。

2 矿山低压防触电技术的核心要点

2.1 接地保护技术

接地保护是矿山低压防触电的基础措施之一。通过将电气设备的金属外壳与大地可靠连接，当设备发生漏电时，漏电电流能够经由接地装置流入大地，进而降低设备外壳的对地电压，防止人员触电。在实际应用中，需合理选定接地电阻值，确保接地系统的有效性。同时，要定期对接地装置进行检查与维护，防止接地电阻增大或接地线断裂等问题。

2.2 漏电保护技术

漏电保护装置是防止触电事故的关键设备，能够在电气设备发生漏电时迅速切断电源。常见的漏电保护装置有漏电继电器、漏电开关等。这些装置通过检测电路中的漏电电流，当漏电电流超出设定值时，自动切断电路。在矿山低压供电系统中，应根据不同的用电设备和场所，合理选择漏电保护装置的类型和动作电流值，以确保既能有效预防触电事故，又不会因误动作而影响正常生产[2]。

2.3 绝缘监测技术

绝缘监测技术可实时监测电气设备的绝缘状况，及时发现绝缘损坏等潜在隐患。通过在供电系统中安装绝缘监测装置，能够实时监测线路的对地绝缘电阻值。当绝缘电阻值低于设定值时，装置会发出警报信号，提醒工作人员及时采取措施进行处理。绝缘监测技术的应用可提前发现绝缘故障，避免漏电事故的发生，提高供电系统的安全性。

3 选择性漏电保护技术的原理与实现路径

3.1 选择性原理

选择性漏电保护技术是指在矿山低压供电系统中，当发生漏电故障时，能够精准判断出故障支路，并仅切断故障支路的电源，而不影响其他正常支路的供电。其选择性原理主要依据故障电流的大小、方向以及时间特性等因素。通过对不同支路的漏电保护装置进行合理的参数设置与配合，使故障支路的保护装置率先动作，而其他正常支路的保护装置不动作，从而实现选择性保护。

3.2 实现路径

（1）零序电流方向保护

此保护方式利用故障支路的零序电流方向与其他正常支路不同的特性来实现选择性。当发生漏电故障时，故障支路的零序电流方向与正常支路相反，通过检测零序电流的方向，可准确判断故障支路，并切断其电源。

（2）附加直流电源检测保护

在供电系统中附加一个直流电源，通过检测各支路的直流电流变化来判断是否发生漏电故障。当某支路发生漏电时，该支路的直流电流会发生变化，保护装置根据直流电流的变化情况来判断故障支路，并进行选择性切断。

（3）基于时间特性的选择性保护

通过对不同支路的漏电保护装置设置不同的动作时间，使故障支路的保护装置在规定的时间内动作，而其他正常支路的保护装置由于动作时间较长，在故障支路被切断后才动作或不动作，从而实现选择性保护[3]。

4 矿山低压防触电及选择性漏电保护技术的应用成效

4.1 降低触电事故发生率

在实际矿山生产中，应用矿山低压防触电及选择性漏电保护技术后，触电事故的发生率显著降低。通过接地保护、漏电保护和绝缘监测等措施的综合运用，能够及时发现和处理漏电故障，有效避免人员触电事故的发生，保障了矿工的生命安全。

4.2 提升供电可靠性

选择性漏电保护技术的应用使得在发生漏电故障时，仅有故障支路被切断，其他正常支路能够继续供电，大大缩小了停电范围，提高了供电系统的可靠性。这对于矿山生产的连续性至关重要，能够避免因大面积停电而导致的生产中断和设备损坏。

4.3 削减设备维护成本

有效的防触电技术可减少电气设备的漏电故障，降低设备的损坏率，从而减少设备的维修和更换成本。同时，由于供电可靠性的提高，减少了因停电而导致的生产损失，进一步降低了矿山的运营成本。

5 矿山低压防触电及选择性漏电保护技术产业化策略

5.1 强化技术标准制定

相关部门应加快制定统一的技术标准和规范，明确产品的性能指标、接口要求等，为产品的研发、生产和应用提供依据。同时，加强对标准的宣传和推广，提高企业对标准的认知度和执行力度。

5.2 加大市场推广力度

企业应加强对矿山低压防触电及选择性漏电保护技术的宣传和推广，通过举办技术研讨会、产品展示会等活动，向矿山企业介绍新技术的优势和应用案例，提高市场认知度。同时，建立完善的售后服务体系，为用户提供及时、高效的技术支持和维护服务，增强用户对新技术的信任度。

5.3 降低产业化成本

企业应加大研发投入，不断优化产品设计和生产工艺，提高生产效率，降低生产成本。同时，加强与上下游企业的合作，实现资源共享和优势互补，降低原材料采购成本和物流成本。此外，政府可以通过财政补贴、税收优惠等政策，支持企业的研发和生产活动，进一步降低产业化成本[4]。

5.4 加强产学研合作

企业应与高校、科研机构加强合作，建立产学研合作机制，共同开展技术研发和创新。通过整合各方资源，充分发挥各自的优势，加快新技术的研发和应用进程，提高产品的技术含量和市场竞争力。

结束语

矿山低压防触电及选择性漏电保护技术对于保障矿山安全生产具有不可替代的重要意义。通过应用接地保护、漏电保护、绝缘监测等防触电技术以及选择性漏电保护技术，能够有效减少触电事故的发生，提高供电可靠性，降低设备维护成本。通过加强技术标准制定、加大市场推广力度、降低产业化成本和加强产学研合作等策略，能够推动矿山低压防触电及选择性漏电保护技术的产业化发展，为矿山安全生产提供更加可靠的技术保障。在未来的发展中，应持续关注技术发展趋势，不断优化和完善技术体系，以适应矿山安全生产的新需求。

参考文献

[1]张太浩.煤矿井下低压供电系统安全隐患分析与预防措施[J].信息系统工程，2023（5）：33-35.

[2]曹晋鹏.煤矿井下低压供电系统漏电保护分析[J].能源与节能，2021（5）：123-124.

[3]王纪相.煤矿井下低压供电系统漏电保护研究[J].矿业装备，2022（4）：214-216.

[4]韩向栋，魏良跃，董军，等.煤矿井下低压供电系统漏电保护的研究分析[J].中国设备工程，2022（4）：158-159.

[5]李蔷薇.煤矿井下低压供电系统漏电保护探讨[J].矿业装备，2023（10）：102-104.