陽(yáng)煤集團(tuán) 楊玉濤

所謂“漏電”就是電流流經(jīng)了大地（包括地線）。理論上講所有電網(wǎng)都存在漏電、所有電氣設(shè)備都存在漏電，因?yàn)樗麄兌即嬖趯?duì)地絕緣電阻值。電工所說(shuō)的“漏電”是指漏電流已經(jīng)達(dá)到了漏電保護(hù)的動(dòng)作值。電工所說(shuō)的某設(shè)備“接地”也是指漏電流已經(jīng)達(dá)到了漏電保護(hù)的動(dòng)作值。

煤礦井下的漏電保護(hù)具有三大功能：①漏電電流達(dá)到規(guī)定值時(shí)（也就是絕緣電阻值下降到一定值時(shí)），保護(hù)裝置動(dòng)作切斷電源；②補(bǔ)償電網(wǎng)對(duì)地分布電容（也就是利用電感吸收分布電容的漏電流），降低接地點(diǎn)的電流值（也就降低了接地點(diǎn)的電火花）；③監(jiān)測(cè)并顯示電網(wǎng)絕緣電阻值。

煤礦井下用電設(shè)備常用的電壓為660V和1140V以及3300V。本文僅僅論述這3個(gè)電壓等級(jí)的漏電故障。

一、歐姆定律

漏電電流和絕緣電阻都與歐姆定律有關(guān)。歐姆定律的定義是流過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比，與導(dǎo)體本身的電阻成反比，即I=U/R。

電工要牢記歐姆定律，因?yàn)闅W姆定律可以解釋電器的工作原理，也可以解釋電氣故障原因。

二、電阻

所謂電阻就是電流流動(dòng)受到的阻力。電阻的阻值越大阻礙力越大，阻值越小阻礙力越小（也就是電阻值與電流值成反比）。電阻的最大阻值為∞（無(wú)窮大），電阻的最小阻值為0（沒(méi)有負(fù)值）。電阻存在有兩種形式，一種是人為制造的電阻（如電阻元件、電爐絲、電熱棒、白熾燈等），另一種是自燃存在的電阻（絕緣電阻、導(dǎo)線電阻等）。

我們習(xí)慣把很大的電阻叫做無(wú)窮大，把很小的電阻叫做0。電工常用的黑膠布，在低壓電網(wǎng)中叫做絕緣材料，但是在高壓電網(wǎng)就起不到絕緣作用了。一瓢自來(lái)水，倒入高壓接線盒叫作短路，而倒入蒸汽電熨斗叫作負(fù)載；煤礦井下千米鉆機(jī)的兩根監(jiān)控裸導(dǎo)線在嘩嘩流動(dòng)的礦井水中不影響監(jiān)測(cè)效果（相當(dāng)于水是絕緣的）?？梢宰鲞@樣的試驗(yàn)，把礦燈（頭燈）的兩個(gè)正負(fù)極裸導(dǎo)線放入自來(lái)水中，不影響燈的亮度。

玻璃管保險(xiǎn)內(nèi)部是一段銅絲，我們測(cè)量它時(shí)，認(rèn)為它的電阻是0Ω，但是它在電路中工作時(shí)就不能認(rèn)為是0Ω了，否則就起不到保險(xiǎn)的作用了（焦耳定律Q=I²Rt）。

三、附加直流電源漏電保護(hù)

我們把一個(gè)變壓器的供電范圍稱(chēng)之為一個(gè)電網(wǎng)。每個(gè)變壓器的輸出都必須有一個(gè)總檢漏保護(hù)?？倷z漏保護(hù)采用的是附加直流電源的工作方式。附加直流電源就是在電網(wǎng)與大地之間通過(guò)電抗器另外增加一個(gè)直流電源（一般為直流48V），用于監(jiān)測(cè)電網(wǎng)與大地之間的絕緣電阻值。其實(shí)就像指針萬(wàn)用表測(cè)量電阻元件一樣，萬(wàn)用表內(nèi)的電池給所測(cè)電阻施加電壓；也像搖表測(cè)量絕緣電阻一樣，轉(zhuǎn)動(dòng)搖表、搖表輸出電壓（搖表是直流發(fā)電機(jī)）施加在電氣設(shè)備上。這個(gè)原理就是歐姆定律的原理——電阻值與電流值成反比（R=U/I）。

四、漏電保護(hù)動(dòng)作值

根據(jù)《煤礦供電的三大保護(hù)細(xì)則》規(guī)定，660V系統(tǒng)用11kΩ電阻元件在遠(yuǎn)端對(duì)地試驗(yàn)時(shí)漏電保護(hù)必須動(dòng)作，1140V系統(tǒng)用20kΩ電阻元件在遠(yuǎn)端對(duì)地試驗(yàn)時(shí)漏電保護(hù)必須動(dòng)作，由此可以推出3300V系統(tǒng)用60kΩ電阻元件在遠(yuǎn)端對(duì)地試驗(yàn)時(shí)漏電保護(hù)必須動(dòng)作。

電網(wǎng)的絕緣電阻很大時(shí)（習(xí)慣叫無(wú)窮大），漏電保護(hù)肯定不動(dòng)作。電網(wǎng)的絕緣電阻下降到上述電阻值時(shí)漏電保護(hù)肯定動(dòng)作。每個(gè)電網(wǎng)的漏電保護(hù)裝置不一樣，所以不能確定絕緣電阻上升到多大時(shí)漏電保護(hù)就剛好不動(dòng)作。

五、絕緣電阻測(cè)量

搖表測(cè)量。注意，①首先檢查瓦斯?jié)舛?，低?.0%方準(zhǔn)測(cè)量；②絕緣高的長(zhǎng)距離電纜能夠儲(chǔ)存電荷，測(cè)量完畢必須放電，對(duì)地放電與相間放電；③搖表是直流發(fā)電機(jī)，輸出電壓與搖動(dòng)的轉(zhuǎn)速成正比，也就是2500V的搖表可以代替1000V的搖表使用（搖的慢點(diǎn)）。

萬(wàn)用表測(cè)量。指針萬(wàn)用表的10kΩ檔也能用于測(cè)量漏電故障點(diǎn)。

驗(yàn)電筆測(cè)量。煤礦井下中性點(diǎn)不接地供電系統(tǒng)，只要一相驗(yàn)電筆不亮，一般是該相接地了，也就是該相對(duì)地電壓為0了。當(dāng)干式變壓器輸出側(cè)的總饋電開(kāi)關(guān)漏電跳閘、解脫負(fù)荷電纜故障依舊，說(shuō)明電源側(cè)接地了。驗(yàn)證的方法就是用驗(yàn)電筆，哪一相驗(yàn)電筆不亮，就是那一相接地了。

注意，一相驗(yàn)電筆不亮，可能不缺相，而是該相接地了；三相驗(yàn)電筆都亮，可能缺相了；三相驗(yàn)電筆明暗不一樣，并不是三相電壓不平衡，而是三相對(duì)地電壓不平衡；三相對(duì)地電壓不平衡的原因是三相對(duì)地的絕緣電阻值差別較大的過(guò)。

六、集中性漏電

故障現(xiàn)象是電網(wǎng)某一臺(tái)設(shè)備或某一條電纜的絕緣電阻下降到漏電保護(hù)的動(dòng)作值或直接接地。現(xiàn)象為只要開(kāi)動(dòng)某一臺(tái)設(shè)備就頂閘，或者給某一條電纜送電就頂閘。

常見(jiàn)的集中性漏電故障有：屏蔽層與接線柱相碰、接線腔潮濕、設(shè)備進(jìn)水等。

低壓屏蔽電纜接頭壓接注意事項(xiàng)為①剝掉屏蔽層，②難以剝掉時(shí)應(yīng)削掉10mm長(zhǎng)，③千萬(wàn)不能不剝也不削屏蔽層、僅僅是不讓屏蔽層離開(kāi)接線柱，這樣就為以后留下隱患——?jiǎng)e人處理故障或者更換該設(shè)備時(shí)注意不到屏蔽層而人為造成屏蔽層碰住接線柱。

七、分散性漏電

故障現(xiàn)象是不一定開(kāi)哪臺(tái)設(shè)備就頂閘，不一定何時(shí)會(huì)頂閘，只開(kāi)一臺(tái)設(shè)備或少開(kāi)設(shè)備不頂閘，開(kāi)的設(shè)備多了就頂閘。

首先要懂得并聯(lián)電阻的特點(diǎn)是①越并聯(lián)總電阻越??；②總電阻值最??；③再并聯(lián)一個(gè)小電阻對(duì)總電阻影響大，再并聯(lián)一個(gè)大電阻對(duì)總電阻影響不大。

故障原因是電網(wǎng)內(nèi)多數(shù)設(shè)備或電纜絕緣電阻值較低，造成總的絕緣電阻值更低，因?yàn)橐粋€(gè)電網(wǎng)內(nèi)每臺(tái)設(shè)備和每條電纜的絕緣電阻屬于并聯(lián)狀態(tài)。

解決辦法是先更換幾臺(tái)絕緣最低的設(shè)備或電纜，抽空再陸續(xù)更換絕緣低的設(shè)備。

預(yù)防辦法是定期測(cè)量各個(gè)設(shè)備及電纜的絕緣電阻值，發(fā)現(xiàn)絕緣較低的設(shè)備或電纜就提前更換掉，不要等著發(fā)生頂閘故障后才更換。

八、活接地

啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)就漏電跳閘，測(cè)量電動(dòng)機(jī)絕緣很高。原因是轉(zhuǎn)子鼠籠條開(kāi)焊，習(xí)慣稱(chēng)此故障為“掃堂”。

采煤機(jī)割煤就漏電跳閘，空轉(zhuǎn)不跳閘，測(cè)量電動(dòng)機(jī)絕緣很高。原因是轉(zhuǎn)子鼠籠條稍微開(kāi)焊，不出力時(shí)掃不到定子線包，割煤（出力）時(shí)掃到定子線包。

九、干式變壓器

干式變壓器輸出側(cè)只能帶一臺(tái)總饋電開(kāi)關(guān)，也就是只能有一個(gè)總漏電保護(hù)。如果同時(shí)帶2臺(tái)或更多的饋電開(kāi)關(guān)，就使得漏電保護(hù)靈敏度降低，因?yàn)榻拥攸c(diǎn)的電流要分開(kāi)幾路流經(jīng)漏電保護(hù)，這樣流過(guò)漏電保護(hù)的電流減少就降低靈敏度了。

干式變壓器輸出側(cè)電纜不能過(guò)長(zhǎng)，一般為10m之內(nèi)，如果過(guò)長(zhǎng)的話，這段電纜一旦發(fā)生漏電，沒(méi)有保護(hù)裝置能夠切斷其上級(jí)電源。

十、補(bǔ)償

漏電保護(hù)內(nèi)的補(bǔ)償功能很難完全吸收電網(wǎng)對(duì)地分布電容的漏電流，因?yàn)楣╇婋娎|的長(zhǎng)度不是固定的（設(shè)備開(kāi)得少時(shí)總電纜短、開(kāi)得多時(shí)總電纜長(zhǎng)），分布電容也就不是固定的。所以很難做到完全補(bǔ)償。

十一、三相四線制漏電保護(hù)

單相供電系統(tǒng)漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)內(nèi)，火線和零線共同穿過(guò)一個(gè)保護(hù)線圈，該線圈監(jiān)測(cè)火線和零線電流的大小差別，火線和零線電流差別當(dāng)小于30mA時(shí)開(kāi)關(guān)不動(dòng)作，當(dāng)大于30mA時(shí)開(kāi)關(guān)動(dòng)作。火線能夠漏電給地線或者大地，這樣火線電流就會(huì)大于零線電流。

三相供電系統(tǒng)漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)內(nèi)，3根火線共同穿過(guò)一個(gè)保護(hù)線圈，該線圈監(jiān)測(cè)三相火線電流的大小差別，三相火線電流差別當(dāng)小于30mA時(shí)開(kāi)關(guān)不動(dòng)作，當(dāng)大于30mA時(shí)開(kāi)關(guān)動(dòng)作。

十二、對(duì)地電壓

煤礦常用的移動(dòng)變電站及干式變壓器二次側(cè)接成Y時(shí)輸出1140V（線電壓）、接成△時(shí)輸出660V（相電壓）。多數(shù)情況下1140V系統(tǒng)的對(duì)地電壓為660V、660V系統(tǒng)的對(duì)地電壓為380V。很顯然這個(gè)380V的對(duì)地電壓并不是660V系統(tǒng)的“相電壓”（660V已經(jīng)是相電壓了），又因?yàn)樯贁?shù)情況下三相對(duì)地電壓是不相等的（相電壓是相等的），所以對(duì)地電壓并不能稱(chēng)之為“相電壓”。

為什么三相對(duì)地電壓會(huì)不相等呢？中性點(diǎn)不接地供電系統(tǒng)的三相對(duì)地電壓與三相的對(duì)地絕緣電阻有關(guān)，每相的對(duì)地電壓就是該相絕緣電阻上的電壓。以1140V系統(tǒng)為例，當(dāng)三相各自的對(duì)地絕緣電阻值相等時(shí)，三相對(duì)地電壓相等，為660V（比電源電壓低根號(hào)3倍）；當(dāng)三相各自的對(duì)地絕緣電阻值不相等時(shí)，三相對(duì)地電壓不相等，絕緣電阻高的相、對(duì)地電壓高（>660V）、最高為660V，絕緣電阻低的相、對(duì)地電壓低（<660V）、最低為0V。

三相對(duì)地電壓不相等，不對(duì)于三相電壓不平衡。其中一相對(duì)地電壓過(guò)低，并不代表漏電保護(hù)就應(yīng)該跳閘。以1140V的AB兩相電為例，A相對(duì)地絕緣電阻Ra與B相對(duì)地絕緣電阻Rb屬于串聯(lián)接法，A相對(duì)地電壓就是Ra上的電壓，B相對(duì)地電壓就是Rb上的電壓，這兩個(gè)電阻按阻值的比例分配1140V；Ra=1000MΩ、Rb=10MΩ與Ra=1MΩ、Rb=0.01MΩ對(duì)地電壓的分配是一樣的（都是100：1），但是前者不會(huì)頂閘而后者會(huì)。如果對(duì)地電壓為0V，說(shuō)明該相接地了，就應(yīng)該跳閘。

驗(yàn)電筆的明暗對(duì)應(yīng)對(duì)地電壓的高低。

三相電動(dòng)機(jī)的繞組匝數(shù)是固定的、額定承受的電壓也是固定的。對(duì)于標(biāo)有1140V/660V的電動(dòng)機(jī)，當(dāng)使用1140V時(shí)接成Y接法（相當(dāng)于串聯(lián)），每個(gè)繞組上承受的電壓其實(shí)是660V；當(dāng)使用660V時(shí)接成△，每個(gè)繞組承受的還是660V。懂得這個(gè)道理也就知道660V系統(tǒng)的對(duì)地電壓多數(shù)情況下是380V了。

移動(dòng)變電站二次側(cè)的繞組匝數(shù)是固定的，繞組上輸出的電壓也是固定的，當(dāng)二次繞組接成Y時(shí)（相當(dāng)于串聯(lián)）輸出1140V、接成△時(shí)輸出660V。

照明綜合保護(hù)裝置，內(nèi)部的變壓器一次和二次側(cè)都可以改變接法。一次側(cè)接成Y時(shí)使用1140V、接成△時(shí)使用660V。二次側(cè)接成△時(shí)輸出127V、接成Y時(shí)輸出220V。

十三、故障案例

660V漏電保護(hù)裝置內(nèi)電抗器虛接冒火，形成電弧接地過(guò)電壓，對(duì)地電壓達(dá)到一千多伏，導(dǎo)致660V橡套電纜外皮帶電。