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摘要：根据我国煤矿供电网中接地系统发生接地故障的具体情况和相对应的接地选线方法，提出了非选择性漏电保护系统和选择性漏电保护系统中适用的保护方法，并结合现场试验情况进行了相关对比和选择，最后提出自己的见解。
关键词：矿井小电流接地系统；单相接地故障；信号注入法；选择性漏电保护装置；故障测距
中图分类号：TD文献标识码：A文章编号：1006-4117（2011）03-0320-01
目前我国大多数煤矿6—35kV的供电网中性点主要采用经消弧线圈接地或中性点不接地，少数经高电阻接地。采用中性点经消弧线圈接地的系统，由于电缆线路的分布电容比架空线路大，在发生单相接地故障后当消弧线圈投入不及时，产生的电弧或释放的火花会给煤矿安全生产带来极大的隐患。随着分布电容的增大，接地点电弧不能自行熄灭并引起弧光接地过电压，甚至发展成为严重的系统性事故。必须立即选出故障线路并尽快跳闸切除故障，确保井下的安全。中性点接地系统中，单相接地故障的几率较高，故障时，另外两相电压会超过负荷设备额定电压，持续时间长的话有可能造成负荷设备绝缘击穿，造成事故。本文就目前矿井众多接地故障选线方案，叙述矿用接地选线的使用情况。
一、目前接地选线方法
在众多的矿井漏电保护接地故障选线与定位的方法中，信号注入法由于利用了信号自身的信息进行选线和定位，其性能与接地电流的大小和方向无关，适合不同结构的小电流接地系统，获得了广泛的应用。信号注入法的可靠性和准确性与注入信号的形式（幅值与频率）以及故障状态密切相关。因此，分析信号的频率、注入方式以及过渡电阻和分布电容对选线准确性的影响是很有必要的。同时由于井下保护单元安装的特殊性，各保护单元和主机之间通信困难，必须寻找新的单相接地故障选线解决方案。
在煤矿供电系统中，小电流接地系统单相接地故障选线和定位装置又称为漏电保护装置。我国现有的煤矿漏电保护系统主要有选择性漏电保护系统和非选择性漏电保护系统。但在具体工作中，由于保护原理、硬件方面、保护方式以及上下级配合不合理等原因，现有选择性漏电保护装置误动作的几率很高。非选择性漏电保护系统则不具有选择性，一般采用附加直流电源进行工作的检漏继电器，电网中不管哪个地方发生了漏电故障，直流检测电流都可能形成通路，使检漏继电器跳闸。如JY82、JL80系列，JJKB30以及BJD2—380/660检漏继电器。目前，井下供电系统的漏电保护装置常常采用无选择性的漏电保护装置配合漏电闭锁保护装置工作。
（一）非选择性漏电保护系统
附加直流电源式漏电保护实质就是根据欧姆定律计算漏电电阻，动作值整定简单，数值固定而且能反映电网对地的绝缘状况，故障跳闸不受故障类型(对称或不对称)和发生的时间、地点的影响，目前我国井下低压电网的漏电保护大多采用这种保护原理。
漏电闭锁保护是矿用空气压缩机的必设保护，其作用在于对电动机定子绕组对地绝缘水平进行合闸前的监视，当对地绝缘电阻下降到规定值或小于规定值时将电机闭锁，使之不能送电。
此外，利用监测系统零序电压的绝缘监察装置也已广泛使用。小电流接地系统发生单相接地故障时在电压互感器开口三角形上将会出现零序电压。利用二次侧接成开口三角形的三相五柱式电压互感器，当系统发生单相故障时，开口三角形端将出现接近100V的零序电压，使过电压继电器动作，启动中央信号回路的电铃和光字牌，运行人员可依据现象判断出电网上发生了单相接地故障。
（二）选择性漏电保护系统
现有选择性漏电保护系统按照利用信号方式不同可分为主动式选线和被动式选线。主动式选线方法需向电网附加注入信号，目前常用的主动式选线方法主要包括信号注入法、残留增量法和中电阻法等几种。被动式选线方法利用电网发生接地故障时其自身产生的电压、电流信号来进行选线，主要包括利用故障稳态信息选线法和利用故障暂态信息选线法两大类。
目前，煤矿选择性漏电保护的选择，主要以零序电压、零序电流、零序功率方向保护为判据。由于消弧线圈的接入会补偿电容电流，可能造成各支路中零序电流的大小无法区分，相位相同，所以频繁出现漏电保护误动作，甚至出现井上漏电造成井下开关跳闸，严重威胁着煤矿安全供电，限制了选择性漏电保护的广泛应用。
1、零序电流比幅、比相法。零序电流比幅法，是选择电容电流幅值变化最大的线路为故障线路；或者是选择零序电流幅值最大的线路，或者选择工频零序电流幅值超越门槛值的线路为故障线路。比相法是利用中性点不接地系统故障线路工频零序电流方向与所有健全线路均相反的特点进行选线，零序电流在非故障线路上是由母线流向线路，而在故障线路上是由线路流向母线，两者恰好相反。零序电流比幅、比相法的致命问题是不适用于谐振接地电网。由于该电网中消弧线圈补偿电流的存在，补偿后的电流是感性的，为流过消弧线圈的零序电流与非故障元件零序电流之差，往往故障线路电流幅值小于非故障线路；且故障线路零序电流的方向与非故障线路相同，都由母线流向线路。
2、零序功率方向法。零序无功功率方根据正常线路与故障线路电压之间方向的关系选择无功功率小于零的线路为故障线路，但不适用于谐振接地系统。由于电网线路存在对地电导，特别是消弧线圈串/并联的非线性电阻将产生一定的有功电流且不能被消弧线圈补偿，因此故障电流中含有有功分量，而非故障线路零序电流中只流过线路对地电容，无有功分量或有功功率。
3、拉线法。原理就是指小电流接地系统发生单相接地故障时在电压互感器开口三角形上将会出现零序电压，利用电压继电器，发出接地信号，值班人员依次拉合所有出线，接地信号消失时，即为接地线路。拉线法是在其它原理漏电保护不能正常工作时使用，自动化程度较低，且会造成非故障线路的停电，影响正常的生产甚至危害井下安全，还会浪费大量的人力资源。
二、结论
利用稳态信号选线方法实际应用效果并不理想，而利用故障后的暂态信号进行检测故障线路，不受消弧线圈的影响且不受故障点电弧不稳定的影响，该方法适应性强，灵敏度高，容易实现，是对传统接地选线方法的有力补充。
作者单位：河南工业贸易职业学院
参考文献：
[1]俞晓荣,廖培金,彭书涛,李琳.小波分析在小电流接地系统故障选线中的应用[J].电力系统及其自动化学报,2003,04.
[2]朱少林,谢聿琳,叶力行.调谐方式对消弧线圈并联运行的影响[J].电力系统及其自动化学报,2006,01.
[3]霍百林.小电流系统单相接地故障智能检测系统的研究[D].湖南大学,2004.
关键词：矿井小电流接地系统；单相接地故障；信号注入法；选择性漏电保护装置；故障测距
中图分类号：TD文献标识码：A文章编号：1006-4117（2011）03-0320-01
目前我国大多数煤矿6—35kV的供电网中性点主要采用经消弧线圈接地或中性点不接地，少数经高电阻接地。采用中性点经消弧线圈接地的系统，由于电缆线路的分布电容比架空线路大，在发生单相接地故障后当消弧线圈投入不及时，产生的电弧或释放的火花会给煤矿安全生产带来极大的隐患。随着分布电容的增大，接地点电弧不能自行熄灭并引起弧光接地过电压，甚至发展成为严重的系统性事故。必须立即选出故障线路并尽快跳闸切除故障，确保井下的安全。中性点接地系统中，单相接地故障的几率较高，故障时，另外两相电压会超过负荷设备额定电压，持续时间长的话有可能造成负荷设备绝缘击穿，造成事故。本文就目前矿井众多接地故障选线方案，叙述矿用接地选线的使用情况。
一、目前接地选线方法
在众多的矿井漏电保护接地故障选线与定位的方法中，信号注入法由于利用了信号自身的信息进行选线和定位，其性能与接地电流的大小和方向无关，适合不同结构的小电流接地系统，获得了广泛的应用。信号注入法的可靠性和准确性与注入信号的形式（幅值与频率）以及故障状态密切相关。因此，分析信号的频率、注入方式以及过渡电阻和分布电容对选线准确性的影响是很有必要的。同时由于井下保护单元安装的特殊性，各保护单元和主机之间通信困难，必须寻找新的单相接地故障选线解决方案。
在煤矿供电系统中，小电流接地系统单相接地故障选线和定位装置又称为漏电保护装置。我国现有的煤矿漏电保护系统主要有选择性漏电保护系统和非选择性漏电保护系统。但在具体工作中，由于保护原理、硬件方面、保护方式以及上下级配合不合理等原因，现有选择性漏电保护装置误动作的几率很高。非选择性漏电保护系统则不具有选择性，一般采用附加直流电源进行工作的检漏继电器，电网中不管哪个地方发生了漏电故障，直流检测电流都可能形成通路，使检漏继电器跳闸。如JY82、JL80系列，JJKB30以及BJD2—380/660检漏继电器。目前，井下供电系统的漏电保护装置常常采用无选择性的漏电保护装置配合漏电闭锁保护装置工作。
（一）非选择性漏电保护系统
附加直流电源式漏电保护实质就是根据欧姆定律计算漏电电阻，动作值整定简单，数值固定而且能反映电网对地的绝缘状况，故障跳闸不受故障类型(对称或不对称)和发生的时间、地点的影响，目前我国井下低压电网的漏电保护大多采用这种保护原理。
漏电闭锁保护是矿用空气压缩机的必设保护，其作用在于对电动机定子绕组对地绝缘水平进行合闸前的监视，当对地绝缘电阻下降到规定值或小于规定值时将电机闭锁，使之不能送电。
此外，利用监测系统零序电压的绝缘监察装置也已广泛使用。小电流接地系统发生单相接地故障时在电压互感器开口三角形上将会出现零序电压。利用二次侧接成开口三角形的三相五柱式电压互感器，当系统发生单相故障时，开口三角形端将出现接近100V的零序电压，使过电压继电器动作，启动中央信号回路的电铃和光字牌，运行人员可依据现象判断出电网上发生了单相接地故障。
（二）选择性漏电保护系统
现有选择性漏电保护系统按照利用信号方式不同可分为主动式选线和被动式选线。主动式选线方法需向电网附加注入信号，目前常用的主动式选线方法主要包括信号注入法、残留增量法和中电阻法等几种。被动式选线方法利用电网发生接地故障时其自身产生的电压、电流信号来进行选线，主要包括利用故障稳态信息选线法和利用故障暂态信息选线法两大类。
目前，煤矿选择性漏电保护的选择，主要以零序电压、零序电流、零序功率方向保护为判据。由于消弧线圈的接入会补偿电容电流，可能造成各支路中零序电流的大小无法区分，相位相同，所以频繁出现漏电保护误动作，甚至出现井上漏电造成井下开关跳闸，严重威胁着煤矿安全供电，限制了选择性漏电保护的广泛应用。
1、零序电流比幅、比相法。零序电流比幅法，是选择电容电流幅值变化最大的线路为故障线路；或者是选择零序电流幅值最大的线路，或者选择工频零序电流幅值超越门槛值的线路为故障线路。比相法是利用中性点不接地系统故障线路工频零序电流方向与所有健全线路均相反的特点进行选线，零序电流在非故障线路上是由母线流向线路，而在故障线路上是由线路流向母线，两者恰好相反。零序电流比幅、比相法的致命问题是不适用于谐振接地电网。由于该电网中消弧线圈补偿电流的存在，补偿后的电流是感性的，为流过消弧线圈的零序电流与非故障元件零序电流之差，往往故障线路电流幅值小于非故障线路；且故障线路零序电流的方向与非故障线路相同，都由母线流向线路。
2、零序功率方向法。零序无功功率方根据正常线路与故障线路电压之间方向的关系选择无功功率小于零的线路为故障线路，但不适用于谐振接地系统。由于电网线路存在对地电导，特别是消弧线圈串/并联的非线性电阻将产生一定的有功电流且不能被消弧线圈补偿，因此故障电流中含有有功分量，而非故障线路零序电流中只流过线路对地电容，无有功分量或有功功率。
3、拉线法。原理就是指小电流接地系统发生单相接地故障时在电压互感器开口三角形上将会出现零序电压，利用电压继电器，发出接地信号，值班人员依次拉合所有出线，接地信号消失时，即为接地线路。拉线法是在其它原理漏电保护不能正常工作时使用，自动化程度较低，且会造成非故障线路的停电，影响正常的生产甚至危害井下安全，还会浪费大量的人力资源。
二、结论
利用稳态信号选线方法实际应用效果并不理想，而利用故障后的暂态信号进行检测故障线路，不受消弧线圈的影响且不受故障点电弧不稳定的影响，该方法适应性强，灵敏度高，容易实现，是对传统接地选线方法的有力补充。
作者单位：河南工业贸易职业学院
参考文献：
[1]俞晓荣,廖培金,彭书涛,李琳.小波分析在小电流接地系统故障选线中的应用[J].电力系统及其自动化学报,2003,04.
[2]朱少林,谢聿琳,叶力行.调谐方式对消弧线圈并联运行的影响[J].电力系统及其自动化学报,2006,01.
[3]霍百林.小电流系统单相接地故障智能检测系统的研究[D].湖南大学,2004.