矿用防爆电气设备的保护技术与发展方向

一、矿用电气设备的“三大保护技术”
　　我国的矿用电磁阀电气设备按照工作电压的高低分为高压电气设备和低压电气设备。由于大多数的采矿电气为一类负荷和二类负荷，因此设备在运行中会产生大量的电流和电压，这就对于采矿电气设备的性提出了很高的要求。目前对于矿用电气设备进行保护的技术主要是通过对井下的电网进行“三大保护”，分别是指漏电保护、过流保护和保护接地。以下是对于这三大技术的简要阐述：
　　(1)“漏电保护”主要包括分散性的漏电保护和集中性的漏电保护这两种。集中性的漏电保护主要包括低压电网选择性漏电保护和高压电网单相接地选线保护，它属于单相接地的漏电保护；分散性的漏电保护属于没有选择性的漏电保护，只能对于附加直流电源检漏的继电气进行保护，主要是对低压电网三相对地绝缘水平均匀下降引起的三相对称性漏电故障进行的保护。
　　过去的附加直流电源检漏继电气包括连续绝缘监视、漏电跳闸和补偿电容电流这三项功能，虽然它对于集中性和分散性的漏电都能进行保护，但是却没有动作的选择性。产生于20世纪80年代的单相接地漏电进行选择性保护技术主要包括高压电网单相接地选线保护和低压电网选择性漏电保护。经过分析可以看出，单相接地漏电选择性保护和附加直流电源检漏保护这两种技术虽然都具有自身的性和优点，但又分别具有自身的局限性和不足，因此，对于矿用型电磁阀这两种技术我们在应用和发展方面应该互相借鉴共同发展。
　　(2)“过流保护”主要包括短路保护、过负荷保护(过载保护)、断相保护和电动机堵转保护，其中的每一种保护都具有自身的保护特性、保护要求和保护范围。过流保护属于一种对于不正常状态和超过设备额定电流的故障状态进行的保护。
　　(3)“保护接地”是指把不带电的电气设备外壳通过接地螺栓与井下的接地线和接地进行相互连接，从而形成井下保护的接地网。这种保护接地不仅可以通过减少人体接触电压来防止人身触电伤亡，而且可以防止电气的外壳带电之后与大地之间产生电火花，从而引发瓦斯爆炸。
　　虽然上述“三大保护技术”不能包括所有的矿用隔爆电磁阀电气设备保护技术，但仍然是主要和关键性的技术。矿用低压电气设备的大多数保护装置作为插件安装在开关设备的内部，然后与主回路电气相互配合来完成对功能。
　　二、低压矿用电气设备保护技术的工作原理和发展方向
　　(1)低压电气设备进行保护的工作原理是在总线开关上安装“检漏继电气”，馈电开关内安装“漏电保护单元”来组成选择性漏电保护系。如果总开关和支路开关之间发生了漏电或者支路发生了漏电，那么安装在支路上的“漏电保护单元”拒动时，“检漏继电气”就会跳开总开关；如果支路发生了漏电，支路开关内安装的“漏电保护单元”就会有选择的跳开漏电支路开关。目前我国大多数智能开关中的漏电保护功能基本都是采用这种工作原理。
　　(2)目前我国的低压漏电保护技术中还存在一些问题而不能解决低压漏电的问题，以下为作者对低压矿用隔爆型电磁阀电气设备保护技术发展方向的一些想法。
　　a.集中式的控制模式：先要将各个支路开关的零序电流信号集中到一个装置里面，然后进行装置的改造和对各支路开关和总开关进行控制，这种集中式的控制模式不利于通过对各支路的漏电程度进行分析和比较来降低误判率，而且可以实现分散性的漏电保护。
　　b.采用零序电压修正法对于漏电电阻进行检测：这种方法除了有利于采集漏电电阻的参数，而且还可以同时对系统电压和系统电容进行自动修正，这样不仅提高了反应速度，而且有助于提高漏电电阻的测量精度。