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礦山井下IT配電係統絕緣監測研究及應用

時間:2020-11-02 點擊次數:74

周穎 
富二代抖音视频電氣股份有限公司  上海 嘉定 201801

 0 引言

      眾所周知,能源作為經濟發展的重要引擎,堪稱是國民經濟的命脈。采礦業一直是能源工業的重要支柱,我國的礦業生產主要來自井下開采,環境惡劣,就以煤礦為例,煤礦井下存在水、火、瓦斯、煤塵、頂板五大自然災害,加上生產環境複雜,容易發生惡性事故。

      出於安全考慮,礦山井下低壓配電係統的接地形式按規定采用的是IT係統。IT係統就是電源中性點不接地、用電設備外露可導電部分直接接地(PE線)的係統。

      IT係統的特點是發生接地故障時,接地故障電流僅為非故障相對地的電容電流,其值很小,外露導電部分對地電壓不超過50V,不需要立即切斷故障回路,因此可以保證供電的連續性。但此時非故障相對地電壓會升高1.732倍,對線路耐壓要求提升;同時一旦發生二次接地,則構成危險的相間短路,所以配置絕緣監測裝置,以便在發生接地時就要及時排除隱患。

      而對於以煤礦為典型代表的井下環境來說,在開采過程中,由於工作場所空間小、縱深長,加上空氣潮濕、多塵、巷道滴水和積水等諸多惡劣因素,很容易引起電纜和電氣設備老化和絕緣電阻下降,從而導致井下設備、電纜經常發生絕緣強度降低、單相漏電或單相接地故障,不及時處理就可能進一步發展成相間短路。因此,井下作業人員比正常環境下更容易遭受電擊的危險,而且還可能導致瓦斯、煤塵的爆炸。

      顯而易見,對礦山井下IT係統的實時絕緣監測具有更重要的意義。

 

1 標準規範中的相關規定

      為了保證井下生產的正常開展和保護井下人員的操作安全性,國家製定了不少相關標準和規範,對IT係統安裝絕緣監測裝置進行了具體規定。

      例如《GB 50070—2009 礦山電力設計規範》規定如下:

      “4.1.3 井下低壓配電係統接地型式應采用 IT 係統,並應符合下列規定:

      1 配電係統電源端的帶電部分應不接地或經高阻抗接地,且配電係統相導體和外露可導電部分之間出現阻抗可忽略的故障時,故障電流不應大於5A。

      2 配電係統不宜引出 N 線。”

 

      “4.2.9 井下低壓配電 IT 係統應采取自動切斷電源的間接接觸防護措施,並應符合下列規定:

      1 低壓配電 IT 係統均應裝設絕緣監視裝置,當絕緣下降至整定值時,應由絕緣監視器發出可聽和(或)可見信號。

      2 有爆炸危險環境礦井,當發生對外露導電部分或對地的單一接地故障時,防護裝置應迅速切斷故障線路。”

 

      《GB 50058-2014 爆炸危險環境電力裝置設計規範》中的5.5.1條款也規定了“爆炸性環境中的IT型電源係統應設置絕緣監測裝置。”

此外,各種不同礦類也都有自己專門的規範和工作細則,例如《煤礦井下低壓檢漏保護裝置的安裝、運行、維護與檢修細則》就對絕緣監測的報警定值設置等做了更具體的規定。

 

2 國內外絕緣監測儀在線監測現狀

      我國的電氣設計在建國之初師宗前蘇聯電氣規範,主要是廣泛的采用TN—C係統,它可以節省一根PE線,比較經濟,但存在很多缺點,如中性線斷裂後設備外殼對地將帶220V危險接觸電壓,不能裝用RCD防電擊等等。   

  改革開放之後我國引進了電工學會標準,也隨著我國電氣技術的不斷提高,在應用中TN-S、TT、IT係統得到了一定程度的推廣和應用,以IT係統為例,在醫療IT方麵目前應用比較成熟,但在很多工業場合,由於對接地係統的理解和應用尚不盡深入,比如煤礦井下場合比較缺乏國產絕緣監測裝置就是一個證明。

       目前礦用井下IT係統的絕緣監測裝置以進口品牌為主,歐美等發達國家已經較廣泛地在IT配電網絡中應用絕緣檢測技術,而且經過長期的在線運行使發達國家積累了大量監測數據和經驗,這是目前國內生產廠家需要學習和追趕的。

      但采用進口品牌絕緣監測裝置造價昂貴,而且人機界麵往往是英文,不利於現場人員的使用,在這種背景下,也不斷有國內企業逐步推出了自己的工業用絕緣監測裝置,其中就包括了富二代抖音短视频下载安装電氣有限公司的AIM-T係列絕緣監測儀。

 

3 富二代抖音短视频工業絕緣監測儀

       AIM-T係列絕緣監測儀主要應用在工業場所IT配電係統中,主要包括AIM-T300、AIM-T500和AIMT500L三款產品,均適用於純交流、純直流以及交直流混合的係統。

       其中AIM-T300適用於450V以下的交流、直流以及交直流混合係統,AIM-T500適用於800V以下的交流、直流以及交直流混合係。AIM-T500L則是相比AIM-T500增加了絕緣故障定位功能。

1)AIM –T係列產品的技術參數如下表所示:

2)AIM –T係列產品的外觀尺寸如下圖所示:

3)AIM –T係列產品的典型應用如下圖所示:

4 小結

       富二代抖音视频AIM-T係列工業用絕緣監測儀目前已經在礦井、紙業、船舶、冶金廠等的諸多工業場合的IT係統中得到了應用,能夠實時監測係統對地的絕緣狀況,在係統出現絕緣下降或接地故障時,及時報警提醒相關人員排查故障,在應用中起到了很好的監控和預防效果。

 

作者簡介:
周穎,女,本科  富二代抖音视频電氣股份有限公司,主要研究方向為智能電網供配電

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