吳彥鋒

（山西潞安集團(tuán)司馬煤業(yè)有限公司山西長(zhǎng)治046000）

0 引言

隨著煤礦供電管理部門在應(yīng)用最新電氣產(chǎn)品的同時(shí)，不斷強(qiáng)化供電管理人員的素質(zhì)，使煤礦供電可靠性有了很大的提高。但是由于煤礦井下環(huán)境比較惡劣，電纜在工作中來回拖拽，很容易老化，也很容易受到損害造成電纜絕緣擊穿故障?？紤]到煤礦井下供電電纜較短，短的只有幾百米，長(zhǎng)的也就幾千米，當(dāng)電纜發(fā)生短路故障時(shí)，由于短路阻抗較小，相應(yīng)的短路電流就較大，就容易造成越級(jí)跳閘事故，不但影響供電可靠性，同時(shí)也嚴(yán)重威脅煤礦安全生產(chǎn)及礦工人身安全。為了保證煤礦安全生產(chǎn)和人身安全，就必須采取措施，確保煤礦井下電網(wǎng)不發(fā)生或少發(fā)生越級(jí)跳閘事故。

1 井下電網(wǎng)越級(jí)跳閘造成的危害

煤礦井下環(huán)境惡劣，空氣濕度較大，空氣中浮游著大量煤塵和瓦斯氣體，屬易燃易爆高危場(chǎng)所。如果煤礦井下電纜發(fā)生短路故障時(shí)越級(jí)跳閘，將使煤礦井下大面積停電，使主要通風(fēng)機(jī)和局部通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，引起瓦斯大量集聚，在特定的條件下容易造成瓦斯和煤塵爆炸；而且突然中斷供電會(huì)使排水設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)，造成井下排水滯緩，容易造成淹井事故，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)和工作人員構(gòu)成嚴(yán)重安全威脅。

2 井下電網(wǎng)越級(jí)跳閘產(chǎn)生的原因

2.1 井下供電電纜較短

在長(zhǎng)距離供電線路中，由于線路首端短路電流和末端短路電流差值較大，電流保護(hù)范圍也相對(duì)較大。但是由于煤礦井下電纜供電線路較短，電纜線路首端和末端的短路電流差別不大，容易造成上下級(jí)保護(hù)同時(shí)啟動(dòng)，上級(jí)開關(guān)搶先動(dòng)作，造成越級(jí)跳閘。除此之外，煤礦井下開關(guān)一般帶有失壓保護(hù)功能，由于供電電纜較短，發(fā)生短路故障時(shí)，母線會(huì)短時(shí)失壓，造成母線上其它開關(guān)失壓保護(hù)誤動(dòng)作，從而導(dǎo)致越級(jí)跳閘。

2.2 開關(guān)自身原因

由于煤礦井下環(huán)境潮濕且漂浮著大量煤塵，加上開關(guān)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易增加開關(guān)的固有動(dòng)作時(shí)間，或者造成開關(guān)機(jī)構(gòu)卡澀，當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，上級(jí)開關(guān)搶先井下開關(guān)動(dòng)作，或者井下開關(guān)拒動(dòng)，造成越級(jí)跳閘事故。

2.3 電流互感器變比太小

如果電流互感器選擇的太小，當(dāng)短路電流很大時(shí)，短路電流容易超出電流互感器的最大測(cè)量范圍，造成上下級(jí)開關(guān)所檢測(cè)到的短路電流無法區(qū)分，這種情況下，很容易發(fā)生越級(jí)跳閘事故，嚴(yán)重情況下，可能造成電流互感器不能滿足動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的要求，從而發(fā)生爆炸，嚴(yán)重威脅煤礦正常生產(chǎn)和礦工人身安全。

2.4 繼電保護(hù)整定值整定不當(dāng)

為了快速的切除故障，確保煤礦井下供電安全，煤礦企業(yè)一般將速斷保護(hù)按躲過最大負(fù)荷電流整定，而且將地面變電所進(jìn)入井下的供電線路速斷保護(hù)動(dòng)作時(shí)限整定為零秒，這樣致使煤礦井下各級(jí)速斷保護(hù)動(dòng)作時(shí)限也只能整定為零秒，當(dāng)煤礦井下電纜發(fā)生短路時(shí)，由于短路電流比速斷保護(hù)整定值大很多，所有沿線保護(hù)均啟動(dòng)，從而造成越級(jí)跳閘事故。

2.5 直流系統(tǒng)故障

直流電源是煤礦微機(jī)保護(hù)的心臟，當(dāng)微機(jī)保護(hù)裝置失去直流控制電源時(shí)，保護(hù)就會(huì)拒動(dòng)，就會(huì)造成越級(jí)跳閘事故。當(dāng)直流電壓過低時(shí)，會(huì)造成跳閘線圈電壓過低，達(dá)不到跳閘線圈動(dòng)作電壓，造成越級(jí)跳閘事故；當(dāng)直流電壓過高時(shí)，容易造成長(zhǎng)期帶電的繼電器過熱和損壞，當(dāng)發(fā)生短路事故時(shí)，保護(hù)拒動(dòng)，引起越級(jí)跳閘。

2.6 微機(jī)保護(hù)裝置故障

微機(jī)保護(hù)裝置由復(fù)雜電子元件組成，對(duì)環(huán)境和抗過電壓能力要求較高，由于煤礦井下條件惡劣，煤塵很容易造成電子元件污染，微機(jī)插件容易燒損或者接觸不良，而且由于煤礦井下潮濕，容易引起電子元件絕緣擊穿，造成插件損壞，為越級(jí)跳閘埋下隱患。

3 解決煤礦井下電網(wǎng)越級(jí)跳閘的措施

3.1 優(yōu)化煤礦井下供電網(wǎng)絡(luò)

由于煤礦井下供電的特殊性，在做煤礦井下供電設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮煤礦井下負(fù)荷的特殊性,盡量減小同一級(jí)供電電壓的供電級(jí)數(shù),這樣可以減少短路事故發(fā)生的概率，減少越級(jí)跳閘的概率。

3.2 正確選用開關(guān)及其操作機(jī)構(gòu)

為保證開關(guān)的靈敏性，減少越級(jí)跳閘的概率，應(yīng)該將開關(guān)的電磁操作機(jī)構(gòu)改為彈簧操作機(jī)構(gòu)，這樣可以減少開關(guān)跳閘固有的動(dòng)作時(shí)間。除此之外，還應(yīng)該選擇具有可整定的失壓保護(hù)延時(shí)裝置，這樣可以避免失壓保護(hù)誤啟動(dòng)引起的越級(jí)跳閘。為了進(jìn)一步減少越級(jí)跳閘的可能，在開關(guān)投入運(yùn)行前，要對(duì)開關(guān)做整組傳動(dòng)試驗(yàn)，證明跳閘回路完好及跳閘時(shí)間合格后，才能將開關(guān)投入運(yùn)行。

3.3 正確選擇電流互感器變比

為了減少電流互感器引起的越級(jí)跳閘事故，在選擇電流互感器時(shí)，應(yīng)盡量提高電流互感器的帶負(fù)載能力及抗飽和能力，選用變比較大的電流互感器。

3.4 完善繼電保護(hù)整定值

隨著煤礦井下電網(wǎng)短路容量越來越大，短路電流準(zhǔn)確計(jì)算也越來越困難。為了防止越級(jí)跳閘，應(yīng)盡量縮小井下開關(guān)速斷保護(hù)定值，同時(shí)盡量增大井上開關(guān)速斷保護(hù)定值。除此之外，應(yīng)提高繼電保護(hù)人員的工作責(zé)任心，確保運(yùn)行方式改變后，應(yīng)重新計(jì)算整定值，并且確保定值輸入正確。

3.5 加強(qiáng)直流電源的日常維護(hù)

應(yīng)對(duì)直流充電裝置及其饋線經(jīng)常進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，防止蓄電池充電模塊故障、直流接地故障、絕緣擊穿故障，確保二次回路始終工作在良好狀態(tài)。

3.6 選用最新的煤礦智能化微機(jī)保護(hù)產(chǎn)品

由于最新的煤礦智能化微機(jī)保護(hù)產(chǎn)品一般都具有自檢功能，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，采用最新的煤礦智能化微機(jī)保護(hù)產(chǎn)品，可以減少越級(jí)跳閘的概率。

4 結(jié)語

為了減少煤礦井下電網(wǎng)越級(jí)跳閘的危害，本文分析了越級(jí)跳閘的原因，并提出了相應(yīng)的解決越級(jí)跳閘的方法，采用這些辦法，可以極大的減少越級(jí)跳閘的概率，提高煤礦的安全生產(chǎn)水平。