煤矿井下低压供电系统的过流保护研究

摘要：对于煤矿井下低压供电系统来说，过流故障是最常见的供电故障之一。过流故障的发生会导致电气设备及电缆的损坏，甚至是引发火灾，在井下高瓦斯、高粉尘浓度的情况下更会给人员的生命安全带来威胁。本文对煤矿井下低压供电系统过流故障的形式和危害进行了归纳，并介绍了目前常用的几种过流保护装置。

关键词：

1井下过流故障的形式与危害

（1）过载现象

过载现象是井下电机烧坏的主要原因之一。它指的是流经设备及电缆的实际电流超过其额定电流，导致电流密度增加，设备发热迅速的现象。当设备和电缆发生过载，电流引起的发热现象严重，温度会超过绝缘材料的最高允许温度，从而破坏绝缘，若不及时切断电源，会造成漏电和短路事故。

井下设备过载的主要原因有几个方面：首先是电气设备选型不对，设备容量小，或电缆截面积较小，设备工作时负荷电流超过额定值。其次是由于人员操作不当引起，刮板输送机在机身机尾存在积渣堆煤的情况下，连续点动启动，会在启动电流冲击下引发过载现象，使电动机过热，甚至烧毁电机线圈。此外线路过长造成终端设备电压过低或电动机机械性堵转，误将1140V电网中的电动机接线改为660V等都会引起过载。

（2）短路现象

短路的特点是电流的突然增大，电网电压下降，发热剧烈。短路发生时，电气设备或电缆会很快烧毁，进而发生火灾。短路故障的主要原因有是电气设备或电缆绝缘遭到破坏，造成相间短路，影响电网中其他电气设备的正常工作。

（3）断相现象

断相故障是由于三相电源中的一相供电线路或一相绕线组烧断引起的。断相故障发生时，运转中的电机是单相运转，由于此时转子转矩比三相运行时小得多，在负载不变的情况下，电流比原来大得多。如不切断电源，将会烧毁电动机。断相故障的产生原因主要是熔断器单相熔断，电缆与电动机或开关的接线端子连接不牢固，松动脱落；电动机定子绕组与接线端子接触不牢脱落等。

经以上分析得知过流故障会严重影响安全生产的顺利进行，随着矿井的不断延深，瓦斯突出情况严峻，安全形势不容乐观，这对我们在电气保护方面尤其是过流保护方面要求更高。鉴于以上问题，应针对性的分析各种过流保护装置及应用。

2井下过流保护装置的介绍

（1）熔断器

熔断器的额定电流指的是允许通过熔断器的最大电流，熔断器熔件的额定电流指的是熔断器不熔断情况下所允许通过的最大电流。随着负荷电流的增大，熔件熔断时间就会缩短，当电流超过其额定电流的8倍时，熔件会发生熔断，造成单相运转故障。所以熔断器只能在严重过载或者线路短路时起到保护作用，一般适用于保护小功率电气设备和控制回路。

（2）电磁过流保护器

这种保护装置的保护动作是瞬时的，只要流经继电器线圈的电流达到或者超过整定电流时，保护装置会迅速动作，这一整定电流是按着电动机的起动电流整定的，准确性较低。这种过流保护器只能对短路故障进行保护，动作迅速，能同时切断三相电源。

（3）电子保护器

电子保护器具有短路、过载、断相、漏电、检测等诸多保护功能，体积小、保护电流调节范围宽、故障率极低、免维护、适用范围广。通常短路保护是以最小两相短路电流的 1.2 倍作为短路保护的动作值，但是在实际供电系统中，会出现动作值小于最大设备起动时的电流值的情况，对此必须考虑如何提高灵敏度的办法。

（4）低压电缆、真空断路器

在低压供电系统中，电缆是发生短路最易引发火花外泄的环节，因此需要采用屏蔽电缆，并完善它的监视保护系统，采取低压屏蔽电缆接地连接措施，可以在发生故障时能超前断电，把故障控制在最小范围内，这是一种积极有效的防范措施。

目前，真空断路器和接触器已成为防爆开关的主要设备，由于它断电电流大，分断能力强，特适合于目前采掘设备增宽的要求，它电弧不外泄，比空气开关更安全，且寿命长、维修量小、运行可靠，它和电子综合保护装置相配合，对于过流保护有更加优良的保护性能，从而使馈电保护真正成为供电系统保护的后备保护，并且有一定的选择性。由于它分断速度快，提高了保护的快速性，缩短了故障时间，控制了故障范围，对安全供电生产极为有利。

参考文献

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作者简介

代勇（1986.12-），安徽六安人，助理工程师，现在在中煤第五建设有限公司第一工程处屯北项目部从事机电技术管理工作。