矿井下高压系统的防越级跳闸研究

摘要 本文首先对煤矿井下高压系统发生越级跳闸的原因进行了简要分析，然后提出了相关预防越级跳闸事故发生的保护措施。通过采用先进系统设备、加强人员技术管理、定期检修等方法可有效解决越级跳闸事故发生的概率，有效增强井下工作的安全性。

关键词 煤矿井下；高压系统；越级跳闸；措施

中图分类号TD82 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）121-0100-02

0 引言

越级跳闸是煤矿井下高压系统的常见故障，它可直接导致井下大面积区域停电，直接影响着煤矿井下供电的连续性、安全性。因此，对煤矿井下高压系统越级跳闸原因进行分析，并提出相关的预防解决措施，对减少煤矿井下安全隐患保障井下工作人员人身安全具有重要的实际意义。

1 越级跳闸概述

由于当今电力保护系统中开关设计的多样性，以及各种开关保护方式的不同，有的开关在进行断路保护时还可能出现相互低触的现象，这就容易出现误跳闸现象。在电力系统中，当系统发生故障时其优先跳闸的断路器没有首先切除故障，而是由其他断路器来切除故障，这种现象就叫做越级跳闸。

2 煤矿井下高压系统越级跳闸原因

随着国民对煤能源需求量的不断增高，煤矿井下高压系统的负荷工作也随之发生。在开关性能选择上，各式各样的高压防爆开关也在不断地进行替换。在开关替换中，开关的型号在一定程度上易与地面变电所相关设备形成不合理的搭配。煤矿井下的潮湿环境也容易导致高压防爆开关的不灵活跳动而导致越级跳闸现象的发生。

电现象、大负荷用电设备的突然使用，以及线路短路等也都会导致电压的波动。电压的波动容易引起保护器电源开关失压脱扣，这将引起井下大面积停电，从而影响正常的井下施业工作。一般条件下，井下保护器电源开关没有相应的后备电源，线路出现短路情况时容易引起母线电压降低这将直接导致保护器无法正常工作。

煤矿井下作业供电系统多采用较短的多段电线构成相应的网络，这种现象容易造成上下级短路电流的难以区分，速断保护的范围也形同虚设。下级电路发生短路现象时，由于短路电流的过大使上下级保护同时启动，有时上级有可能直接先采取保护动作而造成越级现象的发生。

煤矿井下的速断保护时限方案的不恰当也容易造成高压系统的越级跳闸现象发生。根据速断保护的原则，上级保护应比下级保护有适当多的时间。如果上下级之间的时限没有差异，就容易导致上下级保护动作的同时发生，或是上级先发出保护动作，形成跳闸现象。能否对保护区内的故障进行无时限切除也是导致井下高压系统越级跳闸的主要原因。

煤矿井下高压系统电网参数的改变也容易导致越级现象的发生。井下系统对电容量的改变、变电线路的改变、零序电流特性发生变化等都容易导致保护器的误动，从而引起上下级之间保护动作越级现象的发生。

3 防治煤矿井下高压系统越级跳闸的措施

煤矿井下重要负荷设备可采用独立的回路电路开关进行控制，实行独立回路供电，当回路发生故障时，不会影响其他回路设备的正常工作。为预防煤矿井下高压系统越级现象的发生，可采用先进的智能微机保护设备。针对井下的一级负荷情况，要求相关保护设备具有高度的速动性、选择性、灵敏性等。一旦井下电网系统发生故障，系统的保护装置能最大程度地减少故障发生的范围。继电保护设备要具有高度自动化的管理能力，能够实现数据的远程调控。先进的多功能保护器能够与煤矿井下高压系统构成集调度、检测、监控等多功能于一体的保护系统，其性能能够准确将电气设备的各种参数、设备工作状态、故障信息等发送到相关的地面控制中心，同时地面调度中心发出的命令也能够成功反馈。因此，这样的多功能综合系统可大大预防煤矿井下越级跳闸事故的发生。

光纤数字通信技术将数字通信、计算机技术、光纤技术融为一体，采集的模拟信号转换成数字信号后能增加信号传输的距离，增强数字信号的抗干扰能力。在数字信号传输的过程中，失真信号不会沿线累积，这将更加有利于信号的后续处理。在传统速断过流保护方面，可以采用光纤通信网技术进行取代。将煤矿井下相关智能保护设备安装在采区变电所工作面的高爆开关内，将采集的模拟量信号进行数字化转换。隔爆型光传输接口可有效接收测控主机命令、将采集的信息传送给保护测控主机、将测控主机命令传送给相应的智能保护器等，从而有效减少越级跳闸现象发生的概率。

为防止煤矿井下高压系统的越级跳闸，要加强井下电网系统的技术管理工作。根据检修周期，要严格对井下电气设备系统进行合理的保护参数检查，确保各项保护设备灵敏地、安全地工作。针对井下线路负荷发生改变的情况，相关技术人员要及时调整电流整定参数值。煤矿井下高压防越级跳闸系统在完成调试工作后，管理人员要注重井下设备的检修工作，加强设备检修工作的质量控制。通过对各检修标准工作的控制，把机械原因引起的开关误动、拒动概率降到最低水平，尽最大程度控制井下高压系统的越级跳闸事故发生。

在预防煤矿井下高压系统越级跳闸措施中，要加强日常电气工作的管理，提高相关工作人员的专业技术素质。针对防爆开关的固有时间不等现象，要加强开关定期检查的力度，防止开关不正常工作情况的发生。通过各项措施的综合保护，可有效降低越级跳闸现象的发生。

4 结论

本文简要论述了煤矿井下高压系统越级跳闸发生的原因，并提出了相关预防解决措施。通过采取先进的管理控制系统、定期的检查电气设备开关、加强技术工作人员的专业技术素质培训等方法可直接降级越级跳闸事故发生的概率。这样就提高了井下电网系统工作的可靠性，减少了不安全事故的发生率，更能在一定程度上直接促进国家建设的健康、快速发展。

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