郭 擘

（晉城乾泰安全技術(shù)有限責(zé)任公司， 山西 晉城 048000）

引言

安全供電是煤礦安全生產(chǎn)的重要保障，安全供電的基礎(chǔ)是供電系統(tǒng)中各種設(shè)備的安全完好，特別是各種保護(hù)裝置齊全、可靠、靈敏。由于煤礦井下環(huán)境復(fù)雜，當(dāng)越級跳閘發(fā)生就會造成本級或上級變電所大面積停電，使工作停滯；更危險(xiǎn)的是如果是通風(fēng)、排水線路，就會使得井下瓦斯劇增，排水困難，更加大了發(fā)生爆炸和滲水引起塌方的風(fēng)險(xiǎn)，造成嚴(yán)重后果。

1 越級跳閘形成的原因分析

1）電力設(shè)置系統(tǒng)問題。

一般來講，越級跳閘是由于短路引起的。短路是電流突然增大的過程，電流由小變大所用時間很短，短路點(diǎn)距離最近保護(hù)應(yīng)最先動作，斷開問題線路，避免大面積停電的惡性事故。

對于地面入井線路控制開關(guān)有小延時（一般為0.5 s 左右）井下供電系統(tǒng)，一般通過上、下級繼電保護(hù)器保護(hù)時間設(shè)置級差配合來保證選擇性，避免發(fā)生越級跳閘現(xiàn)象。現(xiàn)有高爆開關(guān)固有分閘時間典型值小于70 ms，則保護(hù)判斷時間與保護(hù)出口時間的大小就非常關(guān)鍵了。如果保護(hù)判斷時間與保護(hù)出口時間為不大于30 ms，則高爆開關(guān)總跳閘時間不超過100 ms。由圖1 可知，6 號開關(guān)速斷保護(hù)延時設(shè)為0；4、5 號開關(guān)速斷保護(hù)延時設(shè)為150 ms；2、3 號開關(guān)速斷保護(hù)延時設(shè)為300 ms；則1 號開關(guān)速斷保護(hù)延時設(shè)為450 ms 或500 ms。但是，上下級不同品牌的繼電保護(hù)裝置選型不合理，電流保護(hù)的時間極差難以配合，越級跳閘是不可避免的。

圖1 供電系統(tǒng)簡圖

而在煤礦井下輸電線路保護(hù)過程中，35 kV 變電站初設(shè)短路速斷保護(hù)跳閘時間為0，而為了確?？焖倥懦收?，一些煤礦單位會直接將保護(hù)定值的上、下級時限差設(shè)置為0 時，這樣就使得保護(hù)失去了選擇性。

更為主要的原因是由于輸電線路較短，線路容量大，使得無論短路發(fā)生在哪一段測得的短路電流幾乎相同，由于各礦的條件不同，很難保證單靠保護(hù)定值的設(shè)定配合，這樣就不可避免地要發(fā)生越級跳閘。

2）礦用高壓隔爆開關(guān)故障，設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)不及時或流于形式。

作為起故障阻斷作用的礦用高壓隔爆開關(guān)，其繼電保護(hù)裝置控制真空斷路器作用，當(dāng)靠近使用端發(fā)生過載或過負(fù)荷時應(yīng)能根據(jù)使用設(shè)定定值及時間，達(dá)到切斷故障端，不使故障擴(kuò)大的目的。但由于井下使用條件惡劣，安裝接觸不良等引起的繼電保護(hù)裝置故障，斷路器不能正常分、斷，使得線路中過載或過負(fù)荷集聚造成其他開關(guān)越級跳閘現(xiàn)象；還有電流、電壓互感器故障或誤差過大引起的繼電保護(hù)裝置誤動作越級跳閘。這些不僅造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失，還會對事故原因及故障端處理造成困難。在從事高壓隔爆開關(guān)繼電保護(hù)檢測工作中，就曾經(jīng)出現(xiàn)過繼電保護(hù)整定值、整定時間檢測正常；但做傳動試驗(yàn)項(xiàng)目時真空斷路器故障不能分閘，但高壓隔爆開關(guān)的繼電保護(hù)提示的故障報(bào)文正常；將真空斷路器修理正常后，試驗(yàn)正常進(jìn)行。后經(jīng)確認(rèn)此節(jié)點(diǎn)線路出現(xiàn)過進(jìn)線高壓隔爆開關(guān)、所屬配電室內(nèi)高壓隔爆開關(guān)和下路配電點(diǎn)高壓隔爆開關(guān)不明故障點(diǎn)保護(hù)跳閘的現(xiàn)象，一直沒有找到故障點(diǎn)。對于井下高爆開關(guān)的維護(hù)保養(yǎng)僅停留在清理灰塵，更換干燥劑，更換不能正常工作的部件。

3）操作、管理人員素質(zhì)良莠不齊，對設(shè)備管理混亂。

檢測現(xiàn)場經(jīng)常出現(xiàn)高爆開關(guān)保護(hù)設(shè)備比較先進(jìn)，但多項(xiàng)保護(hù)功能未能設(shè)置定值投入使用；高爆開關(guān)不同廠家、不同生產(chǎn)批次、不同繼電保護(hù)裝置的同線路路別混用；保護(hù)定值設(shè)置不合理，有些使用人甚至不了解井下繼電保護(hù)裝置與井上開關(guān)柜繼電保護(hù)裝置的不同。這些人為使用不當(dāng)都是造成礦用高壓隔爆開關(guān)的越級跳閘的誘因。

2 在檢測工作實(shí)踐中防止越級跳閘的具體措施

1）大部分短路越級跳閘都是由電力電纜短路造成的。礦井應(yīng)嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》等規(guī)范要求選用和敷設(shè)井下用礦用電力電纜，避免因外力磨損、機(jī)械損害、潮濕等井下作業(yè)條件引起的短路事故，從而避免發(fā)生越級跳閘。應(yīng)加強(qiáng)定期巡檢、對煤礦在用電力電纜進(jìn)行電氣安全檢測檢驗(yàn)，及時發(fā)現(xiàn)問題，以避免短路事件的發(fā)生。

2）通過設(shè)計(jì)方面的改變,為特定用電區(qū)域進(jìn)行獨(dú)立供電，滿足安全防護(hù)的要求；對通風(fēng)泵站、排水泵站實(shí)行雙回路供電設(shè)計(jì)，在使用中應(yīng)在雙回路上合理分配負(fù)荷；當(dāng)發(fā)生短路、過負(fù)荷、過載越級跳閘故障時，保證有一回路能負(fù)擔(dān)負(fù)荷，避免越級跳閘造成的大范圍停電危害。

3）合理利用現(xiàn)有資源，優(yōu)化各配電點(diǎn)、變電所礦用高壓隔爆開關(guān)的使用。對于新建礦井來說，應(yīng)盡可能使用相同型號的高壓隔爆開關(guān)，這樣才能保證高壓隔爆開關(guān)設(shè)備保護(hù)跳閘時間的一致性；對于老舊礦井新增設(shè)備與原有設(shè)備的使用應(yīng)滿足終端6 號礦用高壓隔爆開關(guān)跳閘時間靈敏度優(yōu)于5 號優(yōu)于4 號優(yōu)于3 號優(yōu)于2 號優(yōu)于1 號。在從事礦用高壓隔爆開關(guān)繼電保護(hù)檢驗(yàn)檢測工作中經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)中央變電所用高壓隔爆開關(guān)保護(hù)性能（固有保護(hù)跳閘時間）優(yōu)于同路采區(qū)變電所或終端配電點(diǎn)的現(xiàn)象。由于礦井同定值設(shè)定時間級差為零，電纜線路較短，經(jīng)常會出現(xiàn)不明原因的越級跳閘現(xiàn)象。

4）應(yīng)對礦用高壓隔爆開關(guān)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行系統(tǒng)的合理改造和升級，從而降低越級跳閘現(xiàn)象的發(fā)生。對于經(jīng)常發(fā)生越級跳閘的礦井其原因可能是多樣的，如果沒有實(shí)時監(jiān)控，有時很難找出問題線路及原因。隨著科技的進(jìn)步和技術(shù)的成熟，現(xiàn)在的智能保護(hù)設(shè)備滿足在短路、過流、超負(fù)荷、漏電、欠電壓等方面的情況下實(shí)現(xiàn)自主保護(hù)，能實(shí)施實(shí)時監(jiān)控，且具有遠(yuǎn)程操控的功能。

5）提升操作、管理人員素質(zhì)，加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，定期開展檢驗(yàn)檢測工作。提升操作、管理人員素質(zhì)是每個企業(yè)的必修課，必須根據(jù)各個企業(yè)的特點(diǎn)，提升員工的素質(zhì)，管理人員尤為重要。外部培訓(xùn)和內(nèi)部培訓(xùn)相互結(jié)合，目的是提升人員處理和解決問題的能力。在設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)方面，應(yīng)與定期開展檢測檢驗(yàn)工作相結(jié)合。及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的問題并進(jìn)行處理。嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》中規(guī)定，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，防止越級跳閘的發(fā)生[1-3]。

3 結(jié)語

煤礦井下發(fā)生越級跳閘的原因有很多，有人員、設(shè)備、環(huán)境等各種原因。要防止礦用高壓隔爆開關(guān)越級跳閘的發(fā)生，首先，需要嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》等規(guī)范的要求，做好相關(guān)防護(hù)措施；其次，要切實(shí)提升操作、管理人員素質(zhì)，減少人為因素引起的越級跳閘；再次，及時更新礦用高壓隔爆開關(guān)智能化繼電保護(hù)裝置的使用，升級控制裝備，在井下電網(wǎng)安全使用和規(guī)避越級跳閘的風(fēng)險(xiǎn)等方面更具有智能化和可操作性；最后，重視第三方檢測檢驗(yàn)的重要性，礦用高壓隔爆開關(guān)定期試驗(yàn)?zāi)芗皶r發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置和真空斷路器的缺陷和問題為防止越級跳閘起到了至關(guān)重要的作用。