矿用真空馈电开关常用保护功能的探讨

摘要：本文将重点介绍矿用真空馈电开关的常用保护，如过载、短路保护，漏电保护的功能。

关键词：矿用隔爆 馈电开关 常用保护

1 概述

目前，我国大部分煤矿信息化建设进程不断加速，井下供电距离不断增加，井下供配电的可靠性和安全性能逐渐成为矿井安全管理的重要内容。井下作业条件恶劣，负荷波动大，工况不稳定，瓦斯煤尘积聚、滴水冒顶事故等会使电气设备绝缘强度逐渐降低，经常会出现漏电及过载、短路等故障。为了避免事故的发生，保障人身安全，有效减小事故范围，研究及维护好矿用真空馈电开关具有重要的现实意义。

2 馈电的常用保护功能

2.1 过载、短路保护

过载保护采用反时限实时计算，整定值为（0.2～1）Ie，动作时间如下表：

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在单位做空载大电流实验时，需用到大电流发生器单回路实验的方法，将电秒表接到断路器的辅开上，将电流整定到额定电流，然后根据过载跳闸时间来判断保护和线路的正确性。

短路保护即实验其八倍电流动作时间，一般为瞬动。短路保护有两种形式选择：鉴幅式（任一相幅值超过短路电流时）动作，相敏式（当任意两相电流值超过短路电流且功率因数≥0.82时）动作。建议使用相敏式。

2.2 漏电保护及其在维修中常见故障

当前，在煤矿井下低压电气事故中，矿井漏电事故所占比例已超过70%。矿井发生漏电事故，电气设备会遭到破坏，严重者会导致触电事故，甚至引燃矿井瓦斯引发重大伤亡事故。因此，漏电保护是矿井低压系统主要的保护切断技术之一。

我国煤矿井下的低压供电系统通常分为总自动馈电开关、分支馈电开关及磁力起动器三级。按照行业惯例，通常在总自动馈电开关及分支馈电开关处装设选择性漏电保护装置，磁力起动器通常只安装漏电闭锁保护装置，也就是采用二级选择性漏电保护系统，另外，多通过零序功率方向保护原理实现系统的横向选择性，而总自动馈电开关漏电保护通常采用附加直流电源的保护原理。

下面介绍一些保护整定动作值依据：

①电网相对地电容：≤1μF

电网相对地电阻：10～100kΩ（交流），电网支路相对地电容：≤0.33μF。

②当绝缘电阻上升到闭锁值1.5倍时，开关自动解除闭锁。

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a选择性漏电保护（总开关）：

动作值：660V电网绝缘电阻≤11kΩ（+20%），1140V电网绝缘电阻≤20kΩ（+20%），电网对地电阻≤1kΩ时，选择性漏电保护动作时间≤50ms。

b漏电保护（总开关）

动作值：660V电网绝缘电阻≤11kΩ（+20%），1140V电网绝缘电阻≤20kΩ（+20%），漏电保护动作时间250ms（带延时）。

c漏电保护回路

漏电回路在馈电开关中是由三相电抗器，陶瓷电阻，零序电流互感器，取样板，信号变换器，漏电继电器组成。

d漏电保护的工作原理

从适用于井下低压电网的漏电保护原理来看，主要有以下几种：附加直流电源的保护原理；零序功率方向原理；零序过流原理；旁路接地保护原理。本文基于选择性和速动性的具体要求，采用主馈电开关采用附加直流保护和分支开关采用零序保护。

3 馈电开关的前景和发展方向

矿用真空馈电开关可作为配电系统总开关、分支开关之用，在含有瓦斯或煤尘等爆炸危险环境的矿井下，大部分动力设备的电源是通过隔爆型真空馈电开关配套移动变电站来供给。随着现代科学技术的发展，煤矿生产量不断提高，这样对供电系统及控制开关的要求也愈来愈高，完善用电设备保护功能，提高额定容量和断流容量，已成为目前我国馈电开关的主要发展方向。

4 结束语

煤矿井下采区低压供电系统通常是以位置相对固定的采区变电所，将电能借助放射式电缆输送至集中用电区的配电点，再通过各配电点输送至各采掘运等设备。实际供配电过程中，必须保证采区变电所及井下各馈电开关保护性能良好、种类齐全、动作灵敏，具有一定的选择性、可靠性和智能性，以确保供配电系统稳定运行。

参考文献：

[1]王济，陈军.真空馈电开关存在的问题及几点建议[J].煤矿机电，2001（02）.

[2]范日林.KBZ9型真空馈电开关保护原理及故障浅析[J].中华民居，2011（07）.

[3]高本江.浅谈矿用隔爆型真空馈电开关的保护原理[J].煤炭技术，2003（08）.

作者简介：袁春雷（1969-），男，工程师，1993年毕业于阜新煤炭工业学校矿山电气化专业，从事煤矿供电管理工作。