摘要：煤矿产业是我国工业体系的重要组成部分，对电力系统的可靠性及质量要求严格。具体来讲，在煤矿工业实际生产中电力负荷巨大，需保障电力系统发挥持续供电的作用，而且在发生电力故障时应须在有限时间内恢复供电，以确保煤矿产业日常生产活动。智能断路器是电力系统中具有决定性作用的开关设备，在保护线路、设备及配电正常运转中发挥极强的保障作用。在为煤矿设备供电过程中，智能断路器能够自动完成欠压、失压、短路及过载保护工作，以实现对煤矿设备的保护。然而智能断路器误动作问题却时有发生，对煤矿工业生产经验带来极大影响。本文通过结合智能断路器结构，对误动作成因进行分析，提出相关应对策略。
关键词：智能煤矿设备；断路器；误动作
引言
传统煤矿设备断路器利用物理原理，以机械操作达到电路断开及闭合作用。因此断路器功耗较高、体积较大、准确率低、温升高、速度慢，对设备兼容性太差，难以适应不同煤矿设备的电力需求，给煤矿工业具体生产流程带来不便。在电力系统自动化及综合化兴起的视域下，电力系统通讯网络逐渐形成，断路器不仅能够实现对煤矿设备的重合及切除，更能以控制系统终端的形式，实现合、跳闸等操作以及发挥稳定预测、负荷控制、安全监视及故障诊断等功能。这便要求继电技术沿着网络化、智能化、适应化与控制、保护、数据、测量系统化的方向发展。
一、智能煤矿设备断路器结构及现状
在煤矿工业生产中，智能断路器主要负责配电网络及负荷过大煤矿设备的保护及控制工作。通常作为主开关安装于配电柜中心，以发挥到电力网络协调控制与保护的功效。
（一）智能断路器结构
断路器机构是智能断路器核心部分，主要位于智能短路其表面，由自动脱扣器构成，在正常运转情况下，断路器机构能够保持预储能状态，一旦煤矿设备故障发生，智能断路器能够有效发出合闸命令，通过电磁铁及预储能释放，机构便能瞬时完成闭合任务。智能断路器主体结构由灭弧系统、触头系统、互感器、操作机构、辅助开关、欠压脱扣器、二次接插件、通讯接口、显示器、电源、传感器及辅助开关等模块构成。在实际运行过程中，安装于煤矿设备内部的信号检测及采集部件能够对设备信息进行有效收集，若发现异常信息，则瞬时以数据通讯形式传送到微处理单元，并由硬件自检、CPU、EPROM及RAM等机构进行数据处理，并将数据传输到执行输出单元，经过脱扣输出接口、驱动电路、抗干扰电源及执行机构，最终发出合闸指令，控制开关量输入单元进行脱扣合闸操作，最终达到保护煤矿设备的目的。
（二）智能断路器现状
智能煤矿设备短路器能够有效将通讯、控制、计量等功能进行有机的融合，促使煤矿电力网络的系统化、模块化、智能化成为可能。随着科技不断发展，微控技术的出现，为智能煤矿设备断路器功能多元化、性能优化、可靠性提升提供充分的技术保障，并极大推进智能煤矿设备断路器通断精确、信息传递及智能控制的信息化发展。与传统煤矿设备断路器通过油压或液压产生动能实现对电力网络的断开与闭合方式不同，智能断路器由计算机终端控制，设备体积相对较小、速动性及准确度高。然而智能断路器二次回路却是误动作高发区域。，断路器在断开后，难以根据实际电流情况选择适宜的断开速度及灭弧条件，严重影响着智能断路器的使用寿命。
二、智能煤矿设备断路器误动作成因
（一）错误整定或保护误动
错误整定及保护误动是智能煤矿设备断路器主要的误动作模式，具体成因视断路器运行情况而定，但其共因是受供煤矿工业设备运转的电力系统影响。例如江苏宿迁某企业某矿区在使用某型号智能煤矿设备短路器后，连续出现供电线路误跳事故。相关工作人员通过实地检测，依据速断动作现象，对安装地点及运行环境等外部因素进行排除，发现智能断路器电路板分压电阻数值过小，致使整定数值与实际样值出现匹配度低下问题，进而当供电系统网络出现微妙波动时，引发瞬时保护、快速合闸等误动作。
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（二）电压、电流互感器故障
信号检测采集部件是智能煤矿设备对设备故障检测及实施瞬时保护的关键单元，一旦信号采集部件内部的电压、电流互感器出现故障，将导致信号采集部件准确度低下，对煤矿设备运转情况进行误判，进而引发智能煤矿设备断路器误动作出现。通过相关调查显示，我国39.45%煤矿工业智能短路器误动作是由信号检测采集部件引发的。其中40.2%的信号采集部件故障成因源于内部电压、电流互感器发生故障。因此电压、电流互感器是智能煤矿设备断路器勿动做的主要成因，在后期维护及前期设计中，相关工作人员应着重对该部分进行优化，以期缩减断路器误动作发生几率。
（三）直流存在两点接地问题
甘肃地区某集团公司煤矿开采区使用的智能煤矿设备断路器曾接连发生多起速断保护及接地保护误动作事故。为有效解决此类故障，该集团结合以下三点因素：其一，智能煤矿设备断路器通常安置在主干线路上，由相应断路器分布在次级线路，达到为智能断路器发挥匹配保护作用。其二，6KV对370V母线能发挥有效动作。其三，运用仿MNS部件，能够有效降低母线短路几率。进而解决改善直流两点接地问题，然而智能煤矿设备断路器误动作问题依旧无法得到有效改善。
三、智能煤矿设备断路器误动作解决方法
基于智能煤矿设备断路器误动作成因，结合煤矿工业实际生产情况，从错误整定、电压电流互感器、直流系统三方面进行分析，提出以下处理措施。
（一）明确智能煤矿设备断路器误动作特征
在煤矿工业生产中，智能断路器常常具有多种表现特征，只有明确智能断路器信号、电流表等工作状态，才能有效判断断路器是否出现误动作故障。首先，智能断路器在合闸前、信号、测量等信号指示正常，无短路故障预兆。其次，智能断路器进行跳闸后，有功表、电流表、无功表及电压表显示为零，在“某相”跳闸后及转入“非全相”运转。最后，智能断路器误动作后，微机显示器呈无事故图例，录波器无法启动。
（二）智能煤矿设备断路器误动作解决测量
首先，若断路器误动作由工作人员误操作、误碰、保护屏及机械受外力等情况产生，煤矿工作人员应准确且及时地排除故障成因并立刻申请恢复电力。其次，在对于机械部件或其它几点设备故障的，难以瞬时恢复输电的情况，应立即汇报上级部门，联系调度人员将发生误动作的智能煤矿断路器进行检修。再次，母线一路跳闸并不会严重影响供电系统，然而在实际工作中，工作人员应加强日常巡检工作，以便及时发现并处理出现误动作的断路器设备，维持企业正常的生产环节。最后，若煤矿设备发生故障后，应瞬时切断电力系统电源装置，通过智能断路器误动作特征，判断设备是真故障还是断路器误动作，进而选取相应应对措施。然而在日常运营中，企业不仅需要根据以上建议对智能断路器进行定期检修，复查检测，更应实施卡片登记等制度。
结语
智能煤矿设备短路器为我国煤矿工业可持续发展发挥着保障作用，保障我国煤矿设备的正常运营，提高煤矿工业生产效率及质量，为我国社会市场经济起到促进作用。而对智能断路器误动作问题，应结合误动作成因及特征，进而有效利用相应措施，降低误动作对煤矿生产环节带来的影响。
参考文献
[1]胡正业. 智能断路器真正有效值电流的检测[J]. 低压电器,2000(04):50-51.
[2]林国庆,张培铭,张冠生. 低压断路器智能化综述[J]. 企业技术开发,1997(03):4-6.
作者简介
郭毅军（1985-09），男，本科学历，工程师职称，陕西陕煤韩城矿业有限公司，从事电气工程、自动化方面的工作。
论文作者:郭毅军
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/13
标签：断路器论文; 煤矿论文; 智能论文; 设备论文; 误动作论文; 故障论文; 成因论文; 《电力设备》2019年第3期论文;