摘要：随着我国社会不断进步，煤矿产量也逐渐增多，并且人们对煤矿安全供电的要求越来越高。但是，通过前期对我公司所属各煤矿高爆开关欠压保护的摸底调研，发现我公司煤矿安全供电还存在很多问题。按照国家的相关规程规范要求，对矿井高爆开关欠压保护的定值整定、日常维护提出了可行方案。
关键词：煤矿；高爆开关；欠压保护；
1 引言
随着国家对安全生产的要求不断增加，尤其是各煤矿企业煤矿产量也逐渐增多，安全生产形势更加严峻。同时随着井下装备水平在不断提升，矿井六大系统逐渐完善等等，煤矿安全供电的要求也越来越高。供电的安全、稳定运行对整个煤矿生产系统的稳定运行起着至关重要的作用，所以必须保障矿井供电系统的安全性、稳定性。近期由于天气原因、系统原因、设备原因等造成我公司神州煤业公司系统低电压引起井下高爆开关欠压保护动作，导致井下全部停电。煤矿生产中断，甚至对矿井安全造成威胁。
供电系统中低电压（由于系统闪络）是造成的欠压保护动作的主要原因。矿井供电系统中低电压通常是由以下几个原因引起：一、冲击负载；二、大型电动机的启动；三、供电系统故障；四、雷电天气。
前两种原因在矿井高压供电系统中影响不严重，只要设备的供电设计合理或改变冲击负载及大型设备的启动方式，对供电系统的冲击可以限制在一定的范围内，不会对系统运行造成影响。后两种原因故障电流大、对电网冲击较大，影响范围广，是造成系统低电压的主要原因。
2 前期调研
我公司对所属的8个生产矿井的井下高爆开关的欠压保护的投退情况及定值整定情况进行了全面的考察和现场调研，并对调研情况进行了统计汇总，分析后发现：
2.1、开关安装使用时，未对井下各高爆开关欠压保护进行检查和重新整定，保护定值仍是出厂设定值（额定电压的65%时，延时0.3S调整）。这样设定显然不能满足各煤矿生产安全的需要，例如2011年上半年嘉乐泉煤矿工人村线路因雷击造成工人村出现开关跳闸，造成系统低电压，导致井下开关欠电压保护掉闸，井下局部停电，而井下高爆开关欠压保护未动作。
2.2、高爆开关欠压保护电压定值可以设定，但是延时定值不正确或者没有设置延时定值，且欠压保护不能退出运行。在保护装置设置时缺少保护延时动作的时间判据,或者延时设定不正确时，只要电压值达到欠电压设定值，没有延时判断,开关直接动作跳闸,导致开关误动,造成矿井停电。
2.3、欠压保护整定值不正确。欠压保护电压整定值偏大，系统电压稍有波动，就导致开关掉闸，误动较多。
2.4、定值整定完成后，未经过校验。高爆开关按照运行要求进行定值整定后，未经过检测校验，就投入运行。只能按照设备厂家给出的准确度等级和日常运行经验进行估约。正确设定后，发生系统闪络、低电压时，能不能按照设定值准确动作，与整定值误差多少动作，只能按照经验确定，缺少量化的、准确的数值。
2.5、矿井使用各种开关，由于使用环境潮湿、粉尘较大，又因井下防爆的要求，保护装置的型式、安装方式都有严格要求，致使井下开关的准确度等级较地面设备有较大的差距。
3 国家相关的技术标准规范
按照《JB8739-1998_矿用隔爆型高压配电装置》和《GB/T 11022-1999高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》对欠压保护的要求：当欠压脱扣器端子电压降到(即便是缓慢地和逐渐地降到)它的额定电压的35%以下时，它应该动作使开关装置分闸。另一方面，当端子电压大于它的额定电压的65%时，它不应使开关装置分闸。当欠压脱扣器端子电压等于或大于它的额定电压的85%时，开关装置应能合闸。当端子电压低于它的额定电压的35%时，开关装置应不能合闸。
按照《“煤矿安全规程”专家解读》对第四百五十五条欠压保护的解读：一、电源电压下降到额定电压的65%时，欠压保护动作切断负荷电源，防止电压过低损坏电气设备；二、当电源停电时，欠压保护分段电源开关，当系统恢复时，必须人工合闸，防止电源恢复时，开关合闸，电动机自行起动或其他事故，保证现场设备、人员安全。
4 欠压保护的定值整定方案
为了提高矿井供电系统的稳定性和安全性，确保煤矿生产安全，根据前期调查掌握的情况，按照《煤矿安全规程》以及相关标准规范要求，针对井下高爆开关提出以下几点整改要求：
4.1、按照《煤矿安全规程》及其他的相关规程、规范要求，对定值进行规范整定，电压定值降至额定电压65%，适当增加延时时间。确保系统在瞬时低电压时，开关不跳闸，不影响井下生产的顺利进行。系统电压低于额定电压的65%时，开关能延时跳闸，确保设备在欠电压运行时不损坏设备。
4.2、对不满足系统需求（如没有延时设定、电压定值设定），动作不灵敏以及误动和拒动的保护进行更换。确保在发生低电压时及时判断、准确动作。
4.3、定期对高爆开关保护装置进行校验，通过高爆开关试验台对高爆开关的定值进行校验，对保护装置按照设定定值的动作准确性进行试验，并做好记录。并对有误差的保护装置进行调整、修正，确保开关在发生故障时保护装置动作准确。
4.4、加强高压开关日常维护、检修。按照《煤矿安全规程》第七节井下电气设备、电缆的检查、维护和调整的相关规定，定期对井下各种高爆开关进行检查、维护。在高爆开关内放置防潮剂，并定期进行更换，定期清扫设备卫生确保保护装置动作可靠。
5 高压开关延时型欠电压保护技术方案
5.1直接并接阻容放电延时电路方案
先将交流失压脱扣电磁铁更换为直流失压脱扣电磁铁，再在失压脱扣线圈的电源回路中，增设由电阻Rc,Rs，和电容C组成延时电路，其原理图见于图1:
图1并接阻容放电延时电路原理图 图2：延时驱动欠电压保护原理圈
5.2直流电磁式时间继电器延时驱动方案
利用直流电磁式时间继电器延时驱动欠电压保护的原理见于图2。
用直流电磁式时间继电器JT替换原高压隔爆开关中的失压脱扣器，原开关脱扣机构保留分励脱扣器TQ，并用JT延时闭合的常闭触点来控制分励脱扣器，TQ线圈的得失电。当线路电压正常时，打得电吸合，其常闭触点JTI打开，分励脱扣器线圈TQ失电，不影响高压隔爆开关的手动合闸。当线路短暂停电或电压闪变使电压<35UN且超过欠电压保护动作时间时，JT延时时间到，其衔铁释放，延时闭合的常闭触点闭合，接通分励线圈TQ的电源，分励线圈得电，分励脱扣器动作，高压开关跳闸。
6 结束语
通过对我公司各煤矿进行高爆开关欠压保护的投退情况及定值整定情况摸底调查，并按照国家的相关规程、规范要求对井下开关欠压保护进行相关的调整，加强日常检查、维护和检修，避免高爆开关欠压保护的误动和拒动，保障我公司各煤矿安全生产。
参考文献:
[1] 朱明华,潘俊成，王江涛 《煤矿安全规程》专家解读.井工部分,中国矿业大学出版社 , 2006年12月
[2]王嘉伟.煤矿井下高压防爆开关综合保护器的研究[J].科技创业家, 2013(7)
[3]付铁滨，关立德.隔爆高压开关欠压延时保护技术的应用[J].煤矿安全, 2008, 39(6)
论文作者:温义恒
论文发表刊物:《科技中国》2016年6期
论文发表时间:2016/10/17
标签：电压论文; 井下论文; 定值论文; 动作论文; 矿井论文; 煤矿论文; 供电系统论文; 《科技中国》2016年6期论文;