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摘 要：煤矿越级跳闸造成井下大面积停电，不仅严重影响生产，而且很容易诱发事故，威胁矿井的安全。因此，解决煤矿井下供电系统短路引起的越级跳闸问题，对煤矿安全生产非常必要。本文就煤矿高压供电越级跳闸事故原因展开探讨。
关键词：煤矿;供电系统;防越级跳闸;策略
引言
煤矿高压供电越级跳闸事故由于其强大的破坏力引起了各方面的关注，跳闸引起无法正常供电，导致煤矿生产工作无法正常进行，对于瓦斯和排水工作也有着巨大的影响，更是对施工人员的安全构成了威胁
1 煤矿高压供电越级跳闸的原因
1.1 供电线短路
若发生井下供电线短路，则会有大量电流通过。长距离供电线路中，首端和末端的短路电流差别较大，短路电流变化趋势较陡，继电保护的范围就较大。若线路供电时间较短，短路电流会在线路首端和末端呈现相似的电流值，此时其电流变化呈现平缓趋势，在达到预设可靠指标时，会逐渐缩减速断保护的范围最终消亡。井下煤矿供电网络多以长度較短的多段电缆线路为主，难以区分上下级的短路电流情况，此时几乎没有速断保护，速断保护为零，而发生短路将产生较大电流，需同时满足上下级保护动作的条件，而难以保证同时满足上下级保护动作的规定条件时，越级跳闸行为就会产生。现阶段井下智能化管理为供电保护的主要方法，如：若有短路故障发生在下一级电路时，同时启动上下级保护措施，可避免上下级同时发生短路故障，防止越级跳闸发生。
1.2 开关机构没有做到合理配置
一般情况下，高压防爆开关需要进行两个方面的工作，一个是在继电保护装置上进行工作，在这里需要进行采样，处理单片机，输出信号等工作;一个是在高压防爆开关上直接工作，在这里需要通过三个设备，即跳闸电磁铁，跳闸机构以及真空断路器。在煤矿开采的工作环境中，空气中的水蒸气多，会对高压防爆开关造成影响，开关设备发生生锈现象，增加了开关的难度。一旦设备发生了短路的现象，那么高压防爆的开关的速度就比地面的开关速度慢，越级跳闸的情况也就随之发生了。
1.3 整定方法不合理
当前大多数煤矿都依据传统的整定计算高压短路保护，根据躲过最大负荷电流整定后获取整定值，相比根据短路电流整定后获取的整定值更小，在短路发生后，会启动沿线保护，此时开关的机械特性决定了开关跳闸动作，因而会引起短路越级跳闸的事故。
2 井下高压电网防止越级跳闸的方法
2.1 加强供电技术管理
对电器设备进行技术管理时，应以严格的周期计算其参数，并对保护参数进行校验，及时调整线路负荷改变后的电流整定值，保证电流保护装置具有灵敏性，从而可顺利执行动作。对地面井下的整定配合方案进行优化，适当调大地面速断保护定值，最大限度地对电流保护时限定值进行缩减，分段保护入井回路、采区的电缆;在保证设备正常运行的状况下，最大限度地对速断保护定值进行缩减，保证电路保护动作的配合。
2.2 对重要负荷采用独立回路或双回路供电
在煤矿生产现场，多级电线串接的方式十分常见，但是却容易引起全方位的断电。因此在实际情况中，对于那些比较重要的负荷要实行独立供电，甚至有时可以利用双回路的供电方法来保证供电的稳定性。对重要负荷采用独立回路或双回路供电的办法，可以对煤矿高压供电越级跳闸事故的发生可以起到预防作用，值得推广。
2.3 将专用保护后备电源配置在防爆开关中
在防爆开关保护器中安装专用可持续保护的后备电源，以此保证若故障发生在开关主电路时，保护设备仍可提供稳定的电源，保证电路稳定运行，以此保证即使故障存在，开关仍可正常稳定运转，防止由于线路故障导致保护电源开关控制出现中断供电或供电波动等问题。若难以保证开关控制正常稳定运行，开关拒动现象、开关误动现象均会引发越级跳闸。配置持续后备电源可有效增强保护控制设备的抗电源干扰性，防止因受电磁干扰使开关控制误动引发跳闸。
2.4 电流纵联差动保护
在电流纵联差动保护中，其基于基尔霍夫电流定律，在线路两端保护装置中，使用电缆、光纤等进行纵向连接，并在被保护线路两端对比电流相位、电流大小等，从而对输电线路故障加以分析，区分内外部故障差异，进而对本线路应不应该切除提供决策。以电流纵联差动保护为基础，防越级跳闸方法中，对于变电站的进线开关和上级变电站出线开关，应当对纵差保护器进行更换，使用光缆或电缆连接2个保护器。
2.5 对失压保护设置延时动作时间采用专用的操作后备电源
在高压防爆开关中，要在后备操作电源上做文章，使其做到连续不断的供电，对于机械性失压脱扣器装置要及时予以剔除，减轻负担。在进行延时保护工作的过程中，可以利用微机综合保护装置进行保护，这样一来，使得短路保护装置所需要的时间要比失压保护动作所需要的时间少，保证了短路保护装置的正常运转。解决失压保护装置在开关失压后无法分断的难题，可以借助于专用操作后备电源，问题迎刃而解。
2.6 智能化微机保护设备的应用
现阶段，在我国主要的煤矿供电方式为极负荷方式，这就对继电保护选择性提出了更高的要求，并对设备的故障感知能力、事故解决能力提出了灵敏性、及时性的要求。当井下供电系统出现故障时，继电保护的任务就是及时解决故障、排除系统难题，将故障进行隔离保证系统网络顺利工作。随着新型技术的不断兴起，新的ZBT―11型综合保护器，可依照煤矿井下电网特点，提供不接地的供电应用系统。通过此综合保护器可有效监督管理煤矿井下的高压防爆开关的运作状态，保证实时监控检查站和调度站，促进两者有效连接，进而加速形成煤矿电网安全监控系统。ZBT―11型综合保护器在煤矿井下作业时，可满足数据接收输送过程中的各种要求。不仅如此，在接收数据中心指令后，检测站可实施相关远程保护控制的系列措施。常见的包括：良性微机保护设备的应用可防止越级跳闸情况出现，通过远程监控对线路进行保护。
2.7 对BGP系列高压防爆开关内部机构进行改造
首先在继电器的选择上就要下足功夫，要保证继电器的动作要更加敏捷;其次在继电器的数量增加，以此来防止短路的发生，杜绝一切诱发短路的原因。这样一来，在进行速断的过程中，速断时间减少了，高压防爆开关也不用面临随时短路的危险，越级跳闸的可能性也就下降了。
结语
总之，越级跳闸是制约煤矿井下安全供电的一个关键要素，倘若出现这种类型的故障，那么就会造成比较大的危害，其中不但有技术上的原因，而且存在人为方面的原因。基于此，这也给相关技术人员提出了新的要求，希望本文阐述能够进一步为相关研究提供有效参考。
参考文献
[1]张维振，李忠奎.基于速断闭锁的煤矿高压供电系统防越级跳闸技术研究[J].煤矿现代化，2017（4）：40-43.
[2]张豪，苗书运，王燕丽.煤矿井下高压电网防越级跳闸的探索与研究[J].山东煤炭科技，2015（4）：134-136.
[3]王怀群.煤矿高压供电防越级跳闸技术研究现状与发展[J].煤炭技术，2015，32（8）：71-73.
[4]陈勇.煤矿井下供电越级跳闸研究[J].中国高新技术企业，2015（17）.
[5]吴文瑕，陈柏峰.井下电网越级跳闸的研究及解决建议[J].工矿自动化，2018（6）.
[6]尹成迅，潘献全.煤矿供电系统越级跳闸研究[J].煤炭科学技术，2017（6）.
关键词：煤矿;供电系统;防越级跳闸;策略
引言
煤矿高压供电越级跳闸事故由于其强大的破坏力引起了各方面的关注，跳闸引起无法正常供电，导致煤矿生产工作无法正常进行，对于瓦斯和排水工作也有着巨大的影响，更是对施工人员的安全构成了威胁
1 煤矿高压供电越级跳闸的原因
1.1 供电线短路
若发生井下供电线短路，则会有大量电流通过。长距离供电线路中，首端和末端的短路电流差别较大，短路电流变化趋势较陡，继电保护的范围就较大。若线路供电时间较短，短路电流会在线路首端和末端呈现相似的电流值，此时其电流变化呈现平缓趋势，在达到预设可靠指标时，会逐渐缩减速断保护的范围最终消亡。井下煤矿供电网络多以长度較短的多段电缆线路为主，难以区分上下级的短路电流情况，此时几乎没有速断保护，速断保护为零，而发生短路将产生较大电流，需同时满足上下级保护动作的条件，而难以保证同时满足上下级保护动作的规定条件时，越级跳闸行为就会产生。现阶段井下智能化管理为供电保护的主要方法，如：若有短路故障发生在下一级电路时，同时启动上下级保护措施，可避免上下级同时发生短路故障，防止越级跳闸发生。
1.2 开关机构没有做到合理配置
一般情况下，高压防爆开关需要进行两个方面的工作，一个是在继电保护装置上进行工作，在这里需要进行采样，处理单片机，输出信号等工作;一个是在高压防爆开关上直接工作，在这里需要通过三个设备，即跳闸电磁铁，跳闸机构以及真空断路器。在煤矿开采的工作环境中，空气中的水蒸气多，会对高压防爆开关造成影响，开关设备发生生锈现象，增加了开关的难度。一旦设备发生了短路的现象，那么高压防爆的开关的速度就比地面的开关速度慢，越级跳闸的情况也就随之发生了。
1.3 整定方法不合理
当前大多数煤矿都依据传统的整定计算高压短路保护，根据躲过最大负荷电流整定后获取整定值，相比根据短路电流整定后获取的整定值更小，在短路发生后，会启动沿线保护，此时开关的机械特性决定了开关跳闸动作，因而会引起短路越级跳闸的事故。
2 井下高压电网防止越级跳闸的方法
2.1 加强供电技术管理
对电器设备进行技术管理时，应以严格的周期计算其参数，并对保护参数进行校验，及时调整线路负荷改变后的电流整定值，保证电流保护装置具有灵敏性，从而可顺利执行动作。对地面井下的整定配合方案进行优化，适当调大地面速断保护定值，最大限度地对电流保护时限定值进行缩减，分段保护入井回路、采区的电缆;在保证设备正常运行的状况下，最大限度地对速断保护定值进行缩减，保证电路保护动作的配合。
2.2 对重要负荷采用独立回路或双回路供电
在煤矿生产现场，多级电线串接的方式十分常见，但是却容易引起全方位的断电。因此在实际情况中，对于那些比较重要的负荷要实行独立供电，甚至有时可以利用双回路的供电方法来保证供电的稳定性。对重要负荷采用独立回路或双回路供电的办法，可以对煤矿高压供电越级跳闸事故的发生可以起到预防作用，值得推广。
2.3 将专用保护后备电源配置在防爆开关中
在防爆开关保护器中安装专用可持续保护的后备电源，以此保证若故障发生在开关主电路时，保护设备仍可提供稳定的电源，保证电路稳定运行，以此保证即使故障存在，开关仍可正常稳定运转，防止由于线路故障导致保护电源开关控制出现中断供电或供电波动等问题。若难以保证开关控制正常稳定运行，开关拒动现象、开关误动现象均会引发越级跳闸。配置持续后备电源可有效增强保护控制设备的抗电源干扰性，防止因受电磁干扰使开关控制误动引发跳闸。
2.4 电流纵联差动保护
在电流纵联差动保护中，其基于基尔霍夫电流定律，在线路两端保护装置中，使用电缆、光纤等进行纵向连接，并在被保护线路两端对比电流相位、电流大小等，从而对输电线路故障加以分析，区分内外部故障差异，进而对本线路应不应该切除提供决策。以电流纵联差动保护为基础，防越级跳闸方法中，对于变电站的进线开关和上级变电站出线开关，应当对纵差保护器进行更换，使用光缆或电缆连接2个保护器。
2.5 对失压保护设置延时动作时间采用专用的操作后备电源
在高压防爆开关中，要在后备操作电源上做文章，使其做到连续不断的供电，对于机械性失压脱扣器装置要及时予以剔除，减轻负担。在进行延时保护工作的过程中，可以利用微机综合保护装置进行保护，这样一来，使得短路保护装置所需要的时间要比失压保护动作所需要的时间少，保证了短路保护装置的正常运转。解决失压保护装置在开关失压后无法分断的难题，可以借助于专用操作后备电源，问题迎刃而解。
2.6 智能化微机保护设备的应用
现阶段，在我国主要的煤矿供电方式为极负荷方式，这就对继电保护选择性提出了更高的要求，并对设备的故障感知能力、事故解决能力提出了灵敏性、及时性的要求。当井下供电系统出现故障时，继电保护的任务就是及时解决故障、排除系统难题，将故障进行隔离保证系统网络顺利工作。随着新型技术的不断兴起，新的ZBT―11型综合保护器，可依照煤矿井下电网特点，提供不接地的供电应用系统。通过此综合保护器可有效监督管理煤矿井下的高压防爆开关的运作状态，保证实时监控检查站和调度站，促进两者有效连接，进而加速形成煤矿电网安全监控系统。ZBT―11型综合保护器在煤矿井下作业时，可满足数据接收输送过程中的各种要求。不仅如此，在接收数据中心指令后，检测站可实施相关远程保护控制的系列措施。常见的包括：良性微机保护设备的应用可防止越级跳闸情况出现，通过远程监控对线路进行保护。
2.7 对BGP系列高压防爆开关内部机构进行改造
首先在继电器的选择上就要下足功夫，要保证继电器的动作要更加敏捷;其次在继电器的数量增加，以此来防止短路的发生，杜绝一切诱发短路的原因。这样一来，在进行速断的过程中，速断时间减少了，高压防爆开关也不用面临随时短路的危险，越级跳闸的可能性也就下降了。
结语
总之，越级跳闸是制约煤矿井下安全供电的一个关键要素，倘若出现这种类型的故障，那么就会造成比较大的危害，其中不但有技术上的原因，而且存在人为方面的原因。基于此，这也给相关技术人员提出了新的要求，希望本文阐述能够进一步为相关研究提供有效参考。
参考文献
[1]张维振，李忠奎.基于速断闭锁的煤矿高压供电系统防越级跳闸技术研究[J].煤矿现代化，2017（4）：40-43.
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[5]吴文瑕，陈柏峰.井下电网越级跳闸的研究及解决建议[J].工矿自动化，2018（6）.
[6]尹成迅，潘献全.煤矿供电系统越级跳闸研究[J].煤炭科学技术，2017（6）.