煤矿高压防爆开关漏电保护的研究

BGP9L型矿用防爆型开关在煤矿井下供电系统中的应用分析摘要:煤矿井下高压供电系统是现代化煤矿开采必不可少的重要环节之一,对于其供电系统的安全性、可靠性是重中之重。

BGP9L型矿用防爆型高压真空开关对于具有爆炸性危险气体(甲烷混合物)的煤矿井下起到了很好的保护和测量,并可以作为直接起动高压电动机的用途。

下面我们就对BGP9L型矿用防爆型高压真空开关在煤矿井下供电系统中的应用加以浅析希望能对在这方面领域工作的读者有所帮助。

关键词:漏电保护防爆开关随着采煤工艺的发展,采矿设备使用电压需求不断增高,供电系统的负荷随之加大,为了保证矿井供电系统安全运行,目前采用BGP9L 型矿用防爆型高压真空开关使供电设备更加稳定、安全,保证了生命财产安全。

BGP9L型矿用防爆开关采用真空管、电动起动器、永磁机构高压真空配电装置等对供电系统进行保护。

下面我们就对其在井下供电系统中的应用加以说明。

1 BGP9L型矿用防爆开关BGP9L型矿用防爆开关应用于矿井(煤尘、甲烷、爆炸性混合气体)环境下,具有对供电系统过载、漏电、短路、缺压、过压等控制和保护。

并具有故障记忆查询、电度计量等功能,具备可靠的机械闭锁、电气闭锁,远程控制、紧急分闸等功能,保证供电系统安全可靠的运行。

1.1 安装环境温度-20℃～40℃,海拔高度>1000m,周围空气相对湿度<95%,无振动和冲击振动的地方,防水,安装水平倾斜度<15°。

1.2 技术参数额定电压6(10)10kV,最高工作电压7.2(12)kV,额定频率50Hz,额定电流630A,额定短路断开电流12.5kA,额定短路闭合电流31.5kA,额定动稳定电流31.5kA,额定热稳定电流12.5kA,额定热稳定时间2s,断路器的电磁合分闸装置控制电压100V,固有分闸时间<0.1s,单相主回路电阻<400。

2 主回路接线方案方案一:配电装置电源侧有连个接线位置,负荷侧一个接线位置,配电装置可单台使用也可连台使用。

1、高压开关每月由机电科防爆组电管组进行现场跳闸试验一次,每年对井下高压开关做一次升流试验，若发现保护动作不灵敏，由试验人员处理；若因操作机构而造成的问题，由试验人员通知机电队处理，并做好试验记录。

2、高压开关保护的计算由机电科供电组术员在每月初根据实际负荷测定，原则上任何人不得更改，并粘贴封条，由电管组试验人员调整整定值，并做好试验记录。

3、低压馈电开关每天由使用队组做漏电保护试验一次，机电队井下变电响室低压馈电开关由值班人员每天做漏电保护试验一次，若发现不跳闸，及时处理，在未查出问题前，任何人不得擅自送电，并做好试验记录。

4、低压馈电开关的整定，由机电科防爆检查人员根据队组申报负荷变化情况及时整定。

整定值一经确定，任何人、任何单位不得擅自更改。

5、井下接地保护装置，每季度由机电科电管组试验人员进行接地电阻摇测一次，发现不符合要求的，通知使用单位处理，日常检查存在问题的，由防爆检查人员通知使用单位及时处理，并做好试验记录。

6、磁力启动器综合保护的整定由使用单位根据负荷情况确定，日常检查管理由机电科防爆检查人员负责，发现问题及时通知使用单位处理。

7、照明信号综保使用由使用单位每班试验一次，发现保护不动作，使用单位必须及时处理，并做好试验记录。

8、移动变电站保护，由使用单位每天进行漏电跳闸试验一次，发现问题及时组织处理。

机电科防爆组电管人员每周对井下在用的移动变电站漏电保护试验一次，发现问题及时安排处理。

9、由机电科组织人员每月进行人工远方漏电试验，发现问题通知使用单位及时处理。

10、采掘工作面机组使用的机载瓦斯断电仪，由通风、安检站及使用单位进行联合试验，每十天进行一次，发现问题及时处理。

11、采煤机与运输机的闭锁由使用单位每班试验一次，发现问题及时处理。

12、采掘工作面使用的磁力启动器及软启动等开关的各项安全保护装置，必须由使用单位每班试验一次，发现问题及时处理。

13、双风机、双电源自动切换装置由使用单位每天试验一次。

技术推广煤矿高压防爆开关装置的作用及检测方法王春杰（新疆维吾尔自治区煤矿矿用安全产品检验中心，新疆乌鲁木齐830091）摘要:如何加强对于煤矿高压防爆装置的设计，从而保障煤炭行业的供电安全，成为摆在每一个煤炭工作人员和研究人员面前的最重要的课题之一。

据此，从煤矿高压防爆开关装置的作用入手，从漏电保护和短路保护2个方面的设计来阐述高压防爆开关的检验方法和设计方案。

关键词：高压防爆开关；煤矿;检测方法；设计1煤矿高压防爆开关装置的作用昨高压防爆开劈置缺矿生产中作用重大，首先,它安装在具有爆炸性危险气体的矿井中，可以控制和保护6kV的电力高压线路，并可以直接启动电动机或者作为配电使用。

其次，将主高压防爆开关装置应用在井下变电所，可以多台使用向采区变电所配电，或多台并联组成高压配电组合,向主排水泵等供电并起动控制这些高压电气设备。

第三，煤矿高压防爆开举置可与干式魁器和雌馈电开趣合成移动变电站，安装在顺槽向综采、挖掘工作面供电。

总之煤矿高压防爆开举®^非常广泛,值得我们高度重视。

2煤矿高压防爆开关装置在设计上存在的问题2.1短路问题首先，输电线和输电线之间的距离特别小，使得彼此之间的危险加大。

其次，在供电过程中由于线路不稳定容易出现跳闸的情况，从而导致线路出现短路的问题。

第三，工程技术人员在煤矿高压防爆开关的使用中没有形成安全管理的意识，根据自己的意愿随便串联电缆造成短路现象。

2.2漏电频发电器设备和高压防爆开关在潮湿的矿井环境中，容易出现受潮和老化的IW况,从而导致本来是绝缘体的防爆开关HI现了漏电情况。

此外在链接电路时接头封堵不严，违反规定进行电缆的悬挂等都容易造成漏电的现象，危害人们的生命安全。

3煤矿高压防爆开关装置的检测方法煤矿高压防爆开关装置的检测方法主要包括以下5种。

3.1绝缘电阻实验检测高压防爆开关绝缘实验，用到的仪器是绝缘电阻表或摇表,在检测时，首先断掉电源并拆除外部连线,根据所要的高压防爆开关选择适当的绝缘电阻表，然后将表安装到合适的位置开始测量,然后用恒定速度摇动绝缘电阻表,并等待绝缘表指针平稳后再读取数值。

矿用防爆开关保护装置使用制度（煤矿）
根据《煤矿安全规程》对矿用防爆开关保护的规定，矿用防爆开关保护应符合以下制度的规定。

一、井下高压控制设备，应具有短路、过负荷、接地和久压释放保护。

二、井下由采区变电所、移动变电站或配电点引出的馈电线上，应装设短路、过负荷和漏电保护装置。

三、低压电动机的控制设备，应具备短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置。

四、井下配电网路均应装设过流、短路保护装置。

必须正确选择熔断器的熔体。

五、井下低压馈电线上，必须装设检漏保护装置或有选择性的漏电保护装置，保证自动切断漏电的馈电线路。

六、每天必须对低压检漏装置的运行情况进行 1 次跳闸试验，并作好记录。

七、煤电钻必须使用有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离起动和停止煤电钻功能的综合保护装置。

每班使用前，必须对煤电钻综合保护装置进行一次跳闸试验。

八、各种保护装置的整定由科技术人员计算，井下电工应严格按规定整定。

九、机电科管理人员每月对井下防爆开关进行一次完好检查，如发现不按规定使用保护装置的将对当事人给予50——100 元罚款处理。

煤矿井下高压供电系统煤矿井下高压供电线路已深入到各个采、掘负荷中心。

其供电是否安全可靠，不仅影响产量，而且影响工程进度，因此煤矿井下高压供电可靠运行在矿井供电中有很重要的地位。

煤矿井下高压供电可靠运行不仅与系统本身设计有关，还与组成系统每一组件的安全可靠性有关，因为构成煤矿井下高压供电系统中各种设备只要一个出现故障，整个系统就会终止运行。

因此不仅要关心系统本身的设计还要在设备易出故障的薄弱环节出现故障前进行预防、检修、更换。

一般煤矿井下高压供电系统常出现的问题有以下几种：（一）高压线路故障由于煤矿井下环境的原因比较复杂，煤矿井下高压供电系统中电缆线成为安全可靠性的薄弱的环节。

首先，高压铠装电缆外层钢带或钢丝铠装层由于潮湿很容易锈蚀；其次，如果运输大巷到采掘负荷中心对空间小，高压电缆在巷道内运输时就很容易刮破、挤坏，高压屏蔽电缆也容易被扎，从而造成高压停电事故；再次，高压电缆长时间处于过载状态，也很容易出现事故；最后，单相接地会使另两相对地电压升高，严重影响煤矿井下高压供电系统的可靠性。

为了避免事故的发生，提高高压线路的可靠性，在固定场所铺设电缆时，应选择聚氯乙烯绝缘电缆、聚氯乙烯绝缘铠装电缆、交联聚乙烯电缆、交联聚乙烯护套钢丝铠装电缆或其它新型高绝缘电缆。

并且在选用电缆时必须保证载流量满足现有设备要求，并留有一定的富余系数。

（二）高压防爆开关故障虽然煤矿井下矿用一般型高压防爆开关等都具有高压漏电和绝缘监视保护功能，但由于变压器高、低压侧腔体的盖没有有效的连锁保护装置，使得高压开关与分立的变压器、低压馈电开关之间的保护不能形成有效的配合，致使高压开关失去了应有的保护功能，因此会出现漏电、过流和短路等问题；另外，高压负荷开关触头接触不良，产生弧光或放电，与高压负荷开关带载停送移动变电站，也会导致高压断电事故。

为加强煤矿井下高压防爆开关的安全可靠性，我们在选择高压开关时，其断流容量不得小于变电所母线上的实际短路容量。

防爆开关漏电保护原理防爆开关漏电保护原理一、引言防爆开关是一种用于在爆炸性环境中控制电气设备的安全开关装置。

漏电保护是防止人身电击事故的重要手段。

本文将介绍防爆开关的基本原理和漏电保护的工作原理，以及它们在工业领域中的重要性。

二、防爆开关的原理1. 防爆开关的定义及分类防爆开关是指在易燃易爆环境中使用的开关设备，它能有效地防止火花或电弧引起的爆炸事故。

根据不同的防爆标志，防爆开关可分为增压型、隔离型和灭弧型等几种类型。

其中，增压型防爆开关是最常用的一种，它通过通过增大开关内腔的气密性，降低腔内气体的浓度，从而达到防止爆炸发生的目的。

2. 防爆开关的工作原理防爆开关的主要工作原理是通过隔离、灭弧和增压等多重手段来确保设备的安全性。

当电流通过开关时，如果出现故障，例如短路或过电流，防爆开关会立即切断电路，从而避免火花或电弧的产生。

防爆开关内部的压力也会迅速升高，达到增压的效果，进一步降低爆炸的可能性。

三、漏电保护的原理1. 漏电的定义与危害漏电是指电气设备发生绝缘破损，导致电流从设备的外部流入地面或其他介质中。

漏电会引起电气火灾和人身电击等严重事故，因此漏电保护是十分重要的。

2. 漏电保护的工作原理漏电保护器是一种专门用于检测和切断电路中发生漏电的电器设备。

它通过监测电路中的电流变化来判断是否有漏电发生。

当电流超过设定的阈值时，漏电保护器会迅速切断电路，以防止漏电导致的事故。

漏电保护器的工作原理主要包括电流互感器和比较器等组成部分。

四、防爆开关与漏电保护的应用1. 防爆开关与工业安全由于工业领域常存在易燃易爆气体或粉尘，因此防爆开关的应用非常重要。

防爆开关能够有效地保护设备和人员安全，防止爆炸事故的发生，减少生产事故的发生概率。

2. 漏电保护与人身安全在家庭和商业领域，漏电保护器的应用也十分普遍。

漏电保护器不仅能够保护电器设备的安全，还能有效地防止人身电击事故的发生。

一旦发生漏电，漏电保护器可以快速切断电路，保护人们的生命安全。

关于煤矿井下高压防爆开关的几点探讨摘要：高压防爆开关作为煤矿作业过程中经常被使用的设备，能在很大程度上有效保护井下相关设备的安全运行工作，并为井下工人的生命健康提供一份安全防护罩。

对于高压防爆开关，其控制器作为防爆开关的核心零件，有着不同寻常的作用和意义。

但随着我国科学技术的不断往前发展，控制器的研发也逐步朝着多元化方向发展，虽然时代在不断更迭，但是控制器也在不断随之更新换代，往往致使许多厂家因蝇头小利将未检验或检验不合格的产品投入市场，导致当下因高压防爆开关控制器问题带来的煤矿安全问题成为社会的关注焦点，其中所产生的影响轻则直接造成煤矿企业的经济损失，重则对国家社会经济造成一定的影响。

关键词：煤矿井下;高压防爆开关;探讨;引言当前煤矿井下使用的高压防爆开关与地面高压开关柜的控制电源不同。

地面高压柜使用的是直流屏供电的直流电源，控制电源几乎不受电网电压的影响。

而井下高压防爆开关的控制电源取自其自身的PT二次侧，井下电网发生故障时，其控制电源受电网电压的波动影响极大。

1煤矿井下高压防爆开关的现状（1）大多数使用永磁机构，永磁控制回路没有独立的像地面用的直流屏一样可靠的控制电源。

（2）控制回路在设计上不十分合理，甚至存在缺陷。

以笔者使用过的一款高压防爆开关为例，在井下诸如电缆终端头分叉处发生严重的短路故障时，电网电压下降极为严重，其电源侧的高压防爆开关均会发生拒动，从而上级的地面高压开关发生跳闸。

笔者为此专门请来了保护装置的制造厂和断路器制造厂，模拟故障发生时的条件，现场试验。

结果发现在将控制电压降低至50%时，断路器不跳闸，而是经过3～7秒的延时后才会跳闸。

从原理图上进行分析，发生严重的短路故障电网电压下降时，拒动的原因可能会有这样几个：a.继电器SJ1的线圈电压下降，导致串接在跳闸线圈FL上的延时触点SJ1不能保持吸合状态，从而跳闸回路不能导通；b.电解电容C11的钮子开关投入时，电容会向继电器J2的线圈放电，从而补偿线圈两端的电压，继电器J2的辅助常闭触点不能立刻闭合，致使无压释放回路不能导通；c.控制回路中有D4二极管的存在，在电网电压下降时，电解电容C10中的电力不能向控制回路放出；d.保护装置的保护触点XJ1-7、XJ1-8在电网电压下降时不能动作。

ZJL-10(6)矿用隔爆兼本安型高压选择性漏电保护装置技术参数山东电安电气有限公司主要技术参数ZJL-10（6）矿用隔爆兼本安型高压选择性漏电保护装置技术参数参数内容备注先进的选线原理山东科技大学傅桂兴教授的“时序鉴别原理”（发明专利号ZL02110276.7）综合应用创新的时序鉴别原理（发明专利号：ZL02110276.7）和幅值鉴别相结合的故障检测判断原理，可用于小接地电流系统的各种接地方式和任何补偿状态下实现故障选线。

直接应用零序基波信号实现消弧线圈接地系统过补偿运行方式下的单相接地准确选线，打破了多少年来“稳态基波分量不能构成经消弧线圈接地电网中故障选线保护”之类的断言与“禁区”，属首创。

由于基波分量能多次重复检测，并且比其他稳态分量（5次谐波，负序分量，有功分量等）信号强十多倍，因此选漏准确性、可靠性更高。

系统电压等级 3.3KV、6KV、10KV适用范围1、适用于3.3KV、6kV、10KV电网中性点不接地和中性点经消弧线圈接地运行于欠补偿、过补偿状态的供电系统。

2、适用于煤矿井下等含有可燃性气体、粉尘环境。

监护母线数最多监护3段母线每段母线监护高压配电装置范围在8台～24台，包括总电源进线高压配电装置和分高压配电装置监护馈出线数监护24路馈出线互感器型号能适配任何厂家及型号变比的零序电流互感器不需单独更换操作及显示界面1、5.6寸彩色TFT-LED液晶显示界面2、可以通过液晶操作更改保护投退、零序电压启动值、零序电流启动值、接地选线延时、对地绝缘值、零序过流定值、通讯地址、CT变比、通道系数。

3、可以通过液晶操作查看操作报告和事件报告，其中事件报告包括故障线路零序电压和零序电流之间的相位关系，非故障线路零序电压和零序电流之间的相位关系，我们可以通过这个分析事故的原因。

1、可实时显示3段母线零序电压值及各回路零序电流值，并能随之动态变化。

2、可实时查看每段母线零序电压值及其馈出线零序电流值和该馈出线路的对地绝缘值横向故障预警监测发生单相接地时的绝缘预警监测1、系统绝缘降低预警2、馈出线电缆绝缘降低预警3、单相接地故障告警或跳闸4、单相接地向两相短路发展的风险预警零序电压输入范围0～100V，不超过±2%零序电流输入范围一次侧0～100A，不超过±3%二次侧0～1A跳闸输出1、提供常开（故障时闭合）2、跳闸接点容量：8A，250VAC/8A,24VDC(NO);接地选漏可单独整定为告警或跳闸工作电源交流85V～264V，1A,50HZ动作时间100ms 1、选漏装置保证在100ms内给高防开关发跳闸命令2、每一回路漏电动作延时在0ms～500ms可调，各级延时差整定应为200ms～250ms准确率98%以上工作方式长时工作制防爆型式“Exd[ib]I Mb”防护等级IP54喇叭口设置28个喇叭口每个喇叭口能通过最大外径￠20的电缆外形尺寸595*771*400宽*高*深（mm）开门方式前开门，快开门形式采集信号每段1路开口三角电压及本段每路馈出线零序电流信号抗干扰性能通过EMC电磁兼容检验IV级通讯接口RS485强大的软硬件平台1、装置采用一体式设计机箱、模块化设计，电路设计通用性强，可维护性好，技术升级方便。