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礦井電弧過電壓的產生及防護措施

文檔作者：許興民文檔來源：華北礦業(yè)高等?？茖W校		點擊數：	更新時間： 2021年10月15日
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許 電弓 ／ ，俠電
精密科技。成就天地—— 佛山精薯，電工含金有限公 町
礦井電弧過電壓的產生及防護措施
華北礦業(yè)高等專科學校 許興民— ff
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電弧接地過電壓的產生．與變壓器中性點 當A_相在最高電壓時接地并發(fā)弧，變壓器
的對地電壓有著十分密切的關系．即不同的中
性點接地所產生的過電壓數值也有所不同，根
據《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：。井下配電變壓器禁
中性點直接接地 并“禁止由地面上中性點接地
的變壓器或發(fā)電機直接向井下供電 。在中性點
不直接接地的系統中，當發(fā)生一相接地故障時，
如果在6～10kV線路，接地電流大于30A，20
～ 60kV線路，接地電流大于10A時，電弧就難
于自動熄滅，由于電網中電感、電容存在，產生
電磁振蕩，很可能產生遍及全電網的弧光接地
過電壓，這種過電壓持續(xù)時間長，會使設備絕緣
損壞．引起相問短路，往往引起井下火災、煤塵
瓦斯爆炸的危害。
在中性點不接地的供電系統中，如果一相
(例如A相)發(fā)生電弧接地故障，如圖1，由電工
原理可知，故障相的對地電壓U一。一0，而非故
障相的對地電壓為
UB = “ 一√ 3 一150．( )
Uc 一 c ； √ 3 150‘( )
A
圖1
電源的線電壓【I且^和Uc^相位分別滯后和
超前U 150"，中性點電壓D 一U^，由理論上
看，u uc^僅為相電壓的√了倍，但如果電弧
不是穩(wěn)定燃燒，而是時燃時滅，有可能引起電網
的電磁振蕩， 生過電壓。
和線路電感L與對地電容c構成串聯諧振回
路，產生高頻振蕩．在發(fā)弧前的瞬問，Cn、cc上
的電壓為一o．5U ，發(fā)弧后的瞬間，B、C相的對
地電壓變?yōu)橐?．5U ，其振蕩等值電路如圖2，
根據等值電路，A相第一次發(fā)弧后，非故障相的
過電壓為
UB— Uc
=2× (一1．5U )一(一0、5U
一一2．5
圍2
高頻振蕩電流在第一次過零時電弧熄滅，
此時c 、cc上的電荷量均為一2．5U ，總的電
荷量在三相對地電容上重新均勻分配，并與線
路電源電壓疊加，構成各相電容對地成正比的
電壓。如果A相第一次熄弧后，經工頻半周即
A相電壓達到一u 時，重新發(fā)弧．發(fā)弧前c
上的對地電壓為
0．5U 一 ：一掣u
0 0
A 相發(fā)弧后，B c相對地電壓上升到
1．5U 產生高頻振蕩，此時非故障相的過電壓
值為
UB— Uc
一2× (1．5U )一(一 U )
0
=4．17U
當接地電弧不斷地熄滅、重燃，在非放障相
一9 一
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l OkV斷路器分合閘線圈燒毀原因分析及防止措施
? 礦? 局塑
目前，SNIO-IO型少油斷路器操作機構 遠接通，這樣就有可能燒毀分閘線圈，造成輔助
多數使用CD10型操作機構。在運行中經常發(fā)
生分、合閘線圈燒毀事故。筆者就分、合閘線圈
燒毀原因及防止對策，談一些粗淺的認識，供大
家參考。
分、合閘線圈設計時都是按短時通電而設
計的。分、合閘線圈的燒毀t主要是由于分、合閘
回路不能按要求正常切斷，至使分、臺閘線圈長
時間通電而燒毀。正常時，分合閘回路的切斷，
主要是靠與機構連動的輔助開關來切斷的。若
輔助開關因某種原因不能正常切換t或切換距
離不夠，都有可能造成分、合閘線圈燒毀。正常
操作時，合閘回路的接通是短時的，即使輔助開
關不能正常切換，那么，臺閘回路也會靠操作把
手的復位而自動切斷。當重合閘動作時，因重合
閘裝置有合閘保持回路，那么，當輔助開關切換
不正常時，就有可能燒毀合閘線圈。在分閘時，
不論是正常操作還是保護動作，分閘回路均自
保持，若輔助開關不切換，那么．分閘回路將永
開關不正常切換的原因有：
1．機構卡澀，開關分、合不到位
分、合閘鐵芯卡死或機構轉軸生銹，都將造
成開關分、合不到位，因此，應定期對機構的中
傳動部分進行檢查，檢查其軸銷有無銹蝕現象，
轉動是否靈活，并對機構各運動部位加注潤滑
油，對注油孔亦應定期加油。
2．機構調整不當t開關拒分、拒合
CD10型機構局部示意圖如圖1所示。當
定位止釘調整過高時，在合阿過程中，連桿9和
1受力后突起，破壞了。死區(qū) 位置，使傳動機
構的蒎子從合閘頂桿滑脫，合閘頂桿空跑做虛
功，使合閘不成功。當定位止釘調整過低時，在
分閘過程中連桿9和11離。死區(qū) 太低，需較大
的分閘沖擊力才能將此兩連桿頂起t此時就可
能出現分不了閘的現象。解決的方法t將止釘位
置訶到110 額定合閘電壓能合上，而65 額
定合閘電壓又能順利分閘為止。在日常維護中，
和故障相均可能出現較高的過電壓，即流過故
障點的電流包含工頻分量及電容充放電的主頗
分量，由于高頻分量所得的過電壓的倍數比工
頻媳弧時高的多，都有可能引起電氣事故。
影響電弧接地過電壓的因素很多。絕緣電
阻的影響：對于低壓電網來講，絕緣電阻并不是
無限大t即在每次電弧熄滅后，電荷重新分配的
過程中都會有電荷的泄漏，使變壓器中性點對
地的電位增長較小，而再次燃弧時產生的過電
倍數降低。線問電容的影響：由于某一發(fā)生電弧
接地前后。線電容與某二相對地電容的電荷又
重新分配，由理論分析知，線問電容越大，對減
小電弧接地過電壓有好處，實際中我們可采用
靜電電容器集中安裝或分散安裝來提高電網的
一10 一
功率因數的辦法來減小電弧接地過電壓．中性
點電抗線圈的影響：變壓器中性點或人為中性
點經電抗線圈接地時，其電感電流將對故障點
的電流起補償作用，這樣會使接地電流減小，有
利于熄弧或限制電弧的重燃，也可以大大降低
故障間隙的恢復電壓的上升速度，減小接地過
電壓t只有當電抗線圈處于最佳補償狀態(tài)時，其
抑制電弧接地過電壓的能力最強，一般對于低
壓電網來說，其過電壓的倍數不大，相電壓幅值
3倍的要求來減小過電壓。
參考立獻
】煤礦安空規(guī)租堞炭 業(yè)出版社，1992
2 崔景岳等螭．壤 供毛．壕炭工業(yè)出版鞋
3 壕礦機電事故分晰與預 雄鼓工業(yè)出版社
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