王晶晶
安科瑞电气股份有限公司
0 引言
由于中国煤矿电网容量的,中低压配电系统规模也得到了一定的扩大,但是由于中低压母线操作频繁,加上人为操作不当的因素,设备磨损严重,母线出现故障的概率比较大。另外,因为一般不对中低压的母线设置?;ぷ爸茫栽谇谐收系缌魃纤玫氖奔浣铣?,使得设备被损坏的程度较大,给煤矿企业造成一定的经济损失。因此,一定要注意煤矿开关柜中电弧光?;ぷ爸玫纳柚茫悦庥跋炷赶叩脑诵?,降低事故发生的概率。
从电弧光的参数来看,其温度、电压和光照强度都超出正常范围,尤其是在电弧光的温度上,其温度是太阳温度的2倍,这么高的温度会使得接线铜排、铝排等融化损坏,引起电缆和电缆包覆层着火。同时,过大的压强可能会导致开关设备爆炸,从而产生大量有害气体,威胁人体健康。另外,在压力过大和温度过高的环境下,事故频发,人员伤亡概率提升。在煤矿行业,由于大部分作业是在井下环境中进行,工作环境十分恶劣,温度高且本身就有有害气体的存在,如果由于电弧光温度和电压、功率导致设备出现故障或者爆炸事故,便会提高作业的危险性,使人员和设备材料受到损害,给煤矿企业带来经济损失。
关于设备内部电弧光出现的故障问题,随着研究的深入和技术的发展,研究人员发现出现故障的原因除了有电磁效应外,还有声波、光热效应和压力等的影响。所以近几年来中国根据故障原因分析结果,研究开发了不同故障引起的电弧光检测?;ぷ爸?,通过电弧光检测,有效解决了过去电弧光?;し从κ奔涮さ奈侍?。电弧光保护装置在煤矿行业高压开关柜中的应用,主要是在开关柜不同的单元中设置压力传感器,这样通过压力检测可以及时发现设备中的故障问题,然后使故障电流供电的断路器跳闸,避免故障电流流通;有的是根据电弧光的温度热量效应,设置了符合电弧光特性和运作机理的继电器,像金属丝电弧光继电器,就被广泛应用到煤矿高压开关柜中;有的是利用电弧光产生的电磁能量设置相应的保护装置,例如单向电流电弧?;ぷ爸?、电弧接地保护装置等;有的则是利用电弧光的声波、光照和压力效应以及电流组合来设置相应的?;ぷ爸?,对设备进行?;ぃ换褂械耐ü跃凳У脑缙谛藕沤屑觳獠⑸柚帽;ぷ爸?,可以通过检测高压开关柜中臭氧的体积分数来采取相应的?;ご胧?。
在中国传感器的研究开发上,针对电弧光参数和危害所形成的光纤传感器是一种有效的?;ぷ爸茫米爸镁哂锌沟绱鸥扇拍芰η?、电绝缘性好和灵敏度高的特点,对信号具有很强的敏感反应能力和传输作用。尤其是在煤矿行业,在中低压环境中,受到外界复杂环境因素的影响,开关柜受到的电弧光电磁能量干扰很强,而光纤传感器则能凭借其抗电磁能力高和电绝缘性能好的优点显示出的应用优势,不仅可以对电弧光进行有效检测,还可以对整个煤矿电网系统起到有效的电弧光保护作用。
c)设置高阻抗保护措施,对故障电流的?;し从κ奔湓?5ms~60ms之间。从这些?;ご胧┥侠纯?,目前关于中低压母线的电弧光?;せ褂泻艽蟮慕接呕占洌蛭傲街直;ご胧┍;ざ魇奔?,也就是对故障电流的总切除时间肯定超过了100ms,反应?;な奔涮?,所起到的保护作用很小;后一种?;ご胧┧淙环从Ρ;な奔湓诠娑ǖ睦硐敕段е?,但是其?;し段从质艿紺T安装位置的限制,所以不仅安装不方便,而且在?;な辈⒉荒苎诱蛊浔;し段?,材料成本比较高。
下面结合A煤矿技术实施方案对电弧光保护装置的实施进行简要探讨。在该方案中,电弧光?;ぷ爸冒沧霸?kV进线柜中,每一台装置采集所在进线柜的三相电流和跳闸信号,主要对进线柜进线开关和相邻的母联开关信号进行采集。同时,电弧光光纤传感器安装在每一个开关柜的母线室壁上,目的是对母线系统,包括主母线和各条分支母线进行监督控制,及时发现母线系统运行中存在的问题并加以解决。此外,监控系统的设置主要利用的是以太网。在该技术方案中,电弧光?;ぷ爸每赏瓿尚畔⒌牟杉?、计算和显示、通讯以及跳闸、?;ず鸵斐P藕偶觳獾龋梢越辛榛畹牟寮∨?,根据应用需要形成电弧光保护系统。其中,光纤传感器除了可以进行电流信号远距离传输和采集之外,还可以作为光感应元件,当电弧光由于光照强度过大而出现故障时或者在检测时出现突然增强的光照时,便能将模拟信号传输给电弧光?;ぷ爸?,从而实现对装置设备的?;?。
7 结论
综上,对现有的电弧光?;ご胧┙辛朔治鲅芯浚饕治隽似浔;ざ鞣从κ奔洌⑾窒钟械谋;ご胧┮环矫嫖薹ù锏嚼硐氲亩鞅;な奔?,另一方面在保护范围上也受到多种因素的限制。然后在研究总结传统过流型?;ず筒钆浜?、弧光非电量型?;ず筒钆浜狭街直;ご胧┑幕∩?,通过技术方案的实施可实现对煤矿供电系统的?;?,降低事故发生的概率,提高故障分析处理的能力。此外,在对电弧光?;ぷ爸媒醒≡袷?,还需要根据不同煤矿的特点来研究母线故障的变化规律,从而使得所设置的电弧光?;ご胧┠芨臃厦嚎蟮缤低车氖导市枰?。