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[摘 要]越级跳闸现象严重威胁着矿井供电及安全生产，笔者就多年来的工作经验和总结，就目前井下越级跳闸的现象及原因进行了详细分析，并提出了防越级跳闸的对策和方法，对煤矿供电安全及生产具有借鉴意义。
[关键词]煤矿；电网；越级跳闸；原因分析；
中图分类号：P147 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0063-01
引言：煤矿井下发生短路故障时，地面35/10kV变电站高压开关柜发生动作，但井下普遍使用的配有智能综合保护器的BGP系列高压防爆开关却不发生保护瞬动跳闸，而是在上一级电源短路保护速断跳闸后，才导致高压防爆开关失压跳闸，这种现象在井下电网中频繁出现。同时，井下供电系统发生漏电故障时漏电保护因不能准确地判断故障线路，造成高压防爆开关误动或拒动等现象。由于越级停电跳闸影响范围大，给故障的查找和供电的恢复带来麻烦，直接影响安全生产。为此，深入分析越级跳闸保护机理，对煤矿井下连续供电、确保安全生产具有十分重要的意义。
一、越级跳闸：是指电力系统故障时，应由保护整定优先跳闸的断路器来切除故障，但因故由其他断路器跳闸来切除故障，这样的跳闸行为称为越级跳闸。
二、案例分析
1.事故现象：某35kV变电站，一条10kV线路发生相间短路故障，由于10kV开关拒跳，而造成越级跳闸，使得一台主变停运。
2.原因分析：.事发后相关技术人员迅速赶到现场对事故原因进行分析，并对该10kV开关进行了全面检查。首先，用万能操作把手对开关进行合、跳闸操作，结果一切都正常，这说明开关的电气回路和机械操动部分没有问题。又检查了保护装置，合上开关，做传动保护试验，做了一次传动，开关正常跳闸，这又证明了保护装置也没有缺陷。用万能操作把手操作开关，开关能正常跳、合闸，并且开关的机械操动部分也没有卡死和不到位情况。经过进一步查看和分析，问题还是出在保护装置上。确实，当再一次做传动实验时，只是听到了过流继电器动作以及时间继电器的钟表机构转动，而开关没有跳闸。问题果然在继电器上面。就逐个将过流、时间等继电器进行检查，发现时间继电器的触点连片松动、稍有弯曲。这样，当保护动作时，触点接触时而良好，时而接触不良。这就是为什么第一次做传动保护试验时开关能跳闸，而第二次开关却没有跳闸。同样，这也是开关越级跳闸的原因。
三、越级跳闸原因分析
1多条线路相继故障
如果同一变电所的两条以上的线路相继故障，很容易造成上一级断路器跳闸，如一条线路时间为0.3秒两条相加是0.6秒大于上级保护的阶梯差时就可能造成越级跳闸。
2 变电所直流电源故障
2.1当变电所某一线路控制电源熔断器熔断时，线路出现短路故障，必然造成越级跳闸，这种情况在变电所曾经发生过。熔断器通过电流与熔断时间呈反时限特性，简称安秒特性。有的熔断器的熔丝经过长时间运行，特性变差，当线路故障，保护动作时，跳闸脉冲出现过电流时，使熔断器熔断。熔断器经多次操作，基座卡片松动，造成虚接，影响跳闸。
2.2变电所直流总电源失电。变电所直流电源是变电所的心脏，如果失去了直流电源，就等于失去了控制各回路的动力，当变电所任一回路发生故障时，该回路由于失去动力而保护拒动，就会造成越级跳闸事故。
2.3电源连线故障。接线的松动、虚接，都可能造成越级跳闸。
3 继电保护失灵
变电所对继电保护的要求是：“选择性、快速性、灵敏性”。如果满足不了这些要求，就可能造成越级跳闸。如整定值计算错误、检修调试错误、接线错误、装置定值的漂移。机械联动故障，如继电器接点烧损、接触不良、设备连片松动、机械传动不灵活、微机插件故障烧损接触不良等。
4 过电压引起的越级跳闸
6千伏线路是中性点不接地运行方式，发生单相接地后，允许故障持续一段时间，但在发生单相接地故障时，会出现瞬间电弧放电，引发电能磁性的震荡，产生弧光过电压，使变电所的电压互感器一次励磁电流急剧增大，可能造成电压互感器烧损，使过电压保护失灵，烧损保护元件而造成越级跳闸。
5 开关机构故障
线路的控制保护最终由高压断路器来执行，它的性能好坏，直接决定变电系统是否能正常运行。因为开关结构复杂，联动机构互相制约，所以很容易出现拒动。
5.1开关机构故障
机构的三连点过低，不到位，挚子过低，跳闸顶杆卡滞和脱落，或跳闸铁芯卡滞，机构动作不灵活。
5.2辅助开关故障
辅助开关接触不良，连接杆松动，底座固定保险松动，接点烧损，活动行程不到位。
6 跳闸铁芯磁化
断路器在合闸位置时，跳闸线圈始终在通电状态中运行，原来变电所用的是白炽灯加电阻、电机回路，两只指示灯并联。由于长时间运行，使回路阻值减小，线圈电流增大，电流到一定值时，跳闸铁芯处于半吸合状态，铁芯不能返回到原来释放位置，当线路故障时，由于跳闸铁芯行程小，降低了铁芯的冲击速度，使断路器不能跳闸，造成越级跳闸。跳闸线圈低电压动作不合格，在直流电压低时，故障情况下跳不了闸，造成越级跳闸。
7 控制保护回路故障
7.1变电所的控制、保护、计量、数据采集需要电缆导线与相关设备连接。电缆导线断线、接点松动、连接片松动、虚接等都可能造成越级跳闸。
7.2检修查找故障下的隐患。检修实验时所拆的连接片，试验端子查故障时拆解的连线在恢复时漏接或接错，使回路失去保护功能而造成越级跳闸。
8 微机故障
微电子元件组成复杂，元器件耐过电压能力弱，经长时间运行易损坏且不易发现，为越级跳闸埋下了隐患。
四、越级跳闸防范措施
1、注重供电设计，优化供电组合将是解决越级跳闸的良好方案。
2、选用智能化的微机保护装置：煤矿井下供电负荷多为一级负荷，要求继电保护装置应具有高度的选择性、灵敏性、可靠性和速动性。当系统一旦发生故障时，保护装置能快速的将故障部分切除，最大程度上减少故障范围。
3、煤矿井下的继电保护装置不仅要具有短路、过负荷、接地、欠电压释放等常规的保护功能，可实现数据的远程检测与调控，改变以往继电保护装置只能整定固定时限的弊端，实现无级调整，使上下级保护能够更好的配合。
4、开关及其二次回路检修完毕，投入运行前，一定要对开关的保护装置做传动试验，证明继电器处于良好工作状态后，开关才能够投入运行。
5、平时加强对继电器的检查和维护。继电器的可动系统必须动作灵活，触点接触牢固可靠。
6、对一些故障的表面现象要深入细致地研究分析，以便查出故障的真正原因。往往一些表面现象容易转移我们的注意力，而影响我们快速及时地排除故障。
五、总结
造成越级跳闸的原因也是多方面，也有有许多不确定因素造成的结果。因此，我们应时时刻刻注重检验电力保护设备与设施的质量，努力提高从事此项工作管理人员的业务技术素质，让他们能够认真、严细对待日常的管理工作，转变工作态度，积极做好相关应急处理事宜，使越级跳闸故障最小化或零化，不至于造成重大事故后果；让他们有高度的思想认识，对本职工作予以高度重视，充分了解造成越级跳闸的各种因素，以预防和杜绝类似越级跳闸事故的发生。
参考文献
[1] 贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理.中国电力出版社，1991.
[2] 卜凡文，李百顺.张集煤矿35kV变电所越级跳闸事故分析[J].徐煤科技，1994（1）：45-46.
[3] 魏庆海.一起因保护误整定引起越级跳闸的事故分析[J].供用电，1995，12（3）：37-39.
[4] 陈刚，马志云.一次越级跳闸事故的分析[J].电工技术杂志，2001（5）：49.
[关键词]煤矿；电网；越级跳闸；原因分析；
中图分类号：P147 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0063-01
引言：煤矿井下发生短路故障时，地面35/10kV变电站高压开关柜发生动作，但井下普遍使用的配有智能综合保护器的BGP系列高压防爆开关却不发生保护瞬动跳闸，而是在上一级电源短路保护速断跳闸后，才导致高压防爆开关失压跳闸，这种现象在井下电网中频繁出现。同时，井下供电系统发生漏电故障时漏电保护因不能准确地判断故障线路，造成高压防爆开关误动或拒动等现象。由于越级停电跳闸影响范围大，给故障的查找和供电的恢复带来麻烦，直接影响安全生产。为此，深入分析越级跳闸保护机理，对煤矿井下连续供电、确保安全生产具有十分重要的意义。
一、越级跳闸：是指电力系统故障时，应由保护整定优先跳闸的断路器来切除故障，但因故由其他断路器跳闸来切除故障，这样的跳闸行为称为越级跳闸。
二、案例分析
1.事故现象：某35kV变电站，一条10kV线路发生相间短路故障，由于10kV开关拒跳，而造成越级跳闸，使得一台主变停运。
2.原因分析：.事发后相关技术人员迅速赶到现场对事故原因进行分析，并对该10kV开关进行了全面检查。首先，用万能操作把手对开关进行合、跳闸操作，结果一切都正常，这说明开关的电气回路和机械操动部分没有问题。又检查了保护装置，合上开关，做传动保护试验，做了一次传动，开关正常跳闸，这又证明了保护装置也没有缺陷。用万能操作把手操作开关，开关能正常跳、合闸，并且开关的机械操动部分也没有卡死和不到位情况。经过进一步查看和分析，问题还是出在保护装置上。确实，当再一次做传动实验时，只是听到了过流继电器动作以及时间继电器的钟表机构转动，而开关没有跳闸。问题果然在继电器上面。就逐个将过流、时间等继电器进行检查，发现时间继电器的触点连片松动、稍有弯曲。这样，当保护动作时，触点接触时而良好，时而接触不良。这就是为什么第一次做传动保护试验时开关能跳闸，而第二次开关却没有跳闸。同样，这也是开关越级跳闸的原因。
三、越级跳闸原因分析
1多条线路相继故障
如果同一变电所的两条以上的线路相继故障，很容易造成上一级断路器跳闸，如一条线路时间为0.3秒两条相加是0.6秒大于上级保护的阶梯差时就可能造成越级跳闸。
2 变电所直流电源故障
2.1当变电所某一线路控制电源熔断器熔断时，线路出现短路故障，必然造成越级跳闸，这种情况在变电所曾经发生过。熔断器通过电流与熔断时间呈反时限特性，简称安秒特性。有的熔断器的熔丝经过长时间运行，特性变差，当线路故障，保护动作时，跳闸脉冲出现过电流时，使熔断器熔断。熔断器经多次操作，基座卡片松动，造成虚接，影响跳闸。
2.2变电所直流总电源失电。变电所直流电源是变电所的心脏，如果失去了直流电源，就等于失去了控制各回路的动力，当变电所任一回路发生故障时，该回路由于失去动力而保护拒动，就会造成越级跳闸事故。
2.3电源连线故障。接线的松动、虚接，都可能造成越级跳闸。
3 继电保护失灵
变电所对继电保护的要求是：“选择性、快速性、灵敏性”。如果满足不了这些要求，就可能造成越级跳闸。如整定值计算错误、检修调试错误、接线错误、装置定值的漂移。机械联动故障，如继电器接点烧损、接触不良、设备连片松动、机械传动不灵活、微机插件故障烧损接触不良等。
4 过电压引起的越级跳闸
6千伏线路是中性点不接地运行方式，发生单相接地后，允许故障持续一段时间，但在发生单相接地故障时，会出现瞬间电弧放电，引发电能磁性的震荡，产生弧光过电压，使变电所的电压互感器一次励磁电流急剧增大，可能造成电压互感器烧损，使过电压保护失灵，烧损保护元件而造成越级跳闸。
5 开关机构故障
线路的控制保护最终由高压断路器来执行，它的性能好坏，直接决定变电系统是否能正常运行。因为开关结构复杂，联动机构互相制约，所以很容易出现拒动。
5.1开关机构故障
机构的三连点过低，不到位，挚子过低，跳闸顶杆卡滞和脱落，或跳闸铁芯卡滞，机构动作不灵活。
5.2辅助开关故障
辅助开关接触不良，连接杆松动，底座固定保险松动，接点烧损，活动行程不到位。
6 跳闸铁芯磁化
断路器在合闸位置时，跳闸线圈始终在通电状态中运行，原来变电所用的是白炽灯加电阻、电机回路，两只指示灯并联。由于长时间运行，使回路阻值减小，线圈电流增大，电流到一定值时，跳闸铁芯处于半吸合状态，铁芯不能返回到原来释放位置，当线路故障时，由于跳闸铁芯行程小，降低了铁芯的冲击速度，使断路器不能跳闸，造成越级跳闸。跳闸线圈低电压动作不合格，在直流电压低时，故障情况下跳不了闸，造成越级跳闸。
7 控制保护回路故障
7.1变电所的控制、保护、计量、数据采集需要电缆导线与相关设备连接。电缆导线断线、接点松动、连接片松动、虚接等都可能造成越级跳闸。
7.2检修查找故障下的隐患。检修实验时所拆的连接片，试验端子查故障时拆解的连线在恢复时漏接或接错，使回路失去保护功能而造成越级跳闸。
8 微机故障
微电子元件组成复杂，元器件耐过电压能力弱，经长时间运行易损坏且不易发现，为越级跳闸埋下了隐患。
四、越级跳闸防范措施
1、注重供电设计，优化供电组合将是解决越级跳闸的良好方案。
2、选用智能化的微机保护装置：煤矿井下供电负荷多为一级负荷，要求继电保护装置应具有高度的选择性、灵敏性、可靠性和速动性。当系统一旦发生故障时，保护装置能快速的将故障部分切除，最大程度上减少故障范围。
3、煤矿井下的继电保护装置不仅要具有短路、过负荷、接地、欠电压释放等常规的保护功能，可实现数据的远程检测与调控，改变以往继电保护装置只能整定固定时限的弊端，实现无级调整，使上下级保护能够更好的配合。
4、开关及其二次回路检修完毕，投入运行前，一定要对开关的保护装置做传动试验，证明继电器处于良好工作状态后，开关才能够投入运行。
5、平时加强对继电器的检查和维护。继电器的可动系统必须动作灵活，触点接触牢固可靠。
6、对一些故障的表面现象要深入细致地研究分析，以便查出故障的真正原因。往往一些表面现象容易转移我们的注意力，而影响我们快速及时地排除故障。
五、总结
造成越级跳闸的原因也是多方面，也有有许多不确定因素造成的结果。因此，我们应时时刻刻注重检验电力保护设备与设施的质量，努力提高从事此项工作管理人员的业务技术素质，让他们能够认真、严细对待日常的管理工作，转变工作态度，积极做好相关应急处理事宜，使越级跳闸故障最小化或零化，不至于造成重大事故后果；让他们有高度的思想认识，对本职工作予以高度重视，充分了解造成越级跳闸的各种因素，以预防和杜绝类似越级跳闸事故的发生。
参考文献
[1] 贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理.中国电力出版社，1991.
[2] 卜凡文，李百顺.张集煤矿35kV变电所越级跳闸事故分析[J].徐煤科技，1994（1）：45-46.
[3] 魏庆海.一起因保护误整定引起越级跳闸的事故分析[J].供用电，1995，12（3）：37-39.
[4] 陈刚，马志云.一次越级跳闸事故的分析[J].电工技术杂志，2001（5）：49.