许远
安徽恒源煤电股份有限公司五沟煤矿 安徽 淮北 235131
摘要：无论是在电力系统还是煤矿供电,单相接地短路故障都是最常见、最易发生的故障现象，在处理小电流接地系统单相接地故障时，由于矿井供电比较特殊，及时处理分析非常重要。
我国煤矿井下6kv供电系统中性点主要采用非对称接地方式（又称小电流接地方式），即中性点不接地或经消弧线圈接地，少数经高电阻接地。其发生单相接地故障最高，可占总故障的80%左右，小电流接地系统发生单相接地时，故障电流很小，且三相电压依然对称不影响负载的正常供电，系统可以继续运行一段时间，电缆线路分布电容电流比架空线路大，在发生单相接地故障时如果不及时消除，就可能造成别的供电支路开关保护器反应动作，给矿井安全生产带来影响。
一、高压系统接地电流的特征
高压系统的漏电电流主要是电缆的容性电流，漏电电流的大小与接地时的运行方式和接地阻抗有关。非故障线路零序电流之和等于接地线路的电容电流。
在没有消弧线圈的情况下，非故障线路的零序电流超前零序电压90°（方向由母线流向线路），故障线路的零序电流滞后零序电压90°（方向由线路流向母线）。但对联络线路来说，零序电流方向和大小都会随接地点的不同会有所不同。
在有消弧线圈的情况下，如果运行在欠补的状态下，如果补偿以后的接地电流大于接地线路本身的电容电流，方向由线路流向母线，故障线路零序电流将减少。如果补偿以后的接地电流小于接地线路的电容电流，故障线路零序电流不但大小变化，方向也变为由母线流向线路。此时零序功率方向是随着补偿度的变化而变化。
如果运行在过补的情况下，接地线路与非接地线路电容电流方向相同，因此不接地系统中已无法用零序功率方向来区分接地线路和非接地线路。
二、高压系统接地故障及处理经过
2019年4月16日下午16时5分，五沟煤矿调度所接到机电科值班人员汇报：三采区变电所高压II段动力总开关掉电，显示漏电保护动作跳闸，送电后又跳闸无法正常运行，同时35kv变电所6kv小电流接地选线系统报警系统接地。机电科电管队组织人员到35kv变电所6kv室排查故障，发现6kvII段三相电压有一相电压下降接近0kv。说明6kv线路出线回路发生接地。
机电科检修人员怀疑是三采区变电所所带1034工作面3300v系统故障引起总开关掉电，调度所通知采煤区电工处理。采煤区电工到达现场后对工作面高压系统进行检查，发现高压系统正常无问题，随后按照要求暂停整个工作面高压系统运行，配合变电所进行故障查找。然后对三采区变电所高压II段动力总开关进行试送电，仍然显示漏电保护动作跳闸，说明故障线路不在井下三采区系统，应该在别的高压供电线路。
检修电工根据运行经验及选检原则在35kv变电所对怀疑接地6kv线路出线断路器逐一拉合操作，来判断馈出线路是否为接地线路。
最后分段排查发现故障原因为压风机房6kvI回路故障，检修人员对此供电线路停电隔离后整个高压系统电压值恢复正常。随后对压风机开关柜和供电电缆及高压电动机进行检查，发现4#压风机组高压电机一相绕组绝缘击穿接地，造成6kv系统单相接地及井下变电所高爆开关漏电跳闸。
17：18分三采区变电所高爆开关送电试运行正常，1034工作面恢复正常生产，矿井供电系统恢复正常。
三、 地面高压系统单相接地造成井下高爆开关跳闸的原因分析：
地面压风机房压缩机高压电机绝缘损坏造成系统单项接地，引起三采区变电所进线高爆开关漏电保护动作跳闸的停电故障中，地面变电所6kv小电流接地选线系统报警，井下三采区变电所进线高爆开关故障记录显示漏电保护动作，已经明确故障原因是漏电，但是漏电却不在三采区供电系统内，而是在地面车间。这就是由于矿井高压系统接地电流的特征和漏电保护的不稳定性造成的。
1、高压系统是一个庞大的配电网系统，线路任一点接地后，零序电流方向和大小发生变化，高压系统的所有电缆容性电流都从不同变电所汇集到接地线路，所以，就漏电电流而言，高压系统总开关和分开关没有上下级关系，无法实现进线开关与分开关的保护配合。
2、高压系统的漏电电流主要是电缆的容性电流，漏电电流的大小与接地时的运行方式和接地阻抗有关。对于分路，在没有消弧线圈的情况下，可以用定值大小和零序方向，来区分接地线路和非接地线路。但在有消弧线圈的情况下，零序方向不确定，不能用来区分接地线路和非接地线路，又加上漏电电流得到补偿而减小，更增加了漏电保护失灵的可能性。但在有消弧线圈的情况下，零序方向不确定，不能用来区分接地线路和非接地线路，所以只能用检修电工对怀疑接地线路出线断路器逐一拉合操作，来判断馈出线路是否为接地线路。
3、在加上接地故障会同时引起漏电保护系统本身的低压供电电压、电流波动所受影响。实际使用中井下地面使用不同厂家类型的漏电保护装置，造成质量差异、性能差异、稳定性也不同，且地面变电所内高压开关柜的综合保护器已经是落后产品，厂家已不再生产。在线路出现故障后,当地面6kV发生单项接地时，由于地面变电所采用了定时限保护，只报警不跳闸，而此时井下高爆开关保护系统的低压系统中的电压、电流必然产生波动变化受其影响，这就会使井下高爆开关漏电保护性能不稳定、产生误动作发生跳闸故障。
四、消除误动作的整改对策
根据上述分析,采取了如下整改对策:
1、针对地面变电所内高压开关柜落后的综合保护器进行更换。事故发生后矿井及时选购安装了性能更先进的高压开关综合保护器，并通过合理的参数整定和上下级配合，确保漏电保护的动作准确性。
2、安装了故障录波仪，增加事故记录和故障录波功能，有利于事后分析故障，定位故障，减少故障查找与排除时间，缩短停电时间。
3、地面35kV变电所值班员发现地面接地故障时，要及时断开故障线路确保煤矿重要负荷的供电安全。
4、加强矿井高压供电系统管理，按期对高压系统进行电气性能试验，提前发现问题并处理。
经过采取上述整改措施后近几年我矿的供电质量明显得到了改善，再没有发生过同类停电故障。
参考文献：
[1]牟龙华,孟庆海.供配电安全技术 北京:机械工业出版社[M].2003
[2]张章亮,小电流接地采蜣单相接地机理分析 [j]广东电力1998,11(3):20-23
作者简介：许远（1973—），男，汉族，安徽省淮北市人，本科，工程师，研究方向：煤矿机电。