短路保护

原因与危害

煤矿井下引起短路故障 的主要原因是因过热、老化、过电压、机械损伤导致绝 缘损坏造成的。在运行、维修、预防性电气试验中误操 作也是产生短路故障的重要原因。

短路故障是煤矿井下产生次数较多的严重故障之 一。由于短路电流通常可达正常工作电流的数倍，乃至 数十倍，必将产生过多的热量，导致绝缘损坏、设备烧 毁，甚至引起电火灾；强大的短路电流还会产生巨大的 电动力，可能导致设备机械性破坏; 短路点电压降到 零，使周围电压显著降低，导致周围设备不能正常运 行。因此短路故障必须迅速切除进行保护，以免事故的 进一步扩大。

整定值的选择

选择的原则是线路供电正常以及 最大负荷时，即使包括电动机最大起动电流的冲击也 应当使短路保护动作。同时，当线路出现最小短路时短 路保护应可靠动作(灵敏系数不小于1.5)。

计算

为了选择和整定继电保护装 置、校验电气设备、确定限流措施、选择主结线方案等，需要对系统短路故障下的短路电流进行计算。

按不同需要，要进行三相短路、两相短路、两相接 地短路、单相接地短路时所产生的短路电流进行计算。中国煤矿井下供电系统目前禁止采用中性点直接接地 系统，因此单相接地故障属漏电故障，不由短路保护装 置进行保护，所以选择短路保护装置整定电流时为校 验灵敏系数，需要计算最远端两相短路最小短路电流。

保护的方法

实施短路保护最简单的一种办 法是装设熔断器，其次是利用电流突然增大和电压突 然下降的电流电压继电保护，具体的可分为有时限(定 时限或反时限)的过电流保护、无时限或有时限的过流 速断保护、三段式过流保护电流电压连锁有时限过流 或速断保护等。中国煤矿井下最常用的是由电磁式继 电器组成的无时限断短路保护装置，如馈电开关中采 用的直接动作一次式保护装置，高压配电装置中采用 的直接动作二次保护装置及间接动作二次式保护装。

发展趋势

①随着煤矿井下供电系统容量的不断 扩大，短路电流的最大值也在不断上升，因此提高断路 器等遮断能力和动热稳定性十分必要，采用限流断路 器及真空断路器等将日益广泛;②随着短路电流的增 大，取样用电流传感器要求更高的精度和更大的线性 范围，为此采用空心互感器以及采用霍尔原理的大电 流测试方法日益受到重视;③进一步提高短路保护快 速性(见快速断电保护);④进一步提高短路保护灵敏 度(见相敏过流保护);⑤进一步提高供电安全，对系 统供电前出现的短路故障能实现闭锁的短路闭锁保护 技术也值得研究;⑥为进一步提高短路保护的各种性 能，采用电子技术与计算机技术已成为目前国内外的 发展趋势，采用这些技术可以使整定方便准确，显示清 晰明了，维修方便快捷，也提高保护的可靠性，还可以 在保护选择性的基础上达到最佳的快速性，对煤矿井 下防爆电器而言，其小体积、低功耗、多功能更是电磁 式继电保护所无法比拟的。置。70年代开始中国煤矿井下在馈电开关电磁起动器 等设备中采用电子式短路保护装置。