煤矿电工学第四章矿井供电设备课件(矿用电缆及配电设备.ppt

煤矿电工学,第四章 矿井供电设备,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,煤炭工业出版社,2019/7/14,2,第一节 矿用电缆输电设备 第二节 矿用高压配电装置 第三节 矿用低压配电装置 第四节 矿用变压器变电设备 第五节 矿用隔爆电气设备的维护与检查,配电设备,第四章 矿井供电设备,第四章 矿井供电设备,第一节 矿用电缆,2019/7/14,4,第一节 矿用电缆,一、矿用电缆的类型、适用场所 二、矿用电缆的敷设 三、矿用电缆的连接 四、矿用电缆的运行维护 五、电缆故障点的寻找方法,2019/7/14,5,优点: 安全可靠、不占空间、不受外界影响 缺点: 投资大、查找故障困难、维护检修不便 适用: 有火灾和瓦斯爆炸危险、潮湿和地下淋水、空间狭窄和人机拥挤的井下输电 重要性: 矿井供电系统的大动脉 要求: 正确的选择、安装、使用和精心维护矿用电缆,矿用电缆特点,2019/7/14,6,分类,一、 矿用电缆的类型、适用场所,动力电缆向电动机供电,照明、控制、通信等电缆向井下 照明、控制、通信设备供电,按用途,按电压,低压电缆1200v电网,高压电缆大于1200v电网,按结构,铠装电缆 用于固定敷设,橡套电缆 给移动设备供电,塑料电缆 铠装、橡套换代产品,2019/7/14,7,1.动力电缆结构、类型,监视芯线 动力芯线,)导电芯线 按芯线作用不同可以分为： 动力芯线：有二芯、三芯，输送单相或三相电能； 中性线：为一芯，用于三相四线制系统； 接地芯线：为一芯，用来实现电气设备的接地； 控制芯线：可多芯，用来实现远控、联控制等电路连接 监视芯线：监视接地芯线连续性，监视外界破坏物体侵入作用,2019/7/14,8,按芯线的材料不同可分为： 铜绞线：导电性能、韧性和强度均好于铝绞线，但价格较高； 铝绞线：价格虽低，但由于铝的化学性能活泼，接头容易氧化造成接触不良，产生断续电弧高温，尤其在短路时电弧产生的铝粉温度远远高于铜，易引燃引爆瓦斯和煤尘。井下限用。 煤矿安全规程规定：在进风斜井、井底车场及其附近、中央变电所至采区变电所之间，可以采用铝芯电缆；其它地点必须采用铜芯电缆。,2019/7/14,9,)电缆的绝缘层 按作用不同分为 芯线绝缘：分包在每个导电芯线外，以防止相间短路； 统包绝缘：统包在所有相间绝缘的外面以防止对地短路。,2019/7/14,10,芯线绝缘,统包绝缘,按绝缘材料不同可分为 橡胶绝缘。橡胶绝缘分为天然丁苯橡胶、乙丙橡胶两种。天然橡胶易燃，已被耐高温、耐高压耐潮性好的乙丙橡胶取代. 塑料绝缘。塑料绝缘又分为聚氯乙烯绝缘、交联聚乙烯绝缘。聚氯乙烯绝缘具有耐油、耐酸碱耐腐蚀、阻燃、敷设高差不限等;交联聚乙烯绝缘电缆还耐高压，并且耐热性及耐溶剂性能都有所改善，故应优先选用。塑料绝缘电缆已取代油浸纸绝缘。,芯线绝缘,统包绝缘,2019/7/14,11,3 电缆的保护层 按作用不同分为： 内护层：用于直接保护绝缘层 外护层：用于保护内护层 钢铠和铅包可兼作接地线，其电缆省去接地芯线,金属套,阻燃橡套-阻燃，井下用,橡胶护套,普通橡套-易燃，井下禁用,铅包-不易引爆，井下用,铝包-易引爆，井下禁用,聚氯乙烯-井下用,塑料护套：,内衬层-保护内护层,钢带铠装-抗压，用于45井巷,外被层-保护钢铠层,钢丝铠装-抗拉，用于45井巷,黄麻层-易燃，井下禁用,塑料带-不易燃，井下用,钢铠层,无妨带-不易燃，井下用,2019/7/14,12,4 电缆的屏蔽层 导线屏蔽。包在电缆导线表面外的半导电材料，用于大于3kv的高压电缆防止电晕产生。 绝缘屏蔽。包在绝缘和接地芯线之外的半导电材料，一相绝缘破损时，主芯线经绝缘屏蔽与接地芯线相连，使单相接地保护动作切断电源，防止相间短路故障以及短路电弧引爆瓦斯煤尘绝缘屏蔽电缆适用于有爆炸危险场所。 金属屏蔽。包在统包绝缘之外的导电材料，产生电磁屏蔽以防止强电场辐射干扰通信信号。3kv以上的电缆均应有金属屏蔽。,接地芯线,绝缘屏蔽,监视芯线,绝缘屏蔽,2019/7/14,13,比较,铠装电缆机械强度高、寿命长，用于向固定设备输电。粗钢丝铠装电缆抗拉强度高，用于倾角45度及其以上的井巷；钢带铠装抗压强度高，用于倾角小于45度的井巷。无铠装的塑料电缆和橡胶电缆用于向移动设备供电。有导体屏蔽、金属屏蔽的电缆用于高压设备的供电。有绝缘屏蔽的电缆用于有爆炸危险的工作面设备的供电。除进风斜井、井底车场及附近、中央变电所至采区变电所之间的高压可以采用铝芯电缆，其它地点的高低压均采用铜芯电缆。,2019/7/14,14,煤矿常用电缆的结构示意图,图4-1 YJV22型塑料电缆 1-外被层；2-钢铠；3-内衬层；4-统包绝缘；5-相间绝缘；6-导电芯线,图4-2 采煤机专用电缆,2019/7/14,15,部分英国进口电缆外形图,BS188柔性拖拽电缆,BS505柔性拖拽电缆,BS504柔性拖拽电缆,BS504柔性拖拽电缆,2019/7/14,16,2.电缆的额定电压、型号及使用场所,1)电缆的额定电压 电缆的额定电压用UoU表示，单位为kV Uo表示任一主导体和“地”之间的电压有效值; U 表示多芯电缆或单芯电缆系统任意两相导体之间的电压有效值。 例如：0.38/0.66v表示U0为380v；U为660v,2019/7/14,17,例如ZQ20表示油浸纸绝缘铜芯铅包裸双钢带铠装电缆。VLV33表示聚氯乙烯绝缘铝芯聚氯乙烯护套细钢丝铠装聚乙烯外护套；YJQ02表示交联聚乙烯绝缘铅包聚氯乙烯护套铜芯电缆,2)电缆的型号,2019/7/14,18,例如：MYPJ-3.6/6-335-116-32.5表示矿用移动屏蔽监视橡胶电缆，额定电压为3.6/6千伏，三芯动力截面、每芯截面为35平方毫米，一芯接地线为16平方毫米截面，三芯监视线、每芯截面为2.5平方毫米,2019/7/14,19,二、矿用电缆的敷设 矿用电缆的敷设必须符合煤矿安全规程有关规定。 1.电缆的敷设方式及要求 1)水平巷道和倾角在30以下井巷中电缆应用吊钩悬挂 要求电缆的悬挂间距不得超过3米；向移动工作设备供电电缆可盘圈或盘字形带电，放在电缆车上随设备的移动而收放电缆不得遭受淋水，应悬挂在风管和水管的上方，并保持0.3米以上的距离。电缆必须与瓦斯抽放管路分放在巷道两侧，防止瓦斯管路破损时电缆故障产生的电火花引爆瓦斯。通讯和信号电缆应与电力电缆分挂在井巷两侧，以防止电力电缆的强磁场对通讯信号的干扰，或在井筒内应设在电力电缆0.3米以外；在巷道内应设在电力电缆上方0.1米以上的。高、低压电缆敷设在巷道同一侧时，高、低压电缆之间的距离应大于0.1米，高压电缆之间、低压电缆之间不得小于50毫米。,2019/7/14,20,1.电缆的敷设方式及要求 2)立井井筒和倾角在30及其以上的井巷用夹子、卡箍或其它夹持装置固定电缆。 要求：电缆的悬挂间距不得超过米；因井筒太深需要设置接头时，应设在中间水平巷道内；或在井筒中设置接线盒，接线盒放在托架上，不使接头受力3)沿钻孔敷设的电缆必须绑紧在钢丝绳上，钻孔必须加装套管 井下巷道内的电缆，沿线每隔一定距离、拐弯或分支点以及连接不同直径电缆的接线盒两端、穿墙电缆的墙的两边都应设置注有编号、用途、电压和截面的标志牌。,2019/7/14,21,1.电缆的敷设方式及要求,为了防止电缆在敷设时扭伤和折伤，电缆的允许弯曲半径不得小于右表规定的数值。 温度较低的冬季，电缆变硬而不易弯曲时，应预先放在温度较高的室内或通电加热后再进行敷设。,2019/7/14,22,2.电缆敷设路径的选择 路径应尽可能短,安全. 在总回风巷和专用回风巷中，由于瓦斯和煤尘浓度较高不应敷设电缆;在溜放煤、矸石、材料的溜道中严禁敷设电缆;在机械提升的进风斜井（不包括输送机上、下山）和使用木支架的立井井筒中，必须有可靠的安全措施，以防提升机械掉道轧伤电缆和电缆引燃木支架。,2019/7/14,23,三、矿用电缆的连接 1.电缆与电气设备连接 必须用与电气设备性能（矿用防爆型、矿用一般型等）相符的接线盒。电缆线芯必须使用齿形压线板（卡爪）或线鼻子与电气设备进行连结。接头应整齐、无毛刺，卡爪不压绝缘层，也不得压住和接触屏蔽层。 2.橡套电缆之间连接 必须采用阻燃材料进行硫化热补或与热补有同等效能的冷补，或用隔爆接线盒连接。,2019/7/14,24,三、矿用电缆的连接 3. 高压电缆连接 高压电缆之间或与真空配电装置和移动变电站之间的连接应采用预制型电缆终端盒连接，内灌绝缘胶或环氧树脂。 注意：不同类型电缆之间严禁直接连接，必须经过符合要求的接线盒、连接器和母线盒进行连接。 电缆芯线的连接主要有焊接、压接、螺栓连接和绑扎等方法。井下电缆多采用压接、螺栓连接。 （点击观看）,2019/7/14,25,四、矿用电缆的运行维护,电缆的运行维护主要是防止电缆绝缘受热、受潮、及机械损伤引起的短路、断路、漏电等事故的发生。 1. 电缆的巡视 矿井中的电缆由于环境不好，应加强巡视。立井和斜井井筒中敷设的电缆，应由专职电工每月至少巡查一次。井底车场、大巷、采区运输巷道和配电硐室敷设的电缆，应由专职电工每周至少巡视一次。矿用橡套电缆与防爆三通、四通、插销及母线盒等的连接点，应由专人每月检查一次 。,2019/7/14,26,2.电缆的运行与维护,新安装的电缆投入运行时，应由电工跟班全面测定负荷电流及电压损失，并检查电缆接头有无发热现象，发现问题及时处理。 无外被层铠装电缆的铠装层应定期涂防腐漆，一般每两年进行一次。 应定期测量电缆铅包中的杂散电流密度，凡超过规定值时，必须采取措施加以解决。 应每年进行一次绝缘电阻的测定，其绝缘电阻值应符合规定 . 测量泄漏电流及直流耐压试验应每年进行一次,2019/7/14,27,五、电缆故障点的寻找方法,1.判断故障类型 电缆常见的故障类型是：短路、漏电和断线。 1)可利用保护装置的动作判定故障类型：短路保护动作，说明电缆发生短路；检漏继电器动作说明电缆发生漏电；断相保护动作，说明电缆断线。 2)在不通电情况下，通常用兆欧表判断故障性质。首先将电缆两端的芯线全部开路，用兆欧表测定电缆芯线之间和对地的绝缘电阻，如果绝缘电阻小于漏电电阻值说明发生漏电故障；如果绝缘电阻为0，说明短路。其次将电缆一端的芯线全部短接用兆欧表分别测量电缆另一端主芯线之间的电阻，如果某一芯线分别与其它两芯线间电阻无穷大，说明这一芯线发生断线。,2019/7/14,28,2.寻找故障点 1)直观法 通过向事故现场人了解情况，根据电缆故障产生的原因进行分析，对可疑地段重点查找。 （1）对短路故障，由于电缆短路时常有放炮声，并伴有绝缘烧焦的气味，在短路点表面有明显的焦痕。一般通过听炮声、闻焦味、看焦痕就可找到故障点。也可以用手触及电缆外皮和接线盒外壳，摸到有异常温度处即为短路点。,2019/7/14,29,2.寻找故障点 1)直观法 （2）对于断线故障点，当截面较小时，可将电缆逐点弯曲，根据弯曲时的不均匀感觉找出断线点；当截面较大时，可用将电缆一端的芯线全部短接，用万用表的欧姆档测量断线的芯线与另一芯线间的电阻，然后由检修人员对电缆逐段弯曲或翻动。当弯曲到某一点，万用表指针有较大的摆动时，说明这就是故障点。也可用木棒敲打电缆护套，当敲打到某处，万用表针有较大的摆动时，也就找到了故障点。这种方法适用于寻找一芯或多芯低阻(几十千欧以下)断线故障，不管是屏蔽电缆还是非屏蔽电缆均可采用。也可在电缆与负载连接的情况下通电进行上述试验，当弯曲到某一点负载工作，就是故障点。,2019/7/14,30,2.寻找故障点 2)仪表法矿用本质安全型电缆探伤仪。 探测短路故障点。用音频信号发生器4向故障芯线内送入音频电流。音频电流在电缆周围产生音频磁场。将感应线圈1沿线移动，便会感应出音频电势，经放大器2放大后送入耳机3。当耳机声音突然变小时，即为短路点。,2019/7/14,31,2.寻找故障点 2)仪表法矿用本质安全型电缆探伤仪 探测接地故障。音响信号发生器一端接故障芯线，沿电缆移动感应线圈，则可在耳机中听到如图4-5中曲线所示的音响变化。在故障点之前，音响仍与捻距一致，呈周期性变化，但越接近故障点，音响越弱(这是由于芯线间电容电流的影响)，在过故障点时音响突然降低。但是，在故障点距末端很远时，音响还很大，不过不再是周期变化了。这个特点在测听时注意区别。,图4-5 用音响法测铠装电缆接地故障点示意图,2019/7/14,32,2.寻找故障点 2)仪表法矿用本质安全型电缆探伤仪 探测断线故障点。将音频信号发生器4的分别接在电缆首端故障芯线和完好的芯线上，电缆末端的芯线短接在一起。这时由电缆的首端开始向末端移动感应线圈，在断线处可以发现音响突然下降。在音响突然下降处往复探测几次，便可确定断线的准确位置。,图4-6用音响法测断线点示意图,2019/7/14,33,本节小结,电缆 类型 电缆 敷设 电缆 连接 故障 查找,铜芯井下敷设；铝芯仅主进风巷高压敷设,导体和金属屏蔽高压电缆；绝缘屏蔽工作面电缆,铠装固定敷设；橡套、塑套移动敷设,30井巷挂设；30井巷夹持 钻孔用钢丝绳捆绑,与设备连接或不同类型电缆间连接用接线盒,橡套电缆间连接热补或同等效力的冷补,直观法看电弧、听放炮、闻焦味、摸热度、弯电缆,仪表法探伤仪、电容法、电桥法、等电位法,2019/7/14,34,思考题 煤矿常用动力电缆有哪几种主要类型？试说明它们的结构特点及使用范围。 电缆敷设路径的选择原则是什么？在那些地方不宜敷设电缆？ 电缆在各种井巷内如何敷设？向移动工作设备如何敷设？电缆的悬挂有哪些要求？ 电缆与电气设备的连接有什么规定？不同类型的电缆之间如何联结？同类电缆之间如何联结？ 电缆运行维护的主要目的是什么？ 判断电缆故障类型和故障点的简易方法是什么？,第四章 矿井供电设备,第二节 矿用高压配电装置,2019/7/14,36,第二节 矿用高压配电装置,一、矿用一般型高压真空开关柜 二、矿用隔爆型高压真空配电箱,2019/7/14,37,第二节矿用高压配电装置 组成：将高压隔离开关、高压断路器、互感器和测量仪表以及保护装置组装在封闭外壳的一种成套配电装置。 用途：接受和分配高压电能、控制和保护高压线路或高压电气设备。 分类：按断路器不同有油断路器、六氟化硫断路器和真空断路器几种。目前广泛使用真空型断路器.按防护功能分矿用一般型（用于通风良好的井下中央变电所）、矿用隔爆型（用于有爆炸危险的井下中央变电所和采区变电所）,2019/7/14,38,一、矿用一般型高压真空开关柜,1.电路组成 KYGG-Z型矿用一般型高压真空开关柜由主回路和辅助回路组成。,2019/7/14,39,1）主回路 由隔离开关1QS、2QS、 真空断路器QF、电流互感器1TA、2TA、电压互感器T、高压熔断器FU以及压敏电阻RV组成。,图4-7 KYGG-2Z-02型 主回路接线方案,2019/7/14,40,2 工作原理,1)主回路 实现对高压电器的控制、保护 （1）控制 通电时，先合隔离开关1QS、2QS，接通高压电源。再合真空断路器QF，所控高压电器通电工作。 断电时，先断真空断路器，所控高压电器停止工作。 检修时，为防止双电源供电时另一电源经负荷侧倒送电，在断路器断开后，分别断开电源侧和负荷侧设置的隔离开关1QS和2QS。以切断开关柜电源。,KYGG-2Z-02型 主回路接线方案,2019/7/14,41,2）保护 过电压保护。采用压敏电阻RV实现真空断路器的操作过电压保护。压敏电阻的阻值与电压成反比变化：当正常工作电压时，电压较小，压敏电阻的阻值很大，相当于开路；当过电压时，压敏电阻的阻值很小，相当于短路，释放过电压，从而保护了设备的绝缘。 过电流保护。采用熔断器FU对电压互感器实现短路保护。,KYGG-2Z-02型 主回路接线方案,2019/7/14,42,2）辅助回路,辅助回路由电压互感器和电流互感器二次侧引出。用于实现对主回路的测量、控制、保护。 测量回路。互感器二次侧所接电压表、电流表及信号灯组成监测回路。实现对主回路电压、电流的测量及开关柜的状态指示。 控制回路。由合闸电动机及其控制按钮等组成 保护回路。过流脱扣器、欠压脱扣器组成的保护回路。当主回路发生过电流和欠电压时，其相应的脱扣器使断路器脱扣，在储能弹簧的作用下分闸，实现过流保护和欠压保护。,2019/7/14,43,图4-10 KYGG2Z型矿用高压真空配电箱结构示意图 1-上隔离开关；2-电流互感器；3-真空断路器；4-下隔离开关；5-电压互感器；6-压敏电阻；7-断路器操作机构；8-隔离开关操作机构；9-仪表继电器室,3 结构 “五防”：即防误操作断路器，专职人员方可操作；防误操作隔离开关，先合隔离开关才可合断路器先分断路器才可分隔离开关；防误挂接地线，先分隔离开关才可挂接地线；防误入带电间隔，挂接地线才可进入配电柜；防误送电，先撤地线才可合隔离开关。,2019/7/14,44,结构图 1-上隔离开关；2-电流互感器；3-真空断路器；4-下隔离开关；5-电压互感器；6-压敏电阻； 7-断路器操作机构； 8-隔离开关操作机构； 9-仪表继电器室,2019/7/14,45,4 使用 KYGG-2Z型开关柜具有矿用一般型设备的特点，用于无爆炸危险的井下主要通风巷道和井底车场的机电峒室内，作6（10）kv高压线路配电用，也可以用于直接控制变压器和井下主水泵的高压电机。,2019/7/14,46,二、矿用隔爆型高压真空配电箱,矿用隔爆高压真空配电箱为BGP系列，其型号含义是 :,1.电路组成 BGP9L型矿用隔爆型高压真空开关柜由主回路和辅助回路组成。,1)主回路？,由QS、QF、RV、TA、TAN组成,2)辅助回路？,TV二次侧,Y接,开口接：,M回路：由SB1、QF3控制断路器合闸,YA2回路：由SB2控制断路器分闸,YA1回路：由QF2、A控制保护分闸,kV表kWh表回路：提供信号电压监测,lEB13回路：由QF2控制断路器合闸指示,输出电压UU+UV+UW提供零序电压,2)辅助回路？,TA二次侧,TA1回路：向A表、kwh表提供电流信号监测,TA2回路：向A提供电流信号过流保护,TAN回路：向A提供零序电流信号漏电保护,监视回路：由电缆监视芯线、接地芯线、终端元件组成 绝缘监视和接地芯线断线保护,2019/7/14,50,2.工作原理,1)合闸 按下SB1接通合闸电动机带动QF合闸，合扣。同时QF1闭合接通合闸指示灯；QF2接通，YA由A控制；QF3断开，合闸电动机停止。 2)分闸 按下SB2断开YA2，失压脱扣，QF跳闸辅助触点复位。,2019/7/14,51,3）保护 过流时TA2提供信号 漏电时TAN、TV提供信号 绝缘损坏或 接地线断相,监视回路 提供信号,使A闭合，接通YA1， 使得QF跳闸，实现保护； 同时接通相应的指示灯， 并实现闭锁。只有按复位 按钮SB6方可解锁。,2019/7/14,52,4）试验 按下SB3,模拟过载信号 按下SB4,模拟漏电信号 按下SB5,模拟绝缘损坏 或接地芯线断线信号,使A闭合，接通YA1， 使得QF跳闸，实现保护； 同时接通相应的指示灯， 并实现闭锁。只有按复位 按钮SB6方可解锁。,2019/7/14,53,1-电度表；2-电压表；3-保护显示；4-电合按钮；5-电流表；6-电分按钮；7-断路器操作手柄；8-接线盒；9-隔离操作手柄；10-橡套电缆头；11-辅助导轨；12-试验及复位按钮；13-铠装电缆头；14-绝缘座；15-贯穿母线；16-隔离插销静触头17-隔离插销观察窗；18-上隔离插销动触头；19-电流互感器；20-真空断路器；21-电压互感器；22-机芯小车；23-综合保护装置；24-压敏电阻；25-下隔离插销动触头；26-零序电流互感器；27-小出线嘴,PBG40-10型智能高压配电箱结构,显示屏,按钮,机械闭锁,隔离开关,断路器手柄,进线嘴,3.结构,2019/7/14,54,1-电度表；2-电压表；3-保护显示；4-电合按钮；5-电流表；6-电分按钮；7-断路器操作手柄；8-接线盒；9-隔离操作手柄；10-橡套电缆头；11-辅助导轨；12-试验及复位按钮；13-铠装电缆头；14-绝缘座；15-贯穿母线；16-隔离插销静触头17-隔离插销观察窗；18-上隔离插销动触头；19-电流互感器；20-真空断路器；21-电压互感器；22-机芯小车；23-综合保护装置；24-压敏电阻；25-下隔离插销动触头；26-零序电流互感器；27-小出线嘴,3.结构,压敏电阻,真空断路器,电流 互感器,电压 互感器,高压 熔断器,隔离开关插头,机芯小车,2019/7/14,55,出线母线盒,进线母线盒,进线接线柱,进线接线嘴,出线接线嘴,PBG40-10型智能高压配电箱结构后视图,3.结构,2019/7/14,56,隔离开关动作轴,断路器动作轴,隔离开关与断路器闭锁轴,隔离开关与箱门 闭锁轴,断路器分闸手柄,隔离开关观察窗,PBG40-10型智能高压配电箱结构侧视图,3.结构,2019/7/14,57,隔离开关与断路器的闭锁 隔离开关与箱门的闭锁,2019/7/14,58,4 使用采区变电所内控制和保护高压线路及变压器 (1)运输安装 运输过程中，应用固定板将小车锁紧，用户在使用前将固定板拆去。本配电装置分为A、B、C、D四种形式 (2)检查与试验 应先应目测检查外观；主回路应能受23KV，l分钟的工频耐压试验；将6KV电源送入配电装置中，合上隔离开关，门上的电压表应指示为6KV，然后分别按动过载、漏电、监视试验按钮，相应的指示灯应亮。,2019/7/14,59,（3）继电器保护的整定,漏电保护的整定旋动保护插件上的零序电流整定开关，可整定在0.5A、1.0A、2.0A、4.0A、6.0A档上；旋动零序电压整定开关可选择3、5、10、20、25V档；旋动时间整定波段开关，动作时间可选在0.1 秒、0.5 秒、1.0秒、1.5秒、2.0秒。 过载保护的整定整定电流应等于实际负荷电流。根据所带负荷可以整定在配电箱额定电流的0.21.0倍。反时限延时时间整定可在1、2、3、4档中按需要选择一档。各档延时时间见表。 短路保护的整定旋动短路保护整定倍数开关，可将短路保护的动作电流整定在配电箱额定电流的110倍，其分档为1倍、2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍共10个档次。短路电流在1.2倍整定值时，动作时间不大于0.1秒。,2019/7/14,60,2019/7/14,62,本节小结,高压 开关 类型 作用 电路 组成 结构 特点,矿用一般型用于无爆炸危险的井下中央变电所,矿用隔爆型用于有爆炸危险的井下变电所,控制保护（过流、过压、漏电等）高压线路和变压器,主回路隔离开关、断路器、过压保护装置、互感器,辅回路分合闸、监测、保护、试验、信号等回路,一般型防误操作断路器、隔离开关、地线、门、送电,隔爆型二闭锁：隔离开关与门、与断路器的闭锁,2019/7/14,63,思考题 矿用高压配电装置的类型及其使用范围有哪些？ BGP9L-6型高压配电箱有那些保护和电气闭锁、机械闭锁装置？,第四章 矿井供电设备,第三节 矿用低压配电装置,2019/7/14,65,第三节 矿用低压配电装置,一、结构、型号 二、电路组成 三、工作原理 四、使用 五、常见故障排除,2019/7/14,66,组成:矿用低压配电装置是将隔离开关、断路器、保护装置组装在隔爆外壳内的一种成套配电装置,作用:用于接受和分配低压电能、控制和保护低压线路.广泛应用于井下变电所或配电点，作为低压配电总开关或分路开关使用,第三节 矿用低压配电装置,2019/7/14,67,一、结构、型号,接线盒,喇叭嘴,提升铰链门,显示窗,闭锁 机构,电路板,智 能 保护器,2019/7/14,68,二、电路组成由主回路和辅助回路组成,2019/7/14,69,1)主回路 断路器ZD控制主回路 控制变压器BK提供控制电源。 阻容装置RC过电压保护。 电流互感器LH向保护装置提供主回路电流信号。 零序电流互感器LXH-提供零序电流信号。 三相电抗器SK提供检测漏电的直流通路。 试验电阻R1-漏电试验通路。,矿用隔爆型智能馈电开关电气原理图,2019/7/14,70,1)分合闸回路 合闸继电器线圈ZH1、ZH2及断路器线圈ZD组成分合闸回路，由分/合闸按钮TA/HA及时间继电器的触点SJ、综合保护器的触点J1-1/J1-2等控制。,2)辅助回路,矿用隔爆型智能馈电开关电气原理图,2019/7/14,71,2)脱扣回路 欠压脱扣线圈S、分励脱扣线圈F组成的脱扣回路由合闸继电器HZ2的触点、真空断路器的辅助触点ZD5控制。,2)辅助回路,矿用隔爆型智能馈电开关电气原理图,2019/7/14,72,3)智能综合保护回路 由PIR智能综合保护器及其输入、输出等回路组成。 除J1触点、中文显示及附加直流电源为输出回路，其他均为输入回路。,2)辅助回路,矿用隔爆型智能馈电开关电气原理图,2019/7/14,73,合HKl，BKl通：PIR及附 加直流回路工作若绝缘 电阻低于漏电闭锁值， J1-2合，HZ2线圈通，其 触点通F线圈，断S线圈 不能合扣；J1-1断SJ线 圈，SJ触点断HZ1线圈， 漏电闭锁。 若无漏电或绝缘阻值升 到闭锁值1.5，自动解除 漏电闭锁J1-2断HZ2线 圈，其触点复位，通S线 圈断F线圈，为合扣准备 J1-1合，通SJ线圈，SJ 合，为HZ1线圈接通准备。,三、工作原理 1. 通电,2019/7/14,74,按下HA，HZl继电器通HZ1触点通ZD线圈：ZD1ZD3合，断路器合闸并合扣ZD4触点断SJ线圈SJ触点延时切断ZD线圈电源，断路器机械保持；ZD5合为接通分F线圈做准备；ZD6断，向PIR提供断路器状态由显示器显示合闸状态ZD7断开检漏回路，完成通电前检测。,三、工作原理 2.合闸,2019/7/14,75,按下分闸按钮TA，HZ2得电，其触点动作，使F分励线圈得电，S欠压线圈失电，断路器脱扣跳闸，断路器所有触点恢复常态，主触头断开主回路，辅助触点复位，为下次启动准备。,三、工作原理 3.分闸,2019/7/14,76,(1)做分开关 HK2打在“分”，LXH二次接入，有选择漏电保护。该分支路发生漏电，LXH及BK2提供的零序电流及零序电压信号，输入给PIR，判断本支路是否发生漏电如果本支路漏电， 保护器的触点J1-2 闭合，接通HZ2，使 F得电，断路器跳闸,三、工作原理 1)漏电保护,2019/7/14,77,(2)做总开关 HK2打在“总”，断开LXH而将附加直流电源接到地端，即加到对地绝缘电阻上，实现无选择性的漏电保护。如果主线路发生漏电现象或是任一分支线路漏电时分开关拒动，总开关的检漏回路检测的绝缘电阻小于漏电动作值，总开关会在设定时间内使J1-2闭合，断路器跳闸。,三、工作原理1)漏电保护,2019/7/14,78,过载时，由LH提供电流信号过载整定值，PIR判断为过载，反时限接通J1-2触点，断路器跳闸，实现保护。 断相时，由LH提供的电流信号不平衡度整定值，PIR判断为断相，延时接通J1-2触点，断路器跳闸，保护。 短路时，由LH提供的电流信号整定值，PIR判断为短路，接通J1-2触点，断路器跳闸。,三、工作原理 2)过流保护,2019/7/14,79,将风机控制开关的常开触点接入分路开关的PIR输入端19、20，实现对分路开关的控制。当风机停止工作时，常开触点断开，给PIR停止信号，PIR的J1-2触点闭合，使断路器跳闸，切除风机供风巷道电源，实现风电闭锁。,三、工作原理 3)风电闭锁,2019/7/14,80,4)欠压保护 欠压时，由电源变压器BK1提供的电压信号小于欠压整定值，保护器判断为欠压，延时接通J1-2触点，断路器跳闸，实现欠压保护。 5)过压保护 由主回路阻容过电压保护RC实现,三、工作原理,2019/7/14,81,1. 检测 1) 检查。馈电开关在投入使用前，先应检查真空馈电开关的技术条件是否与被控制电网条件相符合；仔细检查各紧固部位有无松动现象，是否有出厂合格证书、煤矿安全标志，否则不准使用。开关的辅助接地FD是否接至距主接地D大于5m的辅助接地极。 2) 测量。使用前应用兆欧表测量各回路的绝缘电阻(必须先断开综合保护装置和阻容吸收装置)，主回路相间和相对地电阻不小于2.5 M；主回路对控制电路电阻不小于2.5 M；控制电路之间和对地电阻不小于1.5 M。,四、使用,2019/7/14,82,2. 调试 1) 调节 （1）调电源电压。选择控制变压器一次侧抽头到所接电网电压端。 （2）调开关工作方式。如果做分开关时，需具备主漏电保护，将门背面的选择开关打至“分”，如果做总开关时，为后备漏电保护，将开关打至“总”位。 （3）菜单调节。合上HK1，辅助回路电源接通，显示器实时显示电源电压值，电网绝缘电阻值及主回路三相电流值。可通过门上的四个菜单操作按钮进行菜单操作。其中“确认”按钮，可进入菜单或返回上级菜单；向上“”或向下“”为选择按钮，可选择菜单项，所选菜单项高亮显示；“复位”按钮可以解除闭锁，实现复位。,四、使用,2019/7/14,83,五、常见故障排除,2019/7/14,84,本节小结,馈电 开关 类型 作用 电路 组成 结构 特点,隔爆真空自动馈电开关采用电子综合保护装置,隔爆智能真空自动馈电开关采用单片机控制保护,做总开关、分开关，控制保护（过流、过压、漏电等）低压线路,主回路隔离开关、断路器、过压保护装置、互感器,辅回路分合闸、监测、保护、试验、信号等回路,隔爆外壳接线盒、提升门、闭锁、显示窗、按钮,电路板断路器、互感器、控制变压器、综合保护,2019/7/14,85,思考题 矿用低压配电装置的类型及其使用范围有哪些？ BKD5型智能真空馈电开关与DW80型自动馈电开关相比有哪些特点？,第四章 矿井供电设备,第四节 矿用变压器,2019/7/14,87,第四节 矿用变压器,一、矿用隔爆型变压器结构 二、矿用隔爆变压器的使用 三、维护检修与故障处理,2019/7/14,88,第四节 矿用变压器,作用:向井下低压动力供电的变电装置 类型: 矿用一般型为油浸式、易燃，井下禁用 矿用隔爆型为干式、防火、防爆，井下用 分立式只有变压器 组合式变压器与高低压开关组成移动变电站,型号含义,2019/7/14,89,一、 矿用隔爆型变压器结构,图4-22 KBSG系列矿用隔爆型变压器 1-高压出线套；2-高压接线盒；3-高压箱盖；4-接线盒盖；5-铭牌；6-箱体；7-低压箱盖；8-低压接线盒；9-低压箱盖；10-低压出线套,KSGB系列矿用隔爆 型变压器，是移动变电站的主变压器，顶部为拱形的长方体隔爆外壳，两端设有两个独立的高、低压隔爆接线盒，下装高、低压套管供高低压进出线用，两个接线盒上具设有高、低压按钮箱，设有急停按钮、终端元件和闭锁按钮,2019/7/14,90,结构特点： （1）隔爆外壳，壳内无油（故称干式），比较安全，便于维修，但散热和绝缘性能较差。 （2）为增加散热面，隔爆外壳侧面采用瓦楞钢板结构，同时增加绝缘耐热等级,（3）为提高绝缘的耐热性能，变压器采用耐热等级高的绝缘材料200kVA及以上容量的变压器采用H级绝缘材料，绝缘系统的最高允许温度为180C；200kVA以下容量的变压器采用B级绝缘材料，绝缘系统的最高允许温度为130C。,（4）干式变压器与低压自动馈电开关配合设置温度保护。,（5）外壳底座拖橇下还可增设滚轮，制成移动式变压器。,2019/7/14,91,二、矿用隔爆变压器的使用,1.检测 （1）检查。在隔爆变压器投入运行前，操作者应严格检查如下内容：仔细查看核对容量，电压和连接组别等电气参数是否符合要求。所有壳体、零部件和视察窗等应无损坏现象。所有隔爆结合面无锈蚀现象，所有法兰结合面的隔爆间隙应小于0.4毫米，按钮操作杆隔爆间隙不大于0.4毫米。所有操作机构应灵活，按钮应无卡住现象；所有紧固件应无松动现象；所有电气接触良好、可靠；所有进出电缆应压紧和密封。干式变压器各部分电气绝缘性能良好。,2019/7/14,92,二、矿用隔爆变压器的使用,（2）测试 测绝缘。进行耐压试验，试验结果应符合表4-8的规定。,2019/7/14,93,二、矿用隔爆变压器的使用,（2）测试 测温度。为便于监测隔爆变压器各部分温升变化情况，确定箱壳上顶部纵向和横向中心线交叉点为测温点，该点最高温升不得超过下表规定数值： 其绕组和铁芯表面温升不应超过下表所列的限值。,2019/7/14,94,二、矿用隔爆变压器的使用,2.接线 1）调节5%抽头。当干式变压器二次侧电压长期低于（或高于）额定电压的95%（或105%）时，需变换高压绕组分接电压。切除高、低压侧电源后，打开箱盖的接线孔法兰盖，即可在接线板上变换连接片到X3、Y3、Z3（或X1、Y1、Z1）。连接片所在位置代表电压值见下表： 在变压器器身低压侧低压出线板上变换连接片，连接片联接方法如下表：,2019/7/14,95,三、维护检修与故障处理,1.维护 在维护、维修干式变压器时严禁带电开盖，严禁损伤隔爆面。发现锈斑，须用0号砂布把锈斑打磨干净后并进行防锈处理。要严防受潮，防止由于热胀冷缩的作用，将潮气和雨水吸入壳体内。定期检查各部位连接件螺栓是否有松动现象。定期清除套管污渍，每半年进行工频绝缘试验。如长期不用，应在使用前用摇表检查绝缘电阻。,2019/7/14,96,三、维护检修与故障处理,2.故障处理 矿用隔爆变压器的常见故障分析及排除详见表4-13,2019/7/14,97,本节小结,类 型 作用 使用 维护 检修,矿用一般型变压器油浸式、易燃，井下禁用,矿用隔爆型变压器干式、防火、防爆，井下用,向井下低压动力供电的变电装置,检测查参数、外观；测绝缘耐压、温度,接线一次侧调5%抽头，二次侧调星三角接线。,防锈、防潮、防损伤、防污、防失爆、防带电检修,匝间短路、套管接地、芯片绝缘损坏、异常响声修理,2019/7/14,98,思考题 矿用变压器的类型及使用范围有哪些？ 如何调节变压器的5%抽头？,第四章 矿井供电设备,第五节 矿用隔爆电气设备的维护与检查,2019/7/14,100,第五节 矿用隔爆电气设备维护与检查,一、隔爆型电气设备失爆及维护要求 二、矿用电气设备的检查,2019/7/14,101,一、隔爆型电气设备失爆及维护要求,矿用隔爆型电气设备的失爆,隔爆外壳失去了耐爆性或隔爆性为失爆。失爆设备内部发生爆炸，必将引 起壳外的爆炸。故失爆设备绝对禁止使用。 隔爆外壳的失爆 (1) 隔爆外壳因焊缝开焊、裂纹而失爆。(2) 因矸石冒落砸伤、支架变形挤压、搬运过程中严重碰撞等使外壳严重变形；因隔爆外壳上盖板、连接嘴、接线盒的连接螺钉折断，螺扣损坏，连接螺钉不全，使机械强度达不到规定要求而失爆。(3)防爆外壳内外有锈皮脱落的。(4)在隔爆外壳内不经批准随便增加元件或部件，使电气距离小于规定值，造成经外壳相间弧光短路，使外壳烧穿而失爆。（5）隔爆室观察孔(窗)透明板松动、破裂或使用普通玻璃的。（6）接线柱、绝缘座烧毁，或去掉防爆设备接线盒内隔爆绝缘座导致两个隔爆腔直接贯通。（7）闭锁装置不全，变形、损坏起不到闭锁作用的。,2019/7/14,102,隔爆面的失爆 (1) 隔爆接合面结构参数不符合表2-2规定者：在规定长度及螺孔边缘至隔爆面边缘最短有效长度范围内缺陷超过如下规定者：对局部出现直径1 mm、深度2 mm的砂眼，在40 mm、25 mm、15mm的隔爆面上每cm2不超过5个，10 mm的隔爆面不得超过2个。出现的机械伤痕深度与宽度05 mm，剩余无伤隔爆面的有效长度规定长度的23。隔爆面上不得涂油漆。(2)隔爆接合面的平均粗糙度63 m。(3)隔爆面锈蚀。(4)用螺栓紧固的隔爆面不符合下列要求者：螺栓、弹簧垫圈必须齐全和紧固。弹簧垫圈的规格须与螺栓相适应。螺栓或螺孔不能滑扣(但换同径长螺栓加螺母紧固者除外)。螺栓和不透螺孔的配合紧固后螺栓和螺孔上剩余螺纹轴向长度应大于弹簧垫圈厚度的15倍；螺孔周围及底部厚度大于3 mm。同一部位螺栓、螺母规格应一致，钢紧固螺栓拧人螺母的深度不能小于螺栓直径。沉孔钢紧固螺栓深入螺孔长度应大于该螺栓的直径，铸铁、铜、铝件不小于螺栓直径的15倍；如果螺孔深度不够，必须上满孔。电动机接线盒盖不得上反。,2019/7/14,103,防爆电动机的失爆： (1)电动机轴与轴孔的隔爆接合面在正常工作状态下，不应产生摩擦。采用圆筒隔爆接合面时，轴与轴孔配合的最小单边间隙须不小于0075 mm。 (2)滚动轴承结构，轴与轴孔最大单边间隙，须不大于表2-2规定值的23。 隔爆插接装置的失爆 （1） 煤电钻插销的电源侧应接插座，负荷侧接插销，如接反即为失爆；（2）电源电压低于1 140 V的，缺少防止突然拔脱装置的，电压在1 140 V以上的插接装置缺电气联锁装置的； （3） 插销在触头断开的断电瞬间，外壳隔爆接合面的最大直径差W和最小有效长度L不符合下表规定的。,2019/7/14,104,隔爆设备的电缆引入装置的失爆 （1）密封圈内径引入电缆外径超过1mm。（2）进线嘴内径D0与密封圈外径D的差值10mm(D20mm时)或15mm（20mmD60 mm时）或20mm（D60 mm时）（3）密封圈厚度电缆外径的0.7倍，密封圈内外径差电缆外径0.3倍。（4）密封圈硬度邵氏硬度4555的要求，失去弹性、变质、变形，有效尺寸配合间隙达不到密封作用的。（5）密封圈单孔内穿进多根电缆的。（6）密封圈没有完全套在电缆护套上或将密封圈割开套在电缆上。（7）密封圈与电缆护套之间有其他包扎物。（8）密封圈部分破损。（9）一个进线嘴内多个密封圈的。（10）空闲进线嘴或备用高压接线盒没有密封挡板或挡板不合格：挡板直径比进线嘴内径小2mm以上，挡板绝对厚度小于1.82 mm；挡板放在密封圈里边；压盘式进线嘴或螺母进线嘴金属圈放在挡板与密封圈之间。（11）进线嘴压紧后，没有余量或线嘴内缘压不紧密封圈，或密封圈端面与器壁接触不严，或密封圈能活动。（12）压盘式进线嘴缺压紧螺栓或压紧螺栓未上紧。（13）压紧螺母式进线嘴因乱扣、锈蚀等原因紧不到位或用一只手的手指能使压紧螺母旋进超过半圈；在螺母与密封圈之间缺少金属垫圈。电缆在进线嘴处能轻易来回抽动的。（14）高压铠装电缆终端接线盒没有灌绝缘胶，或没有灌到电缆终端分叉口以上，绝缘胶裂纹而能相对活动。,2019/7/14,105,电缆连接的失爆 电缆的连接有下列情况之一的视为失爆： （1）电缆的连接不采用硫化热补或同效能冷补的； （2）电缆(包括通讯、照明、信号、控制电缆)若用接线盒接线时，非本质安全型设备，不采用隔爆型接线盒的(属于本质安全型的控制通讯电缆，应采用本质安全接线盒)； （3）铠装电缆的连接不采用接线盒，中间盒不灌注绝缘充填物或充填不严密漏出芯线的接头； （4）电缆的末端不接装防爆电气设备或防爆元件的； （5）电气设备与电缆有裸露导体的； （6）橡套、交联聚乙烯电缆护套损坏露出芯线的(屏蔽电缆露出屏蔽层或本安设备连接电缆露出导体除外，但应及时进行修补)。,2019/7/14,106,隔爆照明电器的失爆 （1）防爆安全型灯具把压口改为螺口的为失爆； （2）隔爆灯具电源断开后才能打开透明罩的联锁装置失灵为失爆； （3）防爆型灯具玻璃罩出现松动、裂纹、破损情况之一者为失爆。 矿灯的失爆 井下使用的矿灯必须具有防爆标志和煤矿矿用产品安全标志，有下列情况之一者视为失爆： （1）灯头破裂，灯头圈松动，玻璃破裂，灯头密封不严，灯锁失效； （2）灯线破损露芯线，灯线引入装置损坏密封不严，灯线窜动。,2019/7/14,107,2 矿用电气设备维护要求（点击观看）,1）隔爆设备的维护,要严格控制隔爆型电气设备的各接合面的间隙、长度和粗糙度等指标。用钢板尺、游标卡尺、塞尺及粗糙度样块等测定是否符合要求。 检查壳体是否有永久变形、裂纹；电缆引出、引入装置是否符合规定；紧固用的螺栓是否上紧，螺钉垫圈是否齐全，联锁装置是否完整及是否符合有关电气设备完好标准的有关规定。 对隔爆外壳和隔爆接合面精心维护。在拆卸隔爆外盖时，不能重锤敲打，打开外盖后，必须对隔爆接合面妥善加以保护，防止机械损伤和污染；不允许用金属利器刮拭接合面；为防止生锈，可在隔爆接合面上涂上薄薄一层凡士林或防锈油，但不准涂漆。 井下防爆电气设备的运行、维护和修理，必须由经过培训的专责维修电工担任。防爆性能受到破坏的电气设备应立即处理或更换，不得继续使用。,2019/7/14,108,2）本质安全型电气设备的维护,使用中对本质安全型电气设备及其关联电气设备，应进行经常性的检查和定期检修。主要检查本质安全电路所