学习情景2井下低压防爆电气设备的运行与维护.ppt

学习情景2井下低压防爆电气设备的运行与维护 任务1井下低压矿用防爆电气设备的防爆 任务2井下低压隔爆自动馈电开关 任务3矿用电磁启动器 学习情境2井下低压防爆电气设备的运行与维护任务1井下低压矿用防爆电气设备的防爆 知识目标 熟悉矿用防爆电气设备的种类 熟悉防爆的方法 认识各种防爆的标志 掌握防爆性能的检查方法 能力目标 会根据防爆检查要求对实际设备进行防爆安全的检查 一 煤矿安全规程 有关电气设备选型和使用的规定第四百四十四条选用的井下电气设备 必须符合表2 1的要求 第四百四十六条操作井下电气设备应遵守下列规定 一 非专职人员或非值班电气人员不得擅自操作电气设备 二 操作高压电气设备主回路时 操作人员必须戴绝缘手套 并穿电工绝缘靴或站在绝缘台上 三 手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部分必须有良好绝缘 第四百四十七条容易碰到的 裸露的带电体及机械外露的转动和传动部分必须加装护罩或遮栏等防护设施 第四百五十二条防爆电气设备入井前 应检查其 产品合格证 煤矿矿用产品安全标志 及安全性能 检查合格并签发合格证后 方准入井 二 矿用电气设备的类型矿用电气设备是指使用在煤矿井下条件的各种电气设备 通常分为矿用一般型电气设备和矿用防爆型电气设备 矿用一般型电气设备铸有 KY 字样 不具有防爆性能 适用于没有瓦斯 煤尘爆炸危险的场所 如低瓦斯矿井的井底车场 总进风巷道或主要进风巷道等处 矿用防爆型设备铸有 Ex 字样 适用于有瓦斯煤爆炸危险的场所 矿用防爆设备种类较多 但使用最多的是矿用隔爆型设备和本质安全型设备 一 隔爆型电气设备隔爆型电气设备的外壳上标注有 ExdI 其外壳具有耐爆性和隔爆特性 1 隔爆外壳的耐爆性 是指壳内的爆炸性气体混合物爆炸时 在最大爆炸压力的作用下 外壳不会破裂 也不会发生永久变形 因而爆炸时产生的火焰和高温气体不会直接点燃壳外的爆炸性混合物 2 隔爆外壳的隔爆性 隔爆外壳的隔爆性又称不传爆性 当爆炸性混合物在壳内爆炸时产生高温气体或火焰 通过外壳与外盖各接合面处的间隙喷向壳外时能得到足够的冷却 使之不会点燃壳外的爆炸性混合物 这种具有隔爆性的接合面 称为隔爆接合面 二 本质安全型电气设备本质安全型 简称本安型 电气设备又称安全火花型电气设备 外壳上标注 Exi 其特点是采用本质安全电路 1 本质安全电路本质安全电路就是要合理地选择电路的参数 使电路在正常和故障情况下产生的电火花或电弧 都不能点燃瓦斯和煤尘 故又称为安全火花电路 2 本质安全型设备本质安全型设备只能用于低电压 小电流的电路中 如信号 仪表 控制等回路 本质安全型电气设备分为单一式和复合式两种形式 单一式本安型电气设备是指电气设备的全部电路都是由本质安全电路组成的 如便携式仪表 复合式本安型电气设备是指电气设备的辅助回路是本质安全电路 主回路是非本安电路 3 本质安全型电路和电气设备在使用和维修时应注意的问题本质安全型电气设备的维修主要是对本安电路所用元件的性能 电气回路的绝缘电阻值 外配线和内接线端子的紧固情况 接地是否良好等进行检查维护 1 矿用本质安全电路和本质安全型电气设备在使用和维修过程中 必须保持原设计的本质安全电路的电气参数和保护性能 除在电气设备入井时应对本安电路的电气参数和保护性能进行检查外 还应在井下使用的过程中定期检查 2 更换本安电路及关联电路中的电气元件时 不得改变原电路的电气参数和本安性能 也不得擅自改变电气元件的规格 型号 待别是保护元件更应格外注意 更换的保护元件应严格筛选 特殊的部件如胶封的防爆组件 如被损坏 应向厂家购买或严格按原方式仿制 3 在井下有瓦斯爆炸危险的场所检修本安型电气设备时 禁止用非防爆仪表进行测量或用电烙铁检修 检修时应切断前级电源 三 增安型电气设备电气设备引燃件下瓦斯的起因有两个 个是电气设备产生的火花 电弧 另一个是电气设备表面发热 增安型电气设备采取的防爆措施有以下几点 1 具有一定的防水 防外物侵入能力 2 所有导体均须可靠连接 即使在受振动等情况下也不应该发生接触不良现象 3 裸露带电体的电气间隙和爬电距离大于相应的国家标准对普通电器的要求 4 慎重选择绝缘材料 提高零部件的绝缘水平 5 限制电气设备各部分温度 并有完善的电气和温度保护装置 6 在正常运行时产生火花和电弧的部件 必须放置在隔爆外壳中 四 正压型电气设备标志 EXp 具有正压外壳的电气设备 即外壳内充有保护性气体 并保持其压力 压强 高于周围爆炸性环境的压力 压强 以阻止外部爆炸性混合物进入的防爆电气设备 五 充油型电气设备标志 EXO 全部或部分部件浸在油内 使设备不能点燃油面以上的或外壳外的爆炸性混合物的防爆电气设备 六 充砂型电气设备标志 EXq 外壳内充填砂粒材料 使之在规定的条件下壳内产生的电弧 传播的火焰 外壳壁或砂粒材料表面的过热温度 均不能点燃周围爆炸性混合物的防爆电气设备 七 浇封型电气设备标志 EXm 将电气设备或其部件浇封在浇封剂中 使它在正常运行和认可的过载或认可的故障下不能点燃周围的爆炸性混合物的防爆电气设备 八 无火花型电气设备标志 EXn 在正常运行条件下 不会点燃周围爆炸性混合物 且一般不会发生有点燃作用的故障的电气设备 九 气密型电气设备标志 EXh 具有气密外壳的电气设备 十 特殊型电气设备标志 EXs 异于现有防爆型式 由主管部门制订暂行规定 经国家认可的检验机构检验证明 具有防爆性能的电气设备 该型防爆电气设备须报国家技术监督局备案 三 防爆电气设备的安全检查 一 矿井电气设备选用与使用环境条件的安全检查煤矿井下周围环境气体中爆炸性气体瓦斯的浓度 随着工作地点不同变化很大 因此 煤矿井下电气设备包括小型电器 必须根据工作地点不同进行选择 并符合有爆炸危险环境场所的规定要求 二 隔爆型电气设备的安全检查1 隔爆型电气设备是否经过考试合格的防爆电气设备检查员检查其安全性能 并取得合格证 2 外壳完整无损 无裂痕和变形 3 外壳的紧固件 密封件 接地件是否齐全完好 4 隔爆接合面的间隙 有效宽度和粗糙度是否符合表2 4规定 螺纹隔爆结构的拧入深度和啮合扣数是否符合表2 5规定 5 电缆接线盒和电缆引入装置是否完好 零部件是否齐全 有无缺损 电缆连接是否牢固 可靠 与电缆连接时一个电缆引入装置是否只连接一条电缆 密封圈外径与电缆引入装置内径之差 是否大于2mm 电缆与密封圈之间是否包扎其他物 不用的电缆引入装置是否用厚度不小于2mm钢板堵死 6 联锁装置功能完整 保证电源接通打不开盖 开盖送不上电 内部电气元件 保护装置是否完好无损 动作可靠 7 接线盒内裸露导电芯线之间的空气间隙 660V时是否小于10mm 380V以下是否不小于6mm 导电芯线是否有毛刺 上紧接线螺母时是否压住绝缘材料 外壳内部是否随意增加了元部件 是否能防止某些电气距离小于规定值 8 在设备输出端断电后 壳内仍有带电部件时 是否在其上装设防护绝缘盖板 并标明 带电 字样 防止人身触电事故 9 接线盒内的接地芯线是否比导电芯线长 即使导线被拉脱 接地芯线仍保持连接 接线盒内保持清洁 无杂物和导电线丝10 隔爆型电气设备安装地点有无滴水 淋水 周围围岩是否坚固 设备放置是否与地平面垂直 最大倾斜角度不得超过15011 是否使用失爆设备及失爆的小型电器 发现失爆是否追究责任者及有关人员的责任 任务2井下低压隔爆自动馈电开关知识目标 熟悉常用矿用低压馈电开关的种类和性能特点 会根据负载要求和环境要求选择馈电开关能力目标 能正确接线盒操作馈电开关 会调节矿用低压馈电开关保护动作值 会查阅开关上所显示的参数和故障种类 进出线接线嘴 控制线接线嘴 显示窗口 试验开关 合闸手柄 铭牌 一 DKZB 400 1140矿用隔爆型智能真空馈电开关 1 结构DKZB 400 1140低压馈电开关的外形结构如图所示 2 工作过程分析馈电开关工作分为两种情况 一是馈电开关合闸送电过程 二是保护系统故障跳闸过程 它由过流过载信号电路 过流保护电路和执行脱扣继电回路组成 馈电开关的合 分闸由失压脱扣线圈S和分励脱扣线圈F联合控制 合闸时 S为吸合状态 F为释放状态 分闸时 S为释放状态 F为吸合状态 S和F的状态是由过载保护电路的状态决定的 1 合闸当供电线路正常时 由电流互感器1LH 3LH取得正常信号 经VD22 VD33整流 C9和C10滤波后送入1ZD 2ZD整定电路 由1ZD取过载信号 由2ZD取短路信号 1 1ZD取出的信号 送入VT3 VT4组成的鉴相器和R15 RP2 R17和C6组成的延时电路 正常工作时 信号电压小于门限电压 整定值为6 2V VT3截止 VT4导通 VT5截止 VT6截止 VT7导通 VT8截止 VT9截止 VT15导通 继电器1J有电吸合 常开触点1J1闭合 常闭触点1J2断开 指示灯1XD不亮 2 2ZD取出信号送到VT10 VT12组成的开关电路 正常工作时 信号电压小于门限电压 整定值为12V VT10截止 VT11截止 VT12导通 VT13截止VT14截止 VT16导通 继电器2J有电吸合 其触点2J1闭合 2J2断开 指示灯不亮 3 当真空断路器无漏气现象时 拉力继电器触点1LJ 3LJ断开 继电器3J无电释放 其触点3J1闭合 3J2断开 指示灯不亮 4 失压脱扣线圈S回路的接线柱26 27接入检漏继电器或瓦斯超限断电仪的触点 不漏电和瓦斯不超限时26 27被短接 失压脱扣线圈S吸合 分励脱扣器为释放状态 馈电开关即可合闸送电 2 故障跳闸 1 当主回路出现过载时 由1ZD取出的信号电压超过6 2V门限电压 VT3导通 VT4截止 经8s 10s延时 VT5导通 VT6导通 VT7截止 VT8导通 VT9导通 VT15截止 继电器1J无电释放 触点1J1断开 失压脱扣线圈S无电释放 馈电开关跳闸 触点1J2闭合 指示灯1XD 白色 亮 同时 当VT7截止时 VD17导通 单结晶体管BT1组成的 弛张振荡器起振 产生触发电压 晶闸管VSCR导通 分励脱扣线圈F有电吸合 馈电开关跳闸 2 当出现短路时 由2ZD取出的信号电压超过12V门限电压 VT10导通 VT11导通 VT12截止 VT13导通 VT14导通 VT16截止 继电器2J无电释放 其触点2J1断开 失压脱扣线圈S无电释放 馈电开关跳闸 2J2闭合 指示灯2XD 红灯 亮 同时 由于VT12截止 VT14导通 VD18导通 单结晶体管BT1组成的弛张振荡器起振 产生触发电压 晶闸管VSCR导通 分励脱扣线圈F有电吸合 馈电开关跳闸 3 漏电或瓦斯超限时 其触点断开 接线柱26 27之间分断 失压脱扣线圈S释放 馈电开关跳闸 4 当真空断路器中任一真空管完全漏气时 则拉力继电器触点1LJ 3LJ闭合 继电器3J有电吸合 触点3J1断开 失压脱扣线圈S释放 馈电开关不能合闸 触点3J2闭合 指示灯3XD 绿色 灯亮 3 操作 整定与使用要求1 操作过程 1 将控制电源开关手柄打在合闸位置 左右45 均可 合闸指示灯4XD亮 控制电路接通 将前门检查试验开关手柄打在中间的正常运行位置 2 将馈电开关合闸手柄逆时针转动约225 操作力约150N 开关储能 储能完毕后 将开关手柄顺时针扳回到原位 操作力约10N 合闸指示标志位于 合 位而且合闸指示灯亮 3 分闸时 按下板面上的停止按钮 馈电开关立即跳闸 严禁用手扳动合闸手柄进行分闸操作 2 整定方法 1 过载整定 将过载整定值旋钮1ZD旋至等于或稍大于被控制负载的额定电流整定挡位上 最小为160A 最大为400A 2 短路整定 将短路整定值旋钮2ZD旋至被控系统中可能出现的最小两相短路电流值的挡位上 最小1200A 最大为4000A 3 使用要求 1 作总馈电开关使用时 必须接检漏继电器 2 在回风巷道设置该开关时 必须接瓦斯超限断电仪 3 作分支馈电开关使用时 将接线柱26 27用导线连接 4 电网电压为660V时 需将控制变压器一次接在660V抽头上 4 常见故障及处理常见故障及处理见表2 6 二 KBZ 630 1140矿用隔爆型真空馈电开关 KBZ 630 1140矿用隔爆型真空馈电开关的外形 ZK 1 14 630 12 5型低压真空断路器 真空管 真空管的动导电杆 触头弹簧 摆动板 调整螺栓 分励脱扣器 半轴机构 搭扣器 拉杆 上母排 电流电压变换器 下母排 电磁铁 电磁铁的衔铁 反力弹簧 限位组件 三 BKD5系列智能真空馈电开关 分合闸手柄 机械闭锁 电缆引入装置 电缆引出装置 控制电缆引出装置 过流试验按钮 漏电试验按钮 复位试验按钮 按钮用途标牌 警示牌 显示窗 显示说明牌 铭牌 煤矿安全标牌 接地螺栓 铰链 任务3矿用电磁启动器知识目标 熟悉常用矿用电磁启动器的种类和性能特点 会根据负载要求和环境要求选择矿用电磁启动器能力目标 能正确接线和操作矿用电磁启动器 会根据负载要求调节过流保护的动作值 会查阅开关所显示的参数和故障种类 会处理常见简单故障 一 QBC 80型电磁启动器1 结构 图2 15QBC 80型电磁启动器结构图 2 工作情况 QBC80型电磁启动器电气原理图 图2 18QBC 80N型矿用隔爆可逆电磁启动器结构图 二 隔爆可逆型电磁启动器 2 工作过程需要正转时 按下正转启动按钮1SB 其常开触点闭合接通如下回路 T 4SB 2KM3 1KM 1 2SB 1SB 3SB PE T 正转接触器1KM通电 其主触点1KM1闭合 电动机正转 同时1KM2闭合实现自保 而互锁触点1KM3断开2KM线圈 防止反转接触器吸合 实现互锁 同理 按下正转启动按钮1SB的同时 其常闭触点断开反转启动按钮2SB 实现互锁 防止两个按钮同时按下造成的两相短路 当电动机需要反转时 先按下停止按钮 使接触器线圈断电 主触点断开电动机 同时解除自保和互锁 再按下反转启动按钮2SB 反转接触器2KM通电 其主触点2KM1闭合使电动机反转 2KM2闭合自保 2KM3断开 闭锁正转接触器1KM的线圈 3 常见故障处理 三 QBZ型系列隔爆真空型电磁启动器1 结构 图2 19QBZ 200型真空电磁启动器结构图 真空管 2 工作过程QBZ 200型真空电磁启动器电路工作原理如图2 20所示 1 启动前QBZ 200型真空电磁启动器的控制方式和QBC 80基本相同 也有就地控制 远方控制 联锁控制三种 2 正常启动电路按下启动按钮1SB 回路为 TC的4端 K2常开触点 4 3 中间继电器线圈KM 停止按钮1SB 启动按钮1SB 5 2端 TC的9端 3 停止电路按下停止按钮1SB 线圈KM断电 KM1 KM2接点打开 线圈KT KMV断电 所有触点均恢复常态 4 反转按下停止按钮2SB使电动机停止运转 反向扳动隔离开关 再按启动按钮即可实现反转 5 保护电路该启动器的保护由JDB电动机综合保护器来实现的 1 JDB 120 225 型电动机综合保护器工作原理 JDB综合保护器具有过载 短路 断相及漏电闭锁等项保护功能 此装置保护性能稳定可靠 抗干扰 安装使用方便 得到广泛的应用 2 保护电路工作过程 过载保护 短路保护 断相保护 漏电闭锁保护电路 过电压保护3 整定和试验 1 整定 过载整定过载整定是由设置在JDB保护器面板右侧的两个开关来进行的 漏电闭锁整定漏电闭锁整定也是在JDB的面板上进行 在面板左下侧有两个接线柱并且标有380V和660V或660V和1140V 在使用中根据主回路的电压等级 一定要将漏电闭锁回路的33 线接在对应的接线柱上 2 试验 过载和短路试验 断相试验 四 QJZ 200 1140型矿用隔爆兼本质安全型真空电磁启动器 QJZ 200 1140型真空电磁启动器外形图 1 启动器的外型如上图所示 它是由装在橇形底架上的方形隔爆外壳 壳内芯子装配和门上芯子装配等三部分组成 2 折页式门芯上装有 电子保护插件 本安电路变压器KB2 中间继电器2ZJ 3ZJ 控制变压器KB1 先导回路插件XD CA型接插件及千伏级插件 3 壳上芯子装有 主回路作后备保护的千伏级熔断器FU1 FU2和控制回路千伏级熔断器FU3 FU4 电流互感器LH和阻容吸收装置KY 4 外壳上装有 隔离换向开关HG及其与停止按钮SB2之间的机械联锁装置 接线空腔装有主电路进出线接线端子 进线三个 出线三个 控制电器进出线接线端子和接线端子排 接线空腔装有四个主回路进出线引入装置和四个控制回路进出线引入装置 5 前门上装有 启动按钮SB1和复位按钮FA 试验开关2HK1 2HK2 具有过流 短路 运转 漏电等三个挡位 信号显示板XS装有电源 运行显示及过载 短路 断相 漏电 联控等故障显示 2 工作过程 1 启动前 将隔离换向开关HG置正向或反向位置 则控制变压器KB1经千伏级熔断器FU3 FU4得电 变压器KB1二次侧F5 F6输出220V 或36V 交流电 经熔断器FU5到桥式整流器 整流器输出220V 或36V 直流电压 由于此时2ZJ未闭合 故接触器CJZ不动作 变压器二次侧F7 F9输出36V交流电 经熔断器FU6 1J1 1ZJ1向2ZJ供电 但由于1ZJ未闭合 则2ZJ不动作 变压器二次侧F7 F8输出24V交流电 分别向本安回路变压器KB2和电子保护组件DBH供电 2 启动过程 1 远控启动将先导插件XD上的近远控开关3K置于远控位置 按下远方控制按钮盒中的启动按钮LA1 则先导回路中间继电器1ZJ吸合 其接点1ZJ1闭合 此时1J1已闭合 所以中间继电器2ZJ吸合 其接点2ZJ1闭合 CJZ线圈大电流吸合 a 2ZJ吸合后 2ZJ4 2ZJ5打开 断开漏电检测回路 b 2ZJ6也随之打开 使断相检测投入工作 c 2ZJ3闭合 此时程控开关1K置于 程控 位置 可实现程控d 2ZJ2吸合 运行指示灯亮 e CJZ吸合后 CJZ6打开 使CJZ线圈被短接的部分投入 即由大电流吸合转为小电流吸持 f CJZ5闭合 使1ZJ自保 近控启动将近远控开关3K置于近控位置 利用启动器自身启动按钮SB1 可进行就地启动 动作过程与远控相同 3 停止 远控停止 可按下LA中的停止按钮LAZ 则1ZJ释放 1ZJ1打开 2ZJ释放 2ZJ1打开 则CJZ释放 主回路被切断 急停 按下启动器自身的急停按钮SB2 则CJZ立即释放 主回路被切断 4 故障保护 漏电闭锁保护在启动前 2ZJ是释放的 常闭接点2ZJ4 2ZJ5闭合 另由于启动前接触器辅助接点CJZ7是闭合的 3ZJ得电吸合 其常开接点3ZJ1 3ZJ2闭合 由此漏电检测回路接通 当系统单相对地绝缘电阻小于40k 20 1140V系统 或22k 20 660V系统 或7k 20 380V系统 时 则漏电故障灯亮 1J释放 2ZJ不能吸合 过载保护当主回路电流超过整定值一定倍数时 经过相应延时 过载指示灯亮 1J随之释放 1J1打开 2ZJ释放 2ZJ1打开 CJZ释放 经过1min 2min后可复位 启动器可再次启动 短路保护 即过流保护 当主回路电流超过整定值8倍时 经0 28s 0 4s延时 短路指示灯亮 1J随之释放 2ZJ和CJZ也 随之释放 须经手动复位后 按下复位按钮1s 2s 方能再次启 断相保护当主回路有一相或三相均无电流 接触器CJZ吸合经5s 20s延时后 断相指示灯亮 1J释放 2ZJ CJZ相继释放 经手动复位后方能再次启动 程控和联控当DBH上程控开关1K置于程控位置时 本台启动器启动 经1s 5s延时后 下一台启动器将自行启动 接线方法可见电气原理图程控 联控接线图 如经1s 10s下一台启动器仍未启动 则本台联控故障灯亮 本台开关也将处于停止 经5min左右可自行复位 如需快速复位 按动复位按钮3s 5s即可 过电压保护启动器装有阻容吸收装置KY 可防止过电压损坏设备 5 试验检查开关在启动前 可使用试验开关2HK1 2HK2 同轴 检查控制回路是否正常工作 当2HK1接通 试验开关反时针转动45 DBH内部16V电源将作为模拟信号接入短路和过载电路 首先短路故障灯亮 约经8s 12s延时 过载故障灯也亮 说明保护电路工作正常 试验后须手动复位后方能进行启动操作 当2HK2接通 试验开关顺时针转动45 DBH内部模拟绝缘电阻被接入漏电监测回路 漏电灯亮 说明漏电监测系统工作正常 3 使用与维护 1 启动器使用前应检查是否有产品合格证 并检查在运输或存放过程中有无损坏 发现问题应及时处理 否则不准使用 2 在使用过程中应定期检查真空开关管的真空度 3 应注意启动器电压等级要与启动器控制变压器一次侧一致 并将电子保护插件DBH上的钮子开关拨向与电源电压相符的一端 4 电子保护插件DBH电流整定方法是 先根据负荷电流值将处于DBH右侧的粗调开关拨向所需的范围 再拨动细调开关至所需的刻度线上 5 启动器出厂前都要进行出厂试验 用户验收