《矿山供电教案》PPT课件.ppt

第四讲矿井防爆电气设备 第一节防爆电气设备的型式及选择第二节矿用隔爆型电气设备的失爆第三节真空开关技术第四节井下隔爆电气设备的检查和维护第五节低压隔爆开关防爆性能的标准和要求 第一节防爆电气设备的型式及选择 一 防爆电气设备的类型 标志及适用条件二 防爆设备的级别及防护等级三 防爆设备的选用 第一节防爆电气设备的型式及选择 一 防爆电气设备的类型 标志及适用条件 一 隔爆型电气设备 1 隔爆型电气设备的隔爆原理 防爆标志及性能隔爆型电气设备的原理是将正常工作或事故状态下可能产生火花的部分放在一个或分放在几个外壳中 这种外壳除了将其内部的火花 电弧与周围环境中的爆炸性气体隔开外 当进入壳内的爆炸性气体混合物被外壳内的火花 电弧引爆时外壳不致被炸坏 也不致使爆炸物通过连接缝隙引爆环境中的爆炸性气体混合物 这种特殊的外壳叫做防爆外壳 具有隔爆外壳的电气设备叫隔爆电气设备 隔爆电气设备具有良好的耐爆性和隔爆性 其标志为 d 隔爆接合面的长 宽 度 间隙和加工精度 是决定隔爆性能的重要参数 直接关系着隔爆外壳的隔爆性能 1 隔爆接合面的长 宽 度 L 隔爆接合面的长度是指从隔爆内部通过隔爆接合面到外壳外部的最小通路长度 即一对隔爆接合面相接触的有效长度 而不是单一的结构长度 对隔爆接合面的规定 是由隔爆空腔净容积大小决定的 快动式门或盖的隔爆接合面的最小有效长度 L 须不小于25毫米 2 隔爆接合面的间隙 W 隔爆接合面的间隙是指接合面的相对表面间隙的距离 由于不平度的关系接合面上各处的间隙是不相等的 因此 根据隔爆电气设备的类别 级别 隔爆外壳的容积和隔爆接合面而规定其间隙的最大值 W 对于圆筒隔爆结合面 则为径向间隙 即直径差 来决定的 3 隔爆接合面粗糙度 H 隔爆接合面粗糙度主要是影响其间隙的最大值 故需有一定的规定 粗糙度的要求 是由接合面的结构来确定的 隔爆结接合面的表面粗糙度不大于6 3 操纵杆的表面粗糙度不大于3 2 2 隔爆型电气设备的技术要求 特点及使用条件 1 在平面对平面的隔爆结构中 当法兰长度确定后 法兰厚度的设计选择要保证在爆炸压力的作用下 法兰的变形程度不能影响隔爆间隙的大小 2 在加工法兰时 对法兰的隔爆面有严格的要求 对圆筒面对圆筒面的隔爆结构 在设计制造时 要保证其同心度 避免发生单边间隙过大或过小的现象 3 为了确保隔爆面间隙 隔爆面的防腐蚀措施也是十分重要的 一般采用磷化 电镀 涂防锈油等方法 但绝对不能涂油漆 因为油漆的漆膜在高温作用下分解 将会使隔爆间隙变大 影响隔爆性能 4 对于隔爆结合面所用的紧固件也必须有防锈和防松措施 只有外壳零件紧固后 才能构成一个完整的外壳 5 隔爆电气设备的特点是防护能力强 防潮性好 具有隔爆和耐爆性能 所以适用于煤矿井下有爆炸危险的环境中使用 第一节防爆电气设备的型式及选择 一 防爆电气设备的类型 标志及适用条件 二 增安型电气设备1 增安型电气设备的防爆原理 防爆标志及性能增安型电气设备的防爆原理是对于那些在正常运行条件下不会产生电弧 火花和危险温度的矿用电气设备 为了提高其安全程度 在设备的结构 制造工艺以及技术条件等方面采取一系列措施 从而避免了设备在运行和过载情况下产生火花 电弧和危险温度 实现了电气防爆 增安型电气设备是在电气设备原有的技术条件上 采取了一定的措施 提高其安全程度 但不是说这种电气设备就比其他防爆形式的电气设备的防爆性能好 增安型电气设备的安全性能达到什么程度 不但取决于设 2 增安型电气设备的技术要求 特点及使用条件对增安型电气设备要做到接线方便 操作简单 保持连接件具有一定的压力 电气设备的电缆和导线的连接大部分是通过连接件进行连接的 连接件主要由导电螺杆 接线座等部件组成 为保证其安全性能 对连接件有如下要求 连接件不能有损伤电缆或导线的棱角毛刺 正常紧固时不能产生永久变形和自动转动 不允许用绝缘材料传递导体连接时所产生的接触压力 不能用铝质材料做连接件 备的自身结构形式 也取决于设备的使用环境和维护的情况 能制成增安型电气设备的仅是那些在正常运行中不产生电弧 火花和过热现象的电气设备 如变压器 电动机 照明灯具等电气设备 增按型电气设备的标志是 e 内部导线连接 有防松螺栓连接 挤压连接 如压线钳 硬焊连接和熔焊连接方式 电气间隙和爬电距离如表所示要求 增安型电气设备要制成有效的防护外壳 选择合适的电气间隙和爬电距离 提高绝缘材料的绝缘等级 限制设备的温度 电路和导线实现可靠的连接 有较好的防水 防外物能力 对有绝缘带电部件的外壳 其防护等级达到IP44 防大于1mm的固体异物 防溅水 对有带电裸露部件的外壳 其防护等级达到IP54 防尘 防溅水 增安型电气设备的防爆能力不如隔爆电气设备 因此在瓦斯爆炸危险较大的场所不准使用增安型电气设备 三 本质安全型电气设备1 本质安全型电气设备的防爆原理 防爆标志及性能 本质安全电路就是在规定的试验条件下 正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路 全部采用本质安全电路的电气设备称为本质安全型电气设备 本质安全型电气设备是通过限制电路的电气参数 如降低电压 减小电流等 进而限制放电电能量实现电气防爆的 所以它不需要专门的隔爆外壳 这就大大地缩小了设备的体积和重量 简化了设备的结构 本质安全型电气设备的标识为 i 2 本质安全型电气设备的技术要求 特点及使用条件本质安全型电气设备的外壳可用金属 塑料及合金制成 外壳的强 度 防尘 防水 防外物能力符合国家规定 电气间隙和爬电距离符合规定 对一般环境使用的设备 其防护等级不低于IP20 防大于12mm的固体异物 防水无要求 对于采掘工作面使用的电气设备 其防护等级不低于IP54 防尘 防溅水 本质安全型电气设备具有结构简单 体积小 重量轻 制造维修方便 安全 可靠等特点 目前本质安全型电气设备最大输出功率在25W左右 仅用于控制 信号 通讯装置和监测仪表上 四 浇封型电气设备浇封型电气设备的防爆原理是将电气设备有可能产生点燃爆炸性混合物的电弧 火花或高温的部分浇封在浇封剂中 避免这些电气部件与爆炸混合物接触 从而使电气设备在正常运行或认可的过载和故障情况下均不能点燃周围的爆炸混合物 浇封型电气设备有整台设备浇封的 也有部件浇封的 对于采取浇封防爆措施的浇封型部件不能单独在爆炸性环境中使用 必须与使用该部件的防爆电气设备组合后才能在爆炸环境中使用 常用的浇封型电气设备和浇封型部件主要有电池 蓄电池 熔短器 电压互感器 电机和变压器绕组 电缆接头等 浇封型电气设备的标志为 m 五 气密型电气设备气密型电气设备的防爆原理是将电气设备或部件置入经气密的外壳内 这种外壳能防止壳外部可燃性气体进入壳内 气密型电气设备的标志为 h 六 充砂型电气设备充砂型电气设备的防爆原理是电气设备的外壳内填充石英砂粒 将设备的导电部件或带电部分埋在石英砂防爆填料层之下 使之在规定的条件下 在壳内产生的电弧 传播的火焰 外壳壁或石英砂材料表面的温度都不能点燃周围爆炸性混合物 充砂型电气设备用于使用时活动零件不直接与填料接触的 额定电压不超过6KV的电气设备 充砂型电气设备的标志为 q 七 正压型电气设备正压型电气设备的防爆原理是将电气设备置入外壳内 壳内无可燃性气体释放源 将壳内充入保护性气体 并使壳内保护气体的压力高于周围爆炸性环境的压力 以阻止外部爆炸性混合物进入壳内 实现电气设备的防爆 正压型电气设备的标志为 p 八 矿用一般型电气设备矿用一般型电气设备的技术要求 特点及使用条件矿用一般型电气设备的基本要求是外壳坚固 封闭 能防止从外部直接触及带电部分 防滴 防潮 防溅性能好 有电缆引入装置 并能防止电缆扭转 拔脱和损伤 开关手柄和门盖之间有联锁装置等 防护等级一般不低于IP54 防尘 防溅水 外风冷式电机风扇进风口和出风口的防护等级不低于IP20 防大于12mm的固体异物 不防水 和IP10 防大于50mm的固体异物 不防水 用于无滴水和无粉尘侵入的硐室中的设备 最高表面温度低于2000C的起动电阻和整流机组的防护等级不低于IP21 用外风扇冷却的设备和焊接用整流器的防护等级不得低于IP43 矿用一般型电气设备表面温度不超过850C 操作手柄 手轮不高于600C 在结构上能防止人接触的部位不高于1500C 矿用一般型电气设备是一种煤矿井下用的非防爆型电气设备 它只能用于井下无瓦斯煤尘爆炸危险的场所 外壳的明显处有 KY 标志 1 防爆设备的标志 类别 级别和组别 1 标志 防爆电气设备的防爆总标志为Ex 安全标志为MA 各种类型的防爆电气设备标志见表4 1 表4 1爆炸性环境用电气设备类型及标志 二 防爆设备的级别及防护等级 1 防爆设备的标志 类别 级别和组别 2 类别 防爆电气设备按使用环境的不同分为两大类 类 用于煤矿井下的电气设备 主要用于含甲烷混合物的爆炸性环境 类 用于工厂的防爆电气设备 主要用于含有除甲烷混合物外的其它各种爆炸性混合物环境 3 级别 隔爆型和本质安全型电气设备分为 A B C三级 第一节防爆电气设备的型式及选择 表4 2电气设备的允许最高表面温度表 注 表中t为可燃型气体 蒸气的引燃温度 4 组别 为了保证各种类型电气设备在运行中不产生引燃爆炸型混合物的温度 对 类电气设备运行时能允许的最高表面温度分为 T1 T6组 分组情况见表4 2 3 矿用防爆型电气设备的通用要求通用要求就是防爆电气设备共有的特性 主要有以下几个方面 1 电气设备的允许最高表面温度 表面可能堆积粉尘时为1500C 采取防堆积措施时为4500C 防爆电气设备使用的环境温度为 200C 400C 2 电气设备与电缆的连接应采用防爆电缆接线盒 电缆的引入引出必须用密封式电缆引入装置 并应具有防松动 防拔脱措施 3 对不同的额定电压和绝缘材料 电气间隙和爬电距离都有相应的较高的要求 4 具有电气或机电闭锁装置 有可靠的接地及防止螺钉松动装置 5 防爆电气设备如果采用塑料外壳 须采用不燃性或难燃性材料制成 并保证塑料表面的绝缘电阻不大于1X109欧姆 以防积聚静电 还必须承受冲击试验和热稳定试验 6 防爆电气设备限制使用铝合金外壳 防止与其锈铁摩擦产生大量热量 避免形成危险温度 7 防爆型电气设备 必须经国家指定的防爆试验鉴定 表4 4井下电气设备选用规定 使用场所 使用架线电机车运输的巷道中及沿该巷道的机电设备硐室内可以采用矿用一般型电气设备 包括照明灯具 通信 自动化装置和仪表 仪器 煤 岩 与瓦斯突出矿井的井底车场的主泵房 可使用矿用增安型电动机 允许使用经安全检测鉴定 并取得煤矿矿用产品安全标志的矿灯 表4 3外壳防护等级表 5 第一节防爆电气设备的型式及选择三 防爆设备的选用 由于煤矿井下条件特殊 对电气设备的选用按照 煤矿安全规程 的要求 根据井下不同的使用场所 按表4 4选用不同类型的电气设备 第二节矿用隔爆型电气设备的失爆 一 失爆的现象与检查方法二 矿用隔爆型电气设备的失爆原因及危害三 矿用隔爆型电气设备失爆的防治 第二节矿用隔爆型电气设备的失爆 一 失爆的现象与检查方法 失爆指电气设备的隔爆外壳失去了耐爆性或隔爆性 井下隔爆型电气设备常见的失爆现象有以下几种 1 用螺栓固定的隔爆接合面的失爆现象 1 缺螺栓 弹簧垫圈或螺母 螺栓或螺孔滑扣 螺栓折断在螺孔中 未上满扣 2 弹簧垫圈未压平或螺栓松动 弹簧垫圈断裂或无弹性 2 电缆引出入装置的失爆现象 1 密封圈老化 失去弹性 变质 变形 有效尺寸配合间隙达不到要求 起不到密封作用 2 密封圈外径与进线装置内径差值超过表4 5的规定 3 密封圈内径与引入电缆外径差大于1mm以上 4 密封圈的单孔内穿进多根电缆 5 把密封圈割开套在电缆上 6 密封圈刀削后凹凸不整齐圆滑 锯齿直径差大于2mm以上 7 密封圈没有完全套在电缆护套上 8 线嘴压紧没有余量 线嘴与密封圈之间没有加装金属垫圈 9 进线嘴压紧后没有余量或进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 10 引入引出电缆压线板未压紧电缆 用单手拨动喇叭嘴上下左右晃动时有明显晃动 11 在引入装置处能轻易来回抽动电缆 12 高压铠装电缆终端接线盒没有灌绝缘胶 绝缘胶没有灌到电缆三叉以上 绝缘胶有裂纹而能相对活动 3 隔爆型插接装置的失爆现象 1 煤电钻插销的电源侧应接插座 负荷侧应接插销 如接反即为失爆 2 电源电压低于1140V的插接装置 缺少防止突然拔脱的连动装置 3 电压在1140V以上的插接装置没有电气连锁装置 4 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不符合表4 5规定 表4 5外壳隔爆结合面的最大直径差W和最小有效长度L 4 隔爆电气设备内外壳的失爆现象 1 使用未经国家法定的检验单位发证生产的防爆部件 2 隔爆外壳有裂纹 开焊 严重变形长度超过50mm 同时凹坑深度超过5mm者 3 隔爆外壳有锈皮脱落 4 闭锁装置不符合规定 闭锁装置不全或变形损坏起不到机械闭锁作用 5 电气闭锁不起作用 6 隔爆室 腔 的观察窗 孔 的透明板松动 破裂 使用普通玻璃或机械强度不符合规定 7 螺纹隔爆结构 螺距的最少啮合扣数 最小拧入深度不符合表4 6的规定 拧紧程度一般用手正向用力再拧入半圈以上者 8 喇叭嘴外缺损影响防爆性能者 9 未接线的喇叭嘴没有分别用密封圈 挡板 金属圈依此装入 压紧 有一项未装上或未压紧者 10 挡板直径与进线装置内径之差大于2mm 挡板厚度小于公称尺寸2mm 厚度允许为正负0 18mm 挡板材质低于钢垫板强度 挡板有缺陷或机械性伤痕超过有关规定者 11 金属圈外径小 与进线装置内径之差大于2mm 金属圈厚度小于1mm 金属圈开口等 表4 6螺距的最少啮合扣数 最小拧入深度 表4 7静止隔爆接合面的规定尺寸 表4 8操纵杆 圆筒 直径与防爆接合面的结构参数 5 防爆面的失爆现象防爆接合面应保持光洁 完整 各结构参数符合规定 有下列情况之一者即为失爆 1 隔爆接合面的间隙 直径差或最小有效长度 宽度 不符合表4 7的规定 2 操纵杆直径 d 与隔包接合面长度 L 不符合表4 8的规定 3 静止隔爆接合面的间隙与接合面长度不符合表4 7的规定 4 转盖式或插盖式隔爆接合面的宽度小于25mm 间隙大于0 5mm以上 5 活动部分 操纵杆及电机轴 隔爆接合面长度及接合面直径差不符合表4 9的规定 6 隔爆电动机轴与轴孔的隔爆接合面在正常工作装态下产生摩擦 7 隔爆面上产生的机械伤痕 宽度与深度大于0 5mm 其长度未保证剩余无伤隔爆面有效长度小于规定长度的2 3 8 隔爆接合面的表面粗糙度大于6 3 操纵杆的表面粗糙度大于3 2 9 隔爆接合面无间隙或锈蚀 正常情况下用手打不开大盖的 表4 9活动隔爆接合面的规定尺寸 6 引进防爆电气设备的防爆接合面标准 1 隔爆型电气设备必须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 外壳完好无损 无裂痕和变形 3 外壳的紧固件 密封件 接地件齐全完好 4 隔爆接合面的间隙 有效宽度和表面粗糙度符合规定 螺纹隔爆结构的拧入深度和啮合扣数符合规定 5 电缆接线盒和电缆引入装置完好 零部件齐全 无缺损 电缆连接牢固 可靠 一个电缆引入装置口连接一条电缆 6 联锁装置功能完好 保证电源接通打不开盖 开盖时送不上电 内部电气元件 保护装置完好无损 动作可靠 7 接线盒内裸露导电芯线之间的电气间隙和爬电距离符合规定 导电芯线无毛刺 上紧接线螺母时不能压住绝缘材料 外壳内部不得增加元部件 8 在设备输出端断电后 壳内仍有带电部件时 在其上装设绝缘盖板 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必须比导电芯线长 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无滴水 淋水 周围围岩坚固 设备放置与地平面垂直 最大倾斜角度不得超过150 7 我国尚在使用的几个国家的电气设备标准 表4 10德国对隔爆面及间隙的规定 表4 11隔爆面长度及间隙 表4 12隔爆面长度及间隙 第二节矿用隔爆型电气设备的失爆 二 矿用隔爆型电气设备的失爆原因及危害 1 失爆的原因造成失爆的原因是复杂多样的 常见的主要原因有 1 由于维护和定期检修不妥 防爆层脱落往往使隔爆面上出现砂泥灰尘等杂物 某些用螺钉紧固的平面对口接合面出现凹坑 使隔爆面间隙增大 2 井下电器设备由于移动和搬运不当而发生磕碰 使外壳变形或产生严重的机械伤痕 或在使用中亦很可能发生撞击现象 严重时可能增加接合面的间隙 3 装配时产生严重的机械划痕 这时候由于杂质没有清除干净造成划伤隔爆面 在转盖式结构的接合面上特别容易发生这种现象 4 隔爆面上产生锈蚀现象 增大粗糙度 5 由于不熟悉设备的性能 在装卸过程中没有采用专用工具或发生误操作 6 螺钉紧固的隔爆面 由于螺孔深度过浅或螺钉太长 而不能很好地紧固零件 7 由于工作人员对防爆理论知识掌握不够 对各种规程不能正确贯彻执行 以及对设备的隔爆要求粗心大意 均可能造成失爆 2 失爆的危害井下防爆设备具有隔爆性和耐爆性 就是说在设备的壳内产生的电火花引起混合气体爆炸时其火焰传不到壳外 而设备失爆后就起不到隔爆性和耐爆的作用 内部发生爆炸的火焰会传到壳外 并且与井下可燃可爆性混合气体直接接触 会引起矿井火灾及瓦斯煤尘爆炸 造成重大恶性事故 第二节矿用隔爆型电气设备的失爆 三 矿用隔爆型电气设备失爆的防治为了确保矿用隔爆型电气设备的完好 杜绝失爆现象的发生 必须坚持管理 装备 培训并重的原则 对井下电钳工进行理论培训 实际操作训练 通过岗位练兵 技术比武活动 提高安全意识和操作技术水平 在对设备的使用 维护 检修中要严格按照 煤矿安全规程 及国家有关标准执行 要干标准活 干放心活 不能有麻痹大意的思想 当设备使用时间超过寿命期或过于陈旧时 要更换新设备或进行现代化改装 加强电气防爆设备的管理 各矿要设防爆检查组 充分发挥防爆检查员的作用 做好检查督促工作 严禁使用失爆设备 第三节真空开关技术 一 真空开关的结构及工作原理二 DKZB 400 1140矿用隔爆型真空馈电开关三 QJZ 300 1140型真空磁力起动器四 HT6L1 400Z 1140型组合式真空磁力起动器 第三节真空开关技术一 真空开关的结构及工作原理 图4 1真空灭弧室的原理结构1 动触杆 2 波纹管 3 外壳 4 动触头 5屏蔽罩 6 静触头 1 结构特点真空开关管根据其用途 使用场所及开断容量的不同 分为断路器用真空开关管 负荷开关用真空开关管 接触器用真空开关管等多种型式 但无论采用那种结构 它们都有外壳 屏蔽罩 波纹管 动触头 动触杆 静触杆及其它零部件组成 真空开关管灭弧室原理如图4 1所示 真空灭弧室是一个用玻璃或陶瓷做成的绝缘外壳 内装屏蔽罩及动 静触头 动 静触头与动 静触杆连接 动触杆与操作机构连接 以完成开关的开 合动作 动触杆外套有可伸缩的不锈钢波纹管 以保证动触杆在一定范围内运动时保持灭弧室的真空度 真空度出厂不应低于1 333X10 4Pa 运行当中应保持在1 333X10 2Pa以上 屏蔽罩的作用 1 防止触头在燃弧过程中产生大量的金属蒸汽和液滴喷溅 污染外壳的内壁 以免造成绝缘外壳内真空度降低或产生闪络 2 改善开关内的电场分布 有利于开关管的小型化 3 吸收一部分电弧能量 冷却电弧生成物 有利于提高触头间介质恢复速度 保证开关的开断容量 带电触头在真空中分离时也会产生电弧 在真空电弧中 气体非常稀薄 触头之间的残存气体几乎不起作用 而是在触头刚分离的瞬间 在极高电场的作用下 由触头材料本身产生的金属蒸汽电离后 使触头间隙击穿 从而形成真空电弧 显然 真空电弧受到触头材料的影响 为了有利于真空电弧的熄灭 通常触头材料选用铜铋合金 其优点是金属蒸汽少 导电 导热性能好 多用有螺旋槽的旋弧触头 其结构如图4 2所示 2 真空灭弧室原理 由上图4 2可以看出 触头中部为环形接触面的主触头 外侧为具有螺旋槽的旋弧触头 当触头分开时 因触头中心凹进 电弧电流呈曲折形 曲折部分电流的磁场B2对弧隙电流产生电磁力 使电弧向外移入旋弧触头 由于螺旋槽的影响 电弧电流中有一个圆周分量i1 其所产生的径向磁场作用于电弧 使电弧沿螺旋槽方向高速旋转而被分割拉长 很快被冷却 当电流过零时 电弧迅速熄灭 图4 2外螺旋槽触头a 纵剖面 b 下触头顶视图 c 电流与磁场 第三节真空开关技术 二 DKZB 400 1140矿用隔爆型真空馈电开关 1 结构特点DKZB 400 1140隔爆型真空馈电开关的隔爆外壳呈方形 分割为两个隔爆空腔 上部为接线腔 下部为主控腔 接线腔中集中了主回路和控制回路的进出线端子 主控腔内装着交流真空接触器 拉力继电器 阻容吸收装置等 前门内侧下方安装着易拆卸的控制芯板组件 上面装有控制电源变压器 高低压熔断器 电子脱扣组件以及连接插头座等 前门与壳体之间有可靠的机械闭锁 打开前门时 必须首先将控制电源开关扳至停止位置 退出闭锁杆 此时闭锁杆将插入操作手柄的闭锁孔内 使手柄闭锁 松开紧固螺栓 前门才能打开 2 使用1 合闸操作 1 将控制电源开关手把打到接通位置 左或右旋450均可 开关的分闸指示灯亮 2 将前门上的检查试验开关手把打至中间的正常工作位置 3 逆时针方向转动操作手把约2250 开关储能 然后再顺时针方向旋转操作手把至起始位置 开关合闸 此时分合指针指向 合 且合闸指示灯亮 2 分闸操作 1 在工作过程中需停电时 按下手动脱扣按钮 开关即分闸 必须注意 不能使用操作手把分断开关 2 开关分闸后 其电源侧与控制变压器仍然带电 此时若要维修电路板上的插件 必须将电源开关打至中间停止位置 若要检修断路器或控制电源开关 必须断开上一级开关 3 当被控线路出现故障自动分闸时 故障指示灯亮指示故障性质 同时分合指示指向 分 分闸指示灯亮 3 常见故障处理方法 见表4 14 表4 14常见故障处理方法 图4 3DKZB 400 1140矿用隔爆真空馈电开关电路原理图QF 真空断路器 TC 控制电源变压器 1TA 3TA 电流互感器 F 分励脱扣线圈 S 欠压脱扣线圈 HK 检查转换开关 1LJ 3LJ 漏气监视拉力继电器 插件 控制回路电源部分 插件 过载过流保护晶体管电路 插件 过流信号检测和整定分压器材 第三节真空开关技术 三 QJZ 300 1140型真空磁力起动器 1 结构特点QJZ 300 1140型真空磁力起动器本体组装在撬形低架上的隔爆外壳内 分主控腔与接线腔两个独立的隔爆体 千伏级回路固定在隔爆外壳内 而控制线路及电子保护元件组装在折页式芯板是 折页式芯子与其它部件的电气联系 全部通过CA型插接件连接 电子保护系统采用高可靠性集成元件 可方便地拆卸与插接 前门为平面止口式 开门时 需先按下机壳右侧的停止按钮顶杆 转动隔离换向开关至停电位置 然后提起起动器左侧固定于铰链上的操作手把 将前门向上抬起约30mm 前门即可打开 打开前门后 逆时针方向旋松折页芯子右侧的锁紧螺栓 将挂钩与芯子脱开 折页芯子便可以折页轴为圆心转动 致使整个芯子伸出壳外 以便维修 四个主回路进出线口 右侧为动力线电源端 左侧为动力线负荷端 内部线路使用的导线 千伏级为红色 每根导线均套有耐热塑料软管 本质安全回路为蓝色 接地为黑色 其他为白色或别的颜色 所有导线两端均套有标着线号的套管 本起动器具有失压 短路 过载 断相 漏电闭锁及漏气闭锁等保护 可用于15 440KW三相鼠笼电动机的控制 660V系统中可控制9 250KW的电动机 2 使用前注意事项 1 起动器使用前注意电压等级应与控制变压器BK原端接线一致 否则应更改接端 2 漏电闭锁组件上钮子开关位置应与起动器使用的电网电压一致 3 起动器地面试验要严格执行电工安全操作规程 一般不得拆除闭锁装置开门试验 4 试验中严禁带电拔 插电子插件 以免损坏内部集成元件 5 使用前要进行过流 漏电试验 确认正常 方可投入运行 6 启动器快开门结构 开门时 应按下机壳左侧的停止按钮顶杆 转动换向开关手把至停止位置 并解除前门机械闭锁 才能开门 3 起动器的整定方法 1 粗调整定 粗调开关整定范围有5挡 它们分别是10 20A 20 40A 40 80A 80 160A 160 320A 根据起动时所控制电动机的额定电流选择合适的挡位 2 细调整定 细调整定在信号整定组件上 通过电位器W来实现 见表4 15 表4 15细调整定位置表 4 故障处理1 起动器不能正常起动 1 首先检查起动有无电源 可以从观察窗口中电源显示来判定 如电源显示不亮 再看换向手把是否接通 1GRD 2GRD是否完好 2 有电源不起动时 检查先导插件上远近控制选择是否正确 观察窗口中有无故障显示 先导继电器是否吸合 送电后半部K是否释放 如1K 5K动作均正常 而3ZK不释放 2ZK不吸合 则是因为1K触点接触不好所致 可以短接5 9线判定 2 起动器不自保 延长按动起动按钮时间 应大于0 5秒 直到2K吸合再松开 如2K不吸合 应检查2KT是否动作 2KT不动作主要原因是CJZ7常开触点不通 所以将33 对K0短接来看一下2KT是否动作 如仍不动作 则更换电源组件DSZ 2K吸合仍不自保 可以检查4K1触点是否闭合良好 CJZ1是否接通 3 起动后频繁过载 短路动作 应检查粗调开关挡位是否合理 细调是否合理 否则更换保护组件 图4 4QJZ 300 1140隔爆型真空磁力起动器原理图 第三节真空开关技术 四 HT6L1 400Z 1140型组合式真空磁力起动器 1 结构功能特点 1 外形为长方体 由进线腔 出线腔 电气腔组成 六组合开关可同时控制六台电动机 2 保护与控制系统采用西门子S7 200工业控制计算机 PLC 对系统进行监测监控 并完成漏电闭锁 过载 短路 断相 欠压和过电压等保护功能 具有自检 自诊断和故障模拟试验功能 可方便地检查保护和控制系统正常与否 提高判断和排除故障的速度 所有模拟信号全部转换为数字信号 具有抗干扰能力强 信息量大 控制可靠准确等特点 3 采用西门子触摸式全中文液晶显示屏 可对开关的工作状态 参数 故障类型显示和记忆 具有良好的人机对话功能 2 使用维护与检查 1 在使用前应注意电源电压等级是否与本开关的电源电压等级一致 否则应改变系统电压 2 应对主电流回路进行定期检修 防止因连接部位松动引起主回路发热导致烧毁的事故发生 3 本开关的保护装置只要正确安装和使用 一般不需要维护 一旦保护系统出现误动 拒动等不正常现象 首先应检查整定值是否合适 然后检查控制回路是否存在短路 断路及接插件接触不良 可以换用同一完好保护插件判断系统的故障点 4 保护装置上的外壳和护罩不要随意拆卸 以面影响其性能和造成插件的损坏 5 在开关使用前或检查完毕后 应对保护装置进行功能检验 利用整定电流档位开关 高低档切换或拨动数字进行调整 和模拟故障试验开关 对其进行验证 其方法如下 把整定电流档位开关选择在正确和错误两种情况下 观察显示屏 是否能正常显示 X 整定电流值XXXA 或 X 整定错误 将转换开关分别切换到 漏电试验 和 短路试验 位置 观察显示屏 是否能正常显示相应的故障类型 如果上述两种方法进行验证的结果均显示正常 说明保护系统工作正常 否则 应进行排查处理 3 整定值的调整 1 过载整定 IN 按被控制负载的额定电流对应调整粗 细调整定开关即可 具体操作方法 先对应调整MB上的数码开关 细调开关 使该数字等于所控制负载的额定电流值 然后对应拨动PB上的粗调开关使得所控制负载的额定电流值 整定电流值 在该档范围内即可 否则 将显示整定错误 开关拒绝起动 例1 当负载额定电流 整定电流值 IN188A时 那么 先将MB上的数码开关拨到188 然后把PB上的粗调开关拨到低档即可 例2 当负载额定电流 整定电流值 IN301A时 那么 先将MB上的数码开关拨到301 然后把PB上的粗调开关拨到高档即可 2 短路整定 N 根据被控制负载的额定电流 确定短路电流的倍数N 将其MB上的数码拨到相应的位置即可 短路整定必须在7 8 9中合理任选一个 否则 将显示整定错误 开关拒绝起动 3 程控延时整定 T 用户可根据起动过程中现场的实际情况进行整定 程控延时整定范围必须在3 9S内 否则 在此方式下运行将显示整定错误 开关拒绝起动 第四节井下隔爆电气设备的检查和和维护一 井下隔爆电气设备的检查 1 井下各种类型的防爆电气设备的检查标准1 异步电动机的检查 1 各部分螺栓是否紧固 引出线的标志是否正确 转子转动是否灵活 2 直流电阻误差不超过平均值的4 3 对地绝缘电阻和相间绝缘电阻不小于5M 2 隔爆馈电开关的检查 1 开关停 送电正确 短路 过载动作可靠 2 开关手柄 指示装置在各种工作状态下位置正确 动作灵活 3 各种联锁 闭锁与手柄 按钮之间动作关系清楚 4 各种指示灯的指示与手柄 按钮状态相符 颜色正确 3 隔爆磁力起动器的检查 1 QC83系列磁力起动器的检查 触头系统 动静触头贴合面应干净 无损伤 无毛剌等 吸引机构 动作灵活 衔铁及铁芯螺钉应紧固 弹簧压力适当 衔铁与铁芯贴面紧密无锈蚀 短路环无损伤 吸力线圈 其额定电压值应与实际回路电压值一致 用500V摇表测绝缘电阻 660V主回路不得小于2M 控制回路不得小于0 5M 2 QJZ 300 1140隔爆真空磁力起动器的检查 真空接触器 真空隔离开关 真空灭弧室完好 螺钉紧固 机构灵活 各辅助控制开关 按钮开关完好 插接件插接牢固 接线完好 电源电压与起动电压等级一致 并将漏电 闭锁插件整定于相应的电压等级 隔爆间隙符合要求 用500V摇表测绝缘电阻 主回路不得小于5M 控制回路不得小于0 5M 测量控制回路时 要取下插件等不能承受高压的装置 2 隔爆电气设备的基本要求1 外壳的强度 隔爆外壳必须能承受其内部爆炸气体爆炸所产生的压力的1 5倍 甲烷空气混合物的最大爆炸压力为0 717Mpa 在外壳经爆炸压力测定时 外壳的强度参照表4 16 2 法兰面的强度 法兰面的强度 一般是由机械结构和材料强度来保证的 尤其是法兰面的厚度应选大些 以免爆炸后的变形 但法兰面的厚度不是一个孤立的常数 而是与外壳空隙的净容积 外壳的形状 尤其是法兰的形状 以及接合方式有关 如电力装岩机操纵箱是长方形的隔爆法兰接合面 就应厚些 它是用螺钉连接合面的 因此要考虑螺钉尺寸 以及螺钉拧入深度 同时法兰面的材质也是一个因素 要通过力学的分析 选择一个适当的安全系数 通常为2 5倍左右 在设计法兰面厚度时要考虑修理余量 修理余量为设计厚度的15 如果所增加的15 不足1mm时 也要增至1mm 第四节井下隔爆电气设备的检查和和维护一 井下隔爆电气设备的检查 3 隔爆外壳的水压试验隔爆外壳加工后应进行水压试验来检验外壳的强度和完好性 虽然它是由材质及结构强度来保证 但有时铸件有气孔 砂眼或裂纹 焊接件焊缝也有缺陷 在加工时存在外力的作用 外壳可能有变形或龟裂 因此一定要进行水压试验 有条件也可用油压或气压 确定它的耐爆性 水压试验分为 1 型式试验 在被试件实际连接或配合处用工具夹 螺栓或压力机加以固定 以检查铸件缺陷 焊缝质量及结构强度 2 检查试验 仅检查铸件缺陷及焊缝质量 水压试验可在整体装配后的外壳或单个加工后的零件上进行 假如加工时对零部件的焊缝影响不大 则可在加工前作水压试验 试验压力按4 16规定 并保持12秒 试验结果以不连续滴水为合格 表4 16隔爆水压试验值 4 隔爆外壳的结构及参数为实现外壳隔爆性能 通常把互相连接的接合面称为 隔爆接合面 简称 隔爆面 而隔爆面之间的间隙称为 隔爆接合面间隙 简称 隔爆间隙 隔爆间隙的大小是隔爆外壳能否隔爆的关键 通常隔爆面是采用法兰连接的隔爆保护方式 隔爆接合面间隙有多种结构 平面形结构 开关大盖与壳体 接线盒与壳体 圆简形结构 电动机端盖与机座 转轴与转孔 平面加圆筒结构 煤电钻接线盒盖与接线盒 曲路 迷宫 结构 前苏联进口的开关大盖与壳体 螺纹结构 衬垫结构 照明灯罩与金属外壳 叠片结构 老式蓄电池箱上防爆结构 微片结构 分析仪器传感器用铜基 不锈钢基粉末冶金片 不锈钢球隔爆结构 发泡不锈钢板 金属网隔爆结构 多层铜网 不锈钢网 等 如图4 5所示 隔爆外壳的隔爆性能主要是由其结构参数 如隔爆接合面的长度 间隙和加工粗糙度等来达到的 见表4 17 表4 171类隔爆接合面结构参数 当操纵杆直径d 6 0mm时 L须不大于6 0mm d 25mm时 L须不小于d d 25mm时 L须不大于25mm 滚动轴承结构 轴与轴孔的最大单边间隙m须不大于W值有2 3 图4 5隔爆接合面间隙结构a 平面式 b 止口式 c 圆筒式 第四节井下隔爆电气设备的检查和和维护 5 接线装置1 进线装置 进线装置是接线盒的主要组成部分 它应有如下的两个目的 1 为防止井下移动电气设备时不慎将接线电缆拔脱 使电缆与接线柱连接处造成火花或弧光短路的危险 因此应将电缆固定或压紧 2 通过压紧装置将橡胶垫圈压紧 并使此垫圈内径与电电缆公称外径紧密配合 起到隔爆的作用 在引入电缆时 大体上分为压紧螺母式 压盘式结构和浇铸固化密封填料式3种 1 压紧螺母式进线装置 它是通过拧紧螺母 将橡胶垫圈压缩 使它与接线电缆紧密配合 并应有防止压紧螺母自行松脱和防止接线电缆拔脱的装置 如图4 6 图4 7所示 图4 6压紧螺母式引线装置a 适用于公秤外径不大于20mm的电缆 b 适用于公秤外径不大于30mm的电缆 1 压紧螺母 2 金属垫圈 3 金属垫片 4 密封圈 5 防止电缆拔脱及防松装置 6 联轴器 7 接线盒 图4 7高压电缆引线装置1 联通节 2 金属垫圈 3 密封圈 4 压盘 5 铅皮和铠装接地 2 压盘式进线装置 它是用紧固螺钉将其压盘压紧 橡胶垫圈受到压缩 使接线电缆与橡胶垫圈达到紧密配合起到隔爆的作用 并要有防止电缆拔脱的装置 如图4 8 图4 9所示 图4 8压盘式引线装置1 防止电缆拔脱装置 2 压盘 3 金属垫圈 金属垫片 5密封圈 6 联通节 图4 9钢管布线引线装置1 压紧螺母 2 金属垫圈 3 密封圈 4 联轴器 5 接线盒 3 浇铸固化填密封式引线装置 引线装置须采用橡胶或塑料护套电缆 电缆引线口须设置防止电缆拔脱装置 并须敷设电缆保护管 如图4 10所示 图4 10浇铸固化密封填料式引线装置1 联轴器 2 固化密封填料 3 电缆 4 防止电缆拔脱装置 要求 具有不燃性或难燃性 不必加热即可填充 填充后 在常温下短时间内即可固化 固化后不产生有害的裂纹 且软化的温度不低于95 C 不得对电缆护套产生不良影响 浇铸固化密封填料的填充深度须大于电缆进线口孔的1 5倍 最小40mm 并应有表示所需填充量的标记 4 引线装置中的密封圈 为配合不同外径的电缆 允许在密封圈上切割同心槽 对于隔爆型电气设备 密封圈尺寸须符合图4 11的规定 放置密封圈的孔径与密封圈外径配合的直径差须不大于表4 18的规定 图4 11密封圈的结构d 电缆公秤外径 1mm A 0 7d 不小于10mm B 0 3d 不小于4mm 表4 18孔径D0与密封圈外径D的关系 mm 2 接线盒 接线盒是电缆与隔爆设备的连接部位 检查时注意 线嘴是否上紧 压线板的压紧程度是否适当 不能不压 也不得把电缆压扁量超过电缆直径的10 密封圈是否合适 其内径不大于电缆外径1mm 外径与进线装置内径差不大于2mm 宽度不小于电缆外径的0 7倍 厚度不小于电缆外径的0 3倍 电缆护套做的齐不齐 进入器壁内是否合格 为5 15mm 地线与火线的长度是否适宜 地线应长于火线 火线拉紧或松脱 地线不掉 接线装置是否齐全 完整 紧固 导电良好 要有卡爪或平垫圈 弹簧圈 接线要整齐 无毛刺 不压绝缘胶皮 绝缘套管 绝缘座要完整无裂纹 因滑扣而拧不紧的接线柱要更换 刺火变色的接线要拧紧 有裂纹 老化的绝缘座 管应更换 发现不合格的地方都要进行处理 接线盒内的电气间隙和爬电距离应符合表4 19的规定 表4 19电气间隙与爬电距离 注 表中a b c d是绝缘材料相对泄痕指数的分级 第四节井下隔爆电气设备的检查和和维护一 井下隔爆电气设备的检查 6 闭锁装置对于某些电气设备 特别是隔爆型电气设备 闭锁装置是必不可少的 其形式不一 不同的设备有不同的要求 使用它主要有两个目的 一是防止任意操作设备 或是在设备不完善的情况下造成明火的危险 二是防止误操作时产生的人身触电和机电事故 1 电气闭锁 电气闭锁有电路内部闭锁和电路外部闭锁两种 1 电路内部闭锁是利用串联在电路中的触点开闭实现闭锁 如风电闭锁 漏电闭锁和行程开关闭锁等 2 电路外部的闭锁是当设备带电时 有危险的可拆卸部分取不下来 或可拆部分取下时 不能给设备送电 如高压防爆开关PB1 6型的电气闭锁装置有如下要求 1 当断路器在闭合位置时 可动部分不能拉出或推入 以及可动部分在拉出或推入过程中 断路器不能闭合 2 隔离开关未拉到分断位置时 油箱不能落下 3 当油箱落下后 隔离开关才能闭合 4 在隔离开关闭合时 机构箱盖取不下来 5 锁板两部分尺寸能使隔离开关第一次拉出60mm 待完全断电后 才能第二次拉出到终了位置153mm 2 机械闭锁 机械闭锁也叫机械联锁 是用机械机构实现闭锁的装置 一般有转盖 壳盖 与操作手柄的闭锁 两个交流接触器的联锁 如QC83 80N可逆磁力起动器停止按钮与控制按钮联锁 传动板与隔离开关的联锁 第四节井下隔爆电气设备的检查和和维护二 井下隔爆电气设备的维修与保养 1 隔爆外壳的修理与保养1 隔爆接合面的修复 隔爆接合面的表面粗糙度应不大于硬度6 3 接合面出现轻微的伤痕或锈蚀时 可用油石蘸机油研磨 只要伤痕的深度和宽度不超过0 5mm 其投影长度不大于接合面长度的2 3 磨平后可继续使用 局部出现的缺陷超过上述规定时 可用焊补工艺 其方法是 焊补前 先把隔爆面缺陷处打磨干净 露出金属光泽 用烧好的烙铁将待补处加热至60 C左右 然后在缺陷处涂少量的焊剂 用烙铁将铅焊条溶于陷处 使焊料与金属表面焊牢 冷却后用油石蘸机油磨平突出的焊料 使其表面粗糙度符合要求 最后涂防锈油脂或进行磷化处理 2 隔爆面的修补标准 1 接合面上的小针孔1cm2的范围内不超过5个 其直径不超过0 5mm 深度不超过1mm 2 伤痕深度及宽度不超过0 5mm 投影长度不超过接合面长度的50 3 个别较大的伤痕 深度不超过1mm 无伤距离相加不小于相应容积规定接合面长度 3 隔爆面的防锈处理 锈蚀是指设备的非加工面发生锈皮脱落 或在隔爆面或加工面发现锈迹 用棉纱擦掉后仍有锈蚀斑痕者 煤矿井下湿度大 隔爆型电气设备的接合面极容量生锈 如果锈蚀严重 对其隔爆性能影响极大 甚至造成失爆 为此 应采取如下防锈措施 1 涂防锈油剂 在隔爆接合面上直接涂204 1防锈油 2 涂磷化底漆 这是一种新的防锈涂漆 能代替钢铁的磷化处理 其特点是 漆膜薄 仅有8 12mm 且坚韧耐久 具有极强的附着力 涂抹方便 仅用半小时即可自然干燥 漆膜不怕瓦斯爆炸时的瞬时高温 3 热磷处理 隔爆接合面经热的磷酸盐溶液处理后 在金属表面便形成一层难溶的金属薄膜 即磷化膜 可防止隔爆面的的氧化锈蚀 对在热磷处理时形成的质量差的磷化膜 可用浓度为10 15 的盐酸 HCI 溶液 即氯化氢水溶液 或加热的浓度为15 20 的苛性钠 NaOH 溶液 也叫火碱溶液 擦洗磷化膜 即可除去 也可用砂布等方法清除 4 冷磷处理 隔爆接合面经大修后 一般采用冷磷处理 使其形成一层难溶的金属磷化膜 以防止隔爆接合面氧化锈蚀 4 隔爆外壳的保养 隔爆外壳起隔爆作用 是隔爆设备的主要部件要经常检查 有水的地方要挡好 避免井下的水对它的腐蚀作用 铁器 矸石对外壳的碰撞出现变形 凹坑时 应上井修理 转动盖的开闭不能用锤子 铁棍敲打 外壳上的散热片要加以爱护 保持完好 接线箱 线嘴注意不要被支架等挤压损坏 隔爆面是隔爆设备能否起到隔爆作用的关键部位 因此 必须经常爱护 精心保养 首先要防锈蚀 不让水进入隔爆面 根据不同情况3 5天擦隔爆面一次 清除煤尘 岩尘 擦试时 要用干净的棉丝泡沫塑料 注意不要留有铁屑 砂粒 以免划伤隔爆面 隔爆面擦净后 轻轻地涂上一层防锈油 此外 要特别注意防止对隔爆面的碰撞 打开检查修理时 接合面部件要轻拿轻放 不能用螺丝刀 扁铲等工具插入隔爆间隙内硬撬硬撑 用螺丝连接的隔爆面 打开时不可剩下已经松动的一个螺钉不拆下来 以它为轴转动 使隔爆面之间相互摩擦 造成划伤 检查修理完毕盖盖时