第五讲 电气设备及其选择

1、Instructor:Instructor:张仕进张仕进College of Resources & Environmental ScienceCollege of Resources & Environmental ScienceChongqing UniversityChongqing University电弧：有触点的开关电气设备动作时，电弧：有触点的开关电气设备动作时，静触头和动触头间产生的弧光。静触头和动触头间产生的弧光。电弧是开关设备操作过程中发生的一电弧是开关设备操作过程中发生的一种物理现象，实质是一种极强烈的电游种物理现象，实质是一种极强烈的电游离现象或气体放电

2、现象。离现象或气体放电现象。游离过程：中性质点转化为带电质点游离过程：中性质点转化为带电质点的过程，是开关电器的动、静触头间的的过程，是开关电器的动、静触头间的空气由绝缘变为导体的过程。空气由绝缘变为导体的过程。电弧的基本知识电弧的基本知识电弧产生的物理过程：电弧产生的物理过程：强电场发射：触头分离瞬间，全电路的电强电场发射：触头分离瞬间，全电路的电压加在两触头间，电场强度急剧增大。压加在两触头间，电场强度急剧增大。 热电场发射：触头分离瞬间，接触面积很热电场发射：触头分离瞬间，接触面积很小，接触电阻较大，产生大量热。小，接触电阻较大，产生大量热。碰撞游离：电子碰撞中性质点，产生自由碰撞游离：

3、电子碰撞中性质点，产生自由电子和正离子，发生联锁反应，产生电子和正离子，发生联锁反应，产生“雪崩雪崩效应效应”，开始弧光放电。，开始弧光放电。热游离：电弧表面温度高达热游离：电弧表面温度高达3000400030004000中心温度高达中心温度高达1000010000，进一步加剧了游离，进一步加剧了游离过程。过程。电弧的基本知识电弧的基本知识电弧的危害：电弧的危害：延长了切断时间；延长了切断时间；温度高，易烧坏电气设备，严重时可发生火温度高，易烧坏电气设备，严重时可发生火灾；灾；弧光会影响人的视力。弧光会影响人的视力。电弧的熄灭电弧的熄灭去游离。去游离。游离游离 去游离，电弧增强。游离、去游离去

4、游离，电弧增强。游离、去游离平衡，电弧维持。游离平衡，电弧维持。游离去游离，电弧熄灭。去游离，电弧熄灭。去游离形式：复合、扩散。去游离形式：复合、扩散。电弧的基本知识电弧的基本知识交流电弧的基本特点：交流电弧的基本特点：交流电弧过零时，电弧会暂时熄灭，温度降交流电弧过零时，电弧会暂时熄灭，温度降低，热游离中止，去游离增强；低，热游离中止，去游离增强；在阴极附近很小的弧隙区域内有较大的介质在阴极附近很小的弧隙区域内有较大的介质强度（近阴极效应）。当外加电压小于强度（近阴极效应）。当外加电压小于150250V150250V时，电弧会熄灭。时，电弧会熄灭。电弧的基本知识电弧的基本知识电弧的基本知识电

5、弧的基本知识电弧的基本知识电弧的基本知识6 6、粗弧分细灭弧法（改善散热条件、粗弧分细灭弧法（改善散热条件、降温）。降温）。7 7、真空灭弧法、真空灭弧法8 8、特殊气体灭弧法、特殊气体灭弧法对电气设备触头的基本要求：对电气设备触头的基本要求：1 1、满足正常负荷的发热要求，需要附、满足正常负荷的发热要求，需要附加特殊材料；加特殊材料；2 2、具有足够的机械强度；、具有足够的机械强度；3 3、具有足够的动稳定度和热稳定度；、具有足够的动稳定度和热稳定度；4 4、具有足够的断流能力、具有足够的断流能力电弧的基本知识电弧的基本知识电气设备选择原则电气设备选择原则tItItima22电气设备校验电气

6、设备校验maxiishmaxIIsh电气设备校验电气设备校验maxkOFFSS）（3maxkOFFII）（3maxkImaxkSOFFIOFFS电气设备校验电气设备校验互感器：互感器： 是一种特殊的变压器，用于一次回路与二次回路间的是一种特殊的变压器，用于一次回路与二次回路间的联络，属于一次设备。联络，属于一次设备。分类：分类：电压互感器电压互感器电流互感器电流互感器1 1）2 2）3 3）两相接线：又）两相接线：又称不完全星形接线，称不完全星形接线，一般用于一般用于110kv110kv以以下的线路或母联分下的线路或母联分段回路段回路 特点：特点：一次绕组并接于一次回路，一次绕组并接于一次回路

7、，阻抗大，其一次侧电压由母阻抗大，其一次侧电压由母线电压决定；线电压决定；二次侧所接表计阻抗大；二次侧所接表计阻抗大；使用时二次侧严禁短路。使用时二次侧严禁短路。电压互感器一般母线加装，为了测量线电压、相电压、相与地电压及零序电压，通常采取图示接线22ZZN22SSNshNesiIK1212/NOFFesIiK1/NttIIK imaNttItIK221)(22SSN222)()(QPS返回caalIIalIcaIeccaecJIS/ecScaIecJimatCISSminSminSCimatIalcacaalWMca1max10FWllalalcaFF6 . 0caFalFKFFcatItI

8、tima22返回返回矿用电气设备的特点矿用电气设备的特点井下环境：井下环境：空间狭窄、冒顶、片帮、涌水、空间狭窄、冒顶、片帮、涌水、淋水、潮湿、瓦斯、煤电、负荷变大等。淋水、潮湿、瓦斯、煤电、负荷变大等。 矿用电气设备的特点：矿用电气设备的特点：适应于在井下环境工作。适应于在井下环境工作。 瓦斯、煤尘燃烧和爆炸的条件及预防瓦斯、煤尘燃烧和爆炸的条件及预防瓦斯、煤尘燃烧和爆炸的条件：瓦斯、煤尘燃烧和爆炸的条件：1）浓度）浓度 2）高温热源）高温热源预防方法：预防方法：1）降低浓度、通风洒水）降低浓度、通风洒水 2）限制高温热源）限制高温热源 矿用电气设备矿用电气设备防爆原理防爆原理 隔爆外壳：隔

9、爆外壳： 1 1）耐爆性能；）耐爆性能；2 2）隔爆结合面。）隔爆结合面。本质安全型电路本质安全型电路 1 1）本质安全型电路。）本质安全型电路。 2 2）引爆瓦斯最小能量：）引爆瓦斯最小能量：0.28mJ0.28mJ。 3 3）火花能量：）火花能量：0.02mJ0.02mJ。 4 4）限制火花能量的主要方法。）限制火花能量的主要方法。 5 5）应用：低电压、小电流。）应用：低电压、小电流。 6 6）特点：体积小、重量轻、安全可靠等。）特点：体积小、重量轻、安全可靠等。矿用电气设备矿用电气设备矿用电气设备矿用电气设备矿用电气设备的类型矿用电气设备的类型矿用一般型（标志符号为矿用一般型（标志符号

10、为“KY”） 应用（非防爆设备）在无瓦斯、煤尘场所。应用（非防爆设备）在无瓦斯、煤尘场所。 矿用防爆型（标志符号为矿用防爆型（标志符号为“Ex”） 类型：防爆型电气设备、安全型电气设备、本质类型：防爆型电气设备、安全型电气设备、本质安全型电气设备、防爆本质安全型电气设备等。安全型电气设备、防爆本质安全型电气设备等。 矿用电气设备矿用电气设备 矿用高压配电箱是将高压隔离开关、矿用高压配电箱是将高压隔离开关、高压断路器、互感器、测量仪表以及保高压断路器、互感器、测量仪表以及保护装置组装在封闭外壳内的一种成套配护装置组装在封闭外壳内的一种成套配电装置，用于接受和分配高压电能，控电装置，用于接受和分配

11、高压电能，控制和保护高压线路或高压电气设备。制和保护高压线路或高压电气设备。矿用电气设备矿用电气设备型号含义：型号含义：K Y G G - 2 Z - 矿用一般型高压开关固定式一次接线方案号真空设计序号矿用电气设备矿用电气设备1、应用场所：无煤尘、瓦斯突出的中央变电所。、应用场所：无煤尘、瓦斯突出的中央变电所。 2、控制对象：控制和保护、控制对象：控制和保护6(10)kV电缆线路、矿用变压器或电缆线路、矿用变压器或高压电动机。高压电动机。 3、 KYGG-2Z型高压配电箱结构特点：断路器设有欠压和过型高压配电箱结构特点：断路器设有欠压和过电流速动脱扣装置。电流速动脱扣装置。矿用电气设备矿用电气

12、设备型号含义：型号含义：B G P 9L - A隔爆高压配电箱系列号额定电压 KV90年代设计矿用电气设备矿用电气设备1、应用场所：有瓦斯、煤尘爆炸危险的煤矿井下。、应用场所：有瓦斯、煤尘爆炸危险的煤矿井下。 2、控制对象：作为配电开关用来控制和保护变压器及高压、控制对象：作为配电开关用来控制和保护变压器及高压电动机。电动机。 3、类型：、类型：PB3EGA、DB66和和BGP等系列。等系列。矿用电气设备矿用电气设备 矿用低压自动馈电开关矿用低压自动馈电开关是将隔离开关、断路器、是将隔离开关、断路器、保护装置组装在隔爆外壳保护装置组装在隔爆外壳内的一种成套配电装置，内的一种成套配电装置，用于接

13、受和分配低压电能、用于接受和分配低压电能、控制和保护低压线路。控制和保护低压线路。矿用电气设备矿用电气设备一、用途与结构一、用途与结构 1、应用场合：有瓦斯煤尘爆炸危险的场、应用场合：有瓦斯煤尘爆炸危险的场所、井下变电所或配电点。所、井下变电所或配电点。 2、控制对象：作为配电开关，控制保护、控制对象：作为配电开关，控制保护低压供电线路。低压供电线路。 3、作用：、作用： （1）在正常操作时手动分、合闸，当被）在正常操作时手动分、合闸，当被保护线路发生短路或漏电等故障时，自动保护线路发生短路或漏电等故障时，自动跳闸起到保护作用。跳闸起到保护作用。（2）具有过载、短路、过电压、欠电、）具有过载、

14、短路、过电压、欠电、漏漏 电和漏电闭锁保护；具有断路器故障测电和漏电闭锁保护；具有断路器故障测试、保护功能自检测、系统自检、网络通试、保护功能自检测、系统自检、网络通讯等功能；具有电源、通讯状态、运行、讯等功能；具有电源、通讯状态、运行、过载预告、故障等指示灯和液晶屏信号指过载预告、故障等指示灯和液晶屏信号指示。示。矿用电气设备矿用电气设备隔爆型电磁启动器是一隔爆型电磁启动器是一种组合电器，他将隔离种组合电器，他将隔离开关、接触器、按钮、开关、接触器、按钮、保护装置等元件装在隔保护装置等元件装在隔爆外壳中，用于控制和爆外壳中，用于控制和保护电动机。由于它控保护电动机。由于它控制方便、保护完善，在制方便、保护完善，在煤矿井下得到广泛应用。煤矿井下得到广泛应用。矿用电气设备矿用电