新第三章矿山供电设备

第三章矿山供电设备

第一节开关电弧开关设备在开断电路时，开关弧隙中的气体由绝缘状态变为导电状态时有电流通过这种现象称为放电。电弧时气体放电的一种形式。电弧，从本质上说，是一种极强烈的电游离现象，其特点是光很强和温度很高

一、电弧的产生１、热电发射：触头分断电流时，阴极表面由于大电流收缩集中，出现炽热光斑，触头表面电子吸收热能发射到触头间隙，形成自由电子。２、高电场发射：触头开断初，电场强度大，触头表面电子被强行拉出。３、碰撞游离：高速电子碰撞中性质点，使中性质点变成正离子和自由电子，当离子浓度足够大时，介质击穿产生电弧。

４、热电游离：电弧中心温度高达10000摄氏度，电弧中的中性质点游离为正离子和自由电子在中性质点发生游离的同时，还存在着使带电质点不断减少的去游离。去游离的主要形式是复合与扩散。复合是异性带电质点彼此的中和。扩散是指带电质点从弧隙逸出进入周围介质中的现象。扩散的结果将会使弧柱内的带电粒子有部分扩散倒弧柱外，从而降低了弧柱中带电粒子的浓度。二、电弧的熄灭与重燃1、电弧的熄灭交流电弧电流每周自然过零两次。在电流过零时，电弧暂时熄灭。因此熄灭交流电弧，就是让交流电弧过零后电弧不重燃。交流电弧过零时自然熄灭，过零后是否重燃，取决于电源加在弧隙上的恢复电压与弧隙介质强度的耐压能力的恢复情况。交流电弧的熄灭条件是，交流电弧过后，弧隙介质强度恢复过程永远大于弧隙电压恢复过程。2、交流电弧的重燃1.气吹灭弧:多用在高压开关设备中，它利用压缩空气吹弧，也可利用电弧高温使油或固体有机物分解出的气体吹弧。三、灭弧方法

(a)(b)

吹弧方式(a)横吹；(b)纵吹2.金属栅片灭弧3.狭缝灭弧4.绝缘油灭弧：在绝缘油中开断电路时，电弧将被其他分解成气体，形成电弧的气泡，电弧便在气泡中燃烧。5.真空灭弧6.六氟化硫灭弧一、煤矿井下的环境特点及对矿用电气设备的要求（7）煤矿井下的空气中含有瓦斯和煤尘，在一定的条件下可以被点燃燃烧甚至发生爆炸，所以矿用电气设备必须具有防爆性能。井下巷道、硐室、采掘工作面等需要安装电气设备的空间都比较狭窄，这就要求矿用电气设备体积小、重量轻。第二节电气设备防爆原理井下常会发生冒顶片帮事故，使电气设备(特别是电缆)易受掉矸石的砸压，这就要求矿用电气设备不仅应有坚固的外壳，而且内部元件还应有较强的抗震能力。井下空气潮湿，相对湿度在90～95％以上，有时可达100％，而且机电硐室和巷道常有滴水或淋水，电气设备容易受潮，故对矿用电气设备的防潮性能和绝缘水平有更高的要求。井下散热条件差，有些机电硐室和巷道的温度较高，电气设备容易过热损坏，这就要求矿用电气设备应尽量用耐热性能好的铜材作导电体，并采用较高的绝缘等级。井下电气设备起动频繁，尤其是采掘工作面的电动机，一般为全压直接起动，电网电压波动范围大，负荷变化大，容易过载，所以矿用电动机等拖动设备应有较大的起动力矩和较强的过负荷能力。由于环境恶劣，井下供电系统及设备容易发生漏电、人身触电、短路、过负荷、电火灾、电雷管提前引爆等电气事故，所以必须采用各种预防措施和设置必要的保护装置，以防止各种电气事故的发生。一旦发生电气事故，保护装置应迅速切断故障部分的电源，防止事故的扩大和恶化，这样才能确保人员、矿井和设备的安全。二、矿用电气设备的类型及防爆原理采取一定措施或改进后，能在矿井井下正常使用的电气设备叫矿用电气设备。矿用一般型电气设备矿用防爆型电气设备1.矿用一般型电气设备的基本要求是：(1)外壳有一定的防水、防外物的要求。(2)引入电缆的接线端子有一定的空气间隙和漏电距离的要求。(3)有良好的耐潮性能。(4)进线装置应符合GBl336—77《防爆电气设备制造检验规程》的要求。(5)应有内、外接地螺栓。，(6)接线盒的内壁和可能产生火花的金属外壳内壁应均匀地涂上一层耐弧漆。2.矿用隔爆型电气设备考虑防爆性能而采取了一定的特别措施后，能在具有爆炸危险环境场所正常、安全使用的矿用电气设备，叫矿用防爆型电气设备。它与矿用一般型电气设备相比较，关键是增加了防爆性能，因而能在井下任何有沼气、煤尘爆炸危险的场所使用。防爆电气设备按防爆结构的不同可以分为10种类型。矿用防爆型电气设备一般又6种，见表3－11．矿用增安型电气设备(EXeI)对于正常运行时不产生电弧、火花或危险高温的电气设备或部件，采取适当措施(包括加强绝缘、增大电气间隙和漏电距离)，以进一步提高安全程度，防止内部发生短路及接地故障，并严格控制外壳的表面温度，以达防爆的目的，这种类型的设备就叫做矿用增安型电气设备。目前，这种防爆结构主要适用于井下异步电动机、照明灯、接线盒等固定式电气设备。2．矿用隔爆型电气设备(EXdI)具有隔爆外壳的矿用电气设备。隔爆外壳是利用间隙防爆原理设计制造的，它应具有足够的机械强度，能耐受内部爆炸性混合物可能产生的最大压力，并严格控制接合面的间隙、宽度及加工光洁度，使电气设备外壳内部发生的电火花及爆炸不致引燃外部爆炸性混合物。这就是说隔爆外壳必须具有耐爆和隔爆性能。耐爆性亦称爆炸稳定性，即外壳要有足够的机械强度。在外壳内爆炸性混合物的爆炸压力作用下，外壳不致于被破坏，因而爆炸所产生的火焰不能直接去点燃壳外的爆炸性混合物。试验证明，当爆炸性混合物爆炸时，外壳内产生的最大压力为0.73MPa，设备外壳净容积不同，所产生的最大压力也不同，一般都较此值为小。外壳净容积是多大，其外壳均要求能承受0．8MPa的压力。

设计隔爆外壳时，应尽量避免具有多个连通空腔的结构，这种结构由于爆炸有先后之分而极易产生压力叠加现象，使外壳不能承受而损坏。隔爆性亦称不传爆性，即当爆炸性混合物在外壳内爆炸所产生的高温气体与火焰，通过外盖与壳体的接合面喷向壳外时，受到足够的冷却，使之不能将壳外爆炸性混合物点燃。隔爆外壳的隔爆性能主要靠隔爆面长度、间隙厚度和隔爆面光洁度等参数来保证，这三个参数通常称为隔爆三要素。

3．油浸型电气设备(EXoI)将可能产生火花，电弧或危险高温的带电部件浸在油中，使之不与油面上爆炸性混食物相接触，电弧或电火花在油中被熄灭冷却，不能点燃油面上的爆炸性混合物，以达防爆的目的。采用这种方法的电气设备称作防爆充油型电气设备。

4．本质安全型电气设备(EXibI)在规定的试验条件下，正常工作或规定的故障条件下，所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，叫作本质安全电路，全部电路为本质安全电路的电气设备，叫本质安全型电气设备。

5正压型电气设备(EXpI)将新鲜空气或惰性气体送入(或充入)密封的电气设备外壳内部，并保持一定的正压，以阻止电气设备外部爆炸性混合物侵入外壳内部，使点火源与周围的爆炸性混合物相隔离，以达防爆的目的。

6．防爆特殊型电气设备(EXsI)

凡是在结构上不属于上述各基本防爆类型及各类型组合的电气设备，经国家防爆检验机构通过试验并确认其具有防爆能力的电气设备叫防爆特殊型电气设备。

三、矿用电气设备的使用范围第三节高压开关电器重点内容：高压开关电器、高压开关柜一般认为额定电压在3KV以上的电器设备为高压设备，将能接通、断开或转换高压电路的电器通称为“高压开关电器”常用的高压开关电器有熔断器、隔离开关、负荷开关和断路器。一.熔断器

它串联在电路中，当电路中通过过负荷电流或短路电流时，利用其在熔体中产生的热量使熔体熔断，切断电路，以达到保护电气设备和电网的重要任务，同时，还可以限制事故的进一步发展，确保用户安全供电。熔体熔断时会出现电弧必须采取一定的措施进行熄弧，直到电弧熄灭后，电路才算完全开断。

高压熔断器熔断器的种类

按结构和动作原理划分限流式和跌落式两种1.限流式熔断器

有显著的限流效应，在短路电流还未到达最大值前，电流即被截断开断短路电流能力大，故又称作高分断能力熔断器目前最常用的是石英砂限流式熔断器熔体采用螺旋状绕制，其长度远远超过熔管长度开断小故障电流时，常利用冶金效应使熔体熔断

这种熔断器由熔丝、磁管、石英砂和其它附件组成。注意：(1)正常情况下应将指示器朝下放置，以便观察，必要时亦可将其水平或倾斜安装。(2)熔断器的上限容量不应大于最大短路电流值，下限容量不应小于短路电流值。(3)保护高压电动机的熔丝的安—秒特性曲线，应高于高压电动机起动时的同名特性曲线2.RW4跌落式熔断器

这种熔断器利用熔丝熔断时产生的高温电弧使熔丝管内产生大量气体，引起馆内压力升高，气体以高速向外喷出产生强烈的去游离作用，使电流过零时将电弧熄灭。活动关节因熔丝熔断而释放，使熔丝管跌落，形成了明显可见的断口。二．隔离开关1.隔离开关的作用隔离开关主要用于隔离电源，以便电气设备与供电线路在检修或故障处理时为工作人员提供明显、可见的电源断口。另外，可在双路线供电线路中进行倒闸操作，即利用隔离开关将供电设备从一组母线倒换倒另一组母线上。2.隔离开关的型号（P75）3.隔离开关的分类按极数可分为单极隔离开关和三极隔离开关按装设地点可分为户内隔离开关和户外隔离开关按触头动作可分为刀式隔离开关、旋转式隔离开关和插入式隔离开关按操作结构的不同可分为手动隔离开关、电动隔离开关和气动隔离开关。1）户内隔离开关2）户外隔离开关图3－7户内隔离开关的外形结构这是一种轻型、三极隔离开关，额定电压10kv，额定电流600A选用隔离开关时，应根据额定电压、电流及安装环境等条件进行考虑，并应作短路时的动、热稳定校验。

三、负荷开关负荷开关是一种可以带符号分断电路的开关电器。1.负荷开关的作用和型号负荷开关具有简单灭弧装置，但断流容量小，故不能切断短路电流，仅适用于小容量负荷电流的手动控制。（1）能通断一定的负荷电流和过负荷电流，不能切断短路电流故障。（2）必须与高压熔断器串联，借助于熔断器切除短路电流。（3）与隔离开关一样，具有明显的断开间隙，也具有隔离电源，保证安全检修的功能。根据使用地点的不同，负荷开关有户内负荷开关和户外负荷开关之分。2.户内负荷开关这种负荷开关在闭合时，引弧动触头先接通，主触头（刀开关）后闭合；开关断开时，主触头先断开，引弧刀后断开。这样可使电弧在引弧动触头上产生喝熄灭，以保护主触头不别电弧烧伤。高压断路器的作用

控制作用根据电网运行需要，用高压断路器把一部分电力设备或线路投入或退出运行。保护作用。

四、断路器它既可切换正常负载电流，又可切换短路故障电流，即同时承担着控制和保护的双重任务。大部分断路器都能进行快速重合闸操作，即在临时性故障排除后，能使被切断的电路恢复正常运行。(一）断路器的型号及主要技术参数1.型号2.主要技术参数（1）额定电压（2）额定电流（3）额定开断电流（4）额定断流容量（5）热稳定电流（6）动稳定电流（7）断路器的分、合闸时间1)多油断路器这是一种用油兼作灭弧、绝缘介质的断路器，特点是箱内充油较多.

按灭弧介质划分，有多油、少油、六氟化硫(SF6)和真空等断路器（二）断路器的种类开关触头在绝缘油中闭合和断开。油兼有灭弧和绝缘功能，油量多，有易燃易爆危险。体积大，维护麻烦。2)少油断路器少油断路器充油较少，油只作熄弧介质用，载流部分的绝缘是靠空气和瓷瓶实现的。因其用油量少且油箱结构坚固，故具有使用安全、安装简单的特点。

3）真空断路器真空断路器

以真空作为灭弧和绝缘介质真空的绝缘强度比变压器油及三大气压下的SF6或空气等绝缘强度高得多。真空灭弧室的绝缘性能好，触头开距小，要求操动机构提供的能量也小；电弧电压低，电弧能量小，开断时触头表面烧损轻微真空断路器的机械寿命和电气寿命都很高真空灭弧室4)SF6断路器SF6断路器应用SF6气体作为绝缘介质和灭弧介质。使用低压力的SF6气体作为绝缘介质，在进行分闸操作时，利用高压力的SF6气体吹拂电弧使之熄灭。SF6气体的性能

具有优良的绝缘性能无色、无味、无毒、非燃烧性、亦不助燃的非金属化合物极易与电子结合形成负离子分子中不含碳化学性质非常稳定具有非常优良的灭弧特性五、高压开关电器的选择（一）环境条件根据开关电器工作的环境选择合适的型号（二）按正常工作参数选择开关电器1．根据额定电压选择按电网额定电压选择电气设备的额定电压UN≥UNW2．根据额定电流选择电气设备的额定电流IN应不小于通过它的最大长时负荷电流Ica（或计算电流Ica），即IN≥Ica若已知电气设备的最高允许工作温度，当环境最高温度高于40℃，但不超过60℃时，额定电流也可按下式修正：3、按短路条件校验电气设备1）开关电器断流能力的校验2．动稳定性校验

高压开关柜是以高压开关为主，按一定的接线方案，针对使用场合、控制对象及主要电气元件的特点，将有关的一、二次设备组合起来，装于封闭式或敞开式金属柜内的一种高压成套配电装置。组成：母线、高压开关、电流及电压互感器、计量仪表和保护装置、信号及操动机构等。根据结构不同，高压开关柜分普通型、矿用一般型和隔爆型等。第四节高压开关柜这是适用于一般环境的一种高压开关柜，各种型式高压开关柜的结构，见有关产品样本。分普通型和手车式，型号含义P851.主要特点（1）一个开关柜有一个确定的主回路方案合一个辅助回路。（2）有功能完善的“五防”措施防止误分、合断路器防止带负荷分、合隔离开关防止带电挂接地线防止带接地线合隔离开关防止人员误入带电隔间（3）具有接地的金属外壳（4）具有抑制内部故障的功能一、普通型高压开关柜2.KYN-10型金属铠装封闭移开式高压开关柜二．矿用一般型高压开关柜1）

结构要求满足《煤矿用电器设备制造规程》的相关要求；（1）全封闭外壳，具有防机械损伤，防潮构造。（2）能在温度35度、相对湿度97%的空气中有良好的绝缘，绝缘材料具有耐油性和耐弧性。（3）引入电缆接线端子有一定的漏电距离和气隙。（4）高压油断路器的使用额定电流容量应为实际最大值的一半。（5）应有防误操作的机械联锁装置。（6）电缆引出线应有接线盒，或用插销连接电缆。目前我国露天煤矿及无瓦斯、煤尘突出的矿井井底车场、进风大巷或井下中央变电所常用的有GKW－1型、GKFC－1型、GFW－1型高压开关柜等，GKFC－1型为手车式开关柜。手车上装有机械连锁装置，以保证：（1）当手车在柜外时，若断路器合闸，则手车不能推入柜内。（2）当手车推入柜内并将断路器合闸后，隔离开关合不上。（3）当断路器运行时，隔离开关分不开，同时手车亦被锁住。三．隔爆型高压真空配电装置矿用隔爆型高压配电箱适用于有瓦斯和煤尘爆炸危险的矿井井下中央变电所、采区变电所和其他场所向变压器、高压电动机和高压分支线路供电。型号及技术数据见90

第四节低压配电开关井下使用的低压配电开关包括隔爆自动馈电开关和隔爆手动起动器两大类。前者容量较大，主要用来作低压总开关和分路总开关，后者容量较小，主要用于小负荷线路、照明变压器的控制保护。配电开关当然也可用来控制保护相应容量的鼠笼式电动机。下面简要介绍常用的几种低压配电开关。一、DW80-100F系列隔爆自动馈电开关型号及技术数据D:自动空气“断”路器W:“万”能式8:隔爆0:设计序号100:额定电流(A)F:带分励脱扣器技术数据见表l—9。二、BKD1-400Z/660Z(F)型矿用隔爆真空馈电开关

适用于煤矿井下，在交流50HZ、电压660V或380V、额定电流400A以下的线路中作为配电总开关或分路总开关。BKD1-400Z/660Z(F)：BKD：真空防爆馈电开关1：设计序号400：额定工作电流Z：真空型660：额定工作电压Z(F):用途代号，Z:总开关F:分路开关主要技术数据表P421－10三、BLZ系列矿用隔爆真空馈电开关用途：作为200---1250V隔爆型移动变电站中的低压侧，也可作为供电总开关和分路开关。当电网中出现过载、断路、欠压和漏电故障时跳闸。BLZ1-630E型号及主要技术指标BL：矿用隔爆型Z:真空馈电开关1：设计序号630：额定工作电流E(D):与移动变电站配用（独立适用）四、QS81系列隔爆手动开关低压隔爆手动开关（又称手动起动器）主要用于瓦斯煤尘爆炸危险的矿井，用于控制不需要频繁启动和停止交流380V、660V的三相鼠笼异步电动机。如：井下小水泵、局部通风机、照明及信号装置等。型号及技术数据P46五、隔爆插销开关用于井下照明设备和电钻，有接触式开关和带熔断器的插销组成。一、电力变压器1．低损耗电力变压器

2．矿用动力变压器3．矿用隔爆干式变压器与油浸变压器相比，干式变压器具有下述明显优点：①没有火灾和爆炸危险；②不存在变压器油的老化问题，因而维护检修工作量大为减少；⑧附属部件简单，没有贮油柜、安全气道和油门等部件及密封问题，且体积小、重量轻。第五节电力变压器和移动变电站

1)KSG型矿用隔爆干式照明变压器2)KsGB型矿用隔爆干式电力变压器3)KBSG型矿用隔爆干式电力变压器4)KBSG--T型矿用隔爆干式电力变压器二、移动变电站用于把从煤矿井下采区变电所引来的6kV高压，变为1200v或690v电压，向采煤工作面电气设备供电。移动变电站具有隔爆结构，适用于有沼气、煤尘爆炸危险的矿井。其型号含义为：K——矿用隔爆；S——三相；G——干式；Z——组合；Y——移动。组成结构移动变电站由隔爆高压负荷开关箱、隔爆干式变压器和隔爆低压馈电开关箱组成。具体性能描述P56第六节矿用电缆煤矿井下常用的动力电缆主要有铠装、橡套、塑料等类。铠装电缆主要在井筒和巷道中作井下输电干线向固定设备供电用；橡套电缆主要在采掘工作面供移动机械连线用；而塑料电缆近年来已在煤矿得到了各种应用。1：主芯线。2：相间绝缘层。3：黄麻填料。4统包纸绝缘层。5：铅包层。6：纸衬垫。7：黄麻护层。8：钢丝或带构成的铠装。

型号及使用场所见表二、橡套电缆橡套电缆型号较多，基本上有普通型和屏蔽型两类。1分类及主要用途2.接地开关接地开关的作用是将电气设备人为接地具有一定的关合能力以保护开关设备内其它电气设备不受损坏停电检修时，为保证人身设备安全，经常利用接地开关进行安全接地。在某些情况下，还可以与断路器、快分开关等设备配合使用，开断负荷电流和短路电流。合闸时利用弹簧蓄能分闸通过手动操作操动机构完成3.负荷开关负荷开关主要用来接通和断开正常负荷电流带有热脱扣器的负荷开关还具有过载保护功能装有灭弧装置，有一定的灭弧能力，但不能开断短路电流结构较断路器简单，价格也相对低廉负荷开关的分类固体产气式负荷开关油浸式负荷开关压气式负荷开关真空负荷开关谢谢观看/欢迎下载BYFAITHIMEANAVISIONOFGOODONECHERISHESANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES.BYFAITHIBYFAITH最易遭老板“炒”的15种员工广东韦邦集团李双华有人在工作中出了问题，于是首先想到的是换一家企业去工作，考虑的只是换一个环境而已，根本没有反思自身的问题。可是，换了工作环境问题却依然存在啊！老板虽然换了，但他们考虑“炒鱿鱼”的因素是一致的。那么，老板眼中什么样的人会被炒掉呢？这类对象一般是刚刚参加工作不久的职场新鲜人，对突发事件往往措手