(矿山电工学)3设备ppt课件

1、第三章 矿山供电设备第三章 矿山供电设备第一节 开关电弧第二节 电气设备防爆原理第三节 高压开关电器第四节 高压开关柜第五节 低压配电开关矿山第六节 电力变压器和挪动变电站第七节 矿用电缆第八节 *电缆缺点探测(简介 . 一、什么是电弧？ 介质被击穿导电而构成的亮度强、温度高的弧光，这一弧光称电弧。 二、电弧的产生与维持： 触头分别温度热游离强电场发射 运动碰撞游离发弧温度热游离电弧 维持。 三、电弧的熄灭条件： 电弧熄灭的条件是：去游离率游离率3-1 开关电弧. 四、电弧的危害： 1、伤人； 2、损坏设备； 3、延伸缺点时间。 五、灭弧方法：(目前常用) 1、速拉灭弧法： 2、冷却灭弧法：

2、3、吹弧灭弧法图：4、长弧切短灭弧法图：5、粗弧分细灭弧法：6、狭沟灭弧法：7、真空灭弧法：8、惰性气体灭弧法等。(原理和手段) 3-1 开关电弧.3-2 矿用电气设备的防爆原理一、矿用电气设备的要求: 1、井下巷道硐室和采掘任务面的空间狭窄，要求电气设备体积小、分量轻； 2、由于顶板压力及放炮的影响，电气设备及电缆易受损伤，要求电气设备有巩固的外壳、内部元件有较强的抗震才干。 3、井下空气潮湿，有滴水，电气设备易受潮，要求电气设备防潮性能和绝缘程度要高。 4、井下瓦斯、煤尘，在一定条件下可以点燃和爆炸，要求电气设备具有防爆性能。 5、井下电气设备启动频繁，负荷变化较大，容易过载，要求电气设备

3、有较强的过负荷才干和起动力矩。.二、爆炸条件和预防措施: 1、爆炸条件： 瓦斯浓度：5-16% 温度：650-750火源 2、预防措施： 将沼气和煤气的含量严厉控制在非爆炸的范围之下通风； 控制井下各种能够引爆的热源、火源、电源； 完善井下供电系统的维护安装及时切断电源； 建立各种有效的平安和操作制度管理手段。3-2 矿用电气设备的防爆原理.三、防暴原理： 1、隔爆性和耐爆性： 隔爆性：外壳内爆炸后，高温暖火焰经过接合面喷出时，遭到足够的冷却 防爆面P72表3-3。 耐爆性：外壳内爆炸后，外壳不至于破坏外壳的机械强度P72表3-2。 2、隔爆面三要素：如图 间隙P72表3-3、宽度P72表3-

4、3、粗糙度 6.3四、常见矿用防爆电气设备： 增安型：采用适当措施，任务时不产生电弧、火化、高温的部件，Exe 防爆型：外壳具有耐爆和隔爆性能，Exd 充油型：将能够产生火花、电弧、高温的部件浸在油中，Exo 本质平安型：任务时所产生的电火花和热均不能点燃，Exi 正压型：利用新颖空气、惰性气体，是外壳内坚持一定的正压，Ixp 特殊型：除上面外属这种，但需国家确认，Exs3-2 矿用电气设备的防爆原理.3-2 矿用电气设备的防爆原理. 设备类型 标 志 设备类型 标 志隔爆型d无火花型n本质安全型i浇封型m增安型e气密型h正压型p防爆特殊型s充油型o充砂型q防爆电气设备Ex防爆总标志另外：a、

5、b、c为维护等级，b适宜煤矿用。3-2 矿用电气设备的防爆原理. 五、适用范围：见表3-4所示 。P73 户内用、户外用；井上、井下；高瓦斯矿井、低瓦斯矿井；普通型、矿用普通型、隔爆型；总开关、分开关等。 3-2 矿用电气设备的防爆原理.本节小结：一、矿用电气设备的要求二、爆炸条件和预防措施三、防暴原理四、常见矿用防爆电气设备型号五、运用范围 3-2 矿用电气设备的防爆原理. 一、高压熔断器:(符号含义图 是一种当电流超越规定值时缺点电流，使其熔体发热熔化,从而断开电路的维护电器，并对电路及电路中的设备进展维护，该元件称为熔断器。按其构造和动作原理分：限流式和跌落式两种。 一限流式熔断器户内：

6、 1、构造：如图3-5所示。主要由熔体丝、磁管、石英砂和附件组成。RN1的熔体上焊有小锡球 ，RN3的熔体采用的是变截面熔片。 2、任务原理： 该熔断器同时采用几种灭弧方式粗分细、长切短、狭沟，故是一种灭弧才干很强的熔断器，能在短路电流未达冲击值即短路后不到半个周期0.01秒即能完全熄灭电弧，使线路和设备不受冲击电流的影响，因此，称为“限流式熔断器。3-3 高压开关电器.R：熔断器安装场所：N-户内式W-户外式X-限制式户外不限设计序号额定电压补充型号：F-负载型G-改良型额定电流额定容量其它标志 高压熔断器符号含义 3-3 高压开关电器.二RW4系列跌落式熔断器： 1、构造： 如图3-6所示

7、，由绝缘瓷瓶、上下触头、熔管、熔丝等组成。 2、任务原理： 该熔断器采用“逐级排放的新构造，当缺点电流小时，上端封锁构成单端排气；当缺点电流大时，由于产生的气压很大，使上端盖冲开构成两端排气。但该熔断器的灭弧速度不高，没有限流作用。 3-3 高压开关电器. 二、高压隔分开关：符号含义 高压隔分开关主要用来隔离高压电源，有明显可见的断电间隙，以保证其它电器设备的平安检修。它没有专门的灭弧安装，所以不能带负荷操作,更不能缺点时跳闸。按安装地点分为户内图3-7或户外式图3-8两种 。 3-3 高压开关电器.G：高压隔分开关安装场所：N-户内式W-户外式设计序号额定电压T表示一致设计G表示改良型额定电

8、流 高压隔分开关符号含义 3-3 高压开关电器. 三、高压负荷开关：符号含义 高压负荷开关就是在隔分开关上加装一个简单的灭弧安装。用在高压电路中通断负荷电流，也能在过负荷时，自动跳闸，但不能开断短路电流，这时只能借助高压熔断器来断开短路电流。图3-3 高压开关电器.F：高压负荷开关安装场所：N-户内式W-户外式设计序号额定电压最大断开电流额定电流 高压负荷开关符号含义 3-3 高压开关电器. 四、高压断路器：符号含义图 1、用途： 用在高压电路中通断负荷电流，并在严重过负荷和短路时自动跳闸，故能切断过负荷电流和短路电流。 2、分类： 按采用的灭弧介质分：多油、少油、六氟化硫、真空。目前运用最广

9、的是真空断路器。 多油：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，如下图 。3-3 高压开关电器.高压断路器符号含义 产品称号：S-少油断路器D-多油断路器Z-真空断路器L-SF6断路器K-空气断路器C-磁吹断路器安装场所：N-户内式W-户外式设计序号额定电压其它标志：G：改装型I、II、III断流才干代号额定电流开断电流断流容量3-3 高压开关电器. 少油：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，是柜架、传动部分、油箱三个主要部分组成，油箱内装有灭弧安装。图 真空：是采用高真空作灭弧介质的一种新型的开断交流电路的断电器，其中心部件是真空灭弧

10、室，如图3-10所示 。特点：动作快、灭弧时间短，适于频繁操作，但造价高，能引起过电压。 SF6：是利用六氟化硫气体作灭弧介质的一种断路器。六氟化硫是一种化学性能非常稳定的惰性气体，具有良好的绝缘、灭弧性能。图3-3 高压开关电器. 五、高压开关选择： 1、类型选择:见表3-4所示 。P73 户内用、户外用；井上、井下；普通型、矿用普通型、隔爆型；总开关、分开关等。 2、按技术参数选择: 额定电压应大于等于接入电网的额定电压； 额定电流应大于等于其长时最大任务电流； 按最大三相短路电流校验其动(S)、热(I)稳定。 3、管理制度: 执行验证采购制度，要求“一证一标齐全， 平安标志准用证MA，消

11、费答应证，防爆合格证。 3-3 高压开关电器.本节小结：一、熔断器二、隔分开关三、负荷开关四、断路器五、选择 3-3 高压开关电器. 一、概述 1、定义： 是将高压开关及二次设备，按一定的接线方案组合起来，并封装到某种金属柜体内的一种高压成套配电安装。 2、组成： 母线、高压开关断路器、隔分开关、互感器、计量仪表、维护安装、信号系统、操作机构等组成。 3、分类： 按柜体不同可分为：普通型、普通矿用型、隔爆型三种。3-4 高压开关柜. 4、应具有“五防功能： * 防止误分、合断路器； * 防止带负荷分、合隔分开关： * 防止带电挂接地线； * 防止带地接线合隔分开关； * 防止人员误入带电间隔。

12、3-4 高压开关柜. 二、高压开关柜引见： 符号含义图 一普通型：GG、XGN、JYN系列图 构造：外壳不封锁 用途：用于地面的普通环境，室内用，10KV (3)技术参数：P87表3-6所示。 二矿用普通型：KGS、KYN系列如图3-16所示 构造：a、全封锁外壳防损伤、防潮； b、能在35、湿度97%的条件下正常任务；c、有电缆接线端子有一定的平安间隔和接线盒；d、柜内的断路器的额定断流容量应为实践最大值的一半。 用途： 用于地面的普通环境，也可用于井下中央变电所。(低瓦斯矿井并通风好) (3)技术参数：P89表3-7所示。3-4 高压开关柜.K-铠装式J-间隔式X-箱型H-环网式B-隔爆型

13、构造方式：G：固定式Y：移开式 手车式S、 中置式安装场所NW设计序号额定电压一次线路方案操作机构：D-电磁式T-弹簧式新系列高压开关柜的型号表示和含义3-4 高压开关柜. 三隔爆型：目前BGP、PBG、PJG三大系列 1、BGP9L-6G型 1构造：隔爆箱和机芯组成。如图3-17所示 2用途：用于井下。 3电气原理框图：如图3-18所示P93 合闸：按下HA(+)-XKFA2QFMHA(-) 分闸：按下FA2FU1FA2二极管FQFA1地 4ZLZB-5X综保功能： 过载维护短路维护漏电维护绝缘监视维护过压维护欠压维护。3-4 高压开关柜. 2、BGP5010(6)型 1构造：隔爆箱和机芯组

14、成。如图3-19所示 门为平开式，分A、B、C、D四种型号 2用途：用于井下。 3SDZB综保功能： 过载维护短路维护漏电维护绝缘监视维护 过压维护欠压维护。 三、高压开关柜选择 同前开关电器的选择。 3-4 高压开关柜. 本节小结：* 组成和分类* 开关柜引见 * 高压开关柜选型3-4 高压开关柜. (1) 按灭弧构造分为不带灭弧罩和带灭弧罩两种。不带灭弧罩的刀开关只能无负荷操作，起隔分开关的作用；带灭弧罩的刀开关能通断一定的负荷电流，同时具有隔分开关的作用。 (2) 按操作方式分为手柄直接操作式和杠杆传动操作式两种。 (3) 按极数分为单极、双极和三极刀开关。 (4) 按用途分为单头刀开关

15、和双头刀开关。双头刀开关的刀闸为双向通断，可用于切换操作，即用于两种以上电源或负载的转换和通断。 1、低压刀开关有以下几种分类方法：一、常见低压开关设备的引见35 低压配电安装及开关.2刀熔开关 (1) HR3刀熔开关是最常见的刀熔开关之一。它是将HD型刀开关的闸刀换成RTO型熔断器的具有刀形触头的熔管。 (2) HR5型新式刀熔开关，它与HR3型的主要区别是用NT型低压高分断熔断器取代了RT0型熔断器，作短路维护用。具有构造紧凑、运用维护方便、操作平安可靠等特点；能进展单相熔断的监测，有效防止因熔断器的单相熔断所呵斥的电动机缺相运转缺点。HR5是目前被越来越多采用的一种新式刀熔开关。 35

16、低压配电安装及开关.3低压断路器主触头 跳钩 锁扣 分励脱扣器 欠压脱扣器 脱扣按钮 电阻 热脱扣器 过电流脱扣器 35 低压配电安装及开关.二、低压成套配电安装的相关概念一定义 所谓的低压成套配电安装是按一定的线路方案将有关的低压一、二次设备组装在一同的一种成套配电安装，在低压配电系统中作控制、维护和计量之用。包括安装在低压配电室的低压配电屏(柜)和各种场所的配电箱。35 低压配电安装及开关.二低压成套配电安装的类型符号含义1低压配电柜 抽屉式，电器元件安装在各个抽屉内，再按一、二次线路方案将有关功能单元的抽屉叠装在封锁的金属柜体内，可按需求推入或抽出； 固定式，一切电器元件都为固定安装、固

17、定接线； 混合式，安装方式为固定和插入混合安装。2低压配电箱 低压配电箱主要包括两种类型：动力配电箱和照明配电箱。 35 低压配电安装及开关. (三) 低压成套配电安装的类型及型号含义 低压配电柜：P-开启式G-封锁式型号特征：G-固定式H-混合式用途代号设计序号辅助电路方案主电路方案35 低压配电安装及开关. 三、简单引见几种矿用低压馈电开关 一DW80系列老式 1、用途：井下，总开关、分支总开关； 2、型号：D-断、 W-万 、 8-防爆 、 0-设计序号、 200-额定电压、 F-分励器； 3、构造：如图a、b所示，隔爆外壳 、三极自动空气断路器，这种开关在构造上的几个特点： 机械闭锁：

18、外盖和手柄上有圆孔，经过闭锁螺丝来实现； 主触点的分层：份上、下两层，为维护主触头； 灭弧是采用灭弧栅。 目前以真空化 35 低压配电安装及开关.二BKD系列矿用隔爆真空馈电开关过度型 1、用途：井下，总开关、分支开关。也可以用于控制不频繁启动的电机。 2、型号： BKD-隔爆矿用低压开关， Z-真空， 400A额定电流， 660V额定电压， Z-总开关， F-分支开关，1设计序号。 3、构造：如图 所示 ，隔爆外壳、真空断路器。 4、维护：过载反时限特性、短路、漏电维护、漏电闭锁、失压维护、过压维护。 5、灭弧：真空灭弧法。35 低压配电安装及开关. 三KBZ-400(500、630)/11

19、40D系列矿用隔爆真空馈电开关目前常用 1、用途：井下，总开关、分支开关、挪动变电站低压侧；也可以用于控制不频繁启动的电机。 2、型号：KB-矿用隔爆型，Z-真空开关，400额定电流， 1140V-额定电压，ED-挪动变电站用或单独用。 3、构造：如图3-21所示P98 ，隔爆外壳、真空断路器、电气部分如图3-22所示检漏板、信号板、脱扣板等组成控制维护插件。 4、维护：过载反时限特性、短路、漏电维护、漏电闭锁、失压维护、过压维护。35 低压配电安装及开关. 四QSS81系列隔爆手动开关： 如图3-27a、b所示P113，这种开关主要用于控制小负荷，其构造特点同老式的DW80根本一样，不同点如

20、下： 1、过流线圈换成熔断器；2、无跳闸线圈； 3、不能自动跳闸；4、体积小。 五BGK、BCK、BCX等系列隔爆插销开关： 这种开关主要用于控制照明和电钻等小负荷，仅具有机械闭锁，用熔断器来维护。技术参数如表3-17所示P114。 四、低压开关选择：同高压开关选择。 35 低压配电安装及开关.本节小结 一、民用低压开关； 二、低压开关柜 三、引见几种低压馈电开关： 隔爆型自动馈电开关： DW80系列 、BKD1-400Z/660ZF型 、 KBZ-400(500、630)/1140D系列等。 隔爆型手动开关： QSS81系列 、CH-1516型 ； 35 低压配电安装及开关.本节内容简介:

21、一、电力变压器: 二、三种动力变压器构造比较： 三、挪动变电站： 四、互感器：3-6 电力变压器和挪动变电站3-6 电力变压器和挪动变电站. 一、电力变压器符号含义图 1、分类： 按用途分：普通型、矿用普通型、矿用隔爆型。 S-三相 J-节能 L-铝 K-矿用 G-干式 B-隔爆 * 普通型SJL1老、SL7、S9、S11新：用于井上变电所。 * 矿用普通型KSJ3旧 KS7、KS9、KS11新：用于井上变电所或低瓦斯矿井井下中央变电所。 * 矿用隔爆型KSG KSGB：井下高瓦斯矿井井下各级变电所 。 按绕组资料分：铜、铝两种 按绕组数分：三相双绕组、三相三绕组3-6 电力变压器和挪动变电站

22、. 2、电力变压器的额定容量：是指它在规定的环境温度20、运用年限内20年所能延续输出的最大视在功率kVA。 环境温度对变压器容易有很大影响，如： 对室外： 对室内： ST实践容量；K温度校正系数；SNT额定容量；oav实践温度。3-6 电力变压器和挪动变电站. 变压器的正常过负荷才干: 普通情况按下式确定： 式中： STOL-过负荷才干；KoL过负荷系数； SNT-额定容量；1.2室内；1.3室外。 过负荷值：30% 45% 60% 75% 100% 200% 允许时间：120分 80分 45分 20分 10分 1.5分 3、电力变压器的技术参数：P115124 表3-18、19、20、21

23、、22、23、24、25、26、273-6 电力变压器和挪动变电站. 二、三种动力变压器构造比较： 1、矿用与普通型不同点： 油箱采用低碳钢板，构造巩固；外壳不同 不设贮油柜油枕，以防在井内碰撞而发惹事故； 设有密封接线盒和进出线喇叭口； 设有注油塞油箱上和排气孔排放分解的气体。 2、隔爆干式变压器与矿用变压器相比： 无爆炸危险； 无油为干式变压器； 体积小、轻； (4)下设有滑板和滚轮运输方便。3-6 电力变压器和挪动变电站. 三、挪动变电站：如图3-32所示P128。 1、用途：用于把从煤矿井下采区变电所引来的6kv高压，变为1200v1140或690v660电压，向采煤任务面电气设备供电

24、。它具有隔爆构造，适用于有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井。常用的有：KBSGZY型：KB矿用隔爆、S三相 、G干式、Z组合 、 Y挪动 2、组成：由一台FB-6型隔爆高压负荷开关或高压真空开关、一台KSGB型隔爆干式变压器、一台BLZ型隔爆低压馈电开关或低压维护箱和高压电缆衔接器组成，它们用法兰隔爆面和紧固螺栓连成整体，下有滚轮可随任务面的推进而迁移。 3、主要参数：表3-29 P125 4、电气系统图：如图3-33所示P129。3-6 电力变压器和挪动变电站. 四、矿用隔爆挪动动力中心 1、构造： 高压配电安装、多绕组干式变压器和多电压多回路组合开关组合而成。一次电压为10kV或6kV，二次电压为

25、3.3kV、1.14kV、0.66kV，故称为动力中心或负荷中心。 2、用途： 主要用于有瓦斯、煤尘爆炸危险的煤矿井下，向综采任务面供电。低压侧可与变压器组合运用，也可独立运用。3-6 电力变压器和挪动变电站. 五、互感器：(补充内容 分类：电流互感器和电压互感器； 作用：A、用来使仪表继电器与主电路绝缘；B、用来扩展仪表、继电器的适用范围；C、将一次回路的大电流或高电压变换成小电流或低电压。 1、电流互感器： 一次绕组匝数很少，导线相当粗；二次绕组匝数很多，导线较细。任务时，一次绕组串联在供电系统的一次电路中，而二次绕组那么与仪表、继电器等的电流线圈串联，构成一个闭合回路，由于这些线圈的阻抗

26、很小，所以电流互感器任务时，二次回路接近于短路形状，二次额定电流普通为5A。3-6 电力变压器和挪动变电站. 本卷须知： A、任务时二次侧不得开路过热、高电压，二次不得装设熔断器； B、二次侧一端必需接地防止高压串入二次侧； C、留意极性抵消 2、电压互感器： 一次绕组匝数很多，二次绕组匝数较少。任务时，一次绕组并联在供电系一致次电路中，二次绕组接并联仪表、继电器电压线圈。由于电压线圈的阻抗很大，所以电压互感器任务时，二次接近于开路形状。二次绕组的额定电压普通为100V。 本卷须知： A、任务时，二次侧不得短路过热、短路电流，二次必需装熔断器； B、二次侧一端必需接地防止高压串入二次侧； C、

27、留意极性抵消。3-6 电力变压器和挪动变电站.本节小结 一、电力变压器: 二、三种动力变压器构造比较： 三、挪动变电站： 四、矿用隔爆挪动动力中心 五、互感器： 3-6 电力变压器和挪动变电站.3-7 矿用电缆 本节引见1、电缆的分类：2、铠装电缆： 3、橡套电缆 ：4、塑料电缆： 5、矿用电缆的敷设： 3-7 矿用电缆. 一、矿用电缆分类： 铠装：钢带 铜、铝3、4芯油浸纸 钢丝 干绝缘聚氯乙烯 橡套：普通 屏蔽 塑料：聚氯乙烯 交联乙烯芯线绞在一同 一铠装电缆： 1、构造：如下图。 2、运用条件：给固定设备供电。如表352所示P1483-7 矿用电缆.3、型号含义： M煤矿用阻燃电缆； V聚氯乙烯绝缘；YJ交联聚氯乙烯绝缘； V-聚氯乙烯护套； 22钢带铠装；32钢丝绳铠装；42粗钢丝绳铠装； / -电缆的电压等级； - 主芯线的根数和截面； - 零线的根数和截面。 如：MYJV22-6/10-3150 表示：煤矿用交联聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装阻燃电缆，电压6/10kV，主芯线截面三根150m。如表3-53、54所示P